Uorganiske polymerer efter atomstruktur og struktur. Farve: blå, rød, gul, brun, grå

52. Polymerer, plastik Polymerer er stoffer, hvis makromolekyler består af talrige gentagne elementære enheder, der repræsenterer den samme gruppe af atomer. Molekylvægten af ​​molekyler varierer fra 500 til 1.000.000. Polymermolekyler er opdelt i

Uorganiske omfatter polymerer, makromolekyler
som har uorganiske hovedkæder og ikke indeholder organiske sideradikaler (rammegrupper).

Uorganiske polymerer er klassificeret efter oprindelse (syntetisk og naturlig), konfiguration af makromolekyler (lineære, forgrenede, stige, regelmæssigt og uregelmæssigt plant netværk, regelmæssigt og uregelmæssigt rumligt netværk osv.), kemisk struktur af hovedkæden - homokæde (homoatomisk) og heterokæde (heteroatomisk). Naturlige uorganiske polymerer, der tilhører netværksgruppen, er ekstremt almindelige og indgår i jordskorpen i form af mineraler.

Uorganiske polymerer adskiller sig i kemiske og fysiske egenskaber fra organiske eller organoelementpolymerer hovedsageligt ved den forskellige elektroniske struktur af hovedkæden og fraværet af organiske rammegrupper. Eksistensområdet for uorganiske polymerer er begrænset til elementer fra gruppe III-IV i det periodiske system. De fleste uorganiske polymerer falder ind under kategorien mineraler og siliciumholdige materialer.

BENTONITTER

Bentonitler er billige naturlige råvarer. På grund af deres fysiske og kemiske egenskaber har de tiltrukket sig stor opmærksomhed fra forskere over hele verden. Bentonitter er dispergerede systemer med en partikelstørrelse på mindre end 0,01 mm.

Lermineraler har en kompleks sammensætning og er hovedsageligt aluminiumhydrosilikater.

Forskellen i strukturen af ​​krystalgitre bestemmer den ulige grad af spredning af lermineraler. Spredningsgraden af ​​kaolinitpartikler er lille og bestemmes i størrelsesordenen adskillige mikrometer, mens montmorillonitter dispergeres til elementære celler under nedbrydning.

Bentonitter er karakteriseret ved aktiv fysisk og kemisk interaktion med vand. På grund af dannelsen af ​​en hydreringsskal er lermineralpartikler i stand til at fastholde vand.

Bentonitter er meget udbredt til fremstilling af tandpastaer. Ifølge eksisterende opskrifter indeholder tandpastaer op til 50% glycerin. Produktionen af ​​glycerin er dog begrænset af knapheden på råvarer, så det er nødvendigt at finde en billigere og mere tilgængelig glycerinerstatning.

Glycerin i tandpasta hjælper med at stabilisere faste vanduopløselige stoffer, beskytter pastaen mod udtørring, styrker tandemaljen og bevarer dem i høje koncentrationer. Montmorillonit-ler er for nylig blevet meget brugt til at stabilisere uopløselige faste stoffer. Det er også blevet foreslået at bruge kaolinit som slibemiddel i tandpasta i stedet for calciumcarbonit. Brugen af ​​lermineraler (montmorillonit i form af 8% gel og kaolinit) i tandpastaer tillader frigivelse af betydelige mængder glycerol (op til 27%) uden at forringe deres egenskaber, især ved langtidsopbevaring.

Montmorillonitter kan bruges til at øge viskositeten af ​​suppositoriebaser i suppositorier, der indeholder store mængder lægemidler. Det er fastslået, at tilsætning af 5-15% montmorillonit øger viskositeten af ​​stikpillebasen, hvilket sikrer ensartet fordeling af suspenderede lægemidler i basen. På grund af deres adsorptionsegenskaber bruges lermineraler til oprensning af forskellige antibiotika, enzymer, proteiner, aminosyrer og vitaminer.

AEROSILER

Aerosiler hører ligesom bentoniter til uorganiske polymerer. I modsætning til bentonitter, som er naturlige råmaterialer, er aerosiler syntetiske produkter.

Aerosil kolloid siliciumdioxid, som er et meget let hvidt pulver, som i et tyndt lag fremstår gennemsigtigt, blåligt. Dette er et stærkt dispergeret, mikroniseret pulver med en partikelstørrelse fra 4 til 40 mikron (for det meste 10-30 mikron), med en densitet på 2,2 g/cm3. Det særlige ved Aerosil er dets store specifikke overfladeareal - fra 50 til 400 m2/g.

Der er flere mærker af aerosil, som hovedsageligt adskiller sig i størrelsen af ​​det specifikke overfladeareal, graden af ​​hydrofilicitet eller hydrofobicitet, samt kombinationer af aerosil med andre stoffer. Standard Aerosil kvaliteter 200, 300, 380 har en hydrofil overflade.

Aerosil opnås som et resultat af dampfasehydrolyse af coemiumtetrachlorid i en brintflamme ved en temperatur på 1100-1400°C.

Adskillige undersøgelser har fastslået, at Aerosil, når det administreres oralt, tolereres godt af patienter og er en effektiv behandling af sygdomme i mave-tarmkanalen og andre inflammatoriske processer. Der er bevis for, at aerosil fremmer sammentrækning af glatte muskler og blodkar og har bakteriedræbende egenskaber.

