Uorganiske polymerer i film. Allotropiske modifikationer af kulstof

I 1833 opfandt J. Berzelius udtrykket "polymerisme", som han brugte til at navngive en af ​​typerne af isomerisme. Sådanne stoffer (polymerer) skulle have samme sammensætning, men forskellige molekylvægte, såsom ethylen og butylen. Konklusionen af ​​J. Berzelius svarer ikke til den moderne forståelse af begrebet "polymer", fordi ægte (syntetiske) polymerer endnu ikke var kendt på det tidspunkt. De første omtaler af syntetiske polymerer går tilbage til 1838 (polyvinylidenchlorid) og 1839 (polystyren).

Polymerkemi opstod først, efter at A. M. Butlerov skabte teorien om den kemiske struktur af organiske forbindelser og blev videreudviklet takket være en intensiv søgning efter metoder til syntetisering af gummi (G. Bushard, W. Tilden, K. Harries, I. L. Kondakov, S. V. Lebedev) . Siden begyndelsen af ​​20'erne af det 20. århundrede begyndte teoretiske ideer om strukturen af ​​polymerer at udvikle sig.

DEFINITION

Polymerer- kemiske forbindelser med høj molekylvægt (fra flere tusinde til mange millioner), hvis molekyler (makromolekyler) består af et stort antal gentagne grupper (monomerenheder).

Klassificering af polymerer

Klassificeringen af ​​polymerer er baseret på tre egenskaber: deres oprindelse, kemiske natur og forskelle i hovedkæden.

Fra et oprindelsessynspunkt er alle polymerer opdelt i naturlige (naturlige), som omfatter nukleinsyrer, proteiner, cellulose, naturgummi, rav; syntetisk (opnået i laboratoriet ved syntese og uden naturlige analoger), som omfatter polyurethan, polyvinylidenfluorid, phenol-formaldehydharpikser osv.; kunstig (opnået i laboratoriet ved syntese, men baseret på naturlige polymerer) - nitrocellulose osv.

Baseret på deres kemiske natur er polymerer opdelt i organiske polymerer (baseret på en monomer - et organisk stof - alle syntetiske polymerer), uorganiske (baseret på Si, Ge, S og andre uorganiske grundstoffer - polysilaner, polykiselsyrer) og organoelement (en blanding af organiske og uorganiske polymerer – polysoxaner) af naturen.

Der er homokæde- og heterokæde-polymerer. I det første tilfælde består hovedkæden af ​​carbon- eller siliciumatomer (polysilaner, polystyren), i det andet - et skelet af forskellige atomer (polyamider, proteiner).

Fysiske egenskaber af polymerer

Polymerer er karakteriseret ved to aggregeringstilstande - krystallinsk og amorf - og særlige egenskaber - elasticitet (reversible deformationer under små belastninger - gummi), lav skrøbelighed (plastik), orientering under påvirkning af et rettet mekanisk felt, høj viskositet og opløsning af polymeren opstår gennem dens hævelse.

Fremstilling af polymerer

Polymerisationsreaktioner er kædereaktioner, der repræsenterer den sekventielle tilføjelse af molekyler af umættede forbindelser til hinanden med dannelsen af ​​et højmolekylært produkt - en polymer (fig. 1).

Ris. 1. Generel ordning for polymerproduktion

For eksempel fremstilles polyethylen ved polymerisation af ethylen. Molekylvægten af ​​molekylet når 1 million.

n CH2=CH2 = -(-CH2-CH2-)-

Kemiske egenskaber af polymerer

Først og fremmest vil polymerer være karakteriseret ved reaktioner, der er karakteristiske for den funktionelle gruppe, der er til stede i polymeren. For eksempel, hvis polymeren indeholder en hydroxogruppe, der er karakteristisk for klassen af ​​alkoholer, vil polymeren derfor deltage i reaktioner som alkoholer.

For det andet interaktion med forbindelser med lav molekylvægt, interaktion af polymerer med hinanden med dannelse af netværks- eller forgrenede polymerer, reaktioner mellem funktionelle grupper, der er en del af den samme polymer, samt nedbrydning af polymeren til monomerer (destruktion af kæde).

Anvendelse af polymerer

Produktionen af ​​polymerer har fundet bred anvendelse inden for forskellige områder af menneskelivet - den kemiske industri (plastproduktion), maskin- og flykonstruktion, olieraffineringsvirksomheder, medicin og farmakologi, landbrug (produktion af herbicider, insekticider, pesticider), byggeindustrien ( lyd- og varmeisolering), produktion af legetøj, vinduer, rør, husholdningsartikler.

