Органические полимеры это – Органические полимеры: виды, состав, применение

alexxlab | 28.01.2020 | 0 | Разное

Содержание

ПРИРОДНЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ

десятками и сотнями тысяч единиц. Так, у природного полимера_

целлюлозы она равна 300 000 и более, у искусственных органических полимеров, например у полиэтилена низкого давления, колеблется в пределах от 26 000 до 150 000, у полиизобутилена, поливини-лацетата, политетрафторэтилена и других — до 500 000—550 000 и более, превышая иногда один миллион единиц.

Полимеры разделяют на органические и неорганические. Главная особенность органических полимеров, отличающая их от неорганических, заключается в наличии в макромолекулах атомов углерода. В неорганических высокомолекулярных соединениях (полимерах) атомов углерода не содержится. Органические и неорганические полимеры подразделяют на природные и искусственные. В данной главе рассматриваются полимеры органические и преимущественно искусственные; что касается органических природных полимеров, то они используются в строительстве значительно реже. Среди них заслуживает внимания древесина. Образующие ее целлюлоза и лигнин являются типичными примерами природных полимеров.

В результате воздействия на целлюлозу хлорэтилом в присутствии едкой щелочи или другими реагентами получают этилцеллюло-зу, метилцеллюлозу и бензилцеллюлозу. Эти простые эфиры целлюлозы не отличаются высокими техническими свойствами, но используются для изготовления лаков, клеящих веществ, антикоррозионных покрытий и оболочек. В строительстве чаще применяют сложные эфиры целлюлозы — нитроцеллюлозу и ацетилцеллюлозу. Из нитроцеллюлозы изготовляют целлулоид как простейший вид пластика, но, к сожалению, весьма горючего и поэтому в строительстве не используемого. Второй сложный эфир-ацетилцеллюлозу применяют при изготовлении органического стекла, но в большей мере — при изготовлении лаков по дереву и металлу, так как они образуют водонепроницаемые и достаточно прочные покрытия.

Из других природных органических веществ следует отметить белковые продукты и боннскую кровь. На их основе получают соответственно галалит и альбумин. Первый служит поделочным материалом, второй — для получения клея при производстве фанеры. Кроме того, исходное вещество применяют при производстве пенообразователя ГК, используемого в ячеистых бетонах. К природным полимерам относятся также хлопок, шерсть, кожа, каучук и др. Наиболее значимыми в строительстве являются природные каучуки, но дешевле их заменить синтетическими каучуками или каучукообразными полимерами.

Подавляющее большинство полимеров — искусственные. Их получают с помощью синтеза простых низкомолекулярных веществ, называемых мономерами. По составу основной цепи макромолекул органические полимеры разделяются на карбоцепные, гетероцепные и элементоорганические.

Карбоцепные полимеры характеризуются тем, что их молекулярные цепи целиком состоят из атомов углерода:

Гетероцепные полимеры имеют в составе цепей кроме атомов углерода еще и некоторые другие атомы элементов — кислорода,

серы, азота, фосфора, или других:

Элементоорганические полимеры могут содержать в основной цепи атомы кремния, алюминия, титана и других элементов, не входящих в состав обычных органических соединений. Так, например, соединения типа имеют в макромолекуле кремний-кислородные связи, именуемые силоксановыми.

По строению макромолекул органические полимеры могут быть линейными, разветвленными и сетчатыми (трехмерными). При линейном строении все молекулы вытянуты в виде цепей, в которых атомы мономера, являющиеся исходным низкомолекулярным соединением, химически связаны между собой. Разветвленные макромолекулы характерны наличием мономерных звеньев, ответвленных от основной цепи полимера. Сетчатые (пространственные) макромолекулы характеризуются химической «сшивкой» отдельных линейных или разветвленных цепей полимера поперечными связями (рис. 11.1).

Рис. 11.1. Строение молекул полимеров:

а — линейная структура; б — разветвленная структура; в — структура пространственного полимера

Полимеры с макромолекулами линейного и разветвленного строения при нагревании плавятся с изменением свойств, а также способны растворяться в соответствующих органических растворителях. При охлаждении такие полимеры вновь отверждаются (так в отношении полимеров называется процесс отвердевания). Они способны многократно размягчаться при нагревании и отверждаться при охлаждении; их называют термопластичными (термопластами). Полимеры с макромолекулами трехмерного строения имеют повышенную устойчивость к термическим и механическим воздействиям, не растворяются, а лишь набухают в растворителях. Они не могут размягчаться при повторном нагревании; их именуют термореактивными (реактопластами). При высокотемпературном нагревании они подвержены деструкции и сгоранию.

Органические полимеры в твердом состоянии имеют обычно аморфную структуру. Однако существуют полимеры, которые в твердом состоянии характеризуются кристаллической или аморфно-кристаллической структурами.

В зависимости от способа получения полимеры разделяют на две группы: полимеризационные (термопласты) и поликонденсационные (реактопласты).

Полимеризационные полимеры получают полимеризацией исходных мономеров с раскрытием кратных связей ненасыщенных углеводородов и соединением элементарных звеньев мономера в длинные цепи. Поскольку при полимеризации мономеров атомы и их группировки не отщепляются, то побочных продуктов в реакциях не образуется, а химический состав мономера и полимера остается одинаковым. В полимеризации могут участвовать два и более мономеров, тогда ее называют сополимеризацией, а продукт — сополимером.

Поликонденсационные полимеры получают в процессе объединения (поликонденсации) двух или нескольких низкомолекулярных веществ. При протекании реакций образуется не только основной продукт, но и побочные соединения — вода, спирт и др., так что химический состав полимера всегда отличается от химического состава исходных продуктов поликонденсации.