På grund af den farmakologiske aktivitet af aerosil har det fundet bred anvendelse i farmaci i forskellige doseringsformer, både til at skabe nye og til at forbedre eksisterende.

Aerosil er meget brugt til at stabilisere suspensioner med forskellige dispersionsmedier og suspensionsolie-linimenter. Introduktionen af ​​aerosil i sammensætningen af ​​olie- og vand-alkohol-glycerol-suspensionslinimenter hjælper med at øge sedimenterings- og aggregeringsstabiliteten af ​​disse systemer, hvilket skaber en tilstrækkelig stærk rumlig struktur, der er i stand til at holde en immobiliseret væskefase med suspenderede partikler i cellerne. Det er blevet fastslået, at sedimenteringen af ​​fastfasepartikler i olielinimenter stabiliseret af Aerosil sker 5 gange langsommere end i ustabiliserede.

I vandige og vand-alkoholsuspensioner skyldes den stabiliserende virkning af aerosil hovedsageligt elektrostatiske kræfter.

En af egenskaberne ved aerosil er dens dæmpningsevne. Denne egenskab bruges til at opnå aerosil-holdige geler med det formål at bruge dem som salvebaser eller som uafhængige lægemidler til behandling af sår, sår og forbrændinger.

En undersøgelse af de biologiske egenskaber af aerosil-holdige geler viste, at de ikke har en irriterende eller generelt toksisk effekt.

For neomycin- og neomycin-prednisolonsalver (indeholdende neomycinsulfat og prednisolonacetat, henholdsvis 2 og 0,5 %) er der blevet foreslået en esilon-aerosolbase. Salver indeholdende Aerosil er hydrofobe, presses let ud af tuber, klæber godt til huden og har en langvarig virkning.

Aerosil bruges i vid udstrækning som hjælpestof i fremstillingen af ​​tabletter: det reducerer tabletternes nedbrydningstid, letter granulering og hydrofilering af lipofile lægemidler, forbedrer fluiditeten og tillader introduktion af inkompatible og kemisk ustabile lægemidler.

Indføringen af ​​aerosil i suppositoriemassen hjælper med at øge viskositeten, regulere svømmeintervallet, giver massen en homogen karakter og reducerer lagdeling, sikrer ensartet fordeling af medicinske stoffer og højere doseringsnøjagtighed, tillader indføring af flydende og hygroskopiske stoffer. Stikpiller, der indeholder Aerosil, irriterer ikke endetarmsslimhinden. Aerosil bruges i piller for at holde dem tørre.

Aerosil indgår i tandfyldningsmateriale som et fyldstof, der giver gode strukturelle og mekaniske egenskaber af fyldningsmaterialet. Det bruges også i forskellige lotioner, der bruges i parfume og kosmetik.

Konklusion

Når vi opsummerer kursusarbejdet, kan vi konkludere, at højmolekylære forbindelser spiller en væsentlig rolle i medicinteknologien. Ud fra ovenstående klassificering er det klart, hvor bredt anvendelsesområdet for de pågældende forbindelser er, og heraf følger konklusionen om effektiviteten af ​​deres anvendelse i farmaceutisk produktion. I mange tilfælde kan vi ikke undvære at bruge dem. Dette sker ved brug af forlængede doseringsformer for at opretholde lægemidlets stabilitet under opbevaring og pakning af færdige lægemidler. Højmolekylære stoffer spiller en vigtig rolle i produktionen af ​​nye doseringsformer (f.eks. TDS).

Men højmolekylære forbindelser har fundet deres anvendelse ikke kun i farmaci. De bruges effektivt i sådanne industrier som fødevarer, i produktionen af ​​SMS, i kemisk syntese såvel som andre industrier.

I dag tror jeg, at de forbindelser, jeg overvejer, er fuldt ud brugt i farmaceutisk produktion, men stadig, selvom metoderne og metoderne til deres anvendelse længe har været kendt og har vist sig at være positive, fortsætter deres rolle og formål i fremstillingen af ​​lægemidler. skal studeres dybere og dybere.

Bibliografi

1. Biofarmaci: Lærebog. for studerende lægemiddel universiteter og fakulteter/ A.I. Tikhonov, T.G. Yarnykh, I.A. Zupanets et al.; Ed. A.I. Tikhonov. – Kh.: Forlaget NUPh; Guldsider, 2003.– 240 s. ;

2. Gelfman M.I. Kolloidkemi / Gelfman M.I., Kovalevich O.V., Yustratov V.P. – S.Pb. og andre: Lan, 2003. - 332 s.;

3. Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Fysisk og kolloid kemi: Lærebog. til lægemiddel universiteter og fakulteter / Udg. K.I. Evstratova. – M.: Højere. skole, 1990. – 487 s.;

4. Mashkovsky M.D. Lægemidler: I 2 bind – 14. udg., revideret, rettet. og yderligere – M.: Novaya Volna Publishing House LLC, 2000. – T. 1. – 540 s.;

