Pada tahun 1833, J. Berzelius mencipta istilah "polimerisme," yang digunakannya untuk menamakan salah satu jenis isomerisme. Bahan tersebut (polimer) mesti mempunyai komposisi yang sama, tetapi berat molekul yang berbeza, seperti etilena dan butilena. Kesimpulan J. Berzelius tidak sesuai dengan pemahaman moden istilah "polimer", kerana polimer benar (sintetik) belum diketahui pada masa itu. Sebutan pertama polimer sintetik bermula pada tahun 1838 (polyvinylidene chloride) dan 1839 (polistirena).
Kimia polimer timbul hanya selepas A. M. Butlerov mencipta teori struktur kimia sebatian organik dan dikembangkan lagi berkat pencarian intensif untuk kaedah mensintesis getah (G. Bushard, W. Tilden, K. Harries, I. L. Kondakov, S. V. Lebedev) . Sejak awal 20-an abad ke-20, idea-idea teori tentang struktur polimer mula berkembang.
DEFINISI
Polimer- sebatian kimia dengan berat molekul tinggi (dari beberapa ribu hingga berjuta-juta), molekulnya (makromolekul) terdiri daripada sebilangan besar kumpulan berulang (unit monomer).
Pengelasan polimer
Pengelasan polimer adalah berdasarkan tiga ciri: asalnya, sifat kimia dan perbezaan dalam rantai utama.
Dari sudut pandangan asal, semua polimer dibahagikan kepada semula jadi (semula jadi), yang termasuk asid nukleik, protein, selulosa, getah asli, ambar; sintetik (diperolehi dalam makmal melalui sintesis dan tidak mempunyai analog semula jadi), yang termasuk poliuretana, polivinilidena fluorida, resin fenol-formaldehid, dsb.; tiruan (diperolehi di makmal melalui sintesis, tetapi berdasarkan polimer semula jadi) - nitroselulosa, dsb.
Berdasarkan sifat kimianya, polimer dibahagikan kepada polimer organik (berdasarkan monomer - bahan organik - semua polimer sintetik), bukan organik (berdasarkan Si, Ge, S dan unsur tak organik lain - polisilan, asid polisilik) dan unsur organ (a). campuran polimer organik dan bukan organik – polisoksana) alam semula jadi.
Terdapat polimer homochain dan heterochain. Dalam kes pertama, rantai utama terdiri daripada atom karbon atau silikon (polysilanes, polistirena), dalam kedua - rangka pelbagai atom (poliamida, protein).
Sifat fizikal polimer
Polimer dicirikan oleh dua keadaan pengagregatan - kristal dan amorfus - dan sifat khas - keanjalan (ubah bentuk boleh balik di bawah beban kecil - getah), kerapuhan rendah (plastik), orientasi di bawah tindakan medan mekanikal terarah, kelikatan tinggi, dan pembubaran. polimer berlaku melalui pembengkakan.
Penyediaan polimer
Tindak balas pempolimeran ialah tindak balas berantai yang mewakili penambahan berjujukan molekul sebatian tak tepu antara satu sama lain dengan pembentukan produk berat molekul tinggi - polimer (Rajah 1).
nasi. 1. Skim am untuk pengeluaran polimer
Sebagai contoh, polietilena dihasilkan melalui pempolimeran etilena. Berat molekul molekul mencapai 1 juta.
n CH 2 =CH 2 = -(-CH 2 -CH 2 -)-
Sifat kimia polimer
Pertama sekali, polimer akan dicirikan oleh ciri tindak balas kumpulan berfungsi yang terdapat dalam polimer. Sebagai contoh, jika polimer mengandungi ciri kumpulan hidroks kelas alkohol, oleh itu, polimer akan mengambil bahagian dalam tindak balas seperti alkohol.
Kedua, interaksi dengan sebatian berat molekul rendah, interaksi polimer antara satu sama lain dengan pembentukan rangkaian atau polimer bercabang, tindak balas antara kumpulan berfungsi yang merupakan sebahagian daripada polimer yang sama, serta penguraian polimer menjadi monomer (pemusnahan rantai).
Penggunaan polimer
Pengeluaran polimer telah menemui aplikasi yang meluas dalam pelbagai bidang kehidupan manusia - industri kimia (pengeluaran plastik), pembinaan mesin dan pesawat, perusahaan penapisan minyak, perubatan dan farmakologi, pertanian (pengeluaran racun herba, racun serangga, racun perosak), industri pembinaan ( penebat bunyi dan haba), pengeluaran mainan, tingkap, paip, barangan rumah.
Contoh penyelesaian masalah
CONTOH 1
CONTOH 1
| Senaman | Polistirena sangat larut dalam pelarut organik bukan polar: benzena, toluena, xilena, karbon tetraklorida. Kira pecahan jisim (%) polistirena dalam larutan yang diperoleh dengan melarutkan 25 g polistirena dalam benzena seberat 85 g. (22.73%). |
| Penyelesaian | Kami menulis formula untuk mencari pecahan jisim:
Mari kita cari jisim larutan benzena: m larutan (C 6 H 6) = m (C 6 H 6)/(/100%) |
Pengelasan mengikut kaedah pengeluaran (asal)
Klasifikasi mudah terbakar
Pengelasan mengikut kelakuan apabila dipanaskan
Pengelasan polimer mengikut struktur makromolekul
KLASIFIKASI POLIMER
Sintesis polimer.
Polimer ialah bahan kimia yang mempunyai berat molekul yang besar dan terdiri daripada sejumlah besar serpihan berulang secara berkala yang dihubungkan oleh ikatan kimia. Serpihan ini dipanggil unit asas.
Oleh itu, ciri-ciri polimer adalah seperti berikut: 1. berat molekul yang sangat tinggi (berpuluh-puluh dan ratusan ribu). 2. struktur rantai molekul (biasanya ikatan ringkas).
