البوليمرات الطبيعية العضوية وغير العضوية. ليس لديه نقطة انصهار محددة

البوليمرات عبارة عن مركبات عالية الجزيئية تتكون من العديد من المجموعات الذرية المتكررة ذات هياكل مختلفة أو متطابقة - وحدات. وتترابط هذه الروابط عن طريق التنسيق أو الروابط الكيميائية في سلاسل خطية متفرعة أو طويلة وفي هياكل مكانية ثلاثية الأبعاد.

البوليمرات هي:

  • اصطناعية,
  • صناعي،
  • عضوي.

تتشكل البوليمرات العضوية في الطبيعة في الكائنات الحية الحيوانية والنباتية. وأهمها البروتينات والسكريات والأحماض النووية والمطاط وغيرها من المركبات الطبيعية.

لقد استخدم الإنسان البوليمرات العضوية منذ فترة طويلة وعلى نطاق واسع في حياته اليومية. الجلود والصوف والقطن والحرير والفراء - كل هذا يستخدم لإنتاج الملابس. الجير والأسمنت والطين والزجاج العضوي (زجاج شبكي) - في البناء.

البوليمرات العضوية موجودة أيضًا في البشر. على سبيل المثال، الأحماض النووية (وتسمى أيضًا الحمض النووي)، وكذلك الأحماض النووية الريبية (RNA).

خصائص البوليمرات العضوية

جميع البوليمرات العضوية لها خواص ميكانيكية خاصة:

  • هشاشة منخفضة من البوليمرات البلورية والزجاجية (الزجاج العضوي والبلاستيك)؛
  • المرونة، أي تشوه عكسي عالي تحت الأحمال الصغيرة (المطاط)؛
  • توجيه الجزيئات الكبيرة تحت تأثير المجال الميكانيكي الموجه (إنتاج الأفلام والألياف)؛
  • عند التركيزات المنخفضة، تكون لزوجة المحاليل عالية (البوليمرات تنتفخ أولاً ثم تذوب)؛
  • تحت تأثير كمية صغيرة من الكاشف، يمكنهم تغيير خصائصهم الفيزيائية والميكانيكية بسرعة (على سبيل المثال، دباغة الجلود، وفلكنة المطاط).

الجدول 1. خصائص الاحتراق لبعض البوليمرات.

البوليمراتسلوك المادة عند إدخالها في اللهب وقابليتها للاشتعالشخصية اللهبيشم
البولي ايثيلين (بي) يذوب قطرة قطرة، ويحترق جيدًا، ويستمر في الاحتراق عند إزالته من اللهب. متوهجة، في البداية مزرقة، ثم صفراء حرق البارافين
مادة البولي بروبيلين (PP) نفس نفس نفس
البولي (كمبيوتر) نفس تدخين
مادة البولي أميد (PA) يحترق، يتدفق مثل الخيط مزرق من الأسفل، مع حواف صفراء الشعر المحروق أو النباتات المحروقة
البولي يوريثين (PU) الحروق، والتدفقات قطرة بعد قطرة أصفر، مزرق من الأسفل، متوهج، دخان رمادي قاسية وغير سارة
البوليسترين (بس) يشعل نفسه، يذوب أصفر ساطع، متوهج، دخاني زهور حلوة مع لمسة من رائحة الستايرين
البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) حرق، يقطر أصفر برتقالي، دخاني حلوة، عطرة
راتنجات الايبوكسي (ED) يحترق جيدًا، ويستمر في الاحتراق عند إزالته من اللهب الدخان الأصفر طازج محدد (في بداية التسخين)
راتنجات البوليستر (PN) الحروق، متفحمة متوهجة، الدخان، الأصفر حلو
كلوريد البوليفينيل الصلب (PVC) يحترق بصعوبة وتناثر، وعند إزالته من اللهب ينطفئ ويلين أخضر ساطع حاد، كلوريد الهيدروجين
بولي كلوريد الفينيل الملدن يحترق بصعوبة وعند إزالته من اللهب يتطاير أخضر ساطع حاد، كلوريد الهيدروجين
راتنج الفينول فورمالدهايد (FFR) من الصعب إشعالها، وتحترق بشكل سيء، وتحتفظ بشكلها أصفر الفينول، الفورمالديهايد

الجدول 2. ذوبان مواد البوليمر.

الجدول 3. تلوين البوليمرات وفقًا لتفاعل ليبرمان-ستورش-مورافسكي.

مقالات حول هذا الموضوع

من بين معظم المواد، الأكثر شعبية والمعروفة على نطاق واسع هي مواد البوليمر المركبة (PCMs). يتم استخدامها بنشاط في كل مجال من مجالات النشاط البشري تقريبًا. وهذه المواد هي المكون الرئيسي لتصنيع المنتجات المختلفة المستخدمة لأغراض مختلفة تماما، من قضبان الصيد وهياكل القوارب، إلى اسطوانات تخزين ونقل المواد القابلة للاشتعال، فضلا عن شفرات طائرات الهليكوبتر. ترتبط هذه الشعبية الواسعة لـ PCM بالقدرة على حل المشكلات التكنولوجية بأي تعقيد مرتبطة بإنتاج مركبات ذات خصائص معينة، وذلك بفضل تطور كيمياء البوليمرات وطرق دراسة بنية ومورفولوجيا مصفوفات البوليمر المستخدمة في إنتاج PCM.

في عام 1833، صاغ ج. بيرسيليوس مصطلح "البوليمرية"، والذي استخدمه لتسمية أحد أنواع الأيزومرية. يجب أن يكون لهذه المواد (البوليمرات) نفس التركيب، ولكن بأوزان جزيئية مختلفة، مثل الإيثيلين والبوتيلين. لا يتوافق استنتاج J. Berzelius مع الفهم الحديث لمصطلح "البوليمر"، لأن البوليمرات الحقيقية (الاصطناعية) لم تكن معروفة بعد في ذلك الوقت. يعود أول ذكر للبوليمرات الاصطناعية إلى عام 1838 (كلوريد البولي فينيلدين) و1839 (البوليسترين).