5. Medicinske polymerer / Udg. Senoo Manabu. – M.: Medicin, 1991. – 248 s.;

6. Tikhonov A.I., Yarnykh T.G. Medicinteknologi: Lærebog. til lægemiddel universiteter og fakulteter: Pr. fra ukrainsk / Ed. A.I. Tikhonov. – Kh.: Forlaget NUPh; Guldblade, 2002. – 704 s.;

7. Friedrichsberg D.A. Kolloid kemi kursus: Lærebog for universiteter. - 2. udg., revideret. og yderligere - L.: Kemi, 1984. - 368 s.;

8. Farmaceutisk teknologi: teknologi af doseringsformer. Ed. I.I. Krasnyuk og G.V. Mikhailova, - M: "Academy", 2004, 464 s.;

9. Encyclopedia of Polymers, bind 1, udg. V. A. Kargin, M., 1972 - 77'erne;

10. Shur A.M., High-molecular compounds, 3. udgave, M., 1981;

11. Alushin M.T. Silikoner i apotek, - M., 1970. – 120 s.;

12. Muravyov I.A. Fysisk-kemiske aspekter af brugen af ​​basis- og hjælpestoffer i medicinske suspensionssystemer: lærebog. godtgørelse / I.A. Muravyov, V.D. Kozmin, I.F. Kononikhin. – Stavropol, 1986. – s.61;

13. Overfladeaktive stoffer og IUD'er i teknologien til doseringsformer. Lægemidler. Økonomi, teknologi og muligheder for at opnå. Gennemgang af oplysninger / G.S. Bashura, O.N. Klimenko, Z.N. Lenushko og andre - M.: VNIISZhTI, 1988. - udgave. 12. – 52s.;

14. Polymerer i apotek / Udg. A.I. Tentsova og M.T. Alyushina. – M., 1985. 256 s.

15. ru.wikipedia.org/wiki/Polymer

16. www. pharm vestnik. ru

Polymerer er forbindelser med høj molekylvægt, der består af mange monomerer. Polymerer bør skelnes fra sådan noget som oligomerer, i modsætning til hvilke, når man tilføjer en anden nummereret enhed, ændres polymerens egenskaber ikke.

Forbindelsen mellem monomerenhederne kan udføres ved hjælp af kemiske bindinger, i hvilket tilfælde de kaldes termohærdende, eller på grund af kraften fra intermolekylær virkning, som er typisk for de såkaldte termoplaster.

Kombinationen af ​​monomerer til dannelse af en polymer kan forekomme som et resultat af en polykondensations- eller polymerisationsreaktion.

Der findes mange lignende forbindelser i naturen, hvoraf de mest berømte er proteiner, gummi, polysaccharider og nukleinsyre. Sådanne materialer kaldes organiske.

I dag fremstilles et stort antal polymerer syntetisk. Sådanne forbindelser kaldes uorganiske polymerer. Uorganiske polymerer fremstilles ved at kombinere naturlige elementer gennem polykondensationsreaktioner, polymerisation og kemisk omdannelse. Dette giver dig mulighed for at erstatte dyre eller sjældne naturmaterialer eller skabe nye, der ikke har nogen analoger i naturen. Hovedbetingelsen er, at polymeren ikke indeholder elementer af organisk oprindelse.

Uorganiske polymerer har på grund af deres egenskaber vundet stor popularitet. Anvendelsesområdet er ret bredt, og der kommer hele tiden nye anvendelsesområder og udvikles nye typer uorganiske materialer.

Hovedkarakteristika

I dag findes der mange typer af uorganiske polymerer, både naturlige og syntetiske, som har forskellige sammensætninger, egenskaber, anvendelsesområde og aggregeringstilstand.

Det nuværende udviklingsniveau i den kemiske industri gør det muligt at producere uorganiske polymerer i store mængder. For at opnå sådant materiale er det nødvendigt at skabe forhold med højt tryk og høj temperatur. Råmaterialet til produktionen er et rent stof, der er egnet til polymerisationsprocessen.

Uorganiske polymerer er kendetegnet ved, at de har øget styrke, fleksibilitet, er svære at angribe af kemikalier og er modstandsdygtige over for høje temperaturer. Men nogle typer kan være skrøbelige og mangle elasticitet, men samtidig er de ret stærke. De mest berømte af dem er grafit, keramik, asbest, mineralglas, glimmer, kvarts og diamant.

De mest almindelige polymerer er baseret på kæder af elementer som silicium og aluminium. Dette skyldes overfloden af ​​disse elementer i naturen, især silicium. De mest berømte blandt dem er uorganiske polymerer såsom silikater og aluminosilicater.

Egenskaber og karakteristika varierer ikke kun afhængigt af polymerens kemiske sammensætning, men også af molekylvægt, polymerisationsgrad, atomstruktur og polydispersitet.

Polydispersitet er tilstedeværelsen af ​​makromolekyler af forskellige masser i sammensætningen.

De fleste uorganiske forbindelser er karakteriseret ved følgende indikatorer:

1. Elasticitet. En egenskab som elasticitet viser et materiales evne til at stige i størrelse under påvirkning af en ekstern kraft og vende tilbage til sin oprindelige tilstand, efter at belastningen er fjernet. For eksempel kan gummi udvide sig syv til otte gange uden at ændre dets struktur eller forårsage skade. Det er muligt at returnere formen og størrelsen ved at opretholde makromolekylernes placering i sammensætningen; kun deres individuelle segmenter bevæger sig.
2. Krystal struktur. Materialets egenskaber og karakteristika afhænger af det rumlige arrangement af de bestanddele, som kaldes krystalstrukturen, og deres interaktioner. Baseret på disse parametre er polymerer opdelt i krystallinske og amorfe.