Используемые в обоих процессах производства полимеров исходные сырьевые мономеры, способные при определенных условиях соединяться друг с другом, получают при переработке природных и нефтяных газов, каменного угля, аммиака, углекислоты и других веществ. По мере протекания процессов полимеризации и поликонденсации возрастает число атомов в образуемых макромолекулах и растет молекулярная масса формирующихся полимеров. Вначале образуются вещества с еще сравнительно невысокой молекулярной массой (до 5000 единиц), называемые олигомерами, по консистенции — смолообразные. Вещества с более высокой молекулярной массой называются полимерами, растворимость, а также эластичность которых снижаются, но возрастает прочность — одно из важнейших свойств полимера вследствие возрастающего эффекта действия межмолекулярных сил при росте молекулярной массы, что, кстати, отсутствует в обычных органических веществах типа битума и дегтей. Следует отметить, что на свойства полимера существенное влияние оказывает и водородный тип связи, особенно когда водород непосредственно связан с кислородом или азотом (ОН, МШ и др.). Водородная связь, хотя и слабее ковалентной, но значительно прочнее межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил притяжения.

Рис. 11.2. Прибор Кремер—Сарнова:

1 — внутренний стакан; 2 — наружный стакан; 3 — термометр; 4 — диск; 5 — трубочки; 6 — ртуть; 7 — полимер для его испытания

Рис. 11.3. Схема прибора Вика для определения теплостойкости полимеров: 1 — образец; 2 — наконечник; 3 — стержень; 4 — термошкаф; 5 — груз

Технической характеристикой многих полимеров служат следующие свойства: термические — температура размягчения и теплостойкость, температуры стеклования и текучести; механические — прочность, деформативность и поверхностная твердость; химические — атмосферостойкость и сопротивляемость деструкции. Каждое из этих свойств определяется стандартными методами, излагаемыми в соответствующих лабораторных практикумах по полимерным материалам. В частности, температуру размягчения определяют по методу Кремер—Сарнова (рис. 11.2) или по «КиШ», теплостойкость — на приборах Мартенса или Вика (рис. 11.3), температуры стеклования и текучести — по методу Каргина, а механические свойства полимеров аморфного строения — с помощью диаграмм относительных деформаций (рис. 11.4).

Рис. 11.4. Термомеханическая кривая термопластичных полимеров

Наряду с положительными свойствами полимеров — малой средней плотностью, низкой теплопроводностью, высокой химической и атмосферной стойкостью, высокой прочностью и др. — они с позиций качества строительных материалов обладают и рядом недостатков — низкой теплостойкостью, малой поверхностной твердостью, невысоким модулем упругости, значительной ползучестью, склонностью к старению, а также высокой стоимостью. Она может быть несколько снижена за счет применения в полимерах наполнителей и добавок.

infopedia.su

Природные и искусственные органические полимеры

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Природные и искусственные органические полимеры
Природные и искусственные органические полимеры

Полимерами называют высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из огромного количества структурных звеньев, взаимодействующих друг с другом посредством ковалентных связей с образованием макромолекул. Макромолекулы во много тысяч раз превышают размеры обычных молекул. Так, например, если молекула воды состоит из трех атомов, а ее молекулярная масса равна 18 единицам, или если молекула кальцита СаСОз состоит из пяти томов, а молекулярная масса этого минерала равна 100, то молеку-а вЬ1СОкомолекулярных веществ содержат десятки и сотни тысяч атомов, а их молекулярная масса достигает значений, выражаемых десятками и сотнями тысяч единиц. Так, у природного полимера — целлюлозы она равна 300 000 и более, у искусственных органических полимеров, например у полиэтилена низкого давления, колеблется в пределах от 26 000 до 150 000, у полиизобутилена, поливини-лацетата, политетрафторэтилена и других — до 500 000—550 000 и более, превышая иногда один миллион единиц.

В результате воздействия на целлюлозу хлорэтилом в присутствии едкой щелочи или другими реагентами получают этилцеллюло-зу, метилцеллюлозу и бензилцеллюлозу. Эти простые эфиры целлюлозы не отличаются высокими техническими свойствами, но используются для изготовления лаков, клеящих веществ, антикоррозионных покрытий и оболочек. В строительстве чаще применяют сложные эфиры целлюлозы— нитроцеллюлозу и ацетилцеллюлозу. Из нитроцеллюлозы изготовляют целлулоид как простейший вид пластика, но, к сожалению, весьма горючего и поэтому в строительстве не используемого. Второй сложный эфир-ацетилцеллюлозу применяют при изготовлении органического стекла, но в большей мере — при изготовлении лаков по дереву и металлу, так как они образуют водонепроницаемые и достаточно прочные покрытия.

Из других природных органических веществ следует отметить белковые продукты и боннскую кровь. На их основе получают соответственно галалит и альбумин. Первый служит поделочным материалом, второй — для получения клея при производстве фанеры. Кроме того, исходное вещество применяют при производстве пенообразователя ГК, используемого в ячеистых бетонах. К природным Полимерам относятся также хлопок, шерсть, кожа, каучук и др. Наиболее значимыми в строительстве являются природные каучуки, о Дешевле их заменить синтетическими каучуками или каучукооб-Разньщи полимерами.