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

EKSEMPEL 1

Dyrke motion	Polystyren er meget opløseligt i ikke-polære organiske opløsningsmidler: benzen, toluen, xylen, carbontetrachlorid. Beregn massefraktionen (%) af polystyren i en opløsning opnået ved at opløse 25 g polystyren i benzen, der vejer 85 g. (22,73%).
Løsning	Vi skriver ned formlen for at finde massefraktionen: Lad os finde massen af ​​benzenopløsning: m opløsning (C6H6) = m (C6H6)/(/100%)

Uorganiske polymerer

Af praktisk interesse er lineære uorganiske polymerer, som er de fleste grader ligner organiske - de kan eksistere i samme fase, aggregerede eller afslapningstilstande og danne lignende supermol. strukturer mv. Sådanne uorganiske polymerer kan være varmebestandige gummier, glas, fiberdannende polymerer osv. og udviser også en række egenskaber, som ikke længere er iboende i organiske polymerer. polymerer. Disse omfatter polyphosphazener, polymere svovloxider (med forskellige sidegrupper), fosfater og silikater.

Forarbejdning af uorganiske polymerer til glas, fibre, glaskeramik osv. kræver smeltning, og dette er normalt ledsaget af reversibel depolymerisation. Derfor bruges modificerende additiver normalt til at stabilisere moderat forgrenede strukturer i smelter.

Silikoner

Du har set uorganiske polymerer før; Hvis ikke på disse sider, så har du i hvert fald i hverdagen sikkert allerede set silikonepolymer et sted. Silikoner er en af ​​de mest almindeligt forekommende uorganiske polymerer. De ser sådan ud:

Faktisk burde de hedde polysiloxaner. Bindingen mellem silicium og oxygenatomer er meget stærk, men meget fleksibel. Derfor kan silikoner modstå høje temperaturer uden at nedbrydes, men de har meget lave glasovergangstemperaturer. Du har sikkert stødt på gummi eller kit lavet af silikoner et sted før.

Polysilaner

Det tog lang tid, før dette skete, men siliciumatomerne var stadig arrangeret i lange polymerkæder. Allerede engang i 20'erne eller 30'erne af det tyvende århundrede begyndte kemikere at indse, at organiske polymerer var lavet af lange kulstofkæder, men seriøs forskning i polysilaner blev først udført i slutningen af ​​halvfjerdserne.

Tidligere, i 1949, samtidig med at forfatteren Kurt Vonnegut arbejdede i General Electrics PR-afdeling, arbejdede C. A. Burkhard i forsknings- og udviklingsafdelingen i samme virksomhed. Han opfandt en polysilan kaldet polydimethylsilan, men stoffet var til ingen nytte. Det så sådan her ud:

Det dannede krystaller, der var så stærke, at intet kunne opløse dem. Burckhard forsøgte at opvarme dem, men de smeltede ikke ved temperaturer under 250 o C. Ved højere temperaturer blev de nedbrudt uden at smelte. Dette gjorde polydimethylsilan ret ubrugeligt. Dette stof blev opnået ved at omsætte natriummetal med dichlordimethylsilan på denne måde:

Dette er vigtigt, fordi nogle forskere i 1970'erne begyndte at forstå, hvordan man laver små molekyler fra siliciumatomer. Så uden at forvente det, gjorde de noget, der ligner det, Burckhard tidligere havde gjort. De tvang natriummetal til at reagere med dichlordimethylsilan, men de tilsatte også noget dichlormethylphenylsilan til blandingen. Og gæt hvad der skete? Jeg vil give dig et tip: de fik ikke de strukturer, de havde brug for. Det, de fandt på, var en copolymer som denne:

Måske bliver det mere tydeligt, hvis du tegner denne copolymer sådan her:

Du kan se, disse phenylgrupper kommer i vejen, når polymeren forsøger at krystallisere, så den er mindre krystallinsk end polydimethylsilan. Det betyder, at det er opløseligt og kan bearbejdes, transformeres og studeres.

Nå, hvad er disse stoffer gode for? Polysilaner er interessante, fordi de kan lede elektricitet. Indrømmet, ikke så god som kobber, men meget bedre, end du ville forvente af en polymer, og det er værd at undersøge. De er også ret varmebestandige og kan opvarmes til næsten 300 oC. Men hvis du opvarmer dem til meget højere temperaturer, kan du lave siliciumcarbid af dem, som er et nyttigt slibemateriale.

Germanium og tinpolymerer

Nå, hvis silicium kan danne lange polymerkæder, hvad så med andre kemiske grundstoffer fra den fjerde gruppe i det periodiske system? Er det muligt at lave polymerer af germanium? Du kan tro mig, de findes! Du kan lave polymerkæder ikke kun af germanium, men endda fra tinatomer! Sådanne polymerer kaldes henholdsvis germaniumholdige og tinholdige polymerer.