Harus diingat bahawa polimer hari ini berjaya bersaing dengan semua bahan lain yang digunakan oleh manusia sejak zaman purba.
Penggunaan polimer:
Polimer untuk tujuan biologi dan perubatan
Bahan pertukaran ion dan elektron
Plastik tahan haba dan haba
Penebat
Bahan binaan dan struktur
Surfaktan dan bahan tahan terhadap persekitaran yang agresif.
Perkembangan pesat pengeluaran polimer telah membawa kepada fakta bahawa bahaya kebakaran mereka (dan semuanya terbakar lebih baik daripada kayu) telah menjadi bencana nasional bagi banyak negara. Apabila ia terbakar dan terurai, pelbagai bahan terbentuk, kebanyakannya toksik kepada manusia. Mengetahui sifat berbahaya bahan yang terhasil adalah perlu untuk berjaya memeranginya.
Pengelasan polimer mengikut komposisi rantai utama makromolekul (paling biasa):
saya. IUD rantai karbon - rantai polimer utama dibina hanya daripada atom karbon
II. BMC Heterochain - rantai polimer utama, sebagai tambahan kepada atom karbon, mengandungi heteroatom (oksigen, nitrogen, fosforus, sulfur, dll.)
III. Sebatian polimer organoelemen - rantai utama makromolekul mengandungi unsur-unsur yang bukan sebahagian daripada sebatian organik semula jadi (Si, Al, Ti, B, Pb, Sb, Sn, dll.)
Setiap kelas dibahagikan kepada kumpulan berasingan bergantung pada struktur rantai, kehadiran ikatan, bilangan dan sifat substituen, dan rantai sisi. Sebatian heterochain dikelaskan, sebagai tambahan, dengan mengambil kira sifat dan bilangan heteroatom, dan polimer organoelemen - bergantung kepada gabungan unit hidrokarbon dengan atom silikon, titanium, aluminium, dll.
a) polimer dengan rantai tepu: polipropilena – [-CH 2 -CH-] n,
polietilena – [-CH 2 -CH 2 -] n; CH 3
b) polimer dengan rantai tak tepu: polybutadiena – [-CH 2 -CH=CH-CH 2 -] n;
c) polimer digantikan halogen: Teflon - [-CF 2 -CF 2 -] n, PVC - [-CH 2 -CHCl-] n;
d) alkohol polimer: alkohol polivinil – [-CH 2 -CH-] n;
e) polimer derivatif alkohol: polivinil asetat – [-CH 2 -CH-] n;
f) aldehid polimer dan keton: poliacrolein – [-CH 2 -CH-] n;
g) polimer asid karboksilik: asid poliakrilik – [-CH 2 -CH-] n;
h) nitril polimer: PAN – [-CH 2 -CH-] n;
i) polimer hidrokarbon aromatik: polistirena – [-CH 2 -CH-] n.
a) polieter: poliglikol – [-CH 2 -CH 2 -O-] n;
b) poliester: polietilena glikol tereftalat –
[-O-CH 2 -CH 2 -O-C-C 6 H 4 -C-] n;
c) polimer peroksida: polimer stirena peroksida – [-CH 2 -CH-O-O-] n;
2. Polimer yang mengandungi atom nitrogen dalam rantai utama:
a) amina polimer: polyethylenediamine – [-CH 2 –CH 2 –NH-] n;
b) amida polimer: polycaprolactam – [-NН-(СH 2) 5 -С-] n;
3. Polimer yang mengandungi kedua-dua atom nitrogen dan oksigen dalam rantai utama - poliuretana: [-С-NН-R-NN-С-О-R-О-] n;
4. Polimer yang mengandungi atom sulfur dalam rantai utama:
a) polythioethers [-(CH 2) 4 – S-] n;
b) polytetrasulfides [-(CH 2) 4 -S - S-] n;
5. Polimer yang mengandungi atom fosforus dalam rantai utama
contohnya: O
[- P – O-CH 2 -CH 2 -O-] n ;
1. Sebatian polimer organosilikon
a) sebatian polisilan R R
b) sebatian polisiloksana
[-Si-O-Si-O-]n;
c) sebatian polikarbosilane
[-Si-(-C-) n -Si-(-C-) n -] n ;
d) sebatian polikarbosiloksana
[-O-Si-O-(-C-) n -] n ;
2. Sebatian polimer organotitanium, contohnya:
OC 4 H 9 OC 4 H 9
[-O – Ti – O – Ti-] n ;
OC 4 H 9 OC 4 H 9
3. Sebatian polimer organoaluminum, contohnya:
[-O – Al – O – Al-] n ;
Makromolekul boleh mempunyai struktur tiga dimensi yang linear, bercabang dan spatial.
Linear polimer terdiri daripada makromolekul dengan struktur linear; makromolekul tersebut ialah himpunan unit monomer (-A-) yang disambungkan kepada rantai panjang yang tidak bercabang:
nA ® (…-A - A-…) m + (…- A - A -…) R + …., dengan (…- A - A -…) ialah makromolekul polimer dengan berat molekul yang berbeza.