Рис. 11.1. Строение молекул полимеров:
а — линейная структура; б — разветвленная структура; в — структура пространственного полимера

Используемые в обоих процессах производства полимеров исходные сырьевые мономеры, способные при определенных условиях соединяться друг с другом, получают при переработке природных и нефтяных газов, каменного угля, аммиака, углекислоты и других веществ. По мере протекания процессов полимеризации и поликон-Денсации возрастает число атомов в образуемых макромолекулах и растет молекулярная масса формирующихся полимеров. Вначале образуются вещества с еще сравнительно невысокой молекулярной массой (до 5000 единиц), называемые олигомерами, по консистенции -— смолообразные. Вещества с более высокой молекулярной кассой называются полимерами, растворимость, а также эластич-0сть которых снижаются, но возрастает прочность — одно из важнейших свойств полимера вследствие возрастающего эффекта деист-вия межмолекулярных сил при росте молекулярной массы, что кстати, отсутствует в обычных органических веществах типа битума и дегтей. Следует отметить, что на свойства полимера существенное влияние оказывает и водородный тип связи, особенно когда водо-род непосредственно связан с кислородом или азотом (ОН, Nh3 и др.). Водородная связь, хотя и слабее ковалентной, но значительно прочнее межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил притяжения.

Технической характеристикой многих полимеров служат следу. ющие свойства: термические — температура размягчения и теплостойкость, температуры стеклования и текучести; механические — прочность, деформативность и поверхностная твердость; химические — атмосферостойкость и сопротивляемость деструкции. Каждое из этих свойств определяется стандартными методами, излагаемыми в соответствующих лабораторных практикумах по полимерным материалам. В частности, температуру размягчения определяют по методу Кремер—Сарнова (рис. 11.2) или по «КиШ», теплостойкость — на приборах Мартенса или Вика (рис. 11.3), температуры стеклования и текучести — по методу Каргина, а механические свойства полимеров аморфного строения — с помощью диаграмм относительных деформаций (рис. 11.4).

Рис. 11.2. Прибор Кремер—Сарнова

Рис. 11.4. Термомеханическая кривая термопластичных полимеров

Похожие статьи:
Строительные термины и определения

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

stroy-spravka.ru

Органический полимер – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Органический полимер

Cтраница 1

Органический полимер, содержащий подобную конфигурацию N-оксида, например поли ( 2-винилпиридин – М – оксид), по-видимому, способен присоединять монокремневую кислоту [175], но в этом случае может иметь место образование водородных связей. [1]

Органический полимер полипараксилилен удачно сочетает в себе ряд свойств, которые необходимы для использования в модуляторе ПРОМ. Он имеет вакуумную технологию нанесения, позволяющую получать тонкие однородные слои, хорошую адгезию к поверхности кристалла, прозрачен в широкой области спектра, имеет высокое пробивное напряжение и малые диэлектрические потери, эластичен что важно, так как из-за пьезоэлектрических свойств во время работы модулятора кристаллическая пластина деформируется. [3]

Органическим полимерам при их ценных свойствах недостает теплостойкости, так как большинство их разлагается при температурах, близких к 100 С. По отношению к нагреванию смолы делятся на термопластичные и термореактивные. Термопластичные смолы в нормальных условиях представляют твердое вещество, которое при нагревании размягчается; это свойство обратимо. [4]

Органическим полимером с высокой нагревостойкостью ( выше класса Н) является также ароматический полиамид – полиметафениленизофталамид, получивший у нас название фенилон. Высокая нагревостойкость связана с особой циклической структурой. [5]

Органическими полимерами являются смолы и каучуки. Органические радикалы придают материалу прочность и эластичность, а неорганические атомы сообщают повышенную теплостойкость. В природе таких соединений не встречается. [6]

Органическими полимерами, или высокомолекулярными соединениями, считаются соединения, молекулы которых включают сотни или даже тысячи углеродных атомов – их молекулярная масса может измеряться тысячами и даже миллионами единиц. Характерными признаками молекул органических полимеров, помимо их большой массы, являются их цепное строение и гибкость. Молекулы органических полимеров состоят из большого числа одних и тех же групп атомов, последовательно соединенных химическими связями и называемых химическими звеньями цепи. [8]

Органическими полимерами являются смолы и каучуки. Эти радикалы придают материалу прочность и эластичность, а неорганические атомы сообщают повышенную теплостойкость. [9]

Простейшим органическим полимером является полиэтилен – продукт полимеризации этилена. [10]

Простейшим органическим полимером является полиэтилен – продукт полимеризации этилена. Этилен – ненасыщенный углеводород, легко вступающий в реакции присоединения. [11]

Этот термостойкий гидрофобный органический полимер первоначально был предложен для применения в хроматографических колонках [20], а после работ Злат-киса с сотрудниками [21, 22] используется для концентрирования органических примесей атмосферного воздуха и парофазного анализа медицинских объектов, когда необходимо отделение летучих органических компонентов от большого количества водяных паров. Термическая десорбция при 200 С также сопровождается в большинстве случаев потерями порядка 10 – 20 %, так что общая степень извлечения летучих органических веществ при стрип-пинге с последующим концентрированием на тенаксе и термической десорбцией не превышает 70 – 90 %, а у метилового, этилового и пропилового спиртов гораздо ниже. Таким образом, при количественном парофазном анализе следов органических веществ в воде путем извлечения необходимо экспериментально определять и учитывать эффективность как самого стриппинга, так и последующих стадий сорбции и десорбции. [12]

К органическим полимерам относятся соединения, содержащие кроме атомов углерода атомы водорода, кислорода, азота, серы, галогенов, причем даже те, в которых кислород, азот или сера входят в состав главной цепи. [13]

К органическим полимерам относятся следующие вещества. [14]

