Формула поліпропілену. Властивості і застосування поліпропілену

Полімери й виготовлені з них матеріали, предмети побуту, обладнання – це важлива частина промисловості і життя людини в цілому. Природні ресурси, на жаль, сильно виснажилися за час їх використання. Тому людям довелося навчитися синтезувати штучні матеріали, які володіють рядом важливих технічних характеристик. Одним з таких і є поліпропілен. Хімічна формула цього з'єднання, особливості його властивостей і будови молекули будуть розглянуті в ході статті.

Полімери – Загальна характеристика

До даного класу сполук належать ті, які володіють дуже високим значенням молекулярної маси. Адже полімери – це складні органічні сполуки, що складаються з багаторазово повторюваних мономірних ланок, яких може бути від декількох десятків до сотень, тисяч і мільйонів.

Серед усіх полімерів можна виділити наступні групи:

1. Природного походження – білки, нуклеїнові кислоти, молекули АТФ і так далі.
2. Штучні – ті, що створені на основі природних, але були хімічно модифіковані з метою поліпшення технічних характеристик. Наприклад, штучні каучуки.
3. Синтетичні – ті, що створюються тільки шляхом хімічних реакцій, синтезу в лабораторії і виробничих комбінатах. Тут прикладами можуть служити синтетичні тканини і волокна, поліетілени, синтетичні каучуки, полівінілхлорид, поліпропілен та інші.

Всі позначені групи полімерів – важливе промислове сировину для отримання та виробництва різного устаткування, предметів побуту, посуду, іграшок, меблів та інших речей.

Представники найважливіших синтетичних полімерів

Хімічна формула одного з найважливіших представників синтетичних полімерів записується як (-СН₂-СН₂-)_n. Це поліетилен. Області його використання відомі. Це і побутові потреби (господарська плівка), і промислові, і харчова галузь (пакувальний матеріал). Однак хоч він і найпоширеніший, але далеко не єдиний представник, який є вкрай важливим для людини. Також можна назвати такі полімери, як:

• полівінілхлорид;
• поліпропілен;
• полиизобутилен;
• полістирол;
• тефлон;
• полівінілацетат та інші.

Саме в будівельній справі, а також для виготовлення посуду велику роль відіграє такий матеріал, як поліпропілен. Тому далі розглянемо саме його особливості з хімічної точки зору.

Формула поліпропілену

З точки зору науки хімії, склад даної речовини можна виразити різними видами формул. Перший варіант, це молекулярна форма запису. У цьому випадку формула поліпропілену виглядає так: (С₃Н₆)_n. Остання n означає ступінь полімеразаціі, тобто число структурних вихідних ланок у макроланцюга.

Такий запис дозволяє зробити висновок про якісний та кількісний склад молекули. Полипропен складається з атомів вуглецю і водню, а їх кількість в мономірних ланок відповідно дорівнює 3/6, а в загальній ланцюга залежить від показника n. Якщо ж говорити про саму структуру сполуки, про порядок зв'язків атомів в молекулі, то тоді необхідний інший вид запису речовини.

Поліпропілен: структурна формула

Вид записи, в якому показано порядок з'єднання атомів в молекулі, називають структурною формулою. Для розглянутого нами речовини вона буде мати такий вигляд: (-СН₂-СН-СН₃-)_n. Очевидно, що загальноприйнята валентність атомів в органічній хімії зберігається і в цьому випадку. Формула поліпропілену або Полипропен показує, яке саме мономерна ланка лежить в основі з'єднання. Утворено воно від непредельного вуглеводню (алкена) пропена або пропілену. Його емпірична формула: С₃Н₈.

Вихідний мономер

Формула мономера для отримання поліпропілену така: (-СН₂-СН-СН₃-). Якщо цей фрагмент повторити кілька сотень разів, то ми отримаємо цілу макромолекулу синтетичного полімеру, який і є розглянутим матеріалом. Крім того, ми вже вказували, що взагалі вихідною речовиною для реакції полімеризації слід вважати звичайний алкен – пропен. Він і є мономер поліпропілену. Формула структурна буде записуватися як СН₃-СН = СН₂. При розриві подвійного зв'язку в ході полімеризації утворюється потрібний фрагмент. Те саме мономерна ланка, яка, повторюючись, утворює макромолекулу полімеру.