Krystallinske har en stabil struktur, hvor et vist arrangement af makromolekyler observeres. Amorfe består af makromolekyler af kortrækkende orden, som kun har en stabil struktur i visse zoner.

Strukturen og graden af ​​krystallisation afhænger af flere faktorer, såsom krystallisationstemperatur, molekylvægt og koncentration af polymeropløsningen.

1. Glasagtighed. Denne egenskab er karakteristisk for amorfe polymerer, som, når temperaturen falder eller trykket stiger, får en glasagtig struktur. I dette tilfælde stopper den termiske bevægelse af makromolekyler. De temperaturområder, hvor glasdannelsesprocessen finder sted, afhænger af typen af ​​polymer, dens struktur og egenskaberne af de strukturelle elementer.
2. Viskøs strømningstilstand. Dette er en egenskab, hvor irreversible ændringer i form og volumen af ​​et materiale sker under påvirkning af eksterne kræfter. I en viskøs flydende tilstand bevæger strukturelle elementer sig i en lineær retning, hvilket forårsager en ændring i dens form.

Struktur af uorganiske polymerer

Denne egenskab er meget vigtig i nogle brancher. Det bruges oftest til forarbejdning af termoplast ved hjælp af metoder som sprøjtestøbning, ekstrudering, vakuumformning og andre. I dette tilfælde smelter polymeren ved forhøjede temperaturer og højt tryk.

Typer af uorganiske polymerer

I dag er der visse kriterier, som uorganiske polymerer klassificeres efter. De vigtigste:

• oprindelsesart;
• typer af kemiske grundstoffer og deres mangfoldighed;
• antal monomerenheder;
• polymer kæde struktur;
• fysiske og kemiske egenskaber.

Afhængigt af oprindelsesarten klassificeres syntetiske og naturlige polymerer. Naturlige er dannet under naturlige forhold uden menneskelig indgriben, mens syntetiske produceres og modificeres under industrielle forhold for at opnå de nødvendige egenskaber.

I dag er der mange typer af uorganiske polymerer, blandt dem er de mest udbredte. Dette inkluderer asbest.

Asbest er et finfibermineral, der tilhører silikatgruppen. Den kemiske sammensætning af asbest er repræsenteret af silikater af magnesium, jern, natrium og calcium. Asbest har kræftfremkaldende egenskaber og er derfor meget farligt for menneskers sundhed. Det er meget farligt for arbejdere, der er involveret i udvindingen. Men i form af færdige produkter er det ret sikkert, da det ikke opløses i forskellige væsker og ikke reagerer med dem.

Silikone er en af ​​de mest almindelige syntetiske uorganiske polymerer. Det er nemt at møde i hverdagen. Det videnskabelige navn for silikone er polysiloxan. Dens kemiske sammensætning er en binding af ilt og silicium, som giver silikone egenskaberne høj styrke og fleksibilitet. Takket være dette er silikone i stand til at modstå høje temperaturer og fysisk stress uden at miste styrke, vedligeholde sin form og struktur.

Kulstofpolymerer er meget almindelige i naturen. Der er også mange arter syntetiseret af mennesker under industrielle forhold. Blandt naturlige polymerer skiller diamant sig ud. Dette materiale er utroligt slidstærkt og har en krystalklar struktur.

Carbyne er en syntetisk kulstofpolymer, der har øgede styrkeegenskaber, der ikke er ringere end diamant og grafen. Den produceres i form af sort multebær med en fin krystallinsk struktur. Det har elektriske ledningsevneegenskaber, som øges under påvirkning af lys. Kan modstå temperaturer på 5000 grader uden at miste egenskaber.

Grafit er en carbonpolymer, hvis struktur er kendetegnet ved plan orientering. På grund af dette er strukturen af ​​grafit lagdelt. Dette materiale leder elektricitet og varme, men transmitterer ikke lys. Dens sort er grafen, som består af et enkelt lag kulstofmolekyler.

Borpolymerer er kendetegnet ved høj hårdhed, ikke meget ringere end diamanter. I stand til at modstå temperaturer på mere end 2000 grader, hvilket er meget højere end grænsetemperaturen for diamant.

Selenpolymerer er en ret bred vifte af uorganiske materialer. Den mest berømte af dem er selencarbid. Selencarbid er et slidstærkt materiale, der fremstår i form af gennemsigtige krystaller.

Polysilaner har særlige egenskaber, der adskiller dem fra andre materialer. Denne type leder elektricitet og kan modstå temperaturer op til 300 grader.

Ansøgning

Uorganiske polymerer bruges i næsten alle områder af vores liv. Afhængigt af typen har de forskellige egenskaber. Deres hovedtræk er, at kunstige materialer har forbedrede egenskaber sammenlignet med organiske materialer.

Asbest bruges på forskellige områder, hovedsageligt i byggeriet. Blandinger af cement og asbest bruges til fremstilling af skifer og forskellige typer rør. Asbest bruges også til at reducere den sure effekt. I let industri bruges asbest til at sy slukningsdragter.