Tinpolymerer er unikke, interessante, bemærkelsesværdige, simpelthen ekstraordinære, fordi de er de eneste kendte polymerer, hvis rygrad udelukkende består af metalatomer. Ligesom polysilaner bliver polymerer af germanium og tin (polygermaner og polystanylener) undersøgt for deres anvendelse som elektriske ledere.

Polyphosphazener

Jeg er meget ked af at fortælle dig om dette, men vi er løbet tør for elementer fra den fjerde gruppe af det periodiske system. Så den sidste uorganiske polymer, vi skal se på i dag, skal være lavet af noget andet. Og det her noget er fosfor og nitrogen. Ligesom polysiloxaner er polyphosphazener lavet af alternerende atomer. I dette tilfælde veksler vi i hovedkæden fosfor- og siliciumatomer som dette:

Denne rygrad er meget fleksibel, ligesom rygraden i polysiloxaner, hvorfor polyphosphazener er gode elastomerer. De er også meget gode elektriske isolatorer.

Polyphosphazener fremstilles i to trin:

Først tager vi phosphorpentachlorid og behandler det med ammoniumchlorid for at skabe en chloreret polymer. Vi behandler det derefter med et natriumalkoholsalt, som giver os estersubstitueret polyphosphazen.

I dag er der et stort udvalg af uorganiske polymerer. De fleste af dem er naturlige forbindelser, men moderne teknologier gør det muligt kunstigt at opnå uorganiske polymerer. Som regel kræver deres produktion højt tryk og temperatur, mens basis er et rent stof, og metoderne forbliver de samme som til fremstilling af organiske polymerer (for eksempel polymerisation). De karakteristiske egenskaber ved uorganiske polymerer er deres modstandsdygtighed over for kemiske påvirkninger og termisk stabilitet. Derudover er mange af disse polymerer hårde, men skøre. Forklaringen på dette er den rumlige krystalstruktur eller den overdrevne tilstedeværelse af ioner i en kemisk binding. Blandt de mest berømte uorganiske polymermaterialer er grafit, mineralglas, keramik, diamanter, asbest, kvarts og glimmer.

Elementer i den kemiske tabel kan danne forskellige polymerkæder. For eksempel danner svovl, selen og tellur lineære kæder, som i overensstemmelse med atomernes kovalens foldes til spiraler. De kemiske elementer, der tilhører hovedundergruppen af ​​gruppe III - V, kan danne både lineære kæder og plane eller rumlige strukturer af uorganiske polymerer. Grundlaget for polymerkæder består oftest af oxider af silicium, aluminium og en række andre metaller. De udgør den bredeste gruppe af uorganiske polymere materialer - silikater og aluminosilicater. Derudover er de en væsentlig del af jordskorpen. Strukturen af ​​den molekylære kæde af silikater kan være kæde, stige, lagdelt og tredimensionel. Hver af disse strukturer giver uorganiske materialer visse egenskaber, der kun er karakteristiske for dem. For eksempel involverer stigestrukturen to parallelle molekylære kæder forbundet med oxygenatomer. Det er disse bindinger, der giver tilstedeværelsen af ​​nye egenskaber, der gør det muligt at klassificere de resulterende materialer som fibrøse (asbest). En anden egenskab, der kendetegner uorganiske polymerer, er deres lagdelte struktur. De store afstande mellem lagene giver de tilsvarende stoffer (talkum, glimmer) let spaltning. Hvis kæden indeholder metaller, der kan interagere med vand, så forårsager denne proces en endnu større forøgelse af den eksisterende afstand mellem lagene. Dette kan få det uorganiske materiale til at svulme. Silikater med en tredimensionel struktur er kendetegnet ved god vandmodstand, hårdhed og stivhed. Som regel opfylder sorter af kvarts disse egenskaber: topas, jaspis, agat, bjergkrystal og andre.

Uorganiske glas og teknisk keramik

Uorganiske glas Glaskeramik Tekniske keramikelementer.

Kemisk sammensætning af glas og deres egenskaber Klassificering af uorganiske glas.

I moderne materialevidenskab begynder forskellige uorganiske stoffer at indtage en stadig mere fremtrædende plads. Mange af dem bruges i form af krystaller: kvarts (SiO2), korund (a-AI2O3) og farvede krystaller af dette oxid - safir, rubin osv., såvel som rutil (TiO2), nitrider, sulfider osv. Men i meget større skala bruges de samme uorganiske stoffer i vamorfe tilstand i form af glas.

Det mest almindelige glas baseret på siliciumdioxid er silikatglas. Aluminium-silikat- og bor-silikatglas er også meget brugt.

