Номер 6, страница 101 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Используя Интернет, установите формулу поливинилацетата, познакомьтесь с его свойствами и применением.

Формула поливинилацетата

Поливинилацетат (сокращенно ПВА или ПВАц) — это синтетический полимер, который получают в результате реакции полимеризации его мономера, винилацетата.

Химическая формула мономера (винилацетата): $CH_3COOCH=CH_2$.

Процесс полимеризации можно представить следующей схемой:

$n(CH_3COOCH=CH_2) \rightarrow (-CH_2-CH(OOCCH_3)-)_n$

Таким образом, формула элементарного (повторяющегося) звена поливинилацетата выглядит так: $-CH_2-CH(OOCCH_3)-$. В этой структуре к основной углеродной цепи присоединена ацетатная группа $(OOCCH_3)$.

Общая (брутто) формула элементарного звена: $C_4H_6O_2$. Соответственно, общая формула полимера: $(C_4H_6O_2)_n$, где n — степень полимеризации, показывающая количество мономерных звеньев в цепи.

Ответ: Формула элементарного звена поливинилацетата: $-CH_2-CH(OOCCH_3)-$. Общая формула полимера: $(C_4H_6O_2)_n$.

Свойства поливинилацетата

Поливинилацетат обладает набором физических, механических и химических свойств, которые обуславливают его широкое практическое использование.

• Физические свойства:
  • Внешний вид: твёрдое, бесцветное и прозрачное вещество, не имеющее запаха.
  • Структура: аморфный полимер. Это значит, что у него нет кристаллической решётки.
  • Термопластичность: при нагревании размягчается и становится пластичным, а при охлаждении снова затвердевает. Температура стеклования (перехода из хрупкого в эластичное состояние) составляет около 30–45 °C.
  • Плотность: примерно 1,18–1,19 г/см³.
  • Растворимость: практически нерастворим в воде, алифатических углеводородах (бензине), жирах и маслах. Хорошо растворяется во многих органических растворителях, например, в ацетоне, этилацетате, бензоле, метаноле.
• Механические свойства:
  • Адгезия: обладает высокой клеящей способностью (адгезией) ко многим пористым поверхностям, таким как дерево, бумага, картон, ткань, кожа.
  • Прочность: имеет удовлетворительную механическую прочность, но является довольно хрупким при температурах ниже температуры стеклования.
• Химические свойства:
  • Устойчивость: достаточно устойчив к действию света, кислорода, разбавленных кислот и щелочей при комнатной температуре.
  • Гидролиз: как и все сложные эфиры, поливинилацетат способен к омылению (гидролизу). При нагревании с водными растворами кислот или щелочей он расщепляется на поливиниловый спирт и уксусную кислоту (или её соль). Эта реакция является основным промышленным методом получения поливинилового спирта.

Ответ: Поливинилацетат — это твёрдый, прозрачный, термопластичный аморфный полимер с высокой адгезией к пористым материалам. Он растворяется в органических растворителях, но не в воде, и химически способен к гидролизу с образованием поливинилового спирта.

Применение поливинилацетата

Благодаря сочетанию низкой стоимости, доступности и ценных свойств (в первую очередь, высокой адгезии), поливинилацетат является одним из самых массовых полимеров. Основные сферы его применения:

• Производство клеев: Это главная область использования. Водная дисперсия поливинилацетата, известная всем как клей ПВА, применяется для склеивания дерева, бумаги, картона, кожи, тканей. Существуют различные марки клея ПВА: бытовой (универсальный), канцелярский, столярный, строительный (например, для добавления в бетон).
• Лакокрасочная промышленность: ПВА является связующим компонентом (плёнкообразователем) в водно-дисперсионных красках (их часто называют "эмульсионными" или "латексными"). Такие краски экологичны, быстро сохнут и образуют "дышащее" покрытие.
• Текстильная и кожевенная промышленность: Используется для аппретирования — специальной пропитки тканей и нетканых материалов для придания им плотности, жёсткости, износостойкости и несминаемости.
• Строительство: Поливинилацетатную дисперсию добавляют в цементные и гипсовые растворы, шпатлёвки, грунтовки для повышения их эластичности, водостойкости и прочности сцепления с основанием.
• Пищевая промышленность: Очищенный поливинилацетат разрешён к использованию в качестве полимерной основы для жевательной резинки.
• Химическая промышленность: Является исходным продуктом для синтеза поливинилового спирта (ПВС) и его производных, которые также находят широкое применение (например, для создания волокон, плёнок, загустителей).

Ответ: Основные области применения поливинилацетата — это производство клеев (клей ПВА), водно-дисперсионных красок, пропитка для тканей, добавки в строительные смеси, основа для жевательной резинки и сырьё для получения поливинилового спирта.