Bercabang polimer dicirikan oleh kehadiran cawangan sampingan dalam rantai utama makromolekul, lebih pendek daripada rantai utama, tetapi juga terdiri daripada unit monomer berulang:
…- A – A – A – A – A – A – A- …
Spatial polimer dengan struktur tiga dimensi dicirikan oleh kehadiran rantaian makromolekul yang saling berkaitan oleh daya valensi asas menggunakan jambatan silang yang dibentuk oleh atom (-B-) atau kumpulan atom, contohnya unit monomer (-A-)
A – A – A – A – A – A – A –
A – A – A – A – A – A –
A – A – A – A – A – A -
Polimer tiga dimensi dengan pautan silang yang kerap dipanggil polimer rangkaian. Untuk polimer tiga dimensi, konsep molekul kehilangan maknanya, kerana di dalamnya molekul individu disambungkan antara satu sama lain dalam semua arah, membentuk makromolekul besar.
termoplastik- polimer struktur linear atau bercabang, yang sifatnya boleh diterbalikkan dengan pemanasan dan penyejukan berulang;
termoset- beberapa polimer linear dan bercabang, yang makromolekulnya, apabila dipanaskan, akibat interaksi kimia yang berlaku di antara mereka, disambungkan antara satu sama lain; dalam kes ini, struktur rangkaian spatial terbentuk disebabkan oleh ikatan kimia yang kuat. Selepas pemanasan, polimer termoset biasanya menjadi boleh dimasukkan dan tidak larut - proses pengerasan tidak dapat dipulihkan berlaku.
Klasifikasi ini sangat anggaran, kerana pencucuhan dan pembakaran bahan bergantung bukan sahaja pada sifat bahan, tetapi juga pada suhu sumber pencucuhan, keadaan pencucuhan, bentuk produk atau struktur, dll.
Mengikut klasifikasi ini, bahan polimer dibahagikan kepada mudah terbakar, mudah terbakar rendah dan tidak mudah terbakar. Daripada bahan mudah terbakar, bahan yang sukar dinyalakan dibezakan, dan bahan yang sukar dibakar adalah pemadaman sendiri.
Contoh polimer mudah terbakar: polietilena, polistirena, polimetil metakrilat, polivinil asetat, resin epoksi, selulosa, dsb.
Contoh polimer tahan api: PVC, Teflon, resin fenol-formaldehid, resin urea-formaldehid.
Asli (protein, asid nukleik, resin semula jadi) (haiwan dan
asal tumbuhan);
Sintetik (polietilena, polipropilena, dll.);
Buatan (pengubahsuaian kimia polimer semula jadi - eter
selulosa).
Bukan organik: kuarza, silikat, berlian, grafit, korundum, karbina, boron karbida, dll.
Organik: getah, selulosa, kanji, kaca organik dan
Polimer ialah sebatian berat molekul tinggi yang terdiri daripada banyak monomer. Polimer harus dibezakan daripada perkara seperti oligomer, berbeza dengan yang, apabila menambah unit bernombor lain, sifat polimer tidak berubah.
Sambungan antara unit monomer boleh dilakukan menggunakan ikatan kimia, dalam hal ini ia dipanggil termoset, atau disebabkan oleh daya tindakan antara molekul, yang tipikal untuk apa yang dipanggil termoplastik.
Gabungan monomer untuk membentuk polimer boleh berlaku hasil daripada tindak balas polikondensasi atau pempolimeran.
Terdapat banyak sebatian serupa yang terdapat di alam semula jadi, yang paling terkenal ialah protein, getah, polisakarida dan asid nukleik. Bahan sedemikian dipanggil organik.
Hari ini, sejumlah besar polimer dihasilkan secara sintetik. Sebatian sedemikian dipanggil polimer tak organik. Polimer tak organik dihasilkan dengan menggabungkan unsur semula jadi melalui tindak balas polikondensasi, pempolimeran dan transformasi kimia. Ini membolehkan anda menggantikan bahan semula jadi yang mahal atau jarang berlaku, atau mencipta bahan baharu yang tidak mempunyai sifat analog. Syarat utama ialah polimer tidak mengandungi unsur-unsur asal organik.
Polimer bukan organik, kerana sifatnya, telah mendapat populariti yang luas. Julat penggunaannya agak luas, dan kawasan aplikasi baharu sentiasa ditemui dan jenis bahan bukan organik baharu sedang dibangunkan.
Ciri-ciri utama
Hari ini, terdapat banyak jenis polimer tak organik, baik semula jadi dan sintetik, yang mempunyai komposisi, sifat, skop penggunaan dan keadaan pengagregatan yang berbeza.
Tahap semasa pembangunan industri kimia memungkinkan untuk menghasilkan polimer bukan organik dalam jumlah yang besar. Untuk mendapatkan bahan tersebut adalah perlu untuk mewujudkan keadaan tekanan tinggi dan suhu tinggi. Bahan mentah untuk pengeluaran adalah bahan tulen yang sesuai dengan proses pempolimeran.
Polimer bukan organik dicirikan oleh fakta bahawa mereka telah meningkatkan kekuatan, fleksibiliti, sukar diserang oleh bahan kimia dan tahan terhadap suhu tinggi. Tetapi sesetengah jenis mungkin rapuh dan kurang keanjalan, tetapi pada masa yang sama ia agak kuat. Yang paling terkenal ialah grafit, seramik, asbestos, kaca mineral, mika, kuarza dan berlian.
Polimer yang paling biasa adalah berdasarkan rantaian unsur seperti silikon dan aluminium. Ini disebabkan oleh banyaknya unsur-unsur ini dalam alam semula jadi, terutamanya silikon. Yang paling terkenal di kalangan mereka ialah polimer tak organik seperti silikat dan aluminosilikat.
Sifat dan ciri berbeza bukan sahaja bergantung pada komposisi kimia polimer, tetapi juga pada berat molekul, tahap pempolimeran, struktur atom dan polidispersi.
Polidispersiti ialah kehadiran makromolekul jisim yang berbeza dalam komposisi.
Kebanyakan sebatian tak organik dicirikan oleh penunjuk berikut:
- Keanjalan. Ciri seperti keanjalan menunjukkan keupayaan bahan untuk meningkatkan saiz di bawah pengaruh daya luar dan kembali kepada keadaan asalnya selepas beban dikeluarkan. Sebagai contoh, getah boleh mengembang tujuh hingga lapan kali ganda tanpa mengubah strukturnya atau menyebabkan sebarang kerosakan. Mengembalikan bentuk dan saiz adalah mungkin dengan mengekalkan lokasi makromolekul dalam komposisi hanya segmen individu mereka yang bergerak.
