Тақырыбы: Қоршаған ортаны органикалық жоғары молекулалы полимер заттарынан тазарту
Мазмұны
- І. Кіріспе.
а) Полимерлер туралы негізгі ұғымдар. - ІІ. Негізгі бөлім
а) Органикалық химияның алдынғы қатарлы теориялық негізі және жоғары молекулалы қосылыстар химиясы
б) Полимерлер құрылымына, қасиетіне қарай жіктелуі.
в) Термопласты полимерлердің түрлері.
г) Полимерлерді қалдықсыз өңдеу технологиясы. - ІІІ. Қорытынды.
Қоршаған ортаны органикалық жоғары молекулалы полимер заттарынан тазарту
Кіріспе
Жоғары молекулалы қосылыстар химиясының негізгі түсініктері мен анықтамалары.
- Полимер, олигомер, мономер, «полимер» және «жоғары молекулалык косылыстар» түсініктерінің қатынасы.
- Макромолекула.
- Қайталанатын құрылымды буын.
- Полимерлену дәрежесі, макромолекула құрылымының сандық өзгерісінің жаңа сапалық өзгеріске өтyi.
- Конфигурациялық негізгі буын.
- Моноалмасқан этилендер мен диендердің стереоретті полимері, макромолекулалардың әр түрлі құрылымдық түрлері.
- Полимерлердің қасиеттері мен құрылысын түсіндіргендегі орташаланған мәндердің мазмұны.
- Полимерлердің молекулалық-массалық сипаттамалары.
- Молекулалық масса бойынша таралуы.
- Орташаланған (орташа) молекулалық массалар (орташа сандык, орташа массалық және z-орташа).
- Полимерлер номенклатурасынын төменгі молекулалық қосылыс-тардан ерекшеліктері.
- Рационалды номенклатура және оның кемшіліктepi.
- Қайталанатын буындардың құрамдарының бөлінуіне және аталуына негізделген peттi сызықты полимерлердің жүйелік номенклатурасынын негізі.
- Полимерлер классификациясынын химиялық құрылымға, алыну жолдарына, пайда болуына тәуелділігі.
- Табиғи және синтетикалық полимерлер.
- Органикалык, элементорганикалык және бейорганикалык полимерлер.
- Сополимерлер, блок-сополимерлер, жалғанған сополимерлер.
- Карботізбекті және гетеротізбекті полимерлер.
- Негізгі тізбектің химиялық құрылымының өзгеруіне негізделген полимерлердің жалпы классификациясы.
- Гомотізбекті және гетеротізбекті полимерлер. Оларды кластарга, топтарға, топшаларға т.б. болу принциптері.
Негізгі бөлім
Полимерлер
Полимер бұл жоғары молекулалы органикалық қосылыс, кішкене молекулалардың (мономер) тізбектеліп жалғасуынан құралған. Полимер деген сөз грек тілінен аударғанда «поли» — көп, ал «мерос» — бөлшек деген мағынаны білдіреді. Ал полимер алынатын қарапайым молекула мономер деп аталады. «Моно» — бір, ал «мерос» — бөлшек дегенді білдіреді. Мономер полимердің қайталанатын бөлшегі. Мысалы: қайталанатын мономер
— СН2 СН2 — этилен.
n СН2 СН2 n — СН2 СН2 —
этилен полиэтилен
мономер полимер
Сополимер – екі түрлі мономер өзара қосылып, тізбектеліп құралған полимер. Полимерлердің құрылысы: сызықты, тармақты, торлы болып келеді.
Сызықты құрылымдағы полимерлер ретпен орналасқан, тығыздығы жоғары, тізбектің үзілуіне тұрақты және балқу температурасы жоғары болып келеді. Тармақты құрылымды полимерлер ретсіз (аморфты) орналасқан, балқу температурасы төмен, мономер арасындағы байланыстың мықтылығы, сызықты құрылымды полимерлерге қарағанда төмен болады. Торлы құрылымды полимерлер мықтылығы жоғары, қатты және сынғыш болып келеді.
Сызықты құрылымды полимерлердің қайталанатын бөлшектері ретсіз қайталануы мүмкін немесе кезектесіп қайталанады. Мысалы: А және В мономерлерінен құралған сополимер төмендегі құрылымды нұсқалары болуы мүмкін.
Сызықты қайталанған құрылымды сополимер.
