Учительська світлиця

УРОК 48. ВПЛИВ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЗДОРОВ'Я ЛЮДИНИ І ДОВКІЛЛЯ. ПРОБЛЕМА УТИЛІЗАЦІЇ ПОЛІМЕРІВ І ПЛАСТМАС. СИНТЕТИЧНІ ВОЛОКНА

Цілі:

формування ключових компетентностей:

· основні компетентності у природничих науках і технологіях;

· екологічна грамотність і здорове життя;

· уміння вчитися впродовж життя;

формування предметних компетентностей:

· формувати знання учнів про синтетичні волокна, їх фізичні властивості й застосування, вплив полімерних матеріалів на здоров'я людини і довкілля, проблеми утилізації полімерів і пластмас у контексті сталого розвитку суспільства;

· розвивати екологічне мислення;

· виховувати інтерес до вивчення хімії.

Обладнання: мультимедійний проектор, комп'ютер, зразки синтетичних волокон.

Тип уроку: ВНМ (Д).

Форми роботи: пояснення вчителя, бесіда, прийоми «Асоціативний кущ», «Творча лабораторія», захист проектів.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЯ КЛАСУ

II. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ І МЕТИ УРОКУ

ІІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Ø Прийом «Асоціативний кущ»

IV. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

На сьогоднішньому уроці ми продовжуємо вивчення проблеми попереднього уроку.

Проблема: Які нові матеріали дають можливість створити органічні сполуки? Якими особливими властивостями вони володіють?

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (ПОЯСНЕННЯ ВЧИТЕЛЯ + БЕСІДА)

Класифікація волокон

Натуральні волокна — бавовну, льон, вовну, шовк — виробляють із природних волокнистих матеріалів.

Штучні волокна — волокна, які одержують із продуктів хімічної переробки природних полімерів.

Синтетичні волокна — це хімічні волокна, що формуються із синтетичних полімерів.

Види синтетичних волокон

· Поліакрилонітрильне волокно.

· Поліамідне волокно.

· Полівінілспиртове волокно.

· Полівінілхлоридне волокно.

· Поліолефінове волокно.

· Поліуретанове волокно.

· Поліформальдегідне волокно.

· Поліефірне волокно.

· Вуглецеві нитки.

· Фторволокно.

Стадії виробництва синтетичних волокон:

1) приготування прядильного розплаву (поліаміди, поліефіри, поліолефіни) або розчину (поліакриламід, полівінілхлорид, полівініловий спирт) з наступним видаленням з них домішок і бульбашок повітря;

2) формування волокна з розчину (розплаву) з подальшим витягуванням у пластичному стані і термофіксацією;

3) обробка сформованих волокон (обробка різними реагентами, замаслення, сушка, крутіння, упаковка).

VI. ЗАХИСТ ПРОЕКТІВ

1. Навчальний проект № 24 «Синтетичні волокна: їхнє значення, застосування в побуті й промисловості».

2. Навчальний проект № 25 «Рециклінг як єдиний цивілізований спосіб утилізації твердих побутових відходів».

3. Навчальний проект № 26 «Переробка побутових відходів в Україні та розвинених країнах світу».

4. Навчальний проект № 27 «Перспективи одержання і застосування полімерів із наперед заданими властивостями».

5. Навчальний проект № 28 «Дослідження маркування виробів із полімерних матеріалів і пластмас».

6. Навчальний проект № 29 «Виготовлення виробів із пластикових пляшок».

VII. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

Ø Прийом «Творча лабораторія»

Демонстрація № 13. Зразки синтетичних волокон Під час демонстрацій учні розглядають матеріали та описують їх.

VІІІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

ІХ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підготувати навчальні проекти на теми:

Навчальний проект № 30 «Найважливіші хімічні виробництва органічної хімії в Україні».

Навчальний проект № 31 «Доцільність та шкідливість біологічно активних добавок».

МАТЕРІАЛИ ДО УРОКУ

Поліакрилонітрильні волокна — синтетичні волокна, формовані з розчинів поліакрилонітрилу або співполімерів, що містять більше 85 % (за масою) акрилонітрилу. За своїми механічними властивостями поліакрилонітрильні волокна дуже близькі до шерсті, і в цьому відношенні вони перевершують усі інші хімічні волокна. Поліакрилонітрильні волокна стійкі до дії сильних кислот середньої концентрації навіть під час нагрівання, а також до лугів середньої концентрації. Розчинники, вживані для прання і чищення одягу (бензин, ацетон, чотирьоххлористий вуглець, дихлоретан та ін.), не впливають на міцність волокна; фенол, м-крезол і формалін руйнують волокно.

Поліамідне волокно — синтетичне волокно, сформоване з розплавів або розчинів поліамідів. Зазвичай для виробництва поліамідних волокон використовують лінійні аліфатичні поліаміди з молекулярною масою від 15 000 до 30 000 (найчастіше полікапроамід і полігексаметиленадіпінамід). З кінця 60-х рр. ХХ ст. налагоджено випуск поліамідних волокон з ароматичних поліамідів, що володіють високою термостійкістю.