Silikone bruges på forskellige områder. Det bruges til at fremstille rør til den kemiske industri, elementer, der bruges i fødevareindustrien, og bruges også i byggeriet som fugemasse.

Generelt er silikone en af ​​de mest funktionelle uorganiske polymerer.

Diamant er bedst kendt som et smykkemateriale. Det er meget dyrt på grund af dets skønhed og vanskelighed ved udvinding. Men diamanter bruges også i industrien. Dette materiale er nødvendigt i skæreanordninger til skæring af meget holdbare materialer. Den kan bruges i sin rene form som fræser eller som spray på skæreelementer.

Grafit er meget udbredt på forskellige områder; blyanter fremstilles af det, det bruges i maskinteknik, i atomindustrien og i form af grafitstænger.

Grafen og carbyne er stadig dårligt forstået, så deres anvendelsesområde er begrænset.

Borpolymerer bruges til at fremstille slibemidler, skæreelementer mv. Værktøj fremstillet af sådant materiale er nødvendige til metalforarbejdning.

Selencarbid bruges til at fremstille bjergkrystal. Det opnås ved at opvarme kvartssand og kul til 2000 grader. Krystal bruges til at producere bordservice og interiørartikler af høj kvalitet.

Organiske polymerer spiller en væsentlig rolle i naturen. Derudover er de meget brugt i industrien. Dernæst overvejes sammensætningen, egenskaberne og anvendelsen af ​​organiske polymerer.

Ejendommeligheder

De undersøgte materialer består af monomerer repræsenteret af gentagne fragmenter af en struktur af flere atomer. De er forbundet i tredimensionelle strukturer eller kæder med forgrenet eller lineær form på grund af polykondensation eller polymerisation. De er ofte tydeligt synlige i strukturen.

Det skal siges, at udtrykket "polymerer" hovedsageligt refererer til organiske muligheder, selvom der også findes uorganiske forbindelser.

Princippet med at navngive de pågældende materialer er at knytte præfikset poly til navnet på monomeren.

Polymerers egenskaber bestemmes af makromolekylers struktur og størrelse.

Ud over makromolekyler inkluderer de fleste polymerer andre stoffer, der tjener til at forbedre funktionelle egenskaber ved at modificere egenskaber. De præsenteres:

• stabilisatorer (forhindrer ældningsreaktioner);
• fyldstoffer (indeslutninger af forskellige fasetilstande, der tjener til at bibringe specifikke egenskaber);
• blødgøringsmidler (øger frostbestandighed, reducerer forarbejdningstemperaturen og forbedrer elasticiteten);
• smøremidler (giver dig mulighed for at undgå klæbning af metalelementer i udstyr, der bruges til forarbejdning);
• farvestoffer (tjener til dekorative formål og til at skabe markeringer);
• flammehæmmere (reducerer brændbarheden af ​​nogle polymerer);
• fungicider, antiseptika, insekticider (giver antiseptiske egenskaber og modstandsdygtighed over for insekter og svampeskimmel).

I det naturlige miljø dannes de pågældende materialer i organismer.

Derudover er der forbindelser tæt på polymerer i strukturen, kaldet oligomerer. Deres forskelle består i et mindre antal enheder og en ændring i de oprindelige egenskaber, når en eller flere af dem fjernes eller tilføjes, mens parametrene for polymererne bevares. Derudover er der ingen klar mening om forholdet mellem disse forbindelser. Nogle anser oligomerer for at være varianter af polymerer med lav molekylvægt, mens andre anser dem for at være en separat type forbindelse, der ikke er højmolekylær.

Klassifikation

Polymerer er differentieret ved sammensætningen af ​​enheder i:

• økologisk;
• organoelement;
• uorganisk.

Førstnævnte tjener som grundlag for de fleste plastik.

Stoffer af den anden type omfatter kulbrinte (organiske) og uorganiske fragmenter i deres enheder.

I henhold til deres struktur er de opdelt i:

• muligheder, hvor atomer af forskellige grundstoffer er indrammet af organiske grupper;
• stoffer, hvor kulstofatomer veksler med andre;
• materialer med kulstofkæder indrammet af organoelementgrupper.

Alle præsenterede typer har hovedkredsløb.

De mest almindelige uorganiske polymerer er aluminosilicater og silikater. Disse er de vigtigste mineraler i planetens skorpe.

Baseret på deres oprindelse klassificeres polymerer i:

• naturlig;
• syntetisk (syntetiseret);
• modificeret (modificerede varianter af den første gruppe).

Sidstnævnte er opdelt efter produktionsmetoden i:

• polykondensation;
• polymerisation

Polykondensation er processen med at danne makromolekyler fra monomermolekyler indeholdende mere end én funktionel gruppe med frigivelse af NH 3, vand og andre stoffer.

Polymerisering refererer til processen med at danne makromolekyler med flere bindinger fra en monomer.

Klassificering efter makromolekylær struktur omfatter:

• forgrenet;
• lineær;
• tredimensionelle syet;
• trapper

Baseret på deres reaktion på termiske effekter differentieres polymerer i:

• termohærdende;
• termoplastisk.

