Полимерийн төрлүүдийн жишээ асуултууд ба хэлэлцүүлэг
Полимер гэдэг нь мономер гэж нэрлэгддэг жижиг молекулын нэгжүүдээс бүрдсэн том молекул юм. Полимерийг хуванцар, резинээс эхлээд синтетик утас, барилгын материал хүртэл олон төрлийн хэрэглээнд ашигладаг. Полимерийг ойлгох нь хими, материалын шинжлэх ухаан болон янз бүрийн салбарт чухал ач холбогдолтой. Энэ нийтлэлд полимерийн төрлүүдтэй холбоотой хэд хэдэн жишээ асуудлыг авч үзэж, эдгээр асуудлуудад гүнзгий шийдлүүдийг өгөх болно.
Жишээ асуултууд болон хэлэлцүүлэг
Асуулт 1:
Анхны эх үүсвэр дээр нь үндэслэн гурван төрлийн полимерийг нэрлээд, тус бүрээс нь жишээ авч тайлбарлана уу.
Хэлэлцүүлэг:
1. Байгалийн полимерүүд:
Байгалийн полимер гэдэг нь хүрээлэн буй орчинд байгалийн жамаар үүсдэг полимер юм. Байгалийн полимерүүдийн жишээнд дараахь зүйлс орно.
– Целлюлоз: Ургамлын эсийн хананд агуулагддаг.
– Байгалийн резин: Hevea brasiliensis модны шүүснээс гаргаж авдаг.
– Уураг: Жишээлбэл, амьтны арьс болон холбогч эдэд агуулагддаг коллаген.
2. Синтетик полимерүүд:
Синтетик полимерүүд нь хүний хиймэл химийн процессоор гаргаж авсан полимерүүд юм. Синтетик полимерүүдийн жишээнд дараахь зүйлс орно.
– Полиэтилен (PE): Гялгар уут үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
– Полипропилен (PP): Автомашины үйлдвэрлэл болон хүнсний сав баглаа боодолд ашигладаг.
– Поливинил хлорид (PVC): Хоолой болон кабель үйлдвэрлэлд ашигладаг.
3. Хагас синтетик полимерүүд:
Хагас синтетик полимерүүд нь байгалийн полимерүүдийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд тэдгээрийн өөрчлөлт юм. Хагас синтетик полимерүүдийн жишээнд дараахь зүйлс орно.
– Целлюлозын ацетат: Гэрэл зургийн хальсанд ашигладаг, цууны хүчил ашиглан өөрчилсөн целлюлозоос гаргаж авсан.
– Нитроцеллюлоз: Целлюлозыг нитратжуулах замаар гаргаж авсан бөгөөд тэсрэх бодис болон бүрхүүл үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Асуулт 2:
Термопластик ба термосет полимерүүдийн ялгааг тайлбарлаж, тус бүрээс нь хоёр жишээ өгнө үү.
Хэлэлцүүлэг:
1. Термопластик полимерүүд (Термопластик):
Энэхүү полимер нь халаахад зөөлөрч, хөргөхөд хатуурдаг бөгөөд энэ процессыг дахин дахин давтаж болно. Энэ нь дахин боловсруулахад хялбар болгодог. Жишээлбэл:
– Полиэтилен (PE): Гялгар уут, шил үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
– Полистирол (PS): Дулаан тусгаарлагч материал болон хүнсний сав баглаа боодол үйлдвэрлэлд ашигладаг.
2. Термосет полимерүүд (Термосетууд):
Эдгээр полимерүүд халаалт болон хөргөлтийн аргаар нэгэнт үүссэн тул дахин хайлуулж болохгүй. Эдгээр нь бат бөх бүтэцтэй бөгөөд термопластиктай адил аргаар дахин боловсруулж болохгүй. Жишээлбэл:
– Бакелит: Цахилгаан унтраалга болон тогооны хэрэгслийн бариулд агуулагддаг.
– Эпокси давирхай: Цавуу, бүрээс болон удаан эдэлгээтэй нийлмэл материалд ашигладаг.
Асуулт 3:
Нэмэлт полимержих процессыг тайлбарлаж, энэ процессоор үүссэн полимерүүдийн жишээг өгнө үү.
Хэлэлцүүлэг:
Нэмэлт полимержилт гэдэг нь давхар холбоо (ихэвчлэн нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар холбоо) агуулсан мономерууд дайвар бүтээгдэхүүн үүсгэхгүйгээр нэгдэж, гинжин урвалаар полимер үүсгэх үйл явц юм.