К органическим полимерам относятся соединения, содержащи. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Обычные органические полимер – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Обычные органические полимер

Cтраница 1

Обычные органические полимеры состоят из углеродных атомов, соединенных в длинные цепочки. В полиэфирах и полиамидах наряду с атомами углерода в цепочках содержатся также атомы кислорода и ( или) азота, однако в дальнейшем обсуждении это обстоятельство учитываться не будет. Такие атомы, из которых состоят скелеты цепочек, мы будем называть атомами главной цепи или скелетными атомами. Согласно ставшим классическими представлениям, углеродные атомы являются четырехвалентными, и в тех случаях, когда они не образуют двойные или тройные связи, представляют собой гибридизацию одной 2s – op – битали и трех 2р – орбиталей. В результате получается так называемая тетраэдрическая пространственная структура. [1]

Обычные органические полимеры обладают такими ценными физическими свойствами, как гибкость, эластичность, способность образовывать волокна, высокая разрывная и ударная прочность, твердость и жесткость или способность образовывать высоковязкие жидкости. Эти свойства в значительной степени связаны с высоким молекулярным весом. Большая длина позволяет полимерным цепям сохранять скрученность и перепутанность в широком температурном интервале. Молекулы меньших размеров, такие, как циклические тримеры и тетрамеры, значительно более компактны и симметричны и их упаковка в твердом состоянии более упорядочена. [2]

Чем же отличаются кремнийорганические полимеры от обычных органических полимеров. [3]

В стерическом отношении гетероатомные полимеры резко отличаются от обычных органических полимеров. Физические свойства полимеров этого типа также можно связать с тем, что у каждого атома основной цепи имеются два заместителя и вращение относительно связей приводит к появлению стерического отталкивания между ними, особенно в тех случаях, когда в каждом повторяющемся звене полимера вместо водорода содержится два или более других заместителей. Кроме того, углы между связями основной цепи могут быть шире 109 5, а длина связи больше 1 54 А, что характерно для связи С-С. Эти факторы также должны способствовать уменьшению внутримолекулярных стерических и кулоновских взаимодействий. Поэтому можно допустить, что гетероатомные полимеры должны обладать значительно более широким интервалом температур стеклования и гибкости молекул, чем обычные органические полимеры. [4]

Кремнийорганические полимеры представляют собой класс соединений, отличных от обычных органических полимеров. Структура этих соединений сходна со структурой силикатов – селей поликремневых кислот, являющихся неорганическими высокомолекулярными веществами. [5]

Фторопласт-4 – белый или сероватый полупрозрачный материал; его плотность ( 2 1 – 2 3 г / см3) велика по сравнению с плотностью обычных органических полимеров. По электроизоляционным свойствам фторопласт-4 принадлежит к лучшим из известных диэлектриков, в особенности при работе в полях высоких и сверхвысоких частот: его е в диапазоне частот от 50 до 101 гц составляет 1 9 – 2 2; tgб 0 0001 – 0 0003; р 1018 ом – см. Хладостойкость материала характеризуется сохранением гибкости при температурах ниже – 80 С, а для тонких пленок – даже ниже минус 100 С. [6]

Фторлон-4 – белый или сероватый полупрозрачный материгл; его плотность ( 2 1 – 2 3 Мг / м3) велика по сравнению с плотностью обычных органических полимеров. Материал сравнительно мягок и обладает склонностью к хладотекучести; его предел прочности при растяжении 14 – 25 МПа, предел прочности при изгибе 11 – 14 МПа. [7]

Фторлон-4 – белый или сероватый полупрозрачный материал; его плотность ( 2 1 – – 2 3 Мг / м8) велика по сравнению с плотностью обычных органических полимеров. Материал сравнительно мягок и обладает склонностью к хладотекучести; его предел прочности при растяжении 14 – 25 МПа, предел прочности при изгибе 11 – 14 МПа. Холодостойкость материала характеризуется сохранением гибкости при температурах ниже минус 80 С, а для тонких пленок – даже ниже минус 100 СС. [8]

В отличие от обычных ионных кристаллов, в основе силикатов лежат полимерные ковалентносвязанные анионы различной пространственной конфигурации, между которыми расположены катионы металлов. От обычных органических полимеров их отличает сильное межмолекулярное взаимодействие электростатического характера, обусловленное наличием катионов между макроцепями, несущими отрицательные заряды. [9]

Различные заместители в метальных группах придают разные свойства, специфические для данного полимера; но общим является то, что силоксановая связь – это очень прочная связь, сохраняющая стойкость при высоких температурах. Поэтому кремнийорганические полимеры значительно более теплостойки, чем отвечающие им обычные органические полимеры; их прочность в меньшей мере зависит от колебаний температуры. [10]

Полимеры, состоящие из гетероатомных повторяющихся звеньев, в ближайшие годы, несомненно, приобретут большое значение. Однако было бы нереалистично полагать, что гетеро-атомные системы в будущем удовлетворят все требования к полимерам или что обычные органические полимеры неизбежно будут заменены полунеорганическими композициями. [11]

Наряду с высокой влагостойкостью покрытия на основе поли-органосилоксанов обладают химической инертностью, стойкостью к окислению, действию солнечного света и озона. Срок службы полиорганосилоксановых пленок при действии повышенной температуры и влажности примерно в 10 раз больше, чем срок службы пленок из обычных органических полимеров. [12]