Stoffer af den første type er repræsenteret af rumlige varianter med en stiv ramme. Når de opvarmes, gennemgår de ødelæggelse og nogle brænder. Dette skyldes den samme styrke af interne forbindelser og kædeforbindelser. Som et resultat fører den termiske effekt til brud på både kæder og struktur, derfor opstår der irreversibel ødelæggelse.

Termoplastiske muligheder er repræsenteret af lineære polymerer, der blødgøres reversibelt, når de opvarmes og hærder, når de afkøles. Deres egenskaber er så bevaret. Disse stoffers plasticitet skyldes brud på intermolekylære og hydrogenbindinger af kæder ved moderat opvarmning.

Endelig er organiske polymerer i henhold til deres strukturelle træk opdelt i flere klasser.

1. Svag og upolær termoplast. De præsenteres i varianter med en symmetrisk molekylær struktur eller med svagt polære bindinger.
2. Polær termoplast. Denne type omfatter stoffer med en asymmetrisk molekylær struktur og deres egne dipolmomenter. De kaldes undertiden lavfrekvente dielektriske stoffer. På grund af deres polaritet tiltrækker de godt fugt. Desuden er de fleste af dem fugtbare. Disse stoffer adskiller sig også fra den tidligere klasse ved at have lavere elektrisk modstand. Desuden er mange af de polære termoplaster kendetegnet ved høj elasticitet, kemisk resistens og mekanisk styrke. Yderligere forarbejdning gør det muligt for disse forbindelser at blive omdannet til fleksible gummilignende materialer.
3. Termohærdende polymerer. Som nævnt ovenfor er disse stoffer med et rumligt system af kovalente bindinger. De adskiller sig fra termoplastiske muligheder i hårdhed, varmebestandighed og skrøbelighed, et højere elasticitetsmodul og en lavere lineær ekspansionskoefficient. Desuden er sådanne polymerer ikke modtagelige for konventionelle opløsningsmidler. De tjener som grundlag for mange stoffer.
4. Lamineret plast. De er repræsenteret af lagdelte materialer fremstillet af harpiksimprægnerede ark papir, glasfiber, træfiner, stof osv. Sådanne polymerer er karakteriseret ved den største anisotropi af egenskaber og styrke. Men de er til ringe nytte til at skabe objekter med kompleks konfiguration. De bruges i radio, elektroteknik og instrumentfremstilling.
5. Metal-plastik. Disse er polymerer, der inkluderer metalfyldstoffer i form af fibre, pulvere og stoffer. Disse additiver tjener til at give specifikke egenskaber: magnetiske, forbedre dæmpning, elektrisk og termisk ledningsevne, absorption og refleksion af radiobølger.

Ejendomme

Mange organiske polymerer har gode elektriske isoleringsparametre over en bred vifte af spændinger, frekvenser og temperaturer og ved høj luftfugtighed. Derudover har de gode lyd- og varmeisoleringsegenskaber. Organiske polymerer er også normalt karakteriseret ved høj modstandsdygtighed over for kemiske angreb og er ikke udsat for råd eller korrosion. Endelig har disse materialer stor styrke ved lav densitet.

Eksemplerne ovenfor viser egenskaber, der er fælles for organiske polymerer. Derudover er nogle af dem kendetegnet ved specifikke egenskaber: gennemsigtighed og lav skrøbelighed (organisk glas, plast), makromolekylær orientering med rettet mekanisk påvirkning (fibre, film), høj elasticitet (gummi), hurtig ændring i fysiske og mekaniske parametre under påvirkning af et reagens i små mængder, mængde (gummi, læder osv.), samt høj viskositet ved lave koncentrationer, radiotransparens, anti-friktionsegenskaber, diamagnetisme mv.

Ansøgning

På grund af ovenstående parametre har organiske polymerer en bred vifte af anvendelser. Kombinationen af ​​høj styrke med lav densitet gør det således muligt at opnå materialer med høj specifik styrke (stoffer: læder, uld, pels, bomuld osv.; plast).

Ud over de nævnte fremstilles andre materialer af organiske polymerer: gummi, maling og lak, klæbemidler, elektrisk isolerende lakker, fiber- og filmstoffer, forbindelser, bindematerialer (kalk, cement, ler). De bruges til industrielle og huslige behov.

Imidlertid har organiske polymerer en betydelig praktisk ulempe - ældning. Dette udtryk refererer til en ændring i deres egenskaber og størrelser som følge af fysiske og kemiske omdannelser, der sker under indflydelse af forskellige faktorer: slid, opvarmning, bestråling osv. Ældning sker gennem visse reaktioner afhængigt af typen af ​​materiale og påvirkningsfaktorer. Den mest almindelige blandt dem er ødelæggelse, hvilket indebærer dannelsen af ​​stoffer med lavere molekylvægt på grund af brud på den kemiske binding af hovedkæden. Baseret på årsagerne er destruktion opdelt i termisk, kemisk, mekanisk, fotokemisk.

Historie

Polymerforskning begyndte at udvikle sig i 40'erne. XX århundrede og opstod som et selvstændigt videnskabeligt felt i midten af ​​århundredet. Dette skyldtes udviklingen af ​​viden om disse stoffers rolle i den økologiske verden og identifikation af mulighederne for deres anvendelse i industrien.