Полимержилтийн үе шатуудаас гадна дараахь зүйлс орно.
1. Эхлэл: Урвалыг эхлүүлдэг чөлөөт радикалууд эсвэл ионууд үүсэх.
2. Үржих: Чөлөөт радикалууд буюу ионууд нь мономеруудтай урвалд орж, илүү урт полимер гинж үүсгэдэг.
3. Төгсгөл: Хоёр чөлөөт радикал нэгдэх үед урвал дуусдаг.
Нэмэлт полимерүүдийн жишээ:
– Полиэтилен (PE): Этилен мономер (C2H4)-ээс гаргаж авсан.
– Полипропилен (PP): Пропилен мономероос (C3H6) гаргаж авсан.
Асуулт 4:
Конденсацийн полимержилт гэж юу гэсэн үг вэ, энэ процессоор үүссэн полимерүүдийн хоёр жишээг өгнө үү.
Хэлэлцүүлэг:
Конденсацийн полимержилт гэдэг нь мономерууд ус эсвэл метанол зэрэг жижиг молекулуудыг зайлуулж нэгддэг полимержих процесс юм.
Конденсацийн полимержилтийн жишээнүүд нь:
1. Нейлон үүсэх:
Нейлон 6,6 нь гексаметилендиамин ба адипины хүчлийн хоорондох урвалаар үүсдэг бөгөөд дайвар бүтээгдэхүүн болгон ус үүсгэдэг.
\[ \text{H}_2\text{N}-(\text{CH}_2)_6\text{NH}_2 + \text{HOOC}-(\text{CH}_2)_4\text{COOH} \баруун сум (-\text{NH}-(\text{CH}_2)_6\text{NH-CO}-(\text{CH}_2)_4\text{CO-})_n + \text{H}_2\text{O} \]
2. Полиэстер үүсэх:
Полиэтилен терефталат (ПЭТ) зэрэг полиэстрүүд нь терефталийн хүчил ба этилен гликолын хоорондох урвалаар үүсч, дайвар бүтээгдэхүүн болгон ус үүсгэдэг.
\[ \text{HOOC-}\text{C}_6\text{H}_4\text{COOH} + \text{HO-CH}_2\text{CH}_2\text{OH} \rightarrow (-\text{O-CH}_2\text{CH}_2-\text{OCO-}\text{C_text{C_text{C_text{C_text{C_t\n} + \text{H}_2\text{O} \]
Асуулт 5:
Хуванцаржуулагч ашигласнаар полимерүүдийн физик шинж чанарыг хэрхэн өөрчлөх вэ? Жишээ хэлнэ үү.
Хэлэлцүүлэг:
Хуванцаржуулагч нь уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэх, хэврэг байдлыг бууруулах, шилэн шилжилтийн температурыг (Tg) бууруулах зорилгоор полимерүүдэд нэмдэг нэмэлт бодисууд юм. Хуванцаржуулагч нь полимер доторх молекул хоорондын холбооны бат бөх чанарыг бууруулж, полимер гинжийг илүү чөлөөтэй хөдөлгөж, материалын уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэх замаар ажилладаг.
Хуванцаржуулагч ашиглах жишээ:
– PVC болон хуванцаржуулагч: Цахилгааны кабель үйлдвэрлэхэд PVC-г илүү уян хатан, бат бөх болгохын тулд фталат зэрэг хуванцаржуулагчтай хольдог.
– Целлюлозын ацетат ба хуванцаржуулагч: Бүтээгдэхүүнийг хатууруулахгүй болгохын тулд хальс, лак үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Дүгнэлт
Полимер бол өдөр тутмын амьдрал болон орчин үеийн технологид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гайхалтай олон талт материал юм. Полимерийн төрөл ба полимержих процессыг ойлгосноор бид хүссэн шинж чанартай шинэ материалыг боловсруулж, тэдгээрийн хэрэглээг олон янзын салбарт сайжруулж чадна. Полимерийн боловсрол нь эдгээр асуудлыг шийдвэрлэх, полимер шинжлэх ухааны үндэс суурь болсон үндсэн зарчмуудыг гүнзгий ойлгохоос эхэлдэг. Энэхүү нийтлэл нь полимерийн төрлүүдийн талаарх анхны ойлголтыг өгөх, уншигчдыг полимер болон тэдгээрийн хэрэглээний талаар илүү гүнзгий суралцаж, судлахад урамшуулах зорилготой юм.