نشأت كيمياء البوليمرات فقط بعد أن ابتكر A. M. Butlerov نظرية التركيب الكيميائي للمركبات العضوية وتم تطويرها بشكل أكبر بفضل البحث المكثف عن طرق تصنيع المطاط (G. Bushard، W. Tilden، K. Harries، I. L. Kondakov، S. V. Lebedev) . منذ بداية العشرينات من القرن العشرين، بدأت الأفكار النظرية حول بنية البوليمرات في التطور.

تعريف

البوليمرات- مركبات كيميائية ذات وزن جزيئي مرتفع (من عدة آلاف إلى عدة ملايين)، تتكون جزيئاتها (الجزيئات الكبيرة) من عدد كبير من المجموعات المتكررة (وحدات المونومر).

تصنيف البوليمرات

يعتمد تصنيف البوليمرات على ثلاث خصائص: أصلها وطبيعتها الكيميائية والاختلافات في السلسلة الرئيسية.

من وجهة نظر المنشأ، تنقسم جميع البوليمرات إلى طبيعية (طبيعية)، والتي تشمل الأحماض النووية والبروتينات والسليلوز والمطاط الطبيعي والعنبر. الاصطناعية (يتم الحصول عليها في المختبر عن طريق التوليف وليس لها نظائرها الطبيعية)، والتي تشمل البولي يوريثين، فلوريد البولي فينيلدين، راتنجات الفينول فورمالدهايد، وما إلى ذلك؛ اصطناعي (تم الحصول عليه في المختبر عن طريق التوليف، ولكن على أساس البوليمرات الطبيعية) - النيتروسليلوز، الخ.

بناءً على طبيعتها الكيميائية، تنقسم البوليمرات إلى بوليمرات عضوية (على أساس مونومر - مادة عضوية - جميع البوليمرات الاصطناعية)، وغير عضوية (على أساس Si، Ge، S وعناصر غير عضوية أخرى - بولي سيلان، أحماض بولي سيليسيك) وعنصر عضوي (أ). خليط من البوليمرات العضوية وغير العضوية – البوليسوكسانات) ذات الطبيعة.

هناك بوليمرات متجانسة وغير متجانسة. في الحالة الأولى، تتكون السلسلة الرئيسية من ذرات الكربون أو السيليكون (البولي سيلان، البوليسترين)، في الحالة الثانية - هيكل عظمي من ذرات مختلفة (البولي أميدات، البروتينات).

الخصائص الفيزيائية للبوليمرات

تتميز البوليمرات بحالتين من التجميع - بلورية وغير متبلورة - وخصائص خاصة - المرونة (تشوهات عكسية تحت حمل خفيف - المطاط)، وهشاشة منخفضة (البلاستيك)، والتوجه تحت تأثير مجال ميكانيكي موجه، واللزوجة العالية، والذوبان. من البوليمر يحدث من خلال تورمه.

تحضير البوليمرات

تفاعلات البلمرة هي تفاعلات متسلسلة تمثل الإضافة المتسلسلة لجزيئات المركبات غير المشبعة لبعضها البعض مع تكوين منتج عالي الوزن الجزيئي - بوليمر (الشكل 1).

أرز. 1. المخطط العام لإنتاج البوليمر

على سبيل المثال، يتم إنتاج البولي إيثيلين عن طريق بلمرة الإيثيلين. يصل الوزن الجزيئي للجزيء إلى مليون.

ن CH 2 = CH 2 = -(-CH 2 -CH 2 -)-

الخواص الكيميائية للبوليمرات

أولًا، سيتم تمييز البوليمرات بتفاعلات مميزة للمجموعة الوظيفية الموجودة في البوليمر. على سبيل المثال، إذا كان البوليمر يحتوي على مجموعة هيدروكسيو مميزة لفئة الكحولات، فإن البوليمر سيشارك في تفاعلات مثل الكحولات.

ثانيًا: التفاعل مع المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، تفاعل البوليمرات مع بعضها البعض مع تكوين بوليمرات شبكية أو متفرعة، التفاعلات بين المجموعات الوظيفية التي تكون جزءًا من نفس البوليمر، وكذلك تحلل البوليمر إلى مونومرات (تدمير البوليمر) سلسلة).

تطبيق البوليمرات

وقد وجد إنتاج البوليمرات تطبيقًا واسعًا في مختلف مجالات الحياة البشرية - الصناعة الكيميائية (إنتاج البلاستيك)، وبناء الآلات والطائرات، وشركات تكرير النفط، والطب والصيدلة، والزراعة (إنتاج مبيدات الأعشاب، والمبيدات الحشرية، ومبيدات الآفات)، وصناعة البناء والتشييد ( العزل الصوتي والحراري)، إنتاج الألعاب، النوافذ، الأنابيب، الأدوات المنزلية.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

مثال 1

يمارس البوليسترين قابل للذوبان بدرجة عالية في المذيبات العضوية غير القطبية: البنزين والتولوين والزيلين ورابع كلوريد الكربون. احسب الجزء الكتلي (%) من البوليسترين في محلول تم الحصول عليه عن طريق إذابة 25 جم من البوليسترين في بنزين بوزن 85 جم. (22.73%).
حل نكتب صيغة إيجاد الكسر الكتلي:

لنجد كتلة محلول البنزين:

محلول م (C 6 H 6) = م (C 6 H 6)/(/100%)

البوليمرات معالسلسلة الرئيسية غير العضوية (التي لا تحتوي على ذرات الكربون) للجزيء الضخم (انظر الجزيء الضخم). عادةً ما تكون المجموعات الجانبية (التأطيرية) غير عضوية أيضًا؛ ومع ذلك، غالبًا ما يتم تصنيف البوليمرات ذات المجموعات الجانبية العضوية أيضًا على أنها NPs (لا يوجد تقسيم صارم على هذا الأساس).

على غرار البوليمرات العضوية، تنقسم البوليمرات وفقًا لبنيتها المكانية إلى خطية ومتفرعة وسلمية وشبكة (ثنائية وثلاثية الأبعاد) ووفقًا لتكوين السلسلة الرئيسية إلى نوع متجانس [-M-]n وسلسلة متغايرة اكتب [-M-M"-]n أو [- M- M"- M"-] n (حيث M، M"، M" هي ذرات مختلفة). على سبيل المثال، كبريت البوليمر [-S-] n - سلسلة متجانسة خطية N. p بدون مجموعات جانبية.

