Формула полипропилена. Свойства и применение полипропилена

Полимеры и изготовленные из них материалы, предметы быта, оборудование - это важная часть промышленности и жизни человека в целом. Природные ресурсы, к сожалению, сильно истощились за время их использования. Поэтому людям пришлось научиться синтезировать искусственные материалы, которые обладают рядом важных технических характеристик. Одним из таких и является полипропилен. Химическая формула этого соединения, особенности его свойств и строения молекулы будут рассмотрены в ходе статьи.

Полимеры - общая характеристика

К данному классу соединений относятся те, которые обладают очень высоким значением молекулярной массы. Ведь полимеры - это сложные органические соединения, состоящие из многократно повторяющихся мономерных звеньев, которых может быть от нескольких десятков до сотен, тысяч и миллионов.

Среди всех полимеров можно выделить следующие группы:

1. Природного происхождения - белки, нуклеиновые кислоты, молекулы АТФ и так далее.
2. Искусственные - те, что созданы на основе природных, но были химически модифицированы с целью улучшения технических характеристик. Например, искусственные каучуки.
3. Синтетические - те, что создаются только путем химических реакций, синтеза в лаборатории и производственных комбинатах. Здесь примерами могут служить синтетические ткани и волокна, полиэтилены, синтетические каучуки, поливинилхлорид, полипропилен и прочие.

Все обозначенные группы полимеров - важное промышленное сырье для получения и производства различного оборудования, предметов быта, посуды, игрушек, мебели и прочих вещей.

Представители важнейших синтетических полимеров

Химическая формула одного из важнейших представителей синтетических полимеров записывается как (-СН₂-СН₂-)_n. Это полиэтилен. Области его использования известны. Это и бытовые нужды (хозяйственная пленка), и промышленные, и пищевая отрасль (упаковочный материал). Однако хоть он и самый распространенный, но далеко не единственный представитель, являющийся крайне важным для человека. Также можно назвать такие полимеры, как:

• поливинилхлорид;
• полипропилен;
• полиизобутилен;
• полистирол;
• тефлон;
• поливинилацетат и прочие.

Именно в строительном деле, а также для изготовления посуды большую роль играет такой материал, как полипропилен. Поэтому далее рассмотрим именно его особенности с химической точки зрения.

Формула полипропилена

С точки зрения науки химии, состав данного вещества можно выразить разными видами формул. Первый вариант, это молекулярная форма записи. В этом случае формула полипропилена выглядит так: (С₃Н₆)_n. Последняя n означает степень полимеразации, то есть число структурных исходных звеньев в макроцепи.

Такая запись позволяет сделать вывод о качественном и количественном составе молекулы. Полипропен состоит из атомов углерода и водорода, а их количество в мономерном звене соответственно равно 3/6, а в общей цепи зависит от показателя n. Если же говорить о самой структуре соединения, о порядке связей атомов в молекуле, то тогда необходим другой вид записи вещества.

Полипропилен: структурная формула

Вид записи, в котором показан порядок соединения атомов в молекуле, называют структурной формулой. Для рассматриваемого нами вещества она будет иметь такой вид: (-СН₂-СН-СН₃-)_n. Очевидно, что общепринятая валентность атомов в органической химии сохраняется и в этом случае. Формула полипропилена или полипропена показывает, какое именно мономерное звено лежит в основе соединения. Образовано оно от непредельного углеводорода (алкена) пропена или пропилена. Его эмпирическая формула: С₃Н₈.

Исходный мономер

Формула мономера для получения полипропилена такова: (-СН₂-СН-СН₃-). Если этот фрагмент повторить несколько сотен раз, то мы получим целую макромолекулу синтетического полимера, который и является рассматриваемым материалом. Кроме того, мы уже указывали, что вообще исходным веществом для реакции полимеризации следует считать обычный алкен - пропен. Он и есть мономер полипропилена. Формула структурная будет записываться как СН₃-СН=СН₂. При разрыве двойной связи в ходе полимеризации образуется нужный фрагмент. То самое мономерное звено, которое, повторяясь, образует макромолекулу полимера.

Физические и химические свойства

Формула полипропилена (-СН₂-СН-СН₃-)_n позволяет судить о его физических и химических характеристиках. Перечислим основные из них.

1. Физические свойства данного полимера: плотность 0,91 г/см³, твердый, устойчивый к истиранию, не подвергается коррозии. Цвет белый, непрозрачный. Запах отсутствует. В воде, органических растворителях при обычных температурах нерастворим. При показателе свыше 100 ⁰С растворяется в углеводородных соединениях. Размягчаться начинает после 140 ⁰С, при 170 ⁰С плавится. Обладает тепло- и морозоустойчивостью.
2. Химические свойства. С точки зрения активности, полипропен можно отнести к практически инертным веществам. Он способен вступать во взаимодействие лишь с особенно сильными окислителями: дымящей азотной, хлорсульфоновой кислотами, олеумом, активными галогенами (фтор, хлор). С водой не взаимодействует вообще, даже при повышенных температурах. С кислородом реагирует только при облучении ультрафиолетом, процесс сопровождается деструкцией полимера. В органических растворителях при повышении температуры набухает и растворяется.

Обозначенные свойства можно отнести и к техническим характеристикам самого материала, который используется в промышленности. Однако не весь полипропилен одинаков. Существуют специальные добавки-стабилизаторы, при помощи которых создаются разные сорта рассматриваемого полимера.

Технические характеристики материала

Можно обозначить несколько основных свойств, которыми обладает материал полипропилен. Характеристики его следующие:

1. При нагревании способен плавиться, предварительно размягчаясь.
2. Не обладает проводниковыми свойствами.
3. Ударостоек, прочен на износ.
4. Устойчив к истиранию.
5. Стареет при воздействии солнца и кислорода, но процесс происходит достаточно медленно.
6. Как полимер имеет маленький молекулярный вес.
7. Обладает белым цветом, полупрозрачен, не имеет вкуса и запаха.
8. При сгорании не выделяет вредных веществ, издает легкий цветочный аромат.
9. Является гибким, прочным, устойчивым к различного рода загрязнениям.
10. Обладает тепло- и морозостойкостью.

Все обозначенные свойства полипропилена как материала позволяют использовать его для различных нужд. Он легок в применении, удобен в уходе и использовании в практической деятельности любой отрасли народного хозяйства.

Всего можно выделить три основные разновидности данного материала:

• аттактический;
• синдиотактический;
• изотактический.

Основное отличие в них - это пространственное строение молекулы. А конкретно - расположение метильных группировок в цепи. Также на технические характеристики оказывают влияние стабилизирующие добавки, количество мономерных звеньев в макроструктуре.

Производят данный материал либо в виде кристаллических гранулярных структур, либо в виде волокон, листов.

Области использования

Материал полипропилен используется для производства различных пленок, упаковочной тары, контейнеров для пищевых продуктов. Именно из него изготавливаются обычные пластиковые стаканчики и другие предметы одноразовой посуды. Этот материал идет на изготовление прочных, устойчивых к химическим агентам полипропиленовых сантехнических труб.

Его же используют для создания шумонепроницаемых материалов. Липкая лента - это также одна из разновидностей полипропилена.

Аттактический материал идет на изготовление:

• мастик;
• клеев;
• замазок;
• липких лент;
• дорожных покрытий и прочее.

Большое количество полипропиленовых листов, волокон уходит на изготовление игрушек, канцелярских товаров, предметов бытового и хозяйственного назначения.