Некоторые группировки со связью металл-металл ( с дополнительными мостиковыми связями или без них) очень прочны и характерны для целых серий соединений. Так, ReCl3 состоит из частиц Re3Cl9, которые сохраняются даже в газовой фазе. Группу многоядерных комплексов составляют полимеры, содержащие ионы металлов. Основная цепь полимера построена по типу обычных органических полимеров или поликонденсатов и на нее навешаны функциональные группировки, способные образовывать комплексы с ионами металлов, либо же металл непосредственно содержится в главной цепи полимера и участвует в поликонденсации. [13]

Например, в начале развития авиации велись работы над конструкцией машин; современное развитие авиационной и ракетной техники в большой степени задерживается из-за отсутствия материалов с нужными характеристиками. С усложнением рабочих условий основные трудности заключаются в выборе материалов с нужными свойствами в реальных условиях эксплуатации, а также в требованиях относительного постоянства этих свойств в рабочих условиях. Самолет может находиться на стоянке в Арктике при – 50 или – – 60 С, и вместе с тем некоторые его детали должны выдерживать температуры, доходящие до 370 С и выше в результате нагревания от двигателя или аэродинамического трения при сверхзвуковых скоростях. Смазочные масла для двигателя и гидравлические жидкости не должны застывать на холоду, а также слишком разжижаться или разлагаться при нагревании. Резина должна оставаться гибкой и сохранять прочность при низких температурах. Как правило, с повышением температуры прочность резины снижается и требования эластичности при обычной температуре наряду с высокой прочностью при очень высоких температурах взаимно несовместимы. Обычные органические резины с прочностью при комнатной температуре в несколько сот килограммов на 1 см превращаются при температуре 200 – 300 С в мя. С повышением температуры свойства силиконов меньше изменяются, чем свойства обычных органических полимеров. Силикон, обладающий при комнатной температуре свойствами, одинаковыми или худшими по сравнению со своим органическим аналогом, продолжает функционировать в условиях высоких температур, при которых обычные материалы разрушаются. [15]

Страницы: 1

www.ngpedia.ru

Классификация органических полимеров – Справочник химика 21

Классификация полимеров. Полимеры делятся на три класса органические, элементоорганические и неорганические. Это деление в определенной степени условно. [c.104]

Можно предложить три вида классификации химических реакций в полимерах. Во-первых, их можно классифицировать по аналогии с реакциями в низкомолекулярных системах, т. е. применить принятую в органической химии классификацию реакции замещения, присоединения, по функциональным группам производных углеводородов и т. д. Здесь нет необходимости приводить ее полностью, так как она принципиально не отличается от известной классификации химических реакций углеводородов, их производных и других органических соединений с теми же функциональными группами, что и в полимерах. [c.218]

Классификация химических реакций целлюлозы и других полисахаридов как органических соединений рассмотрена выше (см. 11.3.3). В химических превращениях целлюлозы наибольшее значение имеют реакции замещения и окисления. При химической деструкции преобладают гетеролитические (ионные) реакции. Гомолитические (свободнорадикальные) реакции идут в основном при физической деструкции, а также при действии окислителей и в процессах прививки к целлюлозе синтетических полимеров. [c.545]

Органические полимеры в соответствии с принятой в органической химии классификацией можно разделить на следующие классы (табл. 3), [c.25]

Классификация гетероцепных высокомолекулярных соединений. Гетероцепные высокомолекулярные соединения в зависимости от гетероатома, входящего в состав основной цепи, подразделяются на кислородсодержащие, азотсодержащие, серосодержащие и элементоорганические полимеры. Эти большие группы полимеров подразделяются на подгруппы в соответствии с принятой в органической химии классификацией (табл. 4). [c.32]

Классификация органических полимеров. В основу классификации органических полимеров могут быть положены различные [c.370]

КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ 8. Типы И ВИДЫ полимеров [c.367]

Другая классификация органических синтетических полимеров основана на разном способе соединения меньщих единиц в большие. Так, полимеры, образующиеся постепенным присоединением отдельных молекул мономера к растущей цепи, называются цепными полимерами, а полимеры, образующиеся объединением ббльших единиц, — блок-полимерами. [c.284]

В противовес отмеченному выше синтезу стабильных полимеров развилось новое направление, целью которого стало получение полимеров, способных за счет введения реакционноспособных групп осуществлять различные функции. Такие функциональные полимеры и являются основной темой данной книги. Классификация таких полимеров может быть проведена по осуществляемым ими функциям (например, электропроводность или светочувствительность), которые, естественно, связаны с введением в полимеры различных функциональных групп (Р). Однако, как хорошо известно, полимеры являются достаточно устойчивыми структурами, вследствие чего прямое введение групп Р – трудная задача. Один из возможных путей достижения этой цели состоит в использовании реакционноспособных промежуточных продуктов органического синтеза. Для получения конечного полимера с функциональной группой (Р—Р) следует объединять при синтезе стабильный полимер (Р) с реакционноспособными промежуточными продуктами, получая в результате реакционноспособный полимер (Р—К). [c.13]

Одним нз наиболее интересных вопросов в области химии координационных полимеров является наличие относительно большого разнообразия геометрических конфигураций, наблюдающихся для различных координационных чисел. Этот взгляд способствовал развитию неорганических полимеров и, конечно, позволил использовать неизвестные ранее возможности и в области органических полимеров. Такой подход подчеркивается в первой части обзора, которая посвящается естественным координационным полимерам. Затем обсуждаются различные системы, которые изучались с целью синтеза координационных полимеров, содержащих мономерные лиганды, с последующим обзором координационных соединений с полимерными лигандами. Здесь, как и в случае любой классификации, должна быть определенная доля объективности. В некоторых случаях неясно, является ли целью опубликованной работы получение полимера или изучение реакции. Большей частью такие исследования включаются в раздел, посвященный синтезам. Далее, когда очевидно, что более ранняя работа не посвящена полимерам, но за ней следует соответствующая работа, целью которой является изучение полимеров, все материалы помещаются вместе в разделе IV Синтетические координационные полимеры . [c.348]