تمثل العديد من المواد غير العضوية في الحالة الصلبة جزيءًا كبيرًا واحدًا؛ ومع ذلك، لتصنيفها كمواد عضوية، فمن الضروري وجود بعض التباين في بنيتها المكانية (وبالتالي خصائصها). بهذه الطريقة، تختلف بلورات NP عن البلورات المتناحية تمامًا للمواد غير العضوية العادية (على سبيل المثال، NaCl، ZnS). معظم العناصر الكيميائية غير قادرة على تكوين نيوكليوتيدات متجانسة مستقرة، وحوالي 15 فقط (S، P، Se، Te، Si، إلخ) تشكل سلاسل ليست طويلة جدًا (قليلة القسيمات)، وهي أقل بكثير من حيث الاستقرار من قليلات القلة المتجانسة مع C. السندات -مع. لذلك، فإن الأكثر شيوعًا هي ذرات السلسلة غير المتجانسة التي تتناوب فيها الذرات الموجبة والسالبة الكهربية، على سبيل المثال، B وN وP وN وSi وO، وتشكل روابط كيميائية قطبية (أيونية جزئيًا) مع بعضها البعض ومع ذرات المجموعات الجانبية .

تحدد الروابط القطبية زيادة تفاعل N. p.، وفي المقام الأول الميل إلى التحلل المائي. لذلك، فإن العديد من عناصر N. ليست مستقرة جدًا في الهواء؛ بالإضافة إلى ذلك، يتم إزالة بلمرة بعضها بسهولة لتكوين هياكل دورية. يمكن أن تتأثر هذه الخواص الكيميائية وغيرها من البوليمرات جزئيًا عن طريق التغيير الاتجاهي للإطار الجانبي، والذي تعتمد عليه بشكل أساسي طبيعة التفاعل بين الجزيئات، والتي تحدد الخواص المرنة وغيرها من الخواص الميكانيكية للبوليمر. وبالتالي، فإن كلوريد البوليفوسفونيتريل الخطي من المطاط الصناعي [-CI 2 PN-] n نتيجة للتحلل المائي عند رابطة P-Cl (والتكثيف المتعدد اللاحق) يتحول إلى بنية ثلاثية الأبعاد ليس لها خصائص مرنة. يمكن زيادة مقاومة التحلل المائي لهذا المطاط الصناعي عن طريق استبدال ذرات Cl ببعض الجذور العضوية. تتميز العديد من NPs غير المتجانسة بمقاومة عالية للحرارة، وتتجاوز بشكل كبير المقاومة الحرارية للبوليمرات العضوية والعناصر العضوية (على سبيل المثال، لا يتغير بوليمر الفوسفور أوكسونيتريد n عند تسخينه إلى 600 درجة مئوية). ومع ذلك، نادرًا ما يتم الجمع بين المقاومة الحرارية العالية للمصادر القدرة النووية (NPs) والخصائص الميكانيكية والكهربائية القيمة. ولهذا السبب، فإن عدد العناصر N التي وجدت تطبيقًا عمليًا صغير نسبيًا. ومع ذلك، تعد الجسيمات النانوية مصدرًا مهمًا للحصول على مواد جديدة مقاومة للحرارة.

إي إم شوستوروفيتش.

  • - أملاح البوريك: NVO 2 ميتابوريك، أورثوبوريك H 3 VO 3 وغير معزولة بشكل حر. حالة بوليبورون H 3m-2n B mO3m-n. بناءً على عدد ذرات البورون في الجزيء، يتم تقسيمها إلى أحادية، وثنائية، ورباعية، وسداسيات، وما إلى ذلك. وتسمى البورات أيضًا...

    الموسوعة الكيميائية

  • - أملاح الفحم . هناك كربونات متوسطة تحتوي على أنيون CO 32- وحمضية أو هيدروكربونات تحتوي على أنيون HCO3. ك.- بلورية...

    الموسوعة الكيميائية

  • - مواد لاصقة تعتمد على مواد لاصقة غير عضوية. طبيعة. يتم إنتاج المواد اللاصقة المعدنية على شكل مساحيق ومحاليل ومشتتات...

    الموسوعة الكيميائية

  • - أملاح النيتروجين HNO3. معروف بجميع المعادن تقريباً؛ توجد على شكل أملاح Mn اللامائية وعلى شكل هيدرات بلورية Mn.x>H2O ...

    الموسوعة الكيميائية

  • - الأملاح النيتروجينية HNO2. يستخدمون في المقام الأول نتريت الفلزات القلوية والأمونيوم، وأقل من التربة القلوية. والمعادن ثلاثية الأبعاد، Pb وAg. لا يوجد سوى معلومات مجزأة عن عدد المعادن الأخرى...

    الموسوعة الكيميائية

  • - مركبات صلبة حمراء زاهية. الصيغة العامة Mn، حيث n هي شحنة الكاتيون M. يحتوي أيون O -3 على تكوين مثلث متماثل؛ في جزيء RbO3، يبلغ طول رابطة ORO 0.134 نانومتر، وزاوية OOO هي 114 درجة...

    الموسوعة الكيميائية

  • - راجع الهيدروكسيدات والأحماض والقواعد...

    الموسوعة الكيميائية

  • - انظر الفوسفات المكثف...

    الموسوعة الكيميائية

  • - أملاح الكبريتيك. ومن المعروف أن الكبريتات المتوسطة مع أنيون، حمضية أو هيدروكبريتات مع أنيون، قاعدية، تحتوي على مجموعات OH مع الأنيون، على سبيل المثال. Zn22SO4...

    الموسوعة الكيميائية

  • - كون. الكبريت مع المعادن، وكذلك مع أكثر إيجابية. غير المعادن. ويمكن اعتبار الكبريتيدات الثنائية بمثابة أملاح كبريتيد الهيدروجين H2S المتوسطة، على سبيل المثال. ، والحمضية أو الهيدروكبريتيدات، MHS، M2 ...