- Struktur kristal. Ciri-ciri dan ciri-ciri bahan bergantung pada susunan ruang unsur-unsur konstituen, yang dipanggil struktur kristal, dan interaksi mereka. Berdasarkan parameter ini, polimer dibahagikan kepada kristal dan amorf.
Kristal mempunyai struktur yang stabil di mana susunan makromolekul tertentu diperhatikan. Yang amorf terdiri daripada makromolekul tertib jarak pendek, yang mempunyai struktur yang stabil hanya di zon tertentu.
Struktur dan darjah penghabluran bergantung kepada beberapa faktor, seperti suhu penghabluran, berat molekul dan kepekatan larutan polimer.
- Kacau. Sifat ini adalah ciri polimer amorf, yang, apabila suhu menurun atau tekanan meningkat, memperoleh struktur berkaca. Dalam kes ini, pergerakan terma makromolekul berhenti. Julat suhu di mana proses pembentukan kaca berlaku bergantung pada jenis polimer, strukturnya dan sifat unsur struktur.
- Keadaan aliran likat. Ini adalah sifat di mana perubahan tidak dapat dipulihkan dalam bentuk dan isipadu bahan berlaku di bawah pengaruh daya luar. Dalam keadaan mengalir likat, elemen struktur bergerak dalam arah linear, yang menyebabkan perubahan dalam bentuknya.
Struktur polimer tak organik
Harta ini sangat penting dalam beberapa industri. Ia paling kerap digunakan dalam pemprosesan termoplastik menggunakan kaedah seperti pengacuan suntikan, penyemperitan, pembentukan vakum dan lain-lain. Dalam kes ini, polimer cair pada suhu tinggi dan tekanan tinggi.
Jenis polimer tak organik
Hari ini, terdapat kriteria tertentu di mana polimer tak organik dikelaskan. Yang utama ialah:
- sifat asal;
- jenis unsur kimia dan kepelbagaiannya;
- bilangan unit monomer;
- struktur rantai polimer;
- sifat fizikal dan kimia.
Bergantung kepada sifat asal, polimer sintetik dan semula jadi dikelaskan. Yang semula jadi terbentuk dalam keadaan semula jadi tanpa campur tangan manusia, manakala yang sintetik dihasilkan dan diubah suai dalam keadaan industri untuk mencapai sifat yang diperlukan.
Hari ini, terdapat banyak jenis polimer tak organik, antaranya adalah yang paling banyak digunakan. Ini termasuk asbestos.
Asbestos ialah mineral serat halus yang tergolong dalam kumpulan silikat. Komposisi kimia asbestos diwakili oleh silikat magnesium, besi, natrium dan kalsium. Asbestos mempunyai sifat karsinogenik dan oleh itu sangat berbahaya kepada kesihatan manusia. Ia sangat berbahaya bagi pekerja yang terlibat dalam pengekstrakannya. Tetapi dalam bentuk produk siap, ia agak selamat, kerana ia tidak larut dalam pelbagai cecair dan tidak bertindak balas dengannya.
Silikon adalah salah satu polimer bukan organik sintetik yang paling biasa. Ia mudah ditemui dalam kehidupan seharian. Nama saintifik untuk silikon ialah polysiloxane. Komposisi kimianya adalah ikatan oksigen dan silikon, yang memberikan silikon sifat kekuatan dan kelenturan yang tinggi. Terima kasih kepada ini, silikon mampu menahan suhu tinggi dan tekanan fizikal tanpa kehilangan kekuatan, mengekalkan bentuk dan strukturnya.
Polimer karbon sangat biasa dalam alam semula jadi. Terdapat juga banyak spesies yang disintesis oleh manusia secara industri. Di antara polimer semula jadi, berlian menonjol. Bahan ini sangat tahan lama dan mempunyai struktur yang jelas.
Carbyne ialah polimer karbon sintetik yang telah meningkatkan sifat kekuatan yang tidak kalah dengan berlian dan graphene. Ia dihasilkan dalam bentuk cloudberry hitam dengan struktur kristal halus. Ia mempunyai sifat kekonduksian elektrik, yang meningkat di bawah pengaruh cahaya. Mampu menahan suhu 5000 darjah tanpa kehilangan sifat.
Grafit adalah polimer karbon yang strukturnya dicirikan oleh orientasi planar. Kerana ini, struktur grafit adalah berlapis. Bahan ini mengalirkan elektrik dan haba, tetapi tidak menghantar cahaya. Varietinya ialah graphene, yang terdiri daripada satu lapisan molekul karbon.
Polimer boron dicirikan oleh kekerasan yang tinggi, tidak jauh lebih rendah daripada berlian. Mampu menahan suhu lebih daripada 2000 darjah, yang jauh lebih tinggi daripada suhu sempadan berlian.
Polimer selenium adalah pelbagai bahan bukan organik yang agak luas. Yang paling terkenal ialah selenium karbida. Selenium karbida adalah bahan tahan lama yang muncul dalam bentuk kristal lutsinar.
Polysilanes mempunyai ciri khas yang membezakannya daripada bahan lain. Jenis ini mengalirkan elektrik dan boleh menahan suhu sehingga 300 darjah.
Permohonan
Polimer bukan organik digunakan dalam hampir semua bidang kehidupan kita. Bergantung pada jenis, mereka mempunyai sifat yang berbeza. Ciri utama mereka ialah bahan tiruan mempunyai sifat yang lebih baik berbanding dengan bahan organik.