– А – В – А – В – А – В – А – В – А – В – А – В – А – В –
Сызықты топты сополимер.
– А – А – А – В – В – В – А – А – А – В – В – В – А – А – А – В – В – В –
Табиғи полимерлерге крахмал, целлюлоза және де басқа полисахаридтер, нәруыздар, нуклеин қышқылдары және табиғи каучук жатады. Жасанды жолмен алынған (синтездеу) полимерлерге полиэтилен, поливинвлхлорид, найлон, смолалар жатады.
Пластик
Пластик деген термин сөздің мағынасы қатты материал, қыздырған кезде деформацияға ұшырайтын заттар. Оларды құбыр, құрылыс материалдары дайындалады. Қыздырған кезде тез балқитын полимерлерді термопласттар деп атайды. Мысалы, жасанды жолмен алынған термопласт заттарға: полиэтилен, поливинвлхлорид т.б. жатады.
Термопластты полимерлерге: сызықты құрылымды полимерлер мен сополимерлер жатады. Торлы құрылымды полимерлердің балқу температурасы төмен болады, сол себепті қайта балқытуға болмайды. Олар термореактивті смола немесе термореактивті пластик деп аталады. Мұндай пластиктер қаттылығымен және қиын балқитын қасиеттерімен сипатталады. Олардың бұл қасиеті торлы құрылыммен түсіндіріледі. Термореактивті пластиктер: фенолды смола, аминопластар, қанықпаған полиэфирлі смола, уретанды пенопласттар.
Қазіргі уақытта табиғатта кездесетін көптеген органикалық заттар ғана емес, онда кездеспейтіндері де синтездеу жолымен алынуда. Зертханаларда, содан кейін зауыттарда маңызды қасиеттері бар полимерлер үлгілері, бояулар, т.б. алынып жатыр.
n СН СН2 n — СН2 СН2 —
СН3 СН3
Пропилен Полипропилен
Мономер Полимер
Жоғары қысымда алынатын полипропиленді итальяндық химик Джулио Наттоның ойлап тапқан процесі бойынша жасалынады. Бұл процесте пропиленді қысымда гептан арқылы өткізеді(металды органикалық өршіткі қатысында).
Пластмасса
Қыздырған кезде белгілі пішінге келіп, салқындатқаннан кейін сол пішінді сақтап қалатын полимерлер негізінде дайындалған материалдар пластмасса деп аталады. Бұл өндіру аймағы жөнінен полимер материалдарының ішінде орын алады. Олардың механикалық беріктігі мол, тығызыдығы аз, химиялық төзімділігі өте жоғары, жылу мен электр оқлаулағыштығы және т.б. қасиеттері жақсы болып келеді.
Пластмасса қолда бар шикізаттардан өндіріледі, одан алуан түрлі бұйымдар жасауға болады. Осылардың барлығы пластмассаны халық шаруашылығы мен техниканың барлық салаларында, күнделікті тұрмыста кең пайдалануға жағдай жасайды.
Кристалды және аморфты құрылыс
Полимерлер кристалды және аморфты құрылысты болуы мүмкін. Кристалды құрылысты полимерлердің макромолекуласы рет – ретімен (қатарласа) орналасқан. Ал аморфты құрылысты полимерлер молекуласы ретсіз орналасуымен сипатталады. Бұл құбылысты полимердің молекулалары тұтасынан кристалды немесе аморфты күйде болады екен деп түсінбеу керек.
Әдетте бір молекулалардың өзі кристалды және аморфты күйдегі аймақтан өтеді: макромолекулалары бір учаскеде бір – біріне қатынасы бойынша анағұрлым ретті орналасады да, екінші басқа учаскеде реттілігі азаяды. Полимердің сол біреуінің ғана кристалдық дәрежесі алмасуы мүмкін. Мысалы, полимердің слзылуына молекулалардың қатарласып орналасуы мүмкіндік туғызады, бұл кезде оның кристалдығы артады.
Полимерлер молекулалық масса
Полимерлер үшін молекулалық масса ұғымының бірқатар ерекшеліктері бар. Полимерлену процесінде өсіп келе жатқан полимер тізбегінің үзілу мерзіміне байланысты мономер молекуласының әр түрлі саны макромолекулаларға қосылады. Соның салдарынан ұзындығы әр түрлі, демек массасы да әр түрлі макромолекулалар түзіледі.