    الموسوعة الكيميائية

  • - أملاح الكبريت H2SO3. هناك كبريتيت متوسطة مع أنيون وكبريتيت حمضية مع أنيون. متوسطة S.-بلورية. إن-فا. S. الأمونيوم والمعادن القلوية قابلة للذوبان بشكل جيد. في الماء الرقم الهيدروجيني: 2SO3 40.0، K2SO3 106.7 ...

    الموسوعة الكيميائية

  • - ...

    القاموس الموسوعي لتقنية النانو

  • - انظر المواد العضوية...

    القاموس الموسوعي لبروكهاوس وإوفرون

  • - المركبات غير العضوية تشمل مركبات جميع العناصر الكيميائية باستثناء معظم مركبات الكربون...

    موسوعة كولير

  • - مواد غير عضوية ذات خصائص وظيفية. هناك مواد معدنية وغير معدنية ومركبة. أمثلة - السبائك، والزجاج غير العضوي، وأشباه الموصلات، والسيراميك، والسيراميك، والمواد العازلة...
  • - البوليمرات غير العضوية - البوليمرات التي تحتوي جزيئاتها على سلاسل رئيسية غير عضوية ولا تحتوي على جذور جانبية عضوية...

    قاموس موسوعي كبير

"البوليمرات غير العضوية" في الكتب

الفصل 9 البوليمرات إلى الأبد

من كتاب الأرض بلا بشر المؤلف وايزمان آلان

الفصل التاسع البوليمرات إلى الأبد لم تعد مدينة بليموث الساحلية في جنوب غرب إنجلترا واحدة من المدن الخلابة في الجزر البريطانية، على الرغم من أنها كانت واحدة قبل الحرب العالمية الثانية. على مدار ست ليالٍ في شهري مارس وأبريل من عام 1941، دمرت القنابل النازية 75 ألف مبنى خلال تلك الفترة

البوليمرات

من كتاب دليل مواد البناء ومنتجات ومعدات بناء وتجديد الشقق مؤلف أونيشينكو فلاديمير

البوليمرات في تكنولوجيا إنتاج بلاستيك البناء، تنقسم البوليمرات التي يتم الحصول عليها عن طريق التوليف من أبسط المواد (المونومرات) إلى فئتين وفقًا لطريقة الإنتاج: الفئة أ - البوليمرات التي يتم الحصول عليها عن طريق البلمرة المتسلسلة، الفئة ب - البوليمرات التي يتم الحصول عليها

بوليمرات سلسلة الكربون

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبرى (KA) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

بوليمرات متغايرة

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبرى (GE) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

البوليمرات

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبرى (PO) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

بوليمرات السيليكون العضوي

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبرى (KR) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبرى (IZ) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

البوليمرات Syndiotactic

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبرى (SI) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

البوليمرات

من كتاب التجربة في الجراحة مؤلف كوفانوف فلاديمير فاسيليفيتش

البوليمرات في بداية هذا القرن، قام الكيميائيون بتصنيع مجموعة خاصة من المركبات والبوليمرات عالية الجزيئات. نظرًا لامتلاكها درجة عالية من الخمول الكيميائي، فقد جذبت على الفور انتباه العديد من الباحثين والجراحين. لذلك جاءت الكيمياء للإنقاذ

52. البوليمرات والبلاستيك

من كتاب علم المواد. سرير مؤلف بوسليفا إيلينا ميخائيلوفنا

52. البوليمرات والبلاستيك البوليمرات هي مواد تتكون جزيئاتها الكبيرة من العديد من الوحدات الأولية المتكررة التي تمثل نفس المجموعة من الذرات. يتراوح الوزن الجزيئي للجزيئات من 500 إلى 1,000,000 وتنقسم جزيئات البوليمر إلى

يوجد في الطبيعة بوليمرات عضوية وغير عضوية. تشمل المواد غير العضوية المواد التي تكون سلسلتها الرئيسية غير عضوية وفروعها الجانبية ليست من الجذور الهيدروكربونية. عناصر المجموعات من الثالث إلى السادس من النظام الدوري للعناصر الكيميائية هي الأكثر عرضة لتكوين البوليمرات ذات الأصل غير العضوي.

تصنيف

تتم دراسة البوليمرات العضوية وغير العضوية بنشاط، ويتم تحديد خصائصها الجديدة، لذلك لم يتم تطوير تصنيف واضح لهذه المواد بعد. ومع ذلك، يمكن تمييز مجموعات معينة من البوليمرات.

اعتمادا على الهيكل:

  • خطي؛
  • مستوي؛
  • متفرعة
  • شبكات البوليمر.
  • ثلاثي الأبعاد وغيرها.

اعتمادًا على ذرات السلسلة الرئيسية التي تشكل البوليمر:

  • نوع السلسلة المتجانسة (-M-)n - يتكون من نوع واحد من الذرة؛
  • النوع غير المتجانس (-M-L-)n - يتكون من أنواع مختلفة من الذرات.

اعتمادا على الأصل:

  • طبيعي؛
  • صناعي.

لتصنيف المواد التي تكون جزيئات كبيرة في الحالة الصلبة على أنها بوليمرات غير عضوية، من الضروري أيضًا أن يكون هناك تباين معين في بنيتها المكانية وخصائصها المقابلة.

الميزات الرئيسية

الأكثر شيوعًا هي البوليمرات غير المتجانسة، حيث يوجد تناوب للذرات الموجبة والكهربائية، على سبيل المثال B وN وP وN وSi وO. ويمكن الحصول على البوليمرات غير العضوية غير المتجانسة (HP) باستخدام تفاعلات التكثيف المتعدد. يتم تسريع تكثيف الأيونات المؤكسدة في بيئة حمضية، ويتم تسريع تكثيف الكاتيونات المائية في بيئة قلوية. يمكن إجراء التكثيف المتعدد إما في محلول أو عند درجة حرارة عالية.

لا يمكن الحصول على العديد من البوليمرات غير العضوية غير المتجانسة إلا في ظل ظروف التوليف ذات درجات الحرارة العالية، على سبيل المثال، مباشرة من مواد بسيطة. ويحدث تكوين الكربيدات، وهي أجسام بوليمرية، عندما تتفاعل أكاسيد معينة مع الكربون، وكذلك في وجود درجة حرارة عالية.