Asbestos digunakan dalam pelbagai bidang, terutamanya dalam pembinaan. Campuran simen dan asbestos digunakan untuk menghasilkan batu tulis dan pelbagai jenis paip. Asbestos juga digunakan untuk mengurangkan kesan berasid. Dalam industri ringan, asbestos digunakan untuk menjahit sut pemadam kebakaran.
Silikon digunakan dalam pelbagai bidang. Ia digunakan untuk menghasilkan tiub untuk industri kimia, unsur-unsur yang digunakan dalam industri makanan, dan juga digunakan dalam pembinaan sebagai pengedap.
Secara umum, silikon adalah salah satu polimer tak organik yang paling berfungsi.
Berlian terkenal sebagai bahan perhiasan. Ia sangat mahal kerana keindahan dan kesukaran untuk diekstrak. Tetapi berlian juga digunakan dalam industri. Bahan ini diperlukan dalam alat pemotong untuk memotong bahan yang sangat tahan lama. Ia boleh digunakan dalam bentuk tulen sebagai pemotong atau sebagai semburan pada elemen pemotongan.
Grafit digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang; pensel dibuat daripadanya, ia digunakan dalam kejuruteraan mekanikal, dalam industri nuklear dan dalam bentuk batang grafit.
Graphene dan carbyne masih kurang difahami, jadi skop penggunaannya adalah terhad.
Polimer boron digunakan untuk menghasilkan bahan pelelas, unsur pemotong, dsb. Alat yang diperbuat daripada bahan tersebut diperlukan untuk pemprosesan logam.
Selenium karbida digunakan untuk menghasilkan kristal batu. Ia diperoleh dengan memanaskan pasir kuarza dan arang batu hingga 2000 darjah. Kristal digunakan untuk menghasilkan pinggan mangkuk dan barangan dalaman berkualiti tinggi.
POLIMER BUKAN ORGANIK
Mereka mempunyai yang tidak teratur rantai utama dan tidak mengandungi org. radikal sampingan. Rantai utama dibina daripada ikatan kovalen atau ionik-kovalen; dalam beberapa N. p rantaian ikatan ion-kovalen boleh diganggu oleh sendi koordinasi tunggal. watak. Structural N. hlm dijalankan mengikut ciri yang sama seperti org. atau elementoorg. polimer (lihat sebatian berat molekul tinggi). Antara N. semula jadi yang paling. yang retikular adalah biasa dan merupakan sebahagian daripada kebanyakan mineral kerak bumi. Kebanyakannya membentuk sejenis berlian atau kuarza. Elemen atas mampu membentuk n.p linear. baris III-VI gr. berkala sistem. Dalam kumpulan, apabila bilangan baris bertambah, keupayaan unsur untuk membentuk rantai homo atau heteroatomik berkurangan secara mendadak. Halogen, seperti dalam org. polimer, memainkan peranan sebagai agen penamatan rantai, walaupun semua kemungkinan gabungan mereka dengan unsur lain boleh membentuk kumpulan sampingan. Elemen VIII gr. boleh dimasukkan dalam rantaian utama, membentuk koordinasi. N. p. Yang terakhir, pada dasarnya, berbeza daripada org. polimer koordinasi, di manakah sistem koordinat ikatan hanya membentuk struktur sekunder. Mn. atau garam logam valensi berubah-ubah secara makroskopik. St anda kelihatan seperti mesh N. p.
Rantai homoatomik panjang (dengan tahap pempolimeran n >= 100) membentuk hanya unsur kumpulan VI - S, Se dan Te. Rantai ini hanya terdiri daripada atom tulang belakang dan tidak mengandungi kumpulan sampingan, tetapi struktur elektronik rantai karbon dan rantai S, Se dan Te adalah berbeza. Karbon linear - kumulen=C=C=C=C= ... dan tong-kereta ChS =
SChS =
MF... (lihat Karbon); di samping itu, karbon membentuk kristal kovalen dua dimensi dan tiga dimensi, masing-masing. grafit Dan berlian. Sulfur dan telurium membentuk rantai atom dengan ikatan ringkas dan sangat tinggi P. Mereka mempunyai ciri peralihan fasa, dan kawasan suhu kestabilan polimer mempunyai sempadan atas yang lebih rendah dan jelas. Di bawah dan di atas sempadan ini masing-masing adalah stabil. kitaran oktamer dan molekul diatomik.
Dr. unsur, malah jiran terdekat karbon dalam psriodik. sistem-B dan Si tidak lagi mampu membentuk rantai homoatomik atau kitaran. oligomer dengan n >= 20 (tanpa mengira kehadiran atau ketiadaan kumpulan sampingan). Ini disebabkan oleh fakta bahawa hanya atom karbon yang mampu membentuk ikatan kovalen semata-mata antara satu sama lain. Atas sebab ini, jenis heterochain binari [HMPLH] adalah lebih biasa n(lihat jadual), di mana atom M dan L membentuk ikatan kovalen ionik antara satu sama lain. Pada prinsipnya, rantaian linear heterochain tidak semestinya binari: bahagian rantai yang kerap berulang boleh. dibentuk oleh gabungan atom yang lebih kompleks. Kemasukan atom logam dalam rantai utama menjejaskan kestabilan struktur linear dan secara mendadak mengurangkan i.
GABUNGAN UNSUR MEMBENTUK PERDUAAN POLIMER BUKAN ORGANIK HETEROCYNIC JENIS [HMMHLH] n(DITANDAKAN DENGAN TANDA +)
* Juga membentuk inorg. polimer komposisi [CHVCHRCH] n.