Сондықтан мұндай затқа белгіленетін молекулалық масса тек ортақ шама ғана, жеке молекулалардың массасы одан едәуір ауытқып отырады. Мысалы, егер полимердің молекулалық массасы 28000 болса, онда оның құрамында шамамен массасы 26000 , 28000, 30000 және т.б. молекулалар бола алады. Әдетте кіші молекулалы заттар белгілі балқу, қайнау температураларымен және басқа да константаларымен сипатталады.
Полимерлер нашар ериді
Көптеген полимерлер нашар еритіндігімен сипатталады. Сызықты құрылымды заттар қандай да болмасын еріткештерде қиын да болса тұтқыр ерітінді түзе ериді. Кеңістіктегі полимерлер мүлдем ерімейді. Бұлардың кейбіреулері мысалы, резина ерітінділерде тек қана ісінеді. Полимерлердің механикалық жағынан өте берік болуы олардың маңызды қасиеттерінің бірі болып табылады, ол басқа қасиеттерімен бірігіп, полимердің кеңінен қолданылуына мүмкіндік береді. Сонымен қатар, әдеттегідей кеңістіктік полимерлер құрылымы ерекше берік келеді.
Белгілі бір заттың жібін – балқуы, булануы немесе ерітіндіге айналуы үшін қыздырып немесе еріткішпен әсер етіп, оның молекулалары арасындағы тартылыс күшін әлсірету керек. Кіші молекулалы заттармен салыстырғанда, үлкен молекулалы заттардағы молекулалар арасында өзара әрекеттесу едәуір күштірек болады, өйткені мұндағы молекулалар бір – біріне орасан көп буындар арқылы тартылады.
Ал біз полимерді қыздырғанда, ол жұмсара бастайды, сөйтіп кейбір молекулалар арасындағы өзара әрекеттесу күші соншалықты нашарлап, жылу қозғалысы салдарынан бірімен – бірі біршама орын алмастырып, араласады. Аса ірі молекулалар өзара күштірек әрекеттеседі де тезірек қозғалу үшін одан әрі қыздыруды қажет етеді. Үлкен молекулалы қосылыстарда белгілі балқу температурасы нүктесінің болмауы міне осыған байланысты.
Айдауды жүзеге асыру үшін, затты жоғары температураға дейін көбірек қыздыру керек. Полимерлердің ірі молекулалары сірә, өте күшті қыздырған жағдайда ғана ұшқыш күйге көшуге тиіс. Бірақ олар мұндай қыздыруға төзе алмайды, олардың атомдарының арасындағы химиялық байланыстар үзіліп,айдау жүзеге асудан бұрын заттар айырыла бастайды.
Макромолекулаларды еріткіштердің шағын молекулаларының жәрдемімен де ажырату қиын. Ал сызықтық құрылымды полимерді ажыратуға болады. Кеңістіктік полимерлер ерімейді, өйткені олардың сызықтық молекулалары өзара химиялық байланыстармен «жөрмелген». Егер мұндай байланыстар көп болмаса, еріткіштің молекулалары тек қана полимерге енеді де, оны ісіндіреді. Үлкен молекулалы қосылыстардың механикалық беріктігі молекулааралық күштерінің көп болуымен түсіндіріледі.
Пластмассаны дұрыс қолдану
Полимерді есептемегенде пластмассада басқа да материалдарға белгілі сапа беретін құрамдас бөлшектер үнемі болады, олар үшін полимерлік заттар байланыстырушы болып табылады. Материалдың құнын кемітіп, механикалық қасиеттерін жетілдіретін толықтырғыштар (сүрек ұны, мата, таскендір, шыныталшық және т.б.), майысқақтығын арттырып, морттығын жоятын жұмсартқыштар (мысалы, қатты қайнайтын эфирлер), еңделген және пайдаланған кезде пластмассаның қасиеттерін сақтап қалатын тұрақтандырғыштар, материалға қажетті өң беретін бояғыштар және басқалары пластмасса үлесіне тиеді.
Пластмассаны дұрыс қолдану үшін оны түзетін полимерлердің термопластикалы немесе термореактивті болып табылуын білу керек.
Термопластикалы полимерлер (мысалы, полиэтилен) қыздырған кезде жұмсарады, сондай күйде оның пішінін өзгерту оңай болады. Салқындатылған кезде олар қатайып , бұрынғы пішінін сақтайды. Ал қайтадан қаздарғанда жұмсарып, жаңа пішінге келеді.