سلاسل متجانسة طويلة (مع درجة البلمرة ن> 100) تشكل الكربون وعناصر المجموعة السادسة: الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم.

البوليمرات غير العضوية: أمثلة وتطبيقات

خصوصية NP هي تكوين جزيئات بوليمر كبيرة ذات بنية ثلاثية الأبعاد منتظمة. إن وجود إطار جامد من الروابط الكيميائية يوفر لهذه المركبات صلابة كبيرة.

تسمح هذه الخاصية باستخدام البوليمرات غير العضوية. لقد وجد استخدام هذه المواد تطبيقًا واسعًا في الصناعة.

تعد المقاومة الكيميائية والحرارية الاستثنائية للـ NP أيضًا خاصية قيمة. على سبيل المثال، ألياف التسليح المصنوعة من البوليمرات العضوية تكون مستقرة في الهواء حتى درجة حرارة 150-220 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه، تظل ألياف البورون ومشتقاته مستقرة حتى درجة حرارة 650 درجة مئوية. ولهذا السبب تعد البوليمرات غير العضوية واعدة في إنتاج مواد جديدة مقاومة كيميائيًا للحرارة.

إن NPs، التي لها في نفس الوقت خصائص مشابهة للخصائص العضوية وتحتفظ بخصائصها المحددة، لها أيضًا أهمية عملية. وتشمل هذه الفوسفات والبوليفوسفاسينات والسيليكات والبوليمرات ذات المجموعات الجانبية المختلفة.

بوليمرات الكربون

المهمة: "إعطاء أمثلة على البوليمرات غير العضوية" غالبًا ما توجد في كتب الكيمياء المدرسية. من المستحسن تنفيذه مع ذكر أبرز NPs - مشتقات الكربون. بعد كل شيء، يشمل ذلك مواد ذات خصائص فريدة: الماس والجرافيت والكاربين.

الكارباين عبارة عن بوليمر خطي تم تصنيعه بشكل مصطنع ولم تتم دراسته إلا بمؤشرات قوة غير مسبوقة، وليس أقل جودة من الجرافين، ووفقًا لعدد من الدراسات، فهو متفوق عليه. ومع ذلك، كارباين مادة غامضة. بعد كل شيء، ليس كل العلماء يدركون وجودها كمواد مستقلة.

خارجيا يبدو وكأنه مسحوق أسود معدني بلوري. لديه خصائص أشباه الموصلات. تزداد الموصلية الكهربائية للكارباين بشكل ملحوظ عند تعرضها للضوء. ولا يفقد هذه الخصائص حتى عند درجات حرارة تصل إلى 5000 درجة مئوية، وهو أعلى بكثير من المواد الأخرى ذات الغرض المماثل. تم الحصول على المادة في الستينيات بواسطة V.V. كورشاك، أ.م. سلادكوف، ف. كاساتوتشكين ويو.ب. Kudryavtsev عن طريق الأكسدة الحفزية للأسيتيلين. وكان أصعب شيء هو تحديد نوع الروابط بين ذرات الكربون. بعد ذلك، تم الحصول على مادة ذات روابط مزدوجة فقط بين ذرات الكربون في معهد مركبات العناصر العضوية التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. تم تسمية المركب الجديد بالبوليكومولين.

الجرافيت - بهذا الترتيب يمتد فقط في المستوى. لا ترتبط طبقاتها بروابط كيميائية، بل بتفاعلات ضعيفة بين الجزيئات، لذا فهي موصلة للحرارة والتيار ولا تنقل الضوء. الجرافيت ومشتقاته عبارة عن بوليمرات غير عضوية شائعة إلى حد ما. أمثلة على استخدامها: من أقلام الرصاص إلى الصناعة النووية. من خلال أكسدة الجرافيت، يمكن الحصول على منتجات الأكسدة المتوسطة.

الماس - خصائصه مختلفة بشكل أساسي. الماس عبارة عن بوليمر مكاني (ثلاثي الأبعاد). ترتبط جميع ذرات الكربون معًا بروابط تساهمية قوية. لذلك، هذا البوليمر متين للغاية. الماس لا يوصل التيار أو الحرارة وله هيكل شفاف.

بوليمرات البورون

إذا سُئلت عن البوليمرات غير العضوية التي تعرفها، فلا تتردد في الإجابة - بوليمرات البورون (-BR-). هذه فئة واسعة إلى حد ما من NPs، وتستخدم على نطاق واسع في الصناعة والعلوم.

كربيد البورون - تبدو صيغته بشكل صحيح كما يلي (B12C3)n. خلية وحدتها هي معينية السطوح. يتكون الإطار من اثنتي عشرة ذرة بورون مرتبطة تساهميًا. وفي وسطها مجموعة خطية مكونة من ثلاث ذرات كربون مرتبطة تساهميًا. والنتيجة هي هيكل متين للغاية.

البوريدات - تتشكل بلوراتها بشكل مشابه للكربيد الموصوف أعلاه. وأكثرها استقرارًا هو HfB2، الذي ينصهر فقط عند درجة حرارة 3250 درجة مئوية. يتمتع TaB2 بأكبر مقاومة كيميائية - فهو لا يتأثر بالأحماض أو بمخاليطها.

نيتريد البورون - غالبًا ما يطلق عليه التلك الأبيض بسبب تشابهه. هذا التشابه هو في الواقع سطحي فقط. هيكليا يشبه الجرافيت. ويتم الحصول عليه عن طريق تسخين البورون أو أكسيده في جو من الأمونيا.

بورازون

إلبور، بورازون، سايبوريت، كينغسونجيت، كوبونيت هي بوليمرات غير عضوية فائقة الصلابة. أمثلة على تطبيقها: إنتاج المواد الكاشطة ومعالجة المعادن. هذه مواد خاملة كيميائيًا تعتمد على البورون. صلابة أقرب إلى صلابة المواد الأخرى من الماس. على وجه الخصوص، يترك البورازون خدوشًا على الماس، مما يترك أيضًا خدوشًا على بلورات البورازون.