Uorganisk glas er et kemisk komplekst, amorft, makroskopisk isotropt materiale med de mekaniske egenskaber som et sprødt fast stof. Glas opnås efter afkøling af en smeltet blanding af uorganiske forbindelser (hovedsageligt oxider). Deres egenskaber er ens i alle retninger, dvs. de er isotrope. Når de opvarmes, smelter de ikke ved en konstant temperatur, som krystaller, men blødgøres gradvist over et betydeligt temperaturområde og bliver til en flydende tilstand. Deres smeltning med stigende temperatur og hærdning med faldende temperatur sker reversibelt. Strukturen er solide løsninger.

Blandt årsagerne til den amorfe tilstand af uorganiske glas kan to skelnes.

Den første årsag er, at glassmelten i størkningsområdet har en meget høj viskositet (tabel 6.3).

Tabel 6.3 - Viskositet af nogle stoffer ved smeltepunkter

Stof		h ×10, N s/m2

Den anden grund følger af funktionerne i den kovalente binding, der bestemmer interaktionen af ​​atomer i oxidet. En kovalent binding har to vigtige egenskaber: styrke og retningsbestemthed. Ifølge mætning af den kemiske binding har hvert glasatom i rummet, i overensstemmelse med dets valens, et strengt defineret antal "interaktionspartnere". For eksempel er silicium 4-valent. Og dets atom skal i sit umiddelbare miljø have fire oxygenatomer (i kvartsglas), som det er forbundet med ved en polær kovalent binding. Desuden kan disse forbindelser dannes ikke vilkårligt, men i en vis vinkel i forhold til hinanden (princippet om retningsbestemthed). Alt dette gør det meget vanskeligt at danne en regulær, krystallinsk struktur. I et meget tyktflydende medium kan der kun dannes kort rækkefølge i arrangementet af atomer i glasstrukturen ved afkøling.

Kemisk sammensætning af glas og deres egenskaber

De fleste glas, der bruges i teknologi, består af flere komponenter. I henhold til deres funktionelle formål kan alle glaskomponenter opdeles i tre grupper: glasdannere, modifikatorer og kompensatorer.

Glasdannere er hovedbestanddelene i glas. Glasdannere er uorganiske polymerer med en netværksstruktur. Derfor har glas nogle træk ved polymerstrukturer og tilsvarende fysiske egenskaber, der er karakteristiske for polymermaterialer.

Oftest anvendes SiO2 (silikatglas), Al2O3 og SiO2 (aluminosilikat), B2O3 og SiO2 (borosilikat), B2O3, Al2O3 og SiO2 (boroaluminosilikat) som glasdannere.

Modifikatorer introduceres i glas for at give glasset de ønskede egenskaber: for at forenkle teknologien, reducere omkostningerne ved materialet osv.

For eksempel, når oxider af alkali- og jordalkalimetaller indføres i kvarts, falder glassets blødgøringstemperatur, og teknologien forenkles. Tilsætningsstoffer af oxider af krom, jern, kobolt osv. giver den ønskede farve til glasset. Oxider af tungmetaller, såsom bly, øger brydningsindekset.

Ofte forbedrer indførelsen af ​​et eller andet additiv nogle egenskaber og forværrer andre egenskaber ved materialet. Derefter introduceres tilsætningsstoffer - kompensatorer, hvis formål er at undertrykke den negative manifestation af de vigtigste modifikatorer.

En af de vigtige egenskaber ved glas er varmebestandighed. For de fleste glas varierer varmebestandigheden fra 90 til 200°C, og for kvartsglas, det stærkeste, varmebestandige og ikke-ekspanderende, når det 800-1000°C.

Temperaturafhængigheden af ​​glasstyrken har et minimum ved 200°C. Den maksimale driftstemperatur overstiger normalt ikke 400-500°C, hvilket omtrent svarer til glasovergangstemperaturen. Kvartsglas tillader langtidsbrug ved 1100-1200°C (styrke øget med 50%) og kortvarig brug ved opvarmning til 1400-1500°C.

Termisk forstærkning (hærdning) af glas udføres ved hurtig og ensartet afkøling af glas opvarmet over glasovergangstemperaturen i en luftstrøm eller i olier. Forstærkning af glas ved hærdning er forbundet med fremkomsten af ​​nogenlunde ensartet fordelte spændinger i glasset, som forårsager trykspændinger i de ydre glaslag og trækspændinger i de indre lag. Glasets trykstyrke er cirka 10-15 gange større end trækstyrken.

Termokemisk forstærkning er baseret på hærdning af glasset og derudover på at ændre selve strukturen og egenskaberne af dets overfladelag. Denne forstærkning udføres ved hurtig afkøling af glas opvarmet over glasovergangstemperaturen i opvarmede polymere organosiliciumvæsker. Yderligere forstærkning forklares ved dannelsen af ​​polymerfilm på overfladen af ​​glasset.

Klassificering af uorganiske glas, deres egenskaber, anvendelse

En af de mest almindelige højkvalitetsglas, der bruges i flystrukturer, er aluminiumborosilikatglas med lavt alkaliindhold.

Efter formål opdeles teknisk glas i optisk, laboratorie-, elektrisk, transport-, instrument-, beskyttelses-, varme- og lydisolerende, belysning, glasfiber osv. Densiteten af ​​uorganiske glas varierer fra 2200 kg/m3 for lette alkalisilikatglas (brydningsindeks). n = 1,44) til 5200...8000 kg/m3 for tunge, indeholdende op til 65 % oxider af bly, barium, vismut (n=1,9); Gennemskinneligheden af ​​umalet glas er op til 92 % i den synlige del af spektret.

Den kemiske og hydrolytiske modstand af glas i sure miljøer (bortset fra fosforsyre H2PO3 og flussyre HF, som fuldstændigt opløser glas) er ret høj. I alkaliske miljøer falder modstanden. Silikatglas indeholdende 20-30% Na2O eller LiO er opløselige i varmt vand og danner "flydende glas".

Ulempen ved hærdet glas er dets følsomhed over for stød i kanterne (helt i kanten) og i hjørnerne. Når det knuses, bliver hærdet glas dækket af et tæt netværk af revner, hvilket gør synlighed meget vanskelig.

Hvis to glasplader limes sammen med en gennemsigtig, fleksibel og elastisk polymerfilm, opnås den såkaldte triplex. Når de ødelægges, holdes de resulterende fragmenter på polymerfilmen, som de er fastgjort til, og løber ikke ud.

Sitalls, deres egenskaber, anvendelse

Nye strukturelle materialer har fremragende egenskaber - glaskeramik (udtrykket er afledt af ordene glas og krystal), opnået ved krystallisation af uorganiske glas baseret på visse oxider.

Sitalls er delvist krystalliserede glas. De opnås ved kontrolleret krystallisation af glas ved forhøjede temperaturer. Under denne proces dannes mikroregioner med en krystallinsk struktur op til 1 mikron i størrelse i materialets volumen. Koncentrationen af ​​sådanne områder i glaskeramik kan overstige 50 volumenprocent.

Med hensyn til kemisk sammensætning adskiller glaskeramik sig fra glas ved, at der tilsættes krystallisationskatalysatorer (frø). Mikropartikler af guld, sølv, platin, kobber (hundrededele af en procent) eller oxider af titanium, zirconium, zink, chrom, vanadium osv. anvendes som krystallisationskatalysatorer.

Med hensyn til struktur indtager glaskeramik en mellemposition mellem almindeligt glas og keramik I denne henseende kaldes glaskeramik nogle gange glaskeramik. Sitalls er multikomponent, heterogene, flerfasede systemer, der har et meget højt niveau af egenskaber: høj mekanisk styrke, hårdhed, kemisk og termisk stabilitet, lav termisk ekspansion og andre nyttige egenskaber. For eksempel er glaskeramik, kendt som pyroceram, stærkere end lamineret glas, højkulstofstål, lettere end aluminium, og med hensyn til termisk udvidelseskoefficient og varmebestandighed er ikke forskellig fra kvarts.

Ved omdannelse af glas til glaskeramik går glasset først gennem tilberedningsstadiet (temperatur Tm), derefter formes glasset til et produkt og afkøles til temperaturen Tn - den temperatur, hvor krystallisationscentre dannes. Glasset holdes ved denne temperatur i ca. 1 time. Som følge heraf dannes der små krystaller i materialets volumen, og det bliver muligt at øge temperaturen til Tg. Ved temperatur Tg sker der krystalvækst, og materialet mister gennemsigtighed. Eksponeringstiden for glasprodukter ved Tg er 4-6 timer.

Mikrokrystallinske legeringer opnået fra glas

Højstyrke krystallinske legeringer fra metalliske glas fremstilles på en måde svarende til processen med dannelse af pyrokeramik. Disse er legeringer baseret på Fe, Ni, Cr, Mo, Co, W i forskellige kombinationer med metalloider (hovedsageligt bor), hvis indhold ikke overstiger 12%, og er skøre i amorf tilstand. Amorfe legeringsstrimler fremstillet ved smeltejetting kan let omdannes til pulver, som derefter varmeekstruderes eller gasisostatisk presses og samtidig krystalliseres for at danne en mikrokrystallinsk struktur stabiliseret af små borpartikler. Hvis legeringen indeholder kulstof, kan der udføres en forstærkende varmebehandling. Sådanne legeringer er meget hårde og slidstærke og kan bruges som højhastighedsstål.

