Итак, к полиолефинам относятся полиэтилен, полипропилен, полимеры на основе б - олефинов и полиизобутилен.

Однако, производство полиэтилена, полипропилена и поливинилхлорида приносит немалые экологические проблемы для окружающей природной среды [5].

Производство полиэтилена и других полиолефинов относиться к категории пожароопасных и взрывоопасных (категория А): этилен и пропилен образуют с воздухом взрывчатые смеси. Оба мономера обладают наркотическим действием. ПДК в воздухе этилена составляет 0,05 • 10 -3 кг/м3, пропилена - 0,05 • 10 -3 кг/м3. Особенно опасно производство полиэтилена высокого давления (ПЭВД), поскольку оно связано с применением высокого давления и температуры. В связи с возможностью взрывного разложения этилена во время полимеризации реакторы оборудуют специальными предохранительными устройствами (мембраны) и устанавливают в боксах. Управление процессом полностью автоматизировано. При производстве полиэтилена низкого давления и полипропилена особую опасность представляет применяемый в качестве катализатора диэтилалюминийхлорид. Он отличается высокой реакционной способностью. При контакте с водой и кислородом взрывается. Все операции с металлоорганическими соединениями должны проводиться в атмосфере чистого инертного газа (очищенный азот, аргон). Небольшие количества триэтилалюминия можно хранить в запаянных ампулах из прочного стекла. Большие количества следует хранить в герметически закрытых сосудах, в среде сухого азота, либо в виде разбавленного раствора в каком-либо углеводородном растворителе (пентан, гексан, бензин - чтобы не содержали влаги). Триэтилалюминий является токсичным веществом: при вдыхании его пары действуют на легкие, при попадании на кожу возникают болезненные ожоги. В этих производствах используется также бензин. Бензин - легковоспламеняющаяся жидкость, температура вспышки для разных сортов бензина колеблется от - 50 до 28 °С. Концентрационные пределы воспламенения смеси паров бензина с воздухом составляют 2-12% (объемных). На организм человека оказывает наркотическое действие. ПДК бензина в воздухе = 10,3 • 10 -3 кг/м3. Порошкообразные полиолефины образуют взрывоопасные смеси. ПДК полипропилена составляет: 0,0126 кг/м3. При транспортировании порошкообразных полиолефинов происходит образование аэрозолей и неизбежно накапливание зарядов статического электричества, что может привести к искрообразованию. Транспортирование полиолефинов по трубопроводу производят в атмосфере инертного газа. Для защиты окружающей среды все вентиляционные выбросы из производственных помещений должны подвергаться очистке на специальных установках. Сточные воды при отмывке полиэтилена низкого давления и полипропилена от остатков катализатора и продуктов его распада, а также образующиеся при регенерации промывной жидкости должны подвергаться нейтрализации и тщательной очистке на специальных очистных сооружениях.

Сходным полимером является поливинилхлорид. Если к ацетилену присоединить хлороводород, то образуется газообразное вещество винилхлорид, или хлорвинил.

Винилхлорид полимеризуется также, как и этилен. Из поливинилхлорида получают химически и механически стойкую пластмассу.

Производство и использование винилхлорида относят также к категории взрывоопасных и пожароопасных (категория А). Винилхлорид в газообразном состоянии оказывает наркотическое действие, продолжительное пребывание в помещение, в атмосфере которого содержится большое количество винилхлорида вызывает головокружение и потерю сознания. ПДК в рабочих помещениях составляет 3• 10-5 кг/м3. При концентрации 1 • 10-4 кг/м3 вызывает раздражение слизистых оболочек, а запах начинает ощущаться даже при 2 • 10-4 кг/м3. Вдыхание паров при открытом испарении мономера вызывает острое отравление. Другие мономеры используемые при производстве политетрафторэтилена, политрифторхлорэтилена, поливинилфторидов также не менее токсичны.

Знакомясь с диенами, вы получили также первоначальные знания о природном каучуке и синтетических каучуках (с.166, §63, Химия, 9 класс). Первые сведения вы получили также о природных полимерах крахмале и целлюлозе (с.175, §70, Химия, 9 класс) [9]. К сложным природным полимерам иногда причисляют и белки.

Здесь нам хотелось бы остановиться на такой важной проблеме как производство и применение биоразлагаемых пластиков на основе синтетических полимеров, рассмотренных выше и природных полимеров (крахмал, целлюлоза), изученных ранее.

Итак, биоразлагаемые полимеры представляют собой смесь широко используемых синтетических полимеров и природных полимеров, таких как крахмал, целлюлоза, лигнин, хитин и т.д. Известно, что отработавшие свой срок службы изделия из пластических масс чаще всего подвергаются утилизации захоронением в почву. При этом такие полимеры как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и т.д. могут находиться в почве не разлагаясь в течение очень длительного времени, до десятков и сотен лет. Разложение полиэтилена в течении 10 лет происходит только на 1 %. При использовании же в разумных пределах природных полимеров, легко и экономически доступных для получения, биоразлагаемых композиций приводит к разложению отработавшего свой срок полимера под действием микроорганизмов почвы, влаги и света в течении от двух недель до нескольких месяцев. Биоразлагаемые композиции используют при производстве тары и упаковки, в медицине и во многих других отраслях промышленного производства [10-13]. Рассмотрим рис. 1-3, Приложение 1.