Термореактивті полимерлер қыздырған кезде алдымен майысқақ болады да, соңынан майысқақтығынан айрылып, балқымайтын және ерімейтін болып шығады, өйткені оларда сызықты макромолекулалар арасында химиялық әректтесу жүріп, кеңістік құрылымды полимер түзіледі (каучуктың резинаға айналғаны тәрізді). Мұндай материалды қайтадан өңдеуге болмайды: онда кеңістіктік құрылым пайда болып және ол бұл қасиетке тән иілімділігін жояды.
Негізгі тізбектің химиялық құрылымының өзгеруіне негізделген полимерлердің жалпы классификациясы. Гомотізбекті және гетеротізбекті полимерлер. Оларды кластарга, топтарға, топшаларға т.б. болу принциптері.
Поликонденсация
- Поликонденсациялау реакцияларынын түрлері.
- Гомо — және гетерополиконденсациялау.
- Полиамидтердің, полиэфирлердің, полиуретандардың, полиимидтердің, полиалкиленфенилендердің, полиалкиленфенилендердің, элементорганикалық полимерлердің алыну жолдары.
- Полимерлеу және поликонденсациялау процестерінің негізгі ерекшеліктері.
- Полифункционалды косылыстардың реакциясының бағыты.
- Полимерлердің поликонденсациялық тепе-теңдік және молекулалық массасы.
- Өнімнің молекулалык массасына стехиометриялық, монофункционалды қоспаның және қосалқы реакцияның әcepi және торлы құрылымның, деструкция реакциясының түзілуі.
- Сызыкты поликонденсациялаудың сақиналардың сатылап полимерленуі, кинетикасы.
- Поликонденацияны балқымада, ерітіндіде және фазалардың бөліну шекарасында жүргізу.
- Полимерлену мономерден полимер алу процесі.
- Полимерленудің екі түрі бар: полимерлену және поликонденсациялау.
- Полимерлену кезінде мономерлердің тізбектеліп полимер құруы.
- Полимерлену реакциясының мономері қанықпаған көмірсутектер болып келеді. Мысалы: этилен, пропилен, поливинилхлорид.
Полиэтилен
( – СН2 – СН2 – )n – қатты, түсі ақ, термопластикалы, қолға ұстағанда аздап майдай сезілетін парафинге ұқсас материал.
Жоғары температурада полимердің сызықты құрылымы қатаң сақталмайды, оның тізбекті макромолекуласында тармақтар пайда болады. Төмен температурада полимердің сызықты құрылымы ерекше катализатор әсерінен қатаң сақталып, молекулалары біріне – бірі тығызырақ жақындаса түседі де материалдың қасиетіне айтарлықтай әсерін тигізеді.
Алынуы
Бұл полимер әр түрлі технология бойынша алынады. Молекулалық массасы 300000 мыңға дейін, тығыздығы төмен полиэтиленді жоғары қысымдағы процестер нәтижесінде алынады. Бұл процесте радикалдарды инициатор ретінде оттегі қолданылады. Оттегінің ізі қалған этиленді 2000 С температурада, 1500 атм қысымда сығады. Инициатор ретінде органикалық пероксидтер қолданылады.
Молекулалық массасы 30000000 мыңға дейінгі полиэтилендер Циглердің процесі арқылы алынады. Бұл процесс жұмыстың орындалу реті бойынша 600 С температурада және 2 ден 6 атм қысымда жүргізіледі. Этиленді инертті ерітіндіден өткізеді. Инертті ерітіндінің құрамында ароматты көмірсутектер және өршіткі ретінде триэтилалюминий және титанның (ІV) хлориді болады. Полимерлену процесі ионды механизм арқылы жүреді. Полимерлену процесінен кейін реакторға сұйытылған қышқыл ерітіндісі өршіткіні айыру үшін қосылады. Дайын полимерді филтрлеу арқылы бөліп алады.
Төменгі қысымда алынған полиэтиленнен әр түрлі орамаға дайындайтын материалдар, әйнекті ауыстыратын материалдар, тамақ өнімдерін салатын (сақтайтын), киім кешек және де басқа заттарды салатын өнімдер шығарылады. Жоғары қысымда алынған полиэтиленнен қатты заттар жасалынады. Мысалы: холодильник ішіндегі мұз қатыратын зат және сүт өнімдерін салатын торлы себеттер жасалынады.