ومع ذلك، تتمتع هذه الماسات الطبيعية بالعديد من المزايا مقارنة بالألماس الطبيعي: فهي تتمتع بمقاومة أكبر للحرارة (تتحمل درجات حرارة تصل إلى 2000 درجة مئوية، بينما يتم تدمير الماس عند درجات حرارة تتراوح بين 700-800 درجة مئوية) ومقاومة عالية للأحمال الميكانيكية (وهي ليست هشة للغاية). تم الحصول على البورازون عند درجة حرارة 1350 درجة مئوية وضغط 62000 ضغط جوي بواسطة روبرت وينتورف في عام 1957. تم الحصول على مواد مماثلة من قبل علماء لينينغراد في عام 1963.

بوليمرات الكبريت غير العضوية

هوموبوليمر - هذا التعديل للكبريت له جزيء خطي. المادة غير مستقرة عندما تتقلب درجة الحرارة، فإنها تنقسم إلى دورات ثماني السطوح. تتشكل في حالة التبريد المفاجئ للكبريت المنصهر.

تعديل البوليمر لثاني أكسيد الكبريت. يشبه إلى حد كبير الأسبستوس، وله بنية ليفية.

بوليمرات السيلينيوم

السيلينيوم الرمادي عبارة عن بوليمر يحتوي على جزيئات كبيرة خطية حلزونية متداخلة بالتوازي. في السلاسل، ترتبط ذرات السيلينيوم تساهميًا، وترتبط الجزيئات الكبيرة بروابط جزيئية. حتى السيلينيوم المنصهر أو المذاب لا ينقسم إلى ذرات فردية.

السيلينيوم الأحمر أو غير المتبلور هو أيضًا بوليمر ذو بنية سلسلة، ولكن ذو بنية سيئة التنظيم. في نطاق درجة حرارة 70-90 درجة مئوية، يكتسب خصائص تشبه المطاط، ويتحول إلى حالة مرنة للغاية، والتي تذكرنا بالبوليمرات العضوية.

كربيد السيلينيوم، أو الكريستال الصخري. بلورة مكانية مستقرة حرارياً وكيميائياً وقوية إلى حد ما. كهرضغطية وأشباه الموصلات. تم الحصول عليه في ظروف اصطناعية عن طريق تفاعل الفحم في فرن كهربائي عند درجة حرارة حوالي 2000 درجة مئوية.

بوليمرات السيلينيوم الأخرى:

  • السيلينيوم أحادي الميل أكثر ترتيبًا من اللون الأحمر غير المتبلور، ولكنه أدنى من اللون الرمادي.
  • ثاني أكسيد السيلينيوم، أو (SiO2)n، عبارة عن بوليمر شبكي ثلاثي الأبعاد.
  • الأسبستوس هو بوليمر من أكسيد السيلينيوم ذو بنية ليفية.

بوليمرات الفوسفور

هناك العديد من التعديلات على الفوسفور: الأبيض والأحمر والأسود والبني والأرجواني. الأحمر - NP ذو بنية بلورية دقيقة. يتم الحصول عليه عن طريق تسخين الفوسفور الأبيض دون وصول الهواء إلى درجة حرارة 2500 درجة مئوية. تم الحصول على الفوسفور الأسود بواسطة P. Bridgeman في ظل الظروف التالية: ضغط 200000 ضغط جوي عند درجة حرارة 200 درجة مئوية.

كلوريدات الفوسفورنيتريد هي مركبات من الفوسفور مع النيتروجين والكلور. تتغير خصائص هذه المواد مع زيادة الكتلة. أي أن قابليتها للذوبان في المواد العضوية تنخفض. عندما يصل الوزن الجزيئي للبوليمر إلى عدة آلاف من الوحدات، يتم تشكيل مادة تشبه المطاط. إنه المطاط الوحيد الخالي من الكربون المقاوم للحرارة بدرجة كافية. يتم تدميره فقط عند درجات حرارة أعلى من 350 درجة مئوية.

خاتمة

البوليمرات غير العضوية في معظمها عبارة عن مواد ذات خصائص فريدة. يتم استخدامها في الإنتاج والبناء لتطوير مواد مبتكرة وحتى ثورية. مع دراسة خصائص NPs المعروفة وإنشاء خصائص جديدة، يتوسع نطاق تطبيقها.

تشمل المواد غير العضوية البوليمرات والجزيئات الكبيرة
التي لها سلاسل رئيسية غير عضوية ولا تحتوي على جذور جانبية عضوية (مجموعات تأطيرية).

يتم تصنيف البوليمرات غير العضوية حسب المنشأ (الاصطناعي والطبيعي)، وتكوين الجزيئات الكبيرة (الخطية، المتفرعة، السلمية، والشبكة المستوية المنتظمة وغير المنتظمة، والشبكة المكانية المنتظمة وغير المنتظمة، وما إلى ذلك)، والتركيب الكيميائي للسلسلة الرئيسية - السلسلة المتجانسة (الذرية المتجانسة) و سلسلة متغايرة (غير متجانسة). تعد البوليمرات الطبيعية غير العضوية التي تنتمي إلى مجموعة الشبكة شائعة للغاية وهي جزء من القشرة الأرضية على شكل معادن.

تختلف البوليمرات غير العضوية في الخواص الكيميائية والفيزيائية عن البوليمرات العضوية أو العناصر العضوية بشكل رئيسي بسبب التركيب الإلكتروني المختلف للسلسلة الرئيسية وغياب مجموعات الإطارات العضوية. تقتصر منطقة وجود البوليمرات غير العضوية على عناصر المجموعات من الثالث إلى الرابع من الجدول الدوري. تقع معظم البوليمرات غير العضوية ضمن فئة المعادن والمواد المحتوية على السيليكون.

البنتونيت

طين البنتونيت عبارة عن مواد خام طبيعية رخيصة الثمن. ونظرًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية، فقد جذبت اهتمامًا كبيرًا من الباحثين في جميع أنحاء العالم. البنتونيت عبارة عن أنظمة مشتتة بحجم جسيمات أقل من 0.01 مم.

تحتوي المعادن الطينية على تركيبة معقدة وهي في الأساس عبارة عن سيليكات الألومنيوم.