Keanehan struktur elektronik rantai utama nukleotida rantai homo menjadikannya sangat terdedah kepada serangan oleh nukleofil. atau elektrof. ejen. Atas sebab ini sahaja, rantai yang mengandungi sebagai komponen L atau lain-lain yang bersebelahan dengannya secara berkala secara relatifnya lebih stabil. sistem. Tetapi rantai ini biasanya juga memerlukan penstabilan, secara semula jadi. N.P. dikaitkan dengan pembentukan struktur rangkaian dan dengan intermolekul yang sangat kuat. interaksi kumpulan sampingan (termasuk pembentukan jambatan garam), akibatnya kebanyakan item N. linear tidak larut dan makroskopik. St. anda adalah serupa dengan retikular N. p.
Praktikal Yang menarik ialah item N. linear, yang paling biasa. darjah adalah serupa dengan yang organik - mereka boleh wujud dalam fasa yang sama, keadaan agregat atau kelonggaran, dan membentuk supermoles yang serupa. struktur, dsb. Nanopartikel tersebut boleh menjadi getah tahan panas, gelas, bahan pembentuk gentian, dsb., dan juga mempamerkan beberapa sifat yang tidak lagi wujud dalam org. polimer. Ini termasuk polifosfazena, oksida sulfur polimer (dengan kumpulan sampingan yang berbeza), fosfat, . Gabungan tertentu rantai bentuk M dan L yang tiada analog di kalangan org. polimer, contohnya dengan jalur pengaliran yang luas dan . Mempunyai flat atau ruang yang dibangunkan dengan baik mempunyai jalur konduksi yang luas. struktur. Superkonduktor biasa pada suhu berhampiran 0 K ialah polimer [ЧSNЧ] X; pada suhu tinggi, ia kehilangan superkonduktiviti, tetapi mengekalkan sifat semikonduktornya. Nanopartikel superkonduktor suhu tinggi mesti mempunyai struktur seramik, iaitu, ia mesti mengandungi oksigen dalam komposisinya (dalam kumpulan sampingan).
Pemprosesan nitrat menjadi kaca, gentian, seramik, dll. memerlukan lebur, dan ini biasanya disertai dengan penyahpolimeran boleh balik. Oleh itu, agen pengubahsuaian biasanya digunakan untuk menstabilkan struktur bercabang sederhana dalam cair.
Lit.: Ensiklopedia Polimer, vol 2, M., 1974, hlm. 363-71; Bartenev G.M., Cermin mata bukan organik yang sangat kuat dan berkekuatan tinggi, M., 1974; Korshak V.V., Kozyreva N.M., "Kemajuan dalam Kimia", 1979, v. 48, lwn. 1, hlm. 5-29; Polimer tak organik, dalam: Ensiklopedia sains dan teknologi polimer, v. 7, N.Y.-L.-Sydney, 1967, hlm. 664-91. S. Ya.
Ensiklopedia kimia. - M.: Ensiklopedia Soviet. Ed. I. L. Knunyants. 1988 .
Lihat apa "POLIMER INORGANIK" dalam kamus lain:
Polimer yang molekulnya mempunyai rantai utama bukan organik dan tidak mengandungi radikal sisi organik (kumpulan pembingkai). Secara semula jadi, polimer bukan organik rangkaian tiga dimensi tersebar luas, yang dalam bentuk mineral adalah sebahagian daripada... ...
Polimer yang tidak mengandungi ikatan C C dalam unit berulang, tetapi mampu mengandungi radikal organik sebagai substituen sampingan. Kandungan 1 Klasifikasi 1.1 Polimer Homochain ... Wikipedia
Polimer yang molekulnya mempunyai rantai utama bukan organik dan tidak mengandungi radikal sisi organik (kumpulan pembingkai). Polimer tak organik rangkaian tiga dimensi, yang dalam bentuk mineral adalah sebahagian daripada... ... bersifat meluas. Kamus ensiklopedia
Polimer dengan rantaian utama makromolekul bukan organik (tidak mengandungi atom karbon) (Lihat Makromolekul). Kumpulan sampingan (pembingkaian) biasanya juga bukan organik; bagaimanapun, polimer dengan kumpulan sampingan organik selalunya juga dikelaskan sebagai H...
Polimer dan makromolekul mempunyai bukan organik Ch. rantai dan tidak mengandungi rantai sisi organik. radikal (kumpulan pembingkai). Praktikal perkara sintetik. polimer polifosfonitril klorida (polydichlorophasphazene) [P(C1)2=N]n. Lain-lain diperolehi daripadanya... ... Kamus Besar Politeknik Ensiklopedia
Polimer, molekul yang mempunyai bukan organik Ch. rantai dan tidak mengandungi organik. radikal sampingan (kumpulan pembingkai). Secara semula jadi, NP retikulasi tiga dimensi tersebar luas, yang dalam bentuk mineral termasuk dalam komposisi kerak bumi (contohnya, kuarza). DALAM… … Sains semula jadi. Kamus ensiklopedia
- (daripada poli... dan Yunani meros berkongsi bahagian), bahan yang molekulnya (makromolekul) terdiri daripada sebilangan besar unit berulang; Berat molekul polimer boleh berbeza dari beberapa ribu hingga berjuta-juta. Polimer mengikut asal... Kamus Ensiklopedia Besar
Ov; pl. (unit polimer, a; m.). [dari bahasa Yunani polys numerous dan bahagian meros, bahagian] Sebatian kimia molekul tinggi yang terdiri daripada kumpulan atom berulang homogen, digunakan secara meluas dalam teknologi moden. Produk semulajadi, sintetik... ... Kamus ensiklopedia
- (daripada polimer Yunani yang terdiri daripada banyak bahagian, pelbagai) sebatian kimia dengan berat molekul tinggi (dari beberapa ribu hingga berjuta-juta), molekulnya (makromolekul (Lihat Makromolekul)) terdiri daripada sejumlah besar ... .. . Ensiklopedia Soviet yang Hebat
Polimer organik memainkan peranan penting dalam alam semula jadi. Di samping itu, ia digunakan secara meluas dalam industri. Seterusnya, komposisi, sifat, dan penggunaan polimer organik dipertimbangkan.