Samtidig blev der produceret kædepolymerer i begyndelsen af ​​det 20. århundrede.

Ved midten af ​​århundredet mestrede de produktionen af ​​elektrisk isolerende polymerer (polyvinylchlorid og polystyren) og plexiglas.

I begyndelsen af ​​anden halvdel af århundredet udvidede produktionen af ​​polymerstoffer på grund af tilbagevenden af ​​tidligere producerede materialer og fremkomsten af ​​nye muligheder. Blandt dem er bomuld, uld, silke, lavsan. I samme periode begyndte produktionen af ​​lavtrykspolyethylen og polypropylen og krystalliserende stereoregulære varianter takket være brugen af ​​katalysatorer. Lidt senere mestrede de masseproduktionen af ​​de mest berømte tætningsmidler, porøse og klæbende materialer, repræsenteret af polyurethaner, såvel som organoelementpolymerer, som adskiller sig fra organiske analoger i større elasticitet og varmebestandighed (polysiloxaner).

I 60'erne - 70'erne. Der blev skabt unikke organiske polymerer med aromatiske komponenter, kendetegnet ved høj varmebestandighed og styrke.

Produktionen af ​​organiske polymerer er stadig under intensiv udvikling. Det skyldes muligheden for at bruge billige materialer som kul, tilhørende gasser fra olieraffinering og produktion og naturgasser sammen med vand og luft som råmateriale til de fleste af dem.

Uorganiske polymerer

• Uorganiske polymerer- polymerer, der ikke indeholder C-C-bindinger i den gentagende enhed, men som er i stand til at indeholde et organisk radikal som sidesubstituenter.

Klassificering af polymerer

1. Homochain polymerer

Kulstof og kalkogener (plastisk modifikation af svovl).

Mineralfiber asbest

Karakteristika for asbest

• Asbest(græsk ἄσβεστος, - uforgængelig) er samlebetegnelsen for en gruppe finfibrede mineraler fra klassen af ​​silikater. Består af de fineste fleksible fibre.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - formel

• De to hovedtyper af asbest er serpentine asbest (chrysotil asbest eller hvid asbest) og amfibol asbest.

Kemisk sammensætning

• Med hensyn til deres kemiske sammensætning er asbest vandige silikater af magnesium, jern og delvist calcium og natrium. Følgende stoffer tilhører klassen af ​​krysotilasbest:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

Sikkerhed

• Asbest er praktisk talt inert og opløses ikke i kropsvæsker, men har en mærkbar kræftfremkaldende effekt. Mennesker, der er involveret i udvinding og forarbejdning af asbest, er flere gange mere tilbøjelige til at udvikle tumorer end den generelle befolkning. Oftest forårsager det lungekræft, tumorer i bughinden, mave og livmoder.

• På baggrund af resultaterne af omfattende videnskabelig forskning i kræftfremkaldende stoffer har International Agency for Research on Cancer klassificeret asbest som et af de farligste kræftfremkaldende stoffer i den første kategori.

Anvendelse af asbest

• Produktion af brandhæmmende stoffer (også til syning af dragter til brandmænd).

• I byggeri (som en del af asbest-cementblandinger til fremstilling af rør og skifer).

• På steder, hvor det er nødvendigt at reducere påvirkningen af ​​syrer.

Uorganiske polymerers rolle i dannelsen af ​​lithosfæren

Lithosfæren

• Lithosfæren- Jordens hårde skal. Den består af jordskorpen og den øverste del af kappen, op til asthenosfæren.

Litosfæren under oceaner og kontinenter varierer betydeligt. Litosfæren under kontinenterne består af sedimentære, granit- og basaltlag med en samlet tykkelse på op til 80 km. Litosfæren under havene har gennemgået mange stadier af delvis smeltning som et resultat af dannelsen af ​​havskorpen, den er stærkt udtømt i smeltelige sjældne elementer, består hovedsageligt af duniter og harzburgitter, dens tykkelse er 5-10 km, og granitten laget er fuldstændig fraværende.

Kemisk sammensætning

Hovedkomponenterne i Jordens skorpe og Månens overfladejord er Si- og Al-oxider og deres derivater. Denne konklusion kan drages baseret på eksisterende ideer om forekomsten af ​​basaltsten. Det primære stof i jordskorpen er magma - en flydende form af sten, der sammen med smeltede mineraler indeholder en betydelig mængde gasser. Når magma når overfladen, danner det lava, som størkner til basaltsten. Den vigtigste kemiske komponent i lava er silica eller siliciumdioxid, SiO2. Men ved høje temperaturer kan siliciumatomer let erstattes af andre atomer, såsom aluminium, og danner forskellige typer aluminosilicater. Generelt er lithosfæren en silikatmatrix med inklusion af andre stoffer dannet som følge af fysiske og kemiske processer, der fandt sted i fortiden under forhold med høj temperatur og tryk. Både silikatmatrixen selv og indeslutningerne i den indeholder overvejende stoffer i polymerform, det vil sige heterokæde uorganiske polymerer.

Granit

• Granit - siliciummagmatisk påtrængende bjergart. Den består af kvarts, plagioklas, kaliumfeldspat og glimmer - biotit og muskovit. Granitter er meget udbredt i den kontinentale skorpe.