Полипропилен
Полипропилен пропиленнің полимерлену реакциясы нәтижесінде алынады. Пропиленді катализатордың қатысында полимерлейді, ал катализатор болуы мүмкін бүкіл изомерлерден тізбекте метил топтарын дұрыс кезектестіре отырып, «басы – соңы» принципі бойынша қатаң құрылған полимер түзеді.
– СН3 тобы мұндай полимерлену кезінде бұдан басқа жүйелі кеңістік бағытта болады. Егер ирек макромолекула түзетін көміртегі атомдары бір жазықтықта жатады деп есептесек, онда метил топтары осы жазықтықтың бір жағын бойлай орналасады немесе екі жағында дұрыс кезектеседі.
Қолдануы
Полимер стерео тұрақты құрылысты деп аталады. Мұндай полимерде макромолекулалар бір – бірімен тығыз жанасады (кристалдағы жоғары дәрежелі болады), олардың арасындағы өзара тартылыс күші арта түсіп, қасиетіне әсерін тигізеді. Полипропилен аса берік оқшаулағыш, түтік, машина бөлшектері, химиялық аппараттар дайындауға жұмсалады. Қайта – қайта июге және қажалуға өте тұрақты болғандықтан, одан аса берік арқан; тор, техникалық мата алуға болады. Полипропиленнен жасалған бұйымдар полиэтиленге қарағанда неғұрлым жоғары температурада (120 – 140 С – қа дейін) кезінде пайдаланылады.
Неміс химигі Карл Циглер (1898 – 1975) және итальяндық химик Джулио Натто (1903 – 1979) пропиленді полимерлеу жөніндегі жұмысы бойынша Нобелевский премия 1963 ж иеленген.
Полипропилен басқа полимерлер сияқты моноаралас алкендерден тұрады, үш конфигурациялық құрылысының бір күйіне енеді. Егер метильді радикалдар көміртек қаңқасының бір беткейінде орналасса ондай полимерлер изотактикалық деп аталады. Егер метильді радикалдар немесе орынбасарлар кезектесіп, жоғары немесе төмен орналасса индиотактикалық полимер деп аталады. Полипропиленнен құбыр, вентиль, орама үшін жасалынған заттар және де басқа да заттар жасалынады.
Полихлорэтилен (поливинилхлорид, ПВХ)
Бұл полимер хлорэтиленнен алынады.
n СН2 СН n — СН2 СН2 —
СІ СІ
хлорэтан поливинилхлорид
Поливинилхлорид – термопластикалы оның сызықты макромолекулалары «басы – соңы» типі бойынша құралған. Молекулалық массасы 100000 – нан 150000 – ға. Поливинилхлорид құрамы мен құрылысы бойынша полиэтиленнің хлор туындысы ретінде қарастыруға болады. Сутегі атомдарының бір бөлігін алмастыратын хлор атомдары көміртегі атомдарымен берік қосылады. Сондықтан поливинилхлорид қышқылдар мен сілтілерге төзімді, диэлектрлік қасиеті жақсы, механикалық беріктігі жоғары. Ол іс жүзінде жанбайды, алайда қыздырған кезде оңай ыдырап, хлорсутек бөліп шығады.
Алынуы
Поливинилхлорид негізінде екі түрлі пластмасса алынады, олар: өте қатты болатын винипласт және пластикат – жұмсақтау материал. Полимердің ыдырамауы үшін пластмассаға тұрақтандырғыш, ал жұмсақ пластикат алған кезде бұнымен бірге жұмсартқыш зат енгізіледі.
Винипласттан төзімді химиялық түтіктер, химиялық аппаратуралардың бөлшектері, аккумулятор банкісі және көптеген басқа заттар дайындалады. Пластикат линолеум, жасанды тері, клеенка, су өтпейтін желбегей жасауға жұмсалады, өткізгіш сым, сондай – ақ су астында қолданылатын кабельдер және т.б. оқшаулағыштар үшін пайдаланылады.
Полистирол
( — СН2 СН — )n
С6Н5
Ол қанықпаған және аромат көмірсутектердің үйлесімі болып саналады, бұл молекуласындағы бір атом сутегі аромат радикалы фенилмен — С6Н5 алмасқан этилен немесе молекуласындағы бір атом сутегі винил радикалымен – СН2 СН – алмасқан бензол тәрізді.