В официальной системе классификации естественных наук (см. приложение к инструкции ВАК 1972 г. или документы Президиума Академии Наук СССР) физике полимеров отведена весьма скромная позиция, обозначаемая Физика и механика полимеров , причем союз и в этом классификационном определении нуждается в специальном комментарии. Это самое и относится к издержкам эволюции науки о полимерах, которая на несколько десятков лет отстала от технологии полимеров, на поверку оказывающейся технологией полимерных материалов — конструкционных пластмасс, резин, синтетических волокон, органических стекол, пленок и т. д. Разумеется, эксплуатационные характеристики этих материалов в первую очередь определяются их механическими свойствами. Отсюда пресловутое и . Но сводить всю физику полимеров к обоснованию материаловедения, а все использо вание полимеров ограничивать конструкционными и иными материалами (в обычном значении этого слова) это почти то же, что сводить всю физику металлов к металлургии, забывая об электромагнетизме, как основе современной энергетики. Подробно об этом см. очерк [15, с. 176—270]. [c.9]

В связи с появлением огромного количества полимерных материалов, обладающих различными эмпирическими названиями (часто одно и то же вещество разными авторами или фирмами называется по-разному), появилась необходимость систематизации и номенклатуры этих соединений. В Советском Союзе принято наименование полимеров, исходя из названия мономера, входящего в элементарное звено макромолекулы, с приставкой поли. Классифицируются карбоцепные полимеры в соответствии с классификацией, принятой в органической химии. [c.479]

Модификация полимеров при помощи привитой и блоксопо-лимеризации обладает рядом преимуществ перед методом совместной полимеризации мономеров. В некоторых случаях прививка мономера на полимер или взаимодействие между с

www.chem21.info

Органические полимеры использование – Справочник химика 21

Ферменты — это сополимеры, состоящие из различных аминокислотных мономеров. Поэтому легко понять, почему использованию синтетических органических полимеров для воздействия на активность низкомолекулярных соединений уделяется в последнее время все большее внимание [168] эти реакции могут служить в качестве моделей для более сложных ферментативных процессов. Хотя полимерные катализаторы значительно менее эффективны, чем ферменты, обнаружено некоторое сходство между природными и синтетическими макромолекулярными системами. В частности, полимер с заряженными группами склонен концентрировать и/или отталкивать находящиеся вблизи него низкомолекулярные ионные реагенты и продукты, и, следовательно, он будет функционировать как ингибитор или ускоритель реакции, протекающей между двумя молекулами. Однако если к такому полимеру присоединить еще и каталитически активные группы, то уже сама молекула полимера, а не его противоионы, будет принимать участие в катализе 169, 170]. [c.294]
Наше краткое изучение фотохимии полимеров заканчивается двумя темами, касающимися долговечности полимеров вне помещений. Большинство органических полимеров претерпевает химическое изменение, или фотодеструкцию, под действием видимого или УФ-излучения, особенно в присутствии атмосферного кислорода. В результате механические свойства полимера в объеме ухудшаются. Для некоторых приложений долговечность является важным параметром, например в строительстве или автомобилестроении. Поэтому желательно продлить полезную продолжительность жизни материала с помощью фотостабилизации. В то же время существуют также экологические проблемы, связанные с устойчивостью пластиков, применяемых в сельском хозяйстве, и пластиковых упаковочных материалов после их использования. Следовательно, полимеры могут быть намеренно сделаны светочувствительными. Использование фотодеструктирующих пластмасс позволяет сделать предметы типа пластмассовых кружек очень недолговечными — под действием света они рассыпаются в тонкий порошок и развеиваются. [c.262]

В настоящее время, благодаря развитию химии полимеров, использование различных органических соединений в строительном производстве очень сильно расширилось. Полимеры применяются в производстве пластмасс, клеев, поверхностных покрытий, древесностружечных плит (ДСП), фанеры и др. [c.200]

Цель работы овладение методами синтеза органических полимеров с использованием реакции поликонденсации. Экспериментальное изучение свойств некоторых полимеров. [c.93]

Вода может содержать несколько растворенных веществ щелочи, соли и ПАВ, органические полимеры в коллоидном состоянии, капли эмульгированной нефти, а также различные нерастворимые вещества (такие, как барит, глина и выбуренная порода), находящиеся во взвешенном состоянии. Состав выбранного для использования бурового раствора часто зависит от веществ, растворенных в исходной воде, а также от рас- [c.10]

Степень использования краун-соединений, привитых к поверхности твердого носителя, высока. Однако требуется много стадий для того, чтобы синтезировать производные краун-соединений, способные к прививке. Когда носителем служит органический полимер, например полистирол, часто возникают сложности в обеспечении химической и механической стойкости носителя. [c.332]

Обезвоживание большинства типов ила, полученных в ходе различных операций по переработке стоков, — сложный процесс. Необходимой стадией является предварительная обработка ила с целью улучшения фильтруемости. Это и есть модификация его свойств. Как правило, этот процесс заключается в добавлении химикатов, действующих как коагулянты или флокулянты. В качестве таких реагентов могут быть использованы неорганические соли (известь, хлорид железа, сульфат железа, хлоргидрат алюминия) или специально подобранные органические полимеры с различной молекулярной массой и ионным сродством. Конкретные условия применения полимеров лучше всего изложены в Справочнике по использованию полиэлектролитов [187]. Одним из основных испытаний является определение удельного сопротивления фильтрования г. [c.126]

Ранее считалось, что сбор этих материалов и регенерация в виде стеклянной крошки с последующим использованием в процессе плавления нецелесообразен н неэкономичен ввиду низкой объемной плотности материала из-за присутствия органических полимеров и смол. Однако с увеличением стоимости сырья н необходимостью наращивать производства стекловаты для производства изоляционных материалов было обращено особое внимание на уменьшение потерь исходных материалов. [c.176]

Взаимодействие полимерных цепей с поверхностью наполнителя, приводящее к уменьшению, их подвижности, должно изменять кинетику кристаллизации в случае кристаллизующихся полимеров. Наполнители могут оказывать влияние также и на процессы заро-дышеобразования при кристаллизации. Эффективность зародышеобразующего действия определяется природой как полимера, так и наполнителя. Исследование влияния малых добавок солей органических кислот, использованных в качестве искусственных заро-дышеобразователей,-на кристаллизацию показало [118—124], что они приводят к изменениям надмолекулярной структуры полимера, так как с изменением концентрации зародышеобразователей изменяются условия кристаллизации и процесс протекает с большей скоростью. Механизм действия добавок заключается в том, что на поверхности твердых частиц зародышеобразователя в результате адсорбции возникают упорядоченные области полимера, играющие роль центров кристаллизации. Такие упорядоченные области сохраняются на поверхности и при температурах, при которых полимер переходит в расплав, когда в его объеме гомогенные центры кристаллизации полностью разрушаются. При достаточно большой концентрации добавок число гетерогенных центров на их поверхности значительно превосходит число гомогенных центров, которые возникают в объеме в ходе кристаллизации. Увеличение числа центров кристаллизации приводит к увеличению общей скорости кристаллизации и уменьшению размера сферолитов (наличие добавки не влияет на скорость линейного роста сферолитов). [c.63]

www.chem21.info

Неорганические полимеры: примеры и области применения

В природе существуют элементоорганические, органические и неорганические полимеры. К неорганическим относят материалы, главная цепь которых неорганическая, а боковые ответвления не являются углеводородными радикалами. К формированию полимеров неорганического происхождения наиболее склонны элементы III-VI групп периодической системы химических элементов.

Классификация

Органические и неорганические полимеры активно исследуются, определяются их новые характеристики, поэтому четкой классификации этих материалов еще не выработано. Впрочем, можно выделить определенные группы полимеров.

В зависимости от структуры:

линейные;
плоские;
разветвленные;
полимерные сетки;
трехмерные и другие.

В зависимости от атомов главной цепи, образующих полимер:

гомоцепные типа (-M-)n – состоят из одного вида атомов;
гетероцепные типа (-M-L-)n – состоят из различных видов атомов.

В зависимости от происхождения:

природные;
искусственные.

Для отнесения к неорганическим полимерам веществ, которые в твердом состоянии представляют собой макромолекулы, необходимо также наличие в них определенной анизотропии пространственного строения и соответствующих свойств.

Основные характеристики

Более распространенными являются гетероцепные полимеры, в которых происходит чередование электроположительных и электроотрицательных атомов, например B и N, P и N, Si и O. Получить гетероцепные неорганические полимеры (НП) можно с помощью реакций поликонденсации. Поликонденсация оксоанионов ускоряется в кислой среде, а поликонденсация гидратированных катионов – в щелочной. Поликонденсация может быть проведена как в растворе, так и в твердых веществах при наличии высокой температуры.

Многие из гетероцепных неорганических полимеров можно получить только в условиях высокотемпературного синтеза, например, непосредственно из простых веществ. Образование карбидов, которые являются полимерными телами, происходит при взаимодействии некоторых оксидов с углеродом, а также при наличии высокой температуры.

Длинные гомоцепные цепи (со степенью полимеризации n>100) образуют карбон и p-элементы VI группы: сера, селен, теллур.

Неорганические полимеры: примеры и применение

Специфика НП заключается в образовании полимерных кристаллических тел с регулярной трехмерной структурой макромолекул. Наличие жесткого каркаса химических связей предоставляет таким соединениям значительную твердость.

Указанное свойство позволяет использовать в качестве абразивных материалов неорганические полимеры. Применение этих материалов нашло широчайшее применение в промышленности.

Исключительная химическая и термическая стойкость НП является также ценным свойством. Например, армирующие волокна, изготовленные из органических полимеров, устойчивы на воздухе до температуры 150-220 ˚С. Между тем борное волокно и его производные остаются устойчивыми до температуры 650 ˚С. Именно поэтому неорганические полимеры являются перспективными для создания новых химически и термостойких материалов.

Практическое значение также имеют НП, которые одновременно являются и приближающимися по свойствам к органическим, и сохраняющими свои специфические свойства. К таким относят фосфаты, полифосфазены, силикаты, полимерные оксиды серы с различными боковыми группами.

Полимеры углерода

Задание: «Приведите примеры неорганических полимеров», – часто встречается в учебниках по химии. Целесообразно его выполнять с упоминанием самых выдающихся НП – производных углерода. Ведь сюда входят материалы с уникальными характеристиками: алмазы, графит и карбин.

Карбин – искусственно созданный, малоизученный линейный полимер с непревзойденными показателями прочности, не уступающими, а согласно ряду исследований и превосходящими графен. Впрочем, карбин – вещество таинственное. Ведь не все ученые признают его существование как самостоятельного материала.