يحدد الاختلاف في بنية الشبكات البلورية الدرجة غير المتكافئة لتشتت المعادن الطينية. درجة تشتت جزيئات الكاولينيت صغيرة ويتم تحديدها بترتيب عدة ميكرونات، بينما يتم تشتيت المونتموريلونيت إلى الخلايا الأولية أثناء التحلل.

يتميز البنتونيت بالتفاعل الفيزيائي والكيميائي النشط مع الماء. بسبب تكوين قشرة الماء، فإن جزيئات الطين المعدنية قادرة على الاحتفاظ بالمياه بقوة.

يستخدم البنتونيت على نطاق واسع في إنتاج معاجين الأسنان. وفقا للوصفات الموجودة، تحتوي معاجين الأسنان على ما يصل إلى 50٪ من الجلسرين. ومع ذلك، فإن إنتاج الجلسرين محدود بسبب ندرة المواد الخام، لذلك من الضروري إيجاد بديل للجلسرين أرخص وأكثر سهولة.

يساعد الجلسرين الموجود في معاجين الأسنان على تثبيت المواد الصلبة غير القابلة للذوبان في الماء، ويحمي المعجون من الجفاف، ويقوي مينا الأسنان، ويحافظ عليها بتركيزات عالية. تم استخدام طين المونتموريلونيت مؤخرًا على نطاق واسع لتثبيت المواد الصلبة غير القابلة للذوبان. كما تم اقتراح استخدام الكاولينيت كمادة كاشطة في معاجين الأسنان بدلاً من كربونات الكالسيوم. إن استخدام معادن الطين (المونتموريلونيت على شكل 8% جل وكاولينيت) في معاجين الأسنان يسمح بإطلاق كميات كبيرة من الجلسرين (تصل إلى 27%) دون تدهور خصائصها، خاصة أثناء التخزين طويل الأمد.



يمكن استخدام المونتموريلونيت لزيادة لزوجة القواعد التحاميلية في التحاميل التي تحتوي على كميات كبيرة من الأدوية. لقد ثبت أن إضافة 5-15% من المونتموريلونيت يزيد من لزوجة قاعدة التحميلة، مما يضمن التوزيع الموحد للمواد الطبية المعلقة في القاعدة. نظرًا لخصائصها الامتصاصية، تُستخدم معادن الطين في تنقية العديد من المضادات الحيوية والإنزيمات والبروتينات والأحماض الأمينية والفيتامينات.

الهباء الجوي

تنتمي الهباء الجوي، مثل البنتونيت، إلى بوليمرات غير عضوية. وعلى النقيض من البنتونيت، وهو مواد خام طبيعية، فإن الهباء الجوي عبارة عن منتجات صناعية.

ثاني أكسيد السيليكون الغروي الهباء الجوي، وهو مسحوق أبيض خفيف جدًا، والذي يبدو في طبقة رقيقة شفافًا مزرقًا. هذا مسحوق ميكرون عالي التشتت بحجم جسيمات يتراوح من 4 إلى 40 ميكرون (معظمه 10-30 ميكرون)، بكثافة 2.2 جم/سم3. خصوصية Aerosil هي مساحة سطحه المحددة الكبيرة - من 50 إلى 400 م 2 / جم.

هناك العديد من العلامات التجارية للهباء الجوي، والتي تختلف بشكل رئيسي في حجم مساحة السطح المحددة، ودرجة المحبة للماء أو الكارهة للماء، بالإضافة إلى مجموعات الهباء الجوي مع مواد أخرى. درجات الأيروسيل القياسية 200، 300، 380 لها سطح محب للماء.

يتم الحصول على الهباء الجوي نتيجة للتحلل المائي في طور البخار لرباعي كلوريد الكوميوم في لهب الهيدروجين عند درجة حرارة 1100-1400 درجة مئوية.

أثبتت العديد من الدراسات أن الإيروسيل، عند تناوله عن طريق الفم، يتحمله المرضى جيدًا وهو علاج فعال لأمراض الجهاز الهضمي والعمليات الالتهابية الأخرى. هناك أدلة على أن الهباء الجوي يعزز تقلص العضلات الملساء والأوعية الدموية وله خصائص مبيد للجراثيم.

نظرًا للنشاط الدوائي للهباء الجوي، فقد وجد استخدامًا واسع النطاق في الصيدلة في أشكال جرعات مختلفة، سواء في إنشاء أشكال جديدة أو في تحسين الأشكال الموجودة.

يُستخدم الهباء الجوي على نطاق واسع لتثبيت المعلقات باستخدام وسائط التشتيت المختلفة ومراهم زيت التعليق. يساعد إدخال الهباء الجوي في تركيبة المراهم المعلقة بالزيت والماء والكحول والجلسرين على زيادة استقرار الترسيب والتجميع لهذه الأنظمة، مما يخلق بنية مكانية قوية بدرجة كافية قادرة على الاحتفاظ بمرحلة سائلة مجمدة مع جزيئات معلقة في الخلايا. لقد ثبت أن ترسيب جزيئات الطور الصلب في مراهم الزيت المستقرة بواسطة الهباء الجوي يحدث أبطأ بخمس مرات من تلك غير المستقرة.

في المعلقات المائية والكحولية المائية، يرجع تأثير استقرار الهباء الجوي بشكل رئيسي إلى القوى الكهروستاتيكية.

إحدى خصائص الهباء الجوي هي قدرته على التخميد. تستخدم هذه الخاصية للحصول على مواد هلامية تحتوي على الهباء الجوي بغرض استخدامها كقواعد مرهم، أو كأدوية مستقلة لعلاج الجروح والقروح والحروق.

أظهرت دراسة الخصائص البيولوجية للمواد الهلامية التي تحتوي على الهباء الجوي أنه ليس لها تأثير مزعج أو سام بشكل عام.

بالنسبة لمراهم النيومايسين والنيومايسين-بريدنيزولون (التي تحتوي على كبريتات النيومايسين وخلات البريدنيزولون، 2 و0.5% على التوالي)، فقد تم اقتراح قاعدة إيسيلون-إيروسول. المراهم التي تحتوي على الهباء الجوي هي كارهة للماء، ويمكن عصرها بسهولة من الأنابيب، وتلتصق جيدًا بالجلد ولها تأثير طويل الأمد.