Keanehan
Bahan yang dipertimbangkan terdiri daripada monomer yang diwakili dengan mengulangi serpihan struktur beberapa atom. Mereka disambungkan ke dalam struktur tiga dimensi atau rantai bentuk bercabang atau linear disebabkan oleh polikondensasi atau pempolimeran. Mereka sering kelihatan jelas dalam struktur.
Harus dikatakan bahawa istilah "polimer" merujuk terutamanya kepada pilihan organik, walaupun sebatian bukan organik juga wujud.
Prinsip penamaan bahan yang dipertimbangkan adalah dengan melampirkan poli awalan pada nama monomer.
Sifat polimer ditentukan oleh struktur dan saiz makromolekul.
Sebagai tambahan kepada makromolekul, kebanyakan polimer termasuk bahan lain yang berfungsi untuk meningkatkan ciri fungsi dengan mengubah suai sifat. Mereka dibentangkan:
- penstabil (mencegah tindak balas penuaan);
- pengisi (kemasukan keadaan fasa berbeza yang berfungsi untuk memberikan sifat tertentu);
- pemplastik (meningkatkan rintangan fros, mengurangkan suhu pemprosesan dan meningkatkan keanjalan);
- pelincir (membolehkan anda mengelakkan melekat unsur logam peralatan yang digunakan dalam pemprosesan);
- pewarna (berkhidmat untuk tujuan hiasan dan untuk membuat tanda);
- kalis api (mengurangkan kemudahbakaran sesetengah polimer);
- racun kulat, antiseptik, racun serangga (memberi sifat antiseptik dan ketahanan terhadap serangga dan acuan kulat).
Dalam persekitaran semula jadi, bahan yang dimaksudkan terbentuk dalam organisma.
Di samping itu, terdapat sebatian yang hampir dengan polimer dalam struktur, dipanggil oligomer. Perbezaannya terdiri daripada bilangan unit yang lebih kecil dan perubahan dalam sifat awal apabila satu atau lebih daripadanya dikeluarkan atau ditambah, manakala parameter polimer dipelihara. Di samping itu, tiada pendapat yang jelas mengenai hubungan antara sebatian ini. Sesetengah menganggap oligomer sebagai varian berat molekul rendah bagi polimer, manakala yang lain menganggapnya sebagai jenis sebatian berasingan yang tidak mempunyai berat molekul tinggi.
Pengelasan
Polimer dibezakan mengikut komposisi unit kepada:
- organik;
- unsur organ;
- bukan organik.
Yang pertama berfungsi sebagai asas untuk kebanyakan plastik.
Bahan jenis kedua termasuk serpihan hidrokarbon (organik) dan bukan organik dalam unitnya.
Mengikut struktur mereka, mereka dibezakan kepada:
- pilihan di mana atom unsur berbeza dibingkai oleh kumpulan organik;
- bahan di mana atom karbon berselang-seli dengan yang lain;
- bahan dengan rantai karbon yang dibingkai oleh kumpulan unsur organ.
Semua jenis yang dibentangkan mempunyai litar utama.
Polimer tak organik yang paling biasa ialah aluminosilikat dan silikat. Ini adalah mineral utama kerak planet.
Berdasarkan asalnya, polimer dikelaskan kepada:
- semula jadi;
- sintetik (disintesis);
- diubah suai (varian diubah suai kumpulan pertama).
Yang terakhir dibahagikan mengikut kaedah pengeluaran kepada:
- polikondensasi;
- pempolimeran.
Polikondensasi ialah proses pembentukan makromolekul daripada molekul monomer yang mengandungi lebih daripada satu kumpulan berfungsi dengan pembebasan NH 3, air dan bahan lain.
Pempolimeran merujuk kepada proses pembentukan makromolekul dengan pelbagai ikatan daripada monomer.
Pengelasan mengikut struktur makromolekul termasuk:
- bercabang;
- linear;
- dijahit tiga dimensi;
- tangga
Berdasarkan tindak balas mereka terhadap kesan haba, polimer dibezakan kepada:
- termoset;
- termoplastik.
Bahan jenis pertama diwakili oleh varian spatial dengan bingkai tegar. Apabila dipanaskan, mereka mengalami kemusnahan dan ada yang terbakar. Ini disebabkan oleh kekuatan sambungan dalaman dan sambungan rantai yang sama. Akibatnya, kesan haba membawa kepada pecahnya kedua-dua rantai dan struktur, oleh itu, kemusnahan yang tidak dapat dipulihkan berlaku.
Pilihan termoplastik diwakili oleh polimer linear yang melembutkan secara terbalik apabila dipanaskan dan mengeras apabila disejukkan. Harta benda mereka kemudiannya dipelihara. Keplastikan bahan ini adalah disebabkan oleh pemecahan ikatan antara molekul dan hidrogen rantai apabila pemanasan sederhana.
Akhirnya, mengikut ciri strukturnya, polimer organik dibahagikan kepada beberapa kelas.
- Termoplastik lemah dan bukan kutub. Mereka dibentangkan dalam varian dengan struktur molekul simetri atau dengan ikatan kutub lemah.
- Termoplastik kutub. Jenis ini termasuk bahan dengan struktur molekul tidak simetri dan momen dipolnya sendiri. Mereka kadang-kadang dipanggil dielektrik frekuensi rendah. Oleh kerana kekutuban mereka, mereka menarik kelembapan dengan baik. Selain itu, kebanyakannya boleh dibasahi. Bahan-bahan ini juga berbeza daripada kelas sebelumnya dalam mempunyai rintangan elektrik yang lebih rendah. Selain itu, kebanyakan termoplastik kutub dicirikan oleh keanjalan yang tinggi, rintangan kimia, dan kekuatan mekanikal. Pemprosesan tambahan membolehkan sebatian ini ditukar menjadi bahan seperti getah yang fleksibel.