Полистирол сызықты құрылымды болады. Оның молекулалық массасы 50000 — нан 300000 – ға дейін жетеді. Оны мономерді басытқы қатысында радикалдық полимерлеу арқылы алады. «Басы – соңы» принципі бойынша жүретін осы реакцияның схемасы түріндегі теңдеуін жазыңдар.
Полистирол өте термопластикалы материал бола тұра пішінін оңай өзгертеді. Одан бұйымдардың өте көп ассортименттін дайындайды. Полистирол жақсы диэлектрик ретінде электр және радио аппараттарының бөлшектерін, кабель оқшаулағышын өндіруге жұмсалады. Одан сәндік – әрлік материалдар, әр түрлі панельдер, қаптама тақташалар және басқа да көптеген бұйымдар дайындалады. Ол тұрмыстық мақсаттағы нәрселерді – жарық беретін аппаратуралар, ыдыс – аяқтар, галантерия, балалар ойыншықтарын және т.б. дайындауға пайдаланылады.
Полистиролдың бір кемістігі – соққыға беріктігі айтарлықтай емес, сондықтан оны пайдалану мүскіндігі шектеулі болды. Қазіргі уақытта полимерді синтездеу процесінде каучукты қолдана отырып, соққыға төзімді (соққылық тұтқырлығы жоғары) полистирол алады. Мүндай полистирол қазір көбірек таралады.
Пенополистирол
Пенополистирол полимердің түр өзгерісі болып табылыды. Оны материалды дайындау процесі кезінде көбіктенгіш зат қоса отырып, алады. Соның нәтижесінде полистиролдың құрылымы бітеу шұрықтары бар қатқан көбікке айналады. Бұл – өте жеңіл материал.
Пенополистирол құрылыста жылу сақтайтын дыбыс өткізбейтін материал ретінде, салқындату техникасында, мебель өнеркәсібінде пайдалылады. Ол құбырларды оқшаулауға, тасымалданатын приборларды, тағамдық азық – түліктерді орап – қаптауға және т.б. жұмсалады.
Жоғарыда қарастырылған полимерлер термопластты полимерлер. Атап айтқанда, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол сынды полимерлерден жасалған өнімдердің қалдықтарын қайта өңдеп, жаңа тұрмыста пайдалануға болатын, бұйымдар алуға болады.
Қоршаған ортаны органикалық жоғары молекулалы полимер заттарынан тазарту
Қоршаған ортаны, табиғатты қорғауға арналған шараларға барлық қоғам мүшелері бірдей қатысуы тиіс. Өз заманында ұлы химик Д.И. Менделеев: «Химияда қалдық жоқ, тек пайдаға аспаған шикізат бар» — деп, көрегендікпен қалдықсыз өндіріс құру қажеттілігін меңзеген еді. Химиялық экология проблемалары – адамзат іс – әрекетінің нәтижесінде ұзақ уақыт бойы біртіндеп жинақталған, пайда болған тіршіліктің жағымсыз көрінісі.
Өз шығармасында ұлы француз жазушысы Д.Гюго: «Кімге қауіп төніп тұр?» — сіздерге. Сіздердің алдарыңыздағы таразыны көрмейсіздер ме? Оның бір жағында – сіздердің мүмкіндіктеріңіз, ал екінші жағында – сіздердің жауапкершіліктеріңізтұрған жоқ па?- деген еді. Сондықтан табиғат байлығын ысырапсыз пайдаланып, адамның әл – ауқатын арттыру үшін қазіргі қоғамда барлық мүмкіншіліктер қолданылуда.
Химиялық заттарды дұрыс пайдаланбау салдарынан бұл күнде адамзаттың алдында химиялық – экологиялық проблемалар туындап отырғаны мәлім. Әсіресе соңғы жүзжылдықта адамның өндіргіштік әрекетінің күрт өсуіне байланысты, табиғатқа көп зиян келтіреді. Адам – табиғаттың бір бөлшегі болғандықтан, бұл жағдай адам денсаулығына да зардаптарын тигізіп отыр. Табиғатты ластап, қоршаған ортаның тазалығына зиян тигізіп отырған.
Полимерлердің қалдықтарын қайта өңдеу
Органикалық жоғары молекулалы полимер заттарының қалдықтары деп айтсақ болады. Пластмассалық заттардың қалдықтарын көбінесе жағып жіберуге асығамыз, ал оның салдарынан экологиялық жағдайымызға едәуір зиян келтіретінін ескермейміз. Пластмассалық заттар жанған кезде өте көп мөлшерде көмірқышқыл газы және де басқа да улы газдар бөлініп, ауа құрамындағы көмірқышқыл газының мөлшері шектен тыс көбейіп кетуінен ауа ластанады. Ауаның құрамында көмірқышқыл газының мөлшері 0,03% аспауы тиіс.
