Elva Gümnaasium " Plastmassid ja polümeerid " Referaat keemiast Liis Kukin 9.D.klass 2009/2010 õppeaasta 1 Sisukord 1. Plastmassid.............................................................. lk 3 Plastmasside ja polümeeride erinevad liigid ja nende kasutamine lk 4 2. Polümeerid - Polümeeride olemus ja nende tähtsus meie elus.. lk 5 3. Kasutatud kirjandus...................................................... lk 10 2 Plastmassid Plastmassid- on ained, mida saab kergesti venitada ja valada vormi. Esimesed plastmassid, nagu tselluloid, tehti looduses leiduvatest polümeeridest. Esimene täielikult sünteetiline plastmass oli bakeliit,
Polümeeride olemus ja nende tähtsus meie elus Polümeerid on ühendid, mille molekul koosneb seotud korduvatest struktuuriühikutest. Polümeeridel on väga pikad molekulid. Neil on ülimalt suur molaarmass (üle tuhande). Polümeere liigitatakse tehispolümeerideks ja biopolümeerideks. Biopolümeerid on polümeerid, mis on tekkinud looduslikult. Inimese puhul on nendeks näiteks luud ja juuksed. Tehispolümeerid on toodetud tehislikult. Nende hulka kuuluvad kõikvõimalikud plastid. Plaste teatavasti kasutatakse igapäevases elus väga laialdaselt. Meditsiin kasutab plaste enda töövahendite näol. Plastmassist topsikud on samuti polümeerid. Polümeerid koosnevad süsiniku ja vesiniku aatomitest moodustunud ahelates. Nende elementaarlülid võivad
Minu elu polümeeridega Polümeerideks nimetatakse kõrgmolekulaarseid ühendeid, mille ahelas on üle saja elementaarlüli ning molaarmass jääb vahemikku 2 000 - 2 000 000 g/mol. Polümeerid koosnevad süsiniku ja vesiniku aatomitest moodustunud ahelatest. Nende elementaarlülid võivad sisaldada ka kõiki muid elemente ja ühendeid. Päritolu järgi jagunevad polümeerid biopolümeerideks, tehispolümeerideks ja sünteetilisteks polümeerideks. Biopolümeerid on polümeerid, mis on tekkinud looduslikult, näiteks luud ja juuksed. Tähtsaimad looduslikud polümeerid on nukleiinhapped (nt RNA), valgud, polüsahhariidid (nt tselluloos, tärklis) ja polüpreenid (nt kautšuk). Need polümeerid on kõige olulisemad meie elus kuna nendeta poleks võimalik inimeste elu. Tehispolümeerid saadakse looduslikest polümeeridest keemilise töötlemise teel (nt tsellofaan)
1. Polümerisatsiooni ehk polümeerumise käigus monomeerid ühinevad ja moodustavad polümeere, mille molekul koosneb kovalentsete sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest ehk elementaarlülidest. Elementaarlülide arv polümeeris näitab polümerisatsiooniastet. Polüpropeen on propeeni monomeeridest koosnev polümeer. -Polümeeri näiteks on polüpropeen (-CH2-CH(CH3)-), mille monomeeriks on propeen (CH2=CH-CH3). -Tavaliselt mõeldakse monomeeri all orgaanilist ühendit, mille molekul sisaldab küllalt suure aktiivsusega kaksiksidet või funktsionaalset rühma ja on võimeline moodustama polümeerseid molekule. -Elementaarlüli on komponent, millest koosneb ahel. Polüpropeeni elementaarlüli on: -Polümerisatsiooniaste (tähis: n) on elementaarlülide arv polümeeri molekulis. 2
seepärast polüestrid lagunevad looduses äärmiselt aeglaselt. Nii aga saastatakse keskkonda kile, riide, anumate ja muude jäätmetega. On leiutatud ka polüestreid, mis lagunevad mikroorganismide toimel kiiresti, kuid need on esialgu veel kallid. Üks sellistest on 3-hüdroksübutaanhappe polüester. Mõned bakterid kasutavad seda estrit varuainena polüsahhariidide asemel. Märksa odavam on polülaktiid, mida oleks õigem nimetada polüpiimhappeks. See on samuti biodegradeeruv polümeer ning USA-s on tema tooraineks mais kiiresti uuenev ressurss. Maisist eraldatakse sahhariidid, kääritatakse piimhappeks ning see polümeeritakse katalüsaatorite abil. Samahästi võib polülaktiidi teha nisust, riisist või põllumajandusjäätmetest. Polüamiidid Polüamiidid on polümeerid, mille põhiahelas kordub amiidirühm (-- CO -- NH --). Polüamiid võib moodustuda aminohappe molekulide kui monomeeride polükondensatsioonil.
Joonisel 2-20 on esitatud kvartsi kristalli ja kvartsklaasi struktuur (amorfne). Amorfseid materjale saab valmistada kiirel jahutamisel (klaasi tootmine). Amorfsete materjalide hulgas eristatakse nn klaasitaolisi materjale. Neil on tahke (klaasitaoline) oleku ja vedela (voolava) oleku vahel nn viskoelastne olek. Siia kuuluvad paljud polümeerid. Metallid kristalsed; keraamilised materjalid suurem osa kristalsed; polümeerid suurem osa amorfsed. 2. Punktdefektid ja joon defektid kristallides. Jaotatakse omadefektideks ja lisanddefektideks. 3.2.1 Oma-punktdefektid 1) Vakantsid e tühjad võresõlmed (joon 3-1). Tekivad kristallide kasvamisel ja temperatuuridel, kus aatomid on küllalt liikuvad. Nad on nn tasakaalulised defektid, st temperatuuril T>0,6 Tsul on nende kontsentratsioon määratud temperatuuriga: (3.1) kus N - üldine osakeste kontsentratsioon (aatomit/cm3) EV vakantside tekkeenergia
lähikorrapära. Sisuliselt on amorfsed ained allajahutatud vedelikud, nad ei ole jõudnud kristalliseeruda. Joonisel 2-20 on esitatud kvartsi kristalli ja kvartsklaasi (paremal; amorfne) struktuur. Amorfseid materjale saab valmistada kiirel jahutamisel (klaasi tootmine). Amorfsete materjalide hulgas eristatakse nn klaasitaolisi materjale. Neil on tahke (klaasitaolise) oleku ja vedela (voolava) oleku vahel nn viskoelastne olek. Siia kuuluvad paljud polümeerid. Metallid kristalsed. Keraamilised materjalid suurem osa kristalsed. Polümeerid suurem osa amorfsed. 2. Difusiooni mehhanismid (4.1) Aatomid on kristallis pidevas vibratsioonliikumises. Energia fluktuatsioonide tõttu võib mõni aatom omandada energia, mis ületab keskmise energia sedavõrd, et aatom saab võres liikuda. Seda energiabarjääri, mida aatom liikumiseks peab ületama (vajalikku lisaenergiat) nimetatakse difusiooni aktiveerimise energiaks
.......................................................................................................20 Kokkuvõte.................................................................................................................................21 Kasutatud allikad...................................................................................................................... 22 2 Sissejuhatus Plastmasside tähtsust meie igapäevaelus on võimatu alahinnata. Alustades plastikpudelitest ja fliisidest, lõpetades sõiduautode detailide ja kilekottidega. Tundub uskumatu, et veel pool sajandit tagasi suutsid inimesed hakkama saada plastikuvabas maailmas... Või kas suutsid? Üleminek plastivabast maailmast plastikuteajajärku võis olla palju sujuvam kui esmapilgul tundub. Referaadi eesmärk on ühelt poolt välja selgitada plastide kasutusele võtu aegtelje,
Kõik kommentaarid