Полівінілхлоридні волокна — синтетичні волокна, формовані з розчинів полівінілхлориду, перхлорвінілової смоли або співполімерів вінілхлориду. Полівінілхлоридні волокна володіють високою хімічною стійкістю, дуже низькою тепло- й електропровідністю, негорючі, стійкі до дії мікроорганізмів. Полівінілхлоридні волокна застосовують для виробництва фільтрувальних і негорючих драпірувальних тканин, спецодягу, нетканих матеріалів, теплоізоляційних матеріалів, використовуваних за низьких температур. Здатність полівінілхлоридних волокон накопичувати високий електростатичний заряд використовується для виготовлення з них лікувальної білизни. У сумішах з іншими волокнами полівінілхлоридні волокна часто застосовують для здобуття ефекту усадочності (у виробництві тканин підвищеної щільності, рельєфних тканин, килимів, штучної шкіри, пухнастих трикотажних виробів та ін.).

Поліуретанові волокна, спандекс — синтетичні волокна, формовані з розчинів або розплавів поліуретанів. За механічними показниками поліуретанові волокна різко виділяються серед інших видів хімічних і натуральних волокон і багато в чому схожі з гумовими нитками. Для них характерні високе подовження, низький модуль пружності, здатність до пружного відновлення у вихідний стан за дуже короткий час. За 120 °С, особливо в розтягнутому стані, відбувається значна втрата міцності поліуретанових волокон. Тому чищення і фарбування виробів з поліуретанових волокон проводять за температур не вище 90 °С. Під дією світла поліуретанові волокна жовтіють (цього значною мірою можна уникнути вживанням світлостабілізаторів), а їхні механічні властивості трохи змінюються. Поліуретанові волокна досить стійкі до дії гідролітичних агентів під час обробки, прання, фарбування; стійкі в маслах, хлоровмісних органічних розчинниках, кислотах, лугах. Для здобуття тканин використовується пряжа, що складається з 5-20 % поліуретанового волокна і 80-95 % нерозтяжних волокон. З тканин виготовляють сорочки, блузи, спортивні костюми, плащі, корсетні вироби та ін.

Поліефірні волокна — синтетичні волокна, формовані з розплаву поліетилентерефталату. Перевершують за термостійкістю більшість натуральних і хімічних волокон: за 180 °С вони зберігають міцність на 50 %. Спалахують поліефірні волокна насилу і гаснуть після видалення джерела вогню; у разі контакту з іскрою й електродугою не обвуглюються. Поліефірні волокна порівняно атмосферостійкі. Вони розчиняються у фенолах, частково (з руйнуванням) — у концентрованій сульфатній і нітратній кислотах; повністю руйнуються під час кип’ятіння в концентрованих лугах. Обробка парою за 100 °С унаслідок часткового гідролізу полімеру викликає зниження міцності волокна. Поліефірні волокна стійкі до дії ацетону, чотирихлористого вуглецю, дихлоретану та інших розчинників, мікроорганізмів, молі, цвілі, килимового жучка. Стійкість до стирання й опір багатократним вигинам поліефірних волокон нижчий, ніж у поліамідних волокон, а ударна міцність вища. Міцність під час розтягування поліефірних волокон вища, ніж в інших типах хімічних волокон. Недоліки поліефірних волокон — складність фарбування звичайними методами, сильна електризованість, схильність до піллінгу, жорсткість виробів. Технічну нитку з поліефір- них волокон використовують у виготовленні транспортерних стрічок, приводних ременів, вірьовок, канатів, вітрил, риболовних сітей і тралів, бензо- і нафтостійких шлангів, електроізоляційних і фільтрувальних матеріалів, як шинний корд. Поліефірні волокна успішно застосовують у медицині (синтетичні кровоносні судини хірургічні нитки). З моноволокна роблять сітки для папероробних машин, щітки для бавовнозбиральних комбайнів, струни для ракеток і т. д. Текстильна нитка йде на виготовлення трикотажу, тканин типу тафти, крепів та ін. Методом «помилкового сукання» отримують високооб’ємну пряжу типу кримплен і мелан. Штапельне поліефірне волокно застосовують у суміші із шерстю, бавовною або льоном. З таких сумішей виробляють костюмні, пальтові, сорочкові, платтяні тканини, гардиново-тюлеві вироби та ін. У чистому або змішаному вигляді поліефірні волокна використовують для виробництва штучного хутра, килимів. Повсть із поліефірних волокон за найважливішими характеристиками перевершує повсть із натуральної шерсті.

Фторволокна — волокна, які одержують із фторовмісних полімерів, малотоннажні хімічні волокна технічного призначення. Вони мають комплекс специфічних цінних властивостей: високу стійкість до дії агресивних середовищ у широкому діапазоні температур, високу теплостійкість, відмінні діелектричні властивості, низький коефіцієнт тертя та інші. Фторволокна — сировина для сальникових набивок і фільтрувальних тканин, захисного одягу та космічних скафандрів, електроізоляційних матеріалів і антифрикційних прокладок у самозмащувальних підшипниках, протезів кровоносних судин і клапанів серця та інші.