- Polimer termoset. Seperti yang dinyatakan di atas, ini adalah bahan dengan sistem spatial ikatan kovalen. Mereka berbeza daripada pilihan termoplastik dalam kekerasan, rintangan haba dan kerapuhan, modulus keanjalan yang lebih tinggi dan pekali pengembangan linear yang lebih rendah. Di samping itu, polimer tersebut tidak terdedah kepada pelarut konvensional. Mereka berfungsi sebagai asas untuk banyak bahan.
- Plastik berlamina. Mereka diwakili oleh bahan berlapis yang diperbuat daripada kepingan kertas yang diresapi resin, gentian kaca, venir kayu, fabrik, dan lain-lain. Polimer sedemikian dicirikan oleh ciri dan kekuatan anisotropi terbesar. Tetapi mereka tidak banyak digunakan untuk mencipta objek konfigurasi kompleks. Ia digunakan dalam radio, kejuruteraan elektrik, dan pembuatan instrumen.
- Logam-plastik. Ini adalah polimer yang termasuk pengisi logam dalam bentuk gentian, serbuk, dan fabrik. Bahan tambahan ini berfungsi untuk memberikan sifat khusus: magnetik, meningkatkan redaman, kekonduksian elektrik dan haba, penyerapan dan pantulan gelombang radio.
Hartanah
Banyak polimer organik mempunyai parameter penebat elektrik yang baik pada julat voltan, frekuensi dan suhu yang luas, dan pada kelembapan yang tinggi. Di samping itu, mereka mempunyai ciri penebat bunyi dan haba yang baik. Polimer organik juga biasanya dicirikan oleh rintangan yang tinggi terhadap serangan kimia dan tidak tertakluk kepada reput atau kakisan. Akhirnya, bahan-bahan ini mempunyai kekuatan yang hebat pada ketumpatan rendah.
Contoh di atas menunjukkan ciri-ciri biasa kepada polimer organik. Di samping itu, sesetengah daripada mereka dibezakan oleh ciri khusus: ketelusan dan kerapuhan rendah (kaca organik, plastik), orientasi makromolekul dengan pengaruh mekanikal terarah (serat, filem), keanjalan tinggi (getah), perubahan pantas dalam parameter fizikal dan mekanikal di bawah pengaruh reagen dalam kuantiti yang kecil (getah, kulit, dsb.), serta kelikatan tinggi pada kepekatan rendah, ketelusan radio, ciri anti geseran, diamagnetisme, dsb.
Permohonan
Disebabkan oleh parameter di atas, polimer organik mempunyai pelbagai aplikasi. Oleh itu, gabungan kekuatan tinggi dengan ketumpatan rendah memungkinkan untuk mendapatkan bahan dengan kekuatan khusus yang tinggi (kain: kulit, bulu, bulu, kapas, dll.; plastik).
Sebagai tambahan kepada yang disebutkan, bahan lain dihasilkan daripada polimer organik: getah, cat dan varnis, pelekat, varnis penebat elektrik, bahan berserabut dan filem, sebatian, bahan pengikat (kapur, simen, tanah liat). Mereka digunakan untuk keperluan industri dan domestik.
Walau bagaimanapun, polimer organik mempunyai kelemahan praktikal yang ketara - penuaan. Istilah ini merujuk kepada perubahan dalam ciri dan saiznya akibat perubahan fizikal dan kimia yang berlaku di bawah pengaruh pelbagai faktor: lelasan, pemanasan, penyinaran, dll. Penuaan berlaku melalui tindak balas tertentu bergantung pada jenis bahan dan faktor yang mempengaruhi. Yang paling biasa di antara mereka ialah pemusnahan, yang melibatkan pembentukan bahan berat molekul yang lebih rendah akibat pemecahan ikatan kimia rantai utama. Berdasarkan sebab, pemusnahan dibahagikan kepada haba, kimia, mekanikal, fotokimia.
cerita
Penyelidikan polimer mula berkembang pada tahun 40-an. abad XX dan muncul sebagai bidang saintifik yang bebas pada pertengahan abad ini. Ini disebabkan oleh perkembangan pengetahuan tentang peranan bahan ini dalam dunia organik dan pengenalpastian kemungkinan penggunaannya dalam industri.
Pada masa yang sama, polimer rantai dihasilkan pada awal abad ke-20.
Menjelang pertengahan abad ini, mereka menguasai pengeluaran polimer penebat elektrik (polivinil klorida dan polistirena) dan plexiglass.
Pada awal separuh kedua abad ini, pengeluaran fabrik polimer berkembang kerana pemulangan bahan yang dihasilkan sebelum ini dan kemunculan pilihan baru. Antaranya ialah kapas, bulu, sutera, lavsan. Dalam tempoh yang sama, terima kasih kepada penggunaan pemangkin, pengeluaran polietilena tekanan rendah dan polipropilena dan varian stereoregular mengkristal bermula. Tidak lama kemudian, mereka menguasai pengeluaran besar-besaran bahan pengedap, berliang dan pelekat yang paling terkenal, yang diwakili oleh poliuretana, serta polimer organoelemen, yang berbeza daripada analog organik dalam keanjalan dan rintangan haba yang lebih besar (polysiloxane).
Pada tahun 60an - 70an. Polimer organik unik dengan komponen aromatik, dicirikan oleh rintangan haba yang tinggi dan kekuatan, telah dicipta.
Pengeluaran polimer organik masih berkembang secara intensif. Ini disebabkan oleh kemungkinan menggunakan bahan murah seperti arang batu, gas berkaitan daripada penapisan minyak dan pengeluaran dan gas asli, bersama-sama dengan air dan udara sebagai bahan suapan bagi kebanyakannya.