Фізичні і хімічні властивості

Формула поліпропілену (-СН₂-СН-СН₃-)_n дозволяє судити про його фізичні і хімічні характеристики. Перелічимо основні з них.

1. Фізичні властивості даного полімеру: щільність 0,91 г / см³, твердий, стійкий до стирання, що не піддається корозії. Колір білий, непрозорий. Запах відсутній. У воді, органічних розчинниках при звичайних температурах нерозчинний. При показнику понад 100 ⁰С розчиняється у вуглеводневих з'єднаннях. Розм'якшуватися починає після 140 ⁰С, при 170 ⁰З плавиться. Володіє тепло- і морозостійкістю.
2. Хімічні властивості. З погляду активності, Полипропен можна віднести до практично інертним речовинам. Він здатний вступати у взаємодію лише з особливо сильними окислювачами: димить азотної, хлорсульфонової кислотами, олеумом, активними галогенами (фтор, хлор). З водою не взаємодіє взагалі, навіть при підвищених температурах. З киснем реагує тільки при опроміненні ультрафіолетом, процес супроводжується деструкцією полімеру. У органічних розчинниках при підвищенні температури набухає і розчиняється.

Окреслені властивості можна віднести і до технічних характеристик самого матеріалу, який використовується в промисловості. Однак не весь поліпропілен однаковий. Існують спеціальні добавки-стабілізатори, за допомогою яких створюються різні сорти розглянутого полімеру.

Технічні характеристики матеріалу

Можна позначити кілька основних властивостей, якими володіє матеріал поліпропілен. Характеристики його наступні:

1. При нагріванні здатний плавитися, попередньо размягчаясь.
2. Не володіє провідниковими властивостями.
3. Ударостоек, міцний на знос.
4. Стійкий до стирання.
5. Старіє при впливі сонця і кисню, але процес відбувається досить повільно.
6. Як полімер має маленький молекулярний вагу.
7. Володіє білим кольором, напівпрозорий, не має смаку і запаху.
8. При згоранні не виділяє шкідливих речовин, видає легкий квітковий аромат.
9. Є гнучким, міцним, стійкість до різного роду забруднень.
10. Володіє тепло- і морозостійкістю.

Усі зазначені властивості поліпропілену як матеріалу дозволяють використовувати його для різних потреб. Він легкий у застосуванні, зручний у відході і використанні в практичній діяльності будь-якої галузі народного господарства.

Всього можна виділити три основні різновиди даного матеріалу:

• аттактіческій;
• сіндіотактіческій;
• ізотактичний.

Основна відмінність в них – це просторове будова молекули. А конкретно – розташування метильних угруповань в ланцюзі. Також на технічні характеристики впливають стабілізуючі добавки, кількість мономерних ланок у макроструктуру.

Проводять даний матеріал або у вигляді кристалічних гранулярних структур, або у вигляді волокон, листів.

Області використання

Матеріал поліпропілен використовується для виробництва різних плівок, пакувальної тари, контейнерів для харчових продуктів. Саме з нього виготовляються звичайні пластикові стаканчики та інші предмети одноразового посуду. Цей матеріал йде на виготовлення міцних, стійких до хімічних агентів поліпропіленових сантехнічних труб.

Його ж використовують для створення шумонепроніцаемих матеріалів. Липка стрічка – це також один з різновидів поліпропілену.

Аттактіческій матеріал йде на виготовлення:

• мастик;
• клеїв;
• замазок;
• липких стрічок;
• дорожніх покриттів та інше.

Велика кількість поліпропіленових листів, волокон йде на виготовлення іграшок, канцелярських товарів, предметів побутового і господарського призначення.