Teknisk keramik

Keramik er et multikomponent, heterogent materiale opnået ved sintring af stærkt dispergerede mineralpartikler (ler, oxider, carbider, nitrider osv.). Hvis keramikken indeholder metaller, så kaldes denne type keramik cermets.

Den teknologiske proces til fremstilling af keramiske produkter består af flere faser. De vigtigste teknologiske operationer i produktionen af ​​keramiske materialer er som følger: forberedelse af indledende komponenter i form af pulvere, blanding af komponenter, støbning af produkter, brænding af emnet, slutoperationer (bearbejdning, metallisering osv.).

Keramisk struktur

De mange typer af strukturer af keramiske materialer kan opdeles i to grupper: makroisotrope og anisotrope.

Makroisotrope materialer. På det atomare eller molekylære niveau er disse anisotrope materialer, men størrelsen af ​​supramolekylære formationer, korn, er lille sammenlignet med størrelsen af ​​det keramiske produkt. Fire typer makroisotrope materialer kan identificeres.

1. Mikrokrystallinsk keramik. Eksempler på denne keramik er forskellige typer porcelæn. Sitalls har samme struktur. I fig. 6.3 og prikkerne angiver mikrokrystallinske områder omgivet af et amorft medium. Indholdet af de krystallinske og amorfe faser i materialet kan være forskelligt, og placeringen af ​​disse faser i materialets volumen er forskellig. Materialet er generelt isotropt. Disse materialer har høj densitet og sprøde.

EN

V

Typer af keramik:

a - mikrokrystallinsk, b - granulær, c - porøs (TiC), d - forstærket (HTSC-keramik af Y-Ba-Cu-O-systemet).

2. Granulær struktur . Denne type struktur er den mest typiske for keramiske materialer. Korn i strukturen af ​​keramik kan variere i størrelse, form og egenskaber. Fordelingen af ​​korn af forskellig art i materialets volumen og vedhæftningsstyrken af ​​partikler i materialet er også forskellig. Alle disse faktorer påvirker keramikkens egenskaber på komplekse måder. I praksis, inden for en begrænset ramme, anvendes empiriske ligninger af formen:

,

hvor s er styrke; så er en konstant tæt på styrken af ​​en enkelt krystal; k - konstant; d - kornstørrelse.

3. Porøs struktur . Generelt er mange keramik porøse. Men nogle gange skabes porer med vilje: for at reducere vægten af ​​et keramisk produkt, for at gøre det gennemtrængeligt for gas eller væske osv.

Typisk er styrken af ​​porøs keramik lavere end styrken af ​​granuleret keramik. Formen på porerne påvirker også materialets styrke. Det kan også afbryde udviklingen af ​​en revne ved ødelæggelse og fordele belastningen i hele materialets volumen.

4. Forstærket struktur. Denne type keramik indeholder aflange korn med høj styrke. I hovedparten af ​​materialer er disse korn ikke orienteret i nogen bestemt retning. Derfor opfører materialet sig som isotropt i makrovolumenet. Styrken af ​​sådanne keramik, på grund af forstærkning, kan være meget høj.

Anisotropisk keramik. I disse materialer er strukturelle elementer bevidst orienteret i den ønskede retning. Anisotropisk keramik omfatter lagdelt keramik, fibrøs keramik eller keramik med en orienteret struktur.

Elementer af keramisk materialeteknologi

1 - Indhentning af pulvere. Der er mekaniske og fysisk-kemiske metoder til fremstilling af pulvere. Den første af dem er forbundet med at knuse materialet. Den anden involverer processerne til agglomerering af kemiske synteseprodukter. Pulvere med partikler af mikronstørrelse anvendes normalt. Hvis der kræves en tæt pakning af partikler i et materiale, anvendes en blanding af partikler af forskellige størrelser - polydisperse pulvere.

2 - Blanding af komponenter og støbeprodukter.

3 - Sintring af partikler opstår, når det støbte produkt brændes ved høje temperaturer (normalt fra 900 til 2000 ° C). Under sintring forekommer processer som dehydrering af komponenter, ødelæggelse af organiske teknologiske urenheder (polymerer, overfladeaktive stoffer), dissociation af ustabile uorganiske forbindelser, oxidations- og reduktionsprocesser, smeltning af nogle komponenter, polymorfe omdannelser osv. Som et resultat, efter afkøling, binder den glasagtige, måske delvist krystalliserede smelte korn af et mere ildfast materiale og danner en holdbar monolit.

Under sintringsprocessen smelter partikler sammen, og materialets porøsitet falder ned til den teoretiske densitet. Når temperaturen stiger, ændrer porerne deres form, bliver kugleformede og aftager i størrelse. I praksis bevarer keramik en vis resterende porøsitet.

Graden og hastigheden af ​​sintring afhænger af mange faktorer: temperatur, procesvarighed, partikeldispersion, diffusionskoefficienter, viskositet osv. Smelten (væsken) af den mest smeltelige komponent har en meget stærk indflydelse på udviklingen af ​​sintringsprocessen og på keramikkens struktur.

Anvendelser af strukturel keramik

De vigtigste anvendelsesområder for keramiske materialer omfatter skæreværktøjer, dele til forbrændingsmotorer, gasturbinemotorer osv.

Skærekanten er kendetegnet ved høj hårdhed, slidstyrke og kemisk inerthed. Med hensyn til komplekset af egenskaber er keramiske skæreværktøjer overlegne i forhold til traditionelle skærematerialer, såsom højhastighedsstål (HSS), hårde legeringer (HC)

			Keramik Al2O3
Blødgørende punkt
Starttemperatur skældannelse

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)

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 placeringen af ​​makromolekylerne 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 inden for forskellige områder, der fremstilles blyanter 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.

Klassificering efter produktionsmetode (oprindelse)

Klassificering af brandbarhed

Klassificering efter adfærd ved opvarmning

Klassificering af polymerer efter strukturen af ​​makromolekyler

KLASSIFIKATION AF POLYMERER

Syntese af polymerer.

En polymer er et kemisk stof, der har en stor molekylvægt og består af et stort antal periodisk gentagne fragmenter forbundet med kemiske bindinger. Disse fragmenter kaldes elementære enheder.

Således er karakteristika for polymerer som følger: 1. meget høj molekylvægt (ti-og hundredtusindvis). 2. molekylers kædestruktur (normalt simple bindinger).

Det skal bemærkes, at polymerer i dag med succes konkurrerer med alle andre materialer, der er brugt af menneskeheden siden oldtiden.

Anvendelse af polymerer:

Polymerer til biologiske og medicinske formål

Ion- og elektronbyttermaterialer

Varme- og varmebestandig plast

Isolatorer

Byggeri og konstruktionsmaterialer

Overfladeaktive stoffer og materialer, der er modstandsdygtige over for aggressive miljøer.

Den hurtige udvidelse af polymerproduktionen har ført til, at deres brandfare (og alle brænder bedre end træ) er blevet en national katastrofe for mange lande. Når de brænder og nedbrydes, dannes der forskellige stoffer, mest giftige for mennesker. At kende de farlige egenskaber af de resulterende stoffer er nødvendigt for at bekæmpe dem med succes.

Klassificering af polymerer i henhold til sammensætningen af ​​hovedkæden af ​​makromolekyler (mest almindelige):

jeg. Carbon-chain IUD'er - de vigtigste polymerkæder er kun bygget af kulstofatomer

II. Heterochain BMC'er - de vigtigste polymerkæder, udover carbonatomer, indeholder heteroatomer (ilt, nitrogen, fosfor, svovl osv.)

III. Organoelement polymerforbindelser - hovedkæderne af makromolekyler indeholder elementer, der ikke er en del af naturlige organiske forbindelser (Si, Al, Ti, B, Pb, Sb, Sn osv.)

Hver klasse er opdelt i separate grupper afhængigt af kædens struktur, tilstedeværelsen af ​​bindinger, antallet og arten af ​​substituenter og sidekæder. Heterokædeforbindelser klassificeres desuden under hensyntagen til arten og antallet af heteroatomer og organoelementpolymerer - afhængigt af kombinationen af ​​kulbrinteenheder med atomer af silicium, titanium, aluminium osv.

a) polymerer med mættede kæder: polypropylen – [-CH 2 -CH-] n,

polyethylen – [-CH2-CH2-]n; CH 3

b) polymerer med umættede kæder: polybutadien – [-CH 2 -CH=CH-CH 2 -] n;

c) halogensubstituerede polymerer: Teflon - [-CF2-CF2-]n, PVC - [-CH2-CHCl-]n;

d) polymeralkoholer: polyvinylalkohol – [-CH2-CH-]n;

e) polymerer af alkoholderivater: polyvinylacetat – [-CH2-CH-]n;

f) polymere aldehyder og ketoner: polyacrolein – [-CH 2 -CH-] n;

g) polymerer af carboxylsyrer: polyacrylsyre – [-CH2-CH-]n;

h) polymernitriler: PAN – [-CH2-CH-]n;

i) polymerer af aromatiske carbonhydrider: polystyren – [-CH 2 -CH-] n.