يستخدم الهباء الجوي على نطاق واسع كسواغ في إنتاج الأقراص: فهو يقلل من وقت تفكك الأقراص، ويسهل التحبيب والتحلل المائي للأدوية المحبة للدهون، ويحسن السيولة، ويسمح بإدخال أدوية غير متوافقة وغير مستقرة كيميائيا.

يساعد إدخال الهباء الجوي في كتلة التحميلة على زيادة اللزوجة، وتنظيم فترة السباحة، ويعطي الكتلة طابعًا متجانسًا ويقلل من التقسيم الطبقي، ويضمن التوزيع الموحد للمواد الطبية ودقة أعلى للجرعات، ويسمح بإدخال المواد السائلة والرطوبة. التحاميل التي تحتوي على الهباء الجوي لا تهيج الغشاء المخاطي للمستقيم. يستخدم الهباء الجوي في الحبوب لإبقائها جافة.

يتم تضمين الهباء الجوي في مواد حشو الأسنان كحشو يوفر خصائص هيكلية وميكانيكية جيدة لمواد الحشو. كما يدخل في العديد من المستحضرات المستخدمة في العطور ومستحضرات التجميل.


خاتمة

عند تلخيص الدورة التدريبية، يمكننا أن نستنتج أن المركبات عالية الجزيئية تلعب دورا هاما في تكنولوجيا الأدوية. من التصنيف أعلاه يتضح مدى اتساع نطاق استخدامات المركبات المعنية، ومن هذا يتبع الاستنتاج حول مدى فعالية استخدامها في إنتاج الأدوية. في كثير من الحالات لا يمكننا الاستغناء عن استخدامها. ويحدث ذلك عند استخدام أشكال جرعات طويلة الأمد، للحفاظ على ثبات الدواء أثناء تخزين وتعبئة الأدوية الجاهزة. تلعب المواد عالية الجزيئات دورًا مهمًا في إنتاج أشكال جرعات جديدة (على سبيل المثال، TDS).

لكن المركبات عالية الجزيئية وجدت تطبيقها ليس فقط في الصيدلة. يتم استخدامها بشكل فعال في صناعات مثل الأغذية، وفي إنتاج الرسائل القصيرة، وفي التركيب الكيميائي، بالإضافة إلى الصناعات الأخرى.

اليوم، أعتقد أن المركبات التي أفكر فيها تستخدم بالكامل في إنتاج الأدوية، ولكن على الرغم من أن طرق وأساليب استخدامها معروفة منذ زمن طويل وأثبتت أنها إيجابية، إلا أن دورها وأغراضها في إنتاج الأدوية لا تزال مستمرة. لدراستها بشكل أعمق وأعمق.


مراجع

1. الصيدلة الحيوية: كتاب مدرسي. للطلاب الصيدلانية الجامعات والكليات/ أ.ي. تيخونوف، ت.ج. يارنيخ، أ. زوبانيتس وآخرون؛ إد. منظمة العفو الدولية. تيخونوف. – خ.: دار النشر NUPh؛ الصفحات الذهبية، 2003.- 240 ص. ;

2. جلفمان إم. كيمياء الغروانية / Gelfman M.I.، Kovalevich O.V.، Yustratov V.P. – س.ب. وآخرون: لان، 2003. - 332 ص؛

3. إيفستراتوفا كي. آي.، كوبينا إن. إيه.، مالاخوفا إي. إي. الكيمياء الفيزيائية والغروانية: كتاب مدرسي. للأدوية الجامعات والكليات / إد. كي. إيفستراتوفا. - م: أعلى. المدرسة، 1990. – 487 ص؛

4. دكتور ماشكوفسكي الأدوية: في مجلدين – الطبعة الرابعة عشرة، منقحة، ومصححة. وإضافية – م: دار النشر نوفايا فولنا ذ.م.م، 2000. – ت. 1. – 540 ص؛

5. البوليمرات الطبية / إد. سينو مانابو. – م: الطب، 1991. – 248 ص؛

6. تيخونوف إيه آي، يارنيخ تي جي. تكنولوجيا الطب: كتاب مدرسي. للأدوية الجامعات والكليات: لكل. من الأوكرانية / إد. منظمة العفو الدولية. تيخونوف. – خ.: دار النشر NUPh؛ الصفحات الذهبية، 2002. – 704 ص؛

7. فريدريشسبيرج د. دورة الكيمياء الغروية: كتاب مدرسي للجامعات. - الطبعة الثانية، المنقحة. وإضافية - ل: الكيمياء، 1984. - 368 ص؛

8. التكنولوجيا الصيدلانية: تكنولوجيا الأشكال الصيدلانية. إد. أنا. كراسنيوك وجي في ميخائيلوفا - م: "الأكاديمية"، 2004، 464 ص؛

9. موسوعة البوليمرات، المجلد 1، الطبعة. V. A. كارجين، م.، 1972 – 77؛

10. شور A.M.، المركبات عالية الجزيئية، الطبعة الثالثة، م.، 1981؛

11. ألوشين إم تي. السيليكون في الصيدلة، - م.، 1970. – 120 ص.

12. مورافيوف آي.أ. الجوانب الفيزيائية والكيميائية لاستخدام المواد الأساسية والمساعدة في أنظمة التعليق الطبية: كتاب مدرسي. بدل / أ. مورافيوف، ف.د. كوزمين، إ.ف. كونونيخين. – ستافروبول، 1986. – ص 61؛

13. المواد الخافضة للتوتر السطحي واللولب في تكنولوجيا الأشكال الصيدلانية. الأدوية. الاقتصاد والتكنولوجيا وآفاق الحصول عليها. مراجعة المعلومات / ج.س. باشورة، أ.ن. كليمينكو، ز.ن. Lenushko وآخرون - M.: VNIISZhTI، 1988. - العدد. 12. - 52 ثانية.

14. البوليمرات في الصيدلة / إد. منظمة العفو الدولية. تينتسوفا وم.ت. اليوشينا. – م.، 1985. 256 ص.

15.ru.wikipedia.org/wiki/Polymer

16. شبكة الاتصالات العالمية. فارم فيستنيك. رو