Внешне выглядит как металло-кристаллический черный порошок. Имеет полупроводниковые свойства. Электропроводность карбина значительно увеличивается под действием света. Он не теряет этих свойств даже при температуре до 5000 ˚С, что намного выше, чем для других материалов подобного назначения. Получен материал в 60-х В.В. Коршаком, А.М. Сладковым, В.И. Касаточкиным и Ю.П. Кудрявцевым путем каталитического окисления ацетилена. Самое сложное было определить вид связей между атомами углерода. Впоследствии было получено вещество только с двойными связями между атомами углерода в Институте элементоорганических соединений АН СССР. Новое соединение назвали поликумулен.

Графит – в этом материале полимерная упорядоченность распространяется только в плоскости. Его слои соединены не химическими связями, а слабыми межмолекулярными взаимодействиями, поэтому он проводит тепло и ток и не пропускает свет. Графит и его производные – достаточно распространенные неорганические полимеры. Примеры их использования: от карандашей до атомной промышленности. Окисляя графит, можно получить промежуточные продукты окисления.

Алмаз – его свойства принципиально другие. Алмаз является пространственным (трехмерным) полимером. Все атомы углерода скрепляются между собой прочными ковалентными связями. Потому этот полимер является чрезвычайно прочным. Алмаз не проводит ток и тепло, имеет прозрачную структуру.

Полимеры бора

Если вас спросят о том, какие неорганические полимеры вам известны, смело отвечайте – полимеры бора (-BR-). Это достаточно обширный класс НП, широко применяемый в промышленности и науке.

Карбид бора – его формула правильнее выглядит так (B12C3)n. Его элементарная ячейка – ромбоэдрическая. Каркас образуют двенадцать ковалентно связанных атомов бора. А в середине его – линейная группа из трех ковалентно связанных атомов углерода. В результате образуется очень прочная конструкция.

Бориды – их кристаллы образованы подобно вышеописанному карбиду. Наиболее стойкий из них HfB2, который плавится только при температуре 3250 °C. Наибольшей химической стойкостью отмечается TaB2 – на него не действуют ни кислоты, ни их смеси.

Нитрид бора – его часто называют белым тальком за сходство. Это сходство действительно лишь внешнее. Структурно он аналогичен графиту. Получают его, нагревая бор или его оксид в атмосфере аммиака.

Боразон

Эльбор, боразон, киборит, кингсонгит, кубонит – сверхтвердые неорганические полимеры. Примеры их применения: изготовление шлифовальных кругов, абразивных материалов, обработка металлов. Это химически инертные вещества на основе бора. По твердости ближе прочих материалов к алмазам. В частности, боразон оставляет царапины на алмазе, последний тоже оставляет царапины на кристаллах боразона.

Впрочем, эти НП имеют несколько преимуществ перед натуральными алмазами: у них большая термостойкость (выдерживают температуру до 2000 °C, алмаз же разрушается при показателях в пределах 700-800 °C) и высокая устойчивость к механическим нагрузкам (они не такие хрупкие). Боразон был получен при температуре 1350 °C и давлении 62000 атмосфер Робертом Венторфом в 1957 году. Аналогичные материалы ленинградскими учеными были получены в 1963 году.

Неорганические полимеры серы

Гомополимер – эта модификация серы имеет линейную молекулу. Вещество не является устойчивым, при колебаниях температуры распадается на октаэдрические циклы. Образуется в случае резкого охлаждения расплава серы.

Полимерная модификация сернистого ангидрида. Очень похожа на асбест, имеет волокнистую структуру.

Полимеры селена

Серый селен – полимер со спиралевидными линейными макромолекулами, вложенными параллельно. В цепях атомы селена связаны ковалентно, а макромолекулы связаны молекулярными связями. Даже расплавленный или растворенный селен не распадается на отдельные атомы.

Красный или аморфный селен тоже полимер цепной, но малоупорядоченной структуры. В температурном промежутке 70-90 ˚С он приобретает каучукоподобные свойства, переходя в высокоэластичное состояние, чем напоминает органические полимеры.

Карбид селена, или горный хрусталь. Термически и химически устойчивый, достаточно прочный пространственный кристалл. Пьезоэлектрик и полупроводник. В искусственных условиях его получили при реакции кварцевого песка и угля в электропечи при температуре около 2000 °C.

Прочие полимеры селена:

Моноклинный селен – более упорядоченный, чем аморфный красный, но уступает серому.
Диоксид селена, или (SiO2)n – представляет собой трехмерный сетчатый полимер.
Асбест – полимер оксида селена волокнистой структуры.

Полимеры фосфора

Существует много модификаций фосфора: белый, красный, черный, коричневый, фиолетовый. Красный – НП мелкокристаллического строения. Получается нагревом белого фосфора без доступа воздуха при температуре 2500 ˚С. Черный фосфор получен П. Бриджменом при следующих условиях: давление 200000 атмосфер при температуре 200 °C.

Фосфорнитридхлориды – соединения фосфора с азотом и хлором. Свойства этих веществ меняются с ростом массы. А именно уменьшается их растворимость в органических веществах. Когда молекулярная масса полимера достигает нескольких тысяч единиц, образуется каучукоподобное вещество. Это единственный достаточно термостойкий безуглеродный каучук. Он разрушается только при температуре свыше 350 °C.

Вывод

Неорганические полимеры в большинстве своем – вещества с уникальными характеристиками. Их применяют на производстве, в строительстве, для разработки инновационных и даже революционных материалов. По мере изучения свойств известных НП и создания новых, сфера их применения расширяется.

fb.ru

TOP HEADLINES