a) polyethere: polyglycoler – [-CH2-CH2-O-]n;

b) polyestere: polyethylenglycolterephthalat –

[-O-CH2-CH2-O-C-C6H4-C-]n;

c) polymerperoxider: polymer styrenperoxid – [-CH2-CH-O-O-]n;

2. Polymerer indeholdende nitrogenatomer i hovedkæden:

a) polymeraminer: polyethylendiamin – [-CH2-CH2-NH-]n;

b) polymeramider: polycaprolactam – [-NН-(СH 2) 5 -С-] n;

3. Polymerer indeholdende både nitrogen- og oxygenatomer i hovedkæden - polyurethaner: [-С-NН-R-NN-С-О-R-О-] n;

4. Polymerer indeholdende svovlatomer i hovedkæden:

a) polythioethere [-(CH2)4-S-]n;

b) polytetrasulfider [-(CH2)4-S-S-]n;

5. Polymerer indeholdende fosforatomer i hovedkæden

for eksempel: O

[-P-O-CH2-CH2-O-]n;

1. Organosiliciumpolymerforbindelser

a) polysilanforbindelser R R

b) polysiloxanforbindelser

[-Si-O-Si-O-]n;

c) polycarbosilanforbindelser

[-Si-(-C-)n-Si-(-C-)n-]n;

d) polycarbosiloxanforbindelser

[-O-Si-O-(-C-)n-]n;

2. Organotitaniumpolymerforbindelser, for eksempel:

OC 4 H 9 OC ​​4 H 9

[-O – Ti – O – Ti-]n;

OC 4 H 9 OC ​​4 H 9

3. Organoaluminiumpolymerforbindelser, for eksempel:

[-O-Al-O-Al-]n;

Makromolekyler kan have en lineær, forgrenet og rumlig tredimensionel struktur.

Lineær polymerer består af makromolekyler med en lineær struktur; sådanne makromolekyler er en samling af monomerenheder (-A-) forbundet til lange uforgrenede kæder:

nA ® (...-A - A-...) m + (...- A - A -...) R + ...., hvor (...- A - A -...) er polymere makromolekyler med forskellige molekylvægte.

Forgrenet polymerer er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​sidegrene i hovedkæderne af makromolekyler, kortere end hovedkæden, men som også består af gentagne monomerenheder:

…- A – A – A – A – A – A – A- …

Rumlig polymerer med en tredimensionel struktur er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​kæder af makromolekyler, der er indbyrdes forbundet af kræfter af grundlæggende valens ved hjælp af krydsbroer dannet af atomer (-B-) eller grupper af atomer, for eksempel monomerenheder (-A-)

A – A – A – A – A – A – A –

A – A – A – A – A – A –

A – A – A – A – A – A -

Tredimensionelle polymerer med hyppige tværbindinger kaldes netværkspolymerer. For tredimensionelle polymerer mister begrebet et molekyle sin betydning, da individuelle molekyler i dem er forbundet med hinanden i alle retninger og danner enorme makromolekyler.

termoplastisk- polymerer med lineær eller forgrenet struktur, hvis egenskaber er reversible ved gentagen opvarmning og afkøling;

termohærdende- nogle lineære og forgrenede polymerer, hvis makromolekyler, når de opvarmes, som følge af kemiske interaktioner mellem dem, er forbundet med hinanden; i dette tilfælde dannes rumlige netværksstrukturer på grund af stærke kemiske bindinger. Efter opvarmning bliver termohærdende polymerer normalt usmeltelige og uopløselige - en proces med irreversibel hærdning opstår.

Denne klassificering er meget omtrentlig, da antændelse og forbrænding af materialer ikke kun afhænger af materialets beskaffenhed, men også af temperaturen på antændelseskilden, antændelsesforhold, produktets eller strukturernes form osv.

I henhold til denne klassificering er polymere materialer opdelt i brandfarlige, svagtbrændbare og ikke-brændbare. Af de brændbare materialer skelnes de, der er svære at antænde, og de, der er svære at brænde, er selvslukkende.

Eksempler på brændbare polymerer: polyethylen, polystyren, polymethylmethacrylat, polyvinylacetat, epoxyharpikser, cellulose osv.

Eksempler på brandhæmmende polymerer: PVC, Teflon, phenol-formaldehyd-harpikser, urea-formaldehyd-harpikser.

Naturlige (proteiner, nukleinsyrer, naturlige harpikser) (animalsk og

planteoprindelse);

Syntetisk (polyethylen, polypropylen osv.);

Kunstig (kemisk modifikation af naturlige polymerer - ethere

cellulose).

Uorganisk: kvarts, silikater, diamant, grafit, korund, karbin, borcarbid osv.

Økologisk: gummi, cellulose, stivelse, organisk glas og