IV. Закрепление знаний (5-7 мин.)

1. Что такое полимеры?

2. Как получают полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид (напишите уравнения реакций)?

3. Расскажите, к каким производствам относят производства полиэтилена, полипропилена и поливинилхлорида?

4. Какой вред здоровью человека могут нанести повышенное содержание этих полимеров и их мономеров в атмосфере производственных и других помещений?

5. Что такое ПДК?

6. Что такое биоразлагаемые пластики и какова область их применения?

V. Домашнее задание (2-3 мин.)

1. Рассмотрите табл. 40 и ответьте на вопросы и выполните упражнения 1-12, §72, стр. 178-179.

2. Повторите пройденный на уроке материал и обобщите свои знания об экологических проблемах, связанных с производством и применением синтетических полимеров.

Для закрепления материала можно провести тестирование среди учащихся. В качестве тестов представлены 2 варианта вопросов, один из которых содержит вопросы экологического характера. Примеры тестов по теме «Полимеры» для учеников 9-х классов представлены в Приложении 1.

Результаты тестирования представлены на рис.1.

Рис.1.

Итак, результаты тестирования показали, что усвояемость знаний выше в 9 «Б» классе. В 9 «Б» классе был проведен урок, содержащий материал, раскрывающий экологические проблемы, возникающие при производстве и использование полимеров. Для развития дальнейшего интереса к проблемам охраны окружающей природной среды предлагаем использовать проведение различных внеклассных мероприятий. Например, ролевых игр, различных конкурсов, КВН и т.п. (Приложение 1.)

Заключение

Острота современной экологической ситуации привела к пониманию необходимости формировать новое экологическое мышление и сознание, экологизировать науки, производства, переосмыслить проблемы взаимодействия природы и общества в структуре мировоззрения, изучать основные предметы естественных наук - географию и биологию, физику и химию - в тесной связи с экологическими проблемами. Особенно глубоко должны разбираться эти проблемы при изучении химии. Очень важно решение такого вопроса как элементарная химическая подготовленность людей, ведь каждый из нас ежедневно контактирует с веществами способными нанести вред окружающей природной среде.

Исходя из вышесказанного, очевидно, что общеобразовательная школа обязана воспитывать и развивать в школьниках экологическую культуру, готовность не только потреблять блага научно-технического прогресса, но и нести ответственность за сохранение природы.

Важно, что в результате проведенного эксперимента в 9-х классах Гимназии №14 учащиеся поняли, что в решении экологических проблем они не должны чувствовать себя сторонними наблюдателями, а обязаны нести ответственность за сохранение жизни на нашей Земле.

Литература

1. Макареня А.А., Кривых С.В., Ишкова Л.В. От химического образования к междисциплинарному подходу / Химия в школе, №7, 2000 г., с.3-6.

2. Егорова Н.В. Вопросы экологического образования при изучении химии. Химия в школе, № 5, с.46-49

3. Кузнецов В.И. Г. Штаудингер: Основополагающие начала химии высокомолекулярных соединений // Химия в школе. - 2002. - №8. - с. 89-91.

4. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. М: Химия, 1989. - 432 с.: ил.

5. Быстров Г.А. Оборудование и утилизация отходов в производстве пластмасс. М.:, Химия, 1982 г.

6. Васнев В.А. Биоразлагаемые полимеры. Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 1997. т. 39. №12., с.2073-2086

7. Фомин В.А., Гузеев В.В. Биоразлагаемые полимеры, состояние и перспективы использования. Пласт. массы. 2001., №2, с. 42-46

8. Макаревич и др. Пласт. массы, 1996, №1, с.34-36

9. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия, учебник для 9 класса М.; Просвещение, 2002 г. -192 с.

10. Кукушкин В.Д., Семенов В.Г., Смирнов О.М., Соловьев В.П., Тулупов С.А. Эффективная утилизация пилиэтилентерефталата и других термопластов. Создание нового семейства композитов / Экология и Промышленность России - ЭкиП, сентябрь, 2005 г., с.12-15.

11. Соломин И.А., Башкин В.Н. Выбор оптимальной переработки ТБО / Экология и Промышленность России - ЭкиП, №9, 2005 г., с.42-45.

12. Адамович Б.А., Дербичев Г.Б., Дудов В.И. Новая технология уничтожения медицинских отходов / Экология и Промышленность России - ЭкиП, №3, 2005 г., с.10-13.

13. Липик В.Т., Прокопчук Н.Р. Технология сортировки бытовых полимерных отходов / Экология и Промышленность России - ЭкиП, №4,

Приложение 1

Тестовые задания по теме «Полимеры»:

Тестирование на тему: «Высокомолекулярные соединения»

1 вариант.

1. Процесс образования высокомолекулярного вещества путем соединения друг с другом исходных низкомолекулярных веществ:

а) полимеризация в) алкилирование

б) диспропорционирование г) галогенирование

2. Полимеризация олефинов в зависимости от механизма может быть двух видов:

а) радикальная и сополимерная в) радикальная и каталитическая

б) изомерная и каталитическая г) сополимерная и изомерная

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7