De største mængder af granitter dannes i kollisionszoner, hvor to kontinentalplader støder sammen, og der sker fortykkelse af kontinentalskorpen. Ifølge nogle forskere dannes et helt lag granitsmelte i den fortykkede kollisionsskorpe i niveau med mellemskorpen (dybde 10-20 km). Derudover er granitisk magmatisme karakteristisk for aktive kontinentale marginer og i mindre grad for øbuer.

• Mineralsammensætning af granit:

• feldspat - 60-65%;

• kvarts - 25-30%;

• mørkfarvede mineraler (biotit, sjældent hornblende) - 5-10%.

Basalt

• Mineralsammensætning. Hovedmassen er sammensat af mikrolitter af plagioklas, klinopyroxen, magnetit eller titanomagnetit samt vulkansk glas. Det mest almindelige hjælpemineral er apatit.

• Kemisk sammensætning. Silicaindholdet (SiO2) varierer fra 45 til 52-53%, summen af ​​alkaliske oxider Na2O+K2O op til 5%, i alkaliske basalter op til 7%. Andre oxider kan fordeles som følger: TiO2 = 1,8-2,3%; Al203=14,5-17,9%; Fe203=2,8-5,1%; FeO=7,3-8,1%; MnO=0,1-0,2%; MgO=7,1-9,3%; CaO = 9,1-10,1 %; P205=0,2-0,5%;

Kvarts (silicium(IV)oxid, silica)

Formel: SiO2

• Formel: SiO2

• Farve: farveløs, hvid, violet, grå, gul, brun

• Egenskabsfarve: hvid

• Skinne: glasagtig, nogle gange fedtet i faste masser

• Massefylde: 2,6-2,65 g/cm³

• Hårdhed: 7

Kemiske egenskaber

Korund (Al2O3, aluminiumoxid)

Formel: Al2O3

• Formel: Al2O3

• Farve: blå, rød, gul, brun, grå

• Egenskabsfarve: hvid

• Skinne: glas

• Massefylde: 3,9-4,1 g/cm³

• Hårdhed: 9

Tellur

Tellur kædestruktur

• Krystaller er sekskantede, atomerne i dem danner spiralformede kæder og er forbundet med kovalente bindinger til deres nærmeste naboer. Derfor kan elementært tellur betragtes som en uorganisk polymer. Krystallinsk tellur er karakteriseret ved en metallisk glans, selvom det på grund af dets kompleks af kemiske egenskaber snarere kan klassificeres som et ikke-metal.

Anvendelser af tellur

• Produktion af halvledermaterialer

• Gummi produktion

• Høj temperatur superledningsevne

Selen

Selen kæde struktur

Sort Grå Rød

Grå selen

Grå selen (nogle gange kaldet metallisk) har krystaller i et sekskantet system. Dens elementære gitter kan repræsenteres som en let deformeret terning. Alle dets atomer synes at være spændt på spiralformede kæder, og afstanden mellem naboatomer i en kæde er cirka halvanden gang mindre end afstanden mellem kæderne. Derfor er de elementære terninger forvrænget.

Anvendelser af gråt selen

• Almindelig grå selen har halvledende egenskaber; det er en p-type halvleder, dvs. ledningsevne i det skabes hovedsageligt ikke af elektroner, men af ​​"huller".

• En anden praktisk meget vigtig egenskab ved halvlederselen er dens evne til kraftigt at øge den elektriske ledningsevne under påvirkning af lys. Virkningen af ​​selenfotoceller og mange andre enheder er baseret på denne egenskab.

Rød selen

• Rødt selen er en mindre stabil amorf modifikation.

• En polymer med en kædestruktur, men en dårligt ordnet struktur. I temperaturområdet 70-90°C opnår den gummilignende egenskaber og bliver til en meget elastisk tilstand.

• Har ikke et specifikt smeltepunkt.

• Rødt amorft selen med stigende temperatur (-55) begynder det at omdannes til gråt sekskantet selen

Svovl

Strukturelle funktioner

• Den plastiske modifikation af svovl er dannet af spiralformede kæder af svovlatomer med venstre og højre rotationsakse. Disse kæder er snoet og trukket i én retning.

• Plastsvovl er ustabilt og bliver spontant til rombisk svovl.

Indhentning af svovl af plast

Anvendelse af svovl

• Fremstilling af svovlsyre;

• I papirindustrien;

• i landbruget (for at bekæmpe plantesygdomme, hovedsageligt vindruer og bomuld);

• i produktion af farvestoffer og lysende sammensætninger;

• at opnå sort (jagt) pulver;

• i produktionen af ​​tændstikker;

• salver og pulvere til behandling af visse hudsygdomme.

Allotropiske modifikationer af kulstof

Sammenlignende egenskaber

Anvendelse af allotropiske modifikationer af kulstof

• Diamant - i industrien: det bruges til at lave knive, boremaskiner, fræsere; i smykkefremstilling. Fremtiden er udviklingen af ​​mikroelektronik på diamantsubstrater.

• Grafit - til fremstilling af smeltende digler, elektroder; plast fyldstof; neutronmoderator i atomreaktorer; komponent af sammensætningen til fremstilling af ledninger til sorte grafitblyanter (blandet med kaolin)