Теорияға сүйеніп, термопластты полимерлердің қалдықтарын жинап, майдалағыштан (дробилка) өткізіп, мономер дайындауға болады. Термопластты полимерлердің қалдықтарын қайта өңдеп, қажетті заттар алу, елімізге экономикалық тұрғыдан қарайтын болсақ, шикізат мономер арзанға түседі.
Термопластты полимерлердің қалдықтарын үй жағдайында еріту мүмкін емес. Өйткені полимерлер кем дегенде 200 – 300 0С толық ериді. Пластмассалық заттардың қалдықтарын салатын арнайы жәшіктер қойылса, жиналған қалдықтардан қайта өңдеп, тұрмыстық заттар алынса, қоршаған ортаның экологиялық жағдайы жақсарар еді деп ойлаймын. Полимерлердің қоғам өмірінде атқаратын рөлі ерекше. Полимерлердің қалдықтарын қайта өңдеу, әрі оны тиімді пайдалану – халық бағыттарының бірі.
Термореактивті полимерлерді жаққан кезде бөлінген көмірқышқыл газын жинап әк суынан өткізетін болса, әк тас түзіледі. Түзілген әк тасты тұрмыста құрылыс материалдары ретінде пайдалануға болады.
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
Қорытынды
Ресей Федерациясында 5 миллиардтан астам әр түрлі пластмасса қалдығы бар. Ол аумағы 250 мың гектар жерді алып жатыр. Ал Қазақстан Республикасында бұл жағдай тексерілген емес. Өнім қалдықтары биосфераны ластауда. Әрбір 15 жылда қазба жұмыстарынан алынған өнім екі есеге артып отырады екен. Ал әр жыл сайын полимер материалдарының қалдықтары жол шетін, бау – бақшаны қоршауға, тағы басқа мақсаттарға пайдаланылуда немесе оны өртеп жібереді. Одан шыққан түтін адамның тыныс мүшелеріне зақым келтіріп, денсаулықты бұзады.
Ғылыми – техникалық прогрестің қарқынды өсуі қоғамдағы технико – экономикалық, әлеуметтік, экологиялық үрдістерді қайта қарауға әсер етіп отыр. Халықтың материалдық қамтамасыз етілуі үшін өндіріс өнімдерінің өсуі байқалады. Жер бетіндегі қолданыстағы өнімдер небәрі 7%, ал қалғаны – өнім қалдықтары екен. Әрбір 12 – 15 жылда қалдық көлемі екі есе өсіп отырады. Өнім шығарудың өсуімен қатар өнім қалдықтары да өсу үстінде. Сөйтіп ол экологиялық тепе – теңдікті бұзуда. Бұл өнім өндіруге экономикалық кері әсер етуде: ауаның ластануынан, балықтардың өсуінің кемуі байқалады. Сондықтан өнім қалдықтарын екінші рет пайдалану үшін қайта өңдеп, тұтынушыға беру экономикалық , экологиялық жағынан пайдалы.
Қалдықтарды қайта өндеу
ХХІ ғасырдың басындағы жылдарда қалдық пен адамзат пайдалануындағы өнімнің қатынасы 3:1 болып, айырмасы жоғарылай береді екен. Бұл жерде тек полимерлер қалдығы емес, сонымен қатар өндіріс , тұрмыстағы тұтыну, түсті қара металдар, тағы басқа сол сияқты қалдықтар бар.
Адамзатқа қажетті заттарды шығару артып келеді. Бірақ ол жарамсыз қалдық болып қалғанда керісінше, адамзатқа экологиялық зардап шектіреді. Сондықтан тозған қалдықтарды жойып, экологиялық тазарту жүргізіп отыру керек. Ол үшін қалдықты екінші рет пайдаланудың жолын табу керек. Мысалы: Харьков қаласында әр түрлі пластмасса қалдығының 500 тоннасынан бірнеше құрылыс материалдарын жасаған. Олар: су құбырлары, үй тұрмысына керекті заттар, шелек, су сепкіш, сыпырғы. Дәретхана заттары, ойыншықтар, т.б. жасап екінші рет пайдаланған.
Қайта өңдеу мысалдары
Соңғы кезде ғылыми – зерттеу жұмыстары резина – шина қалдығынан әр түрлі газ тәрізді және сұйық, қатты өнім алуға болатыны дәлелденді. Одан мотор майы, техникалық көміртек, т.б., алады. Соңғы кездері өндірісте жоғары полимерлі биполимер – лигнин алынды. Лигнин адамның бұлшықетін жетілдіреді. Егер ірі қара малдардың қанындағы қорғасын, кадмий азайған болса, соны береді. Сүт өнімдері: айран, ірімшік, май алу кезінде суды тазартады. Ол көкөністерде де, жемістерде де кездеспейді.
Соңғы кездері Англияның «ColorollnGtd» фирмасы полиэтилен, полипропилен және поливинилхлорид полимерлер пленкаға 10 – нан 40% крахмал қосу арқылы биполимер алды. Пленка күн сәулесіне төзімді болғандықтан тамақ өнімдерін сақтауға пайдаланған. Егер оны пайдаланып болған соң майдалап турап топыраққа араластырып жіберсе, топырақтың құнарлығын арттырған. Сондықтан оны өзі де тыңайтқыш орнына пайдаланылады.
Қауіпті пайдалану
Соңғы кездері құрылыс материалдар орнына полимерлерді пайдалану өсіп келеді. Себебі полимерді қолдану ғимаратты әрлеуге, оған кететін материалдардың шығынын азайтуға, тасымалдауды жеңілдетуге, монтаждауға кететін уақытты үнемдеуге мүмкіндік береді. Оны қолдану экономикалық және техникалық жағынан тиімді: құрылыстың беріктігі жоғарылайды, жылу өткізгіштігі азаяды, химиялық әсерлерге төзімділігі артады. Оның пайдалы жақтарымен қатар, зиянды жақтары да бар. Ол – тез жанғыш зат. Дүние жүзіндегі көп өрт шығуының себебі осы полимер материалдарын құрылыста кеңінен қолданылуында деп шешіп отыр. Сонымен қатар өндірісте, транспортта (ұшақта, теміржол вагондарында, параходта) қауіпті болып отыр.
Полимер материалдары жанған кезде өте улы газ шығарады. Ол эксперимент арқылы дәлелденген. 1 кг полимер материалы жанғанда 1м3 құрылыс ішіндегі жануарлардың (тышқан, қоян, егеуқұйрық) 50% — ы 5 минутқа ғана шыдаған.
Қазақстан Республикасы Конституциясының 26 – бабында «Республика азаматының өмір сүру мен денсаулыққа қолайлы қоршаған ортада тұруға құқы бар» делінген.
Полимер өндіретін зауыттар қатарын көбейтіп, оған қажетті шикізатты өз елімізде өндіруді, полимер заттарының қалдықтарынан қайта өңдеп, қажетті тұрмыстық заттар өндіретін болсақ, еліміздің экономикалық және экологиялық жағдайының жақсаруына себеп болар еді деп ойлаймын.
Біріншіден, полимер қалдықтарын қайта өңдеп, халық тұрмысына пайдаланған болса, екіншіден, санитарлық – гигиеналық, экологиялық жағынан орта тазарып, экономикалық пайда әкелген болар еді. Қоршаған ортаны органикалық жоғары молекулалы полимер заттарынан тазарту — біздің ортақ мақсатымыз.
Әдебиеттер
- Химия в действии. Под ред. М. Фримантл. Перевод с английского канд. Хим. Наук Е.Л. Розенберга. Москва «Мир» 1991г.
- Вторичное использование полимерных материалов. Под ред. Е.Г.Любешкиной.
- П.П. Щеглов, В.Л.Иванников. Пожароопасность полимерных материалов.
- Охрана окужающей среды при производстве пластмасс. – Л. 1988г.
- О.С. Габриелян, Ж.А. Шоқыбаев. Дрофа – кітап.
- Общая химия. Н.Глинка
Қоршаған ортаны органикалық жоғары молекулалы полимер заттарынан тазарту
Оңтүстік Қазақстан облысы, Ордабасы ауданы
Шұбарсу ауылдық округі «Шұбарсу» жалпы орта мектебі
коммуналдық мемлекеттік мекемесінің
химия пәнінің мұғалімі
Мергенбай Нәзира Тәуекелқызы