Polimer tak organik dalam filem. Pengubahsuaian alotropik karbon

Pada tahun 1833, J. Berzelius mencipta istilah "polimerisme," yang digunakannya untuk menamakan salah satu jenis isomerisme. Bahan tersebut (polimer) harus mempunyai komposisi yang sama, tetapi berat molekul yang berbeza, seperti etilena dan butilena. Kesimpulan J. Berzelius tidak sesuai dengan pemahaman moden tentang istilah "polimer", kerana polimer yang 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 ringan - getah), kerapuhan rendah (plastik), orientasi di bawah tindakan medan mekanikal terarah, kelikatan tinggi, dan pelarutan. polimer berlaku melalui pembengkakan.

Penyediaan polimer

Tindak balas pempolimeran ialah tindak balas rantai yang mewakili penambahan berurutan 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 mendapat 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

Bersenam	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%)

Polimer tak organik

Kepentingan praktikal ialah polimer tak organik linear, yang paling banyak darjah adalah serupa dengan yang organik - mereka boleh wujud dalam fasa yang sama, keadaan agregat atau kelonggaran, dan membentuk supermoles yang serupa. struktur, dsb. Polimer bukan organik sedemikian boleh menjadi getah tahan haba, gelas, polimer pembentuk gentian, dan lain-lain, dan juga mempamerkan beberapa sifat yang tidak lagi wujud dalam polimer organik. polimer. Ini termasuk polifosfazena, oksida sulfur polimer (dengan kumpulan sampingan yang berbeza), fosfat dan silikat.

Pemprosesan polimer tak organik kepada gelas, gentian, seramik kaca, dll. memerlukan lebur, dan ini biasanya disertai dengan penyahpolimeran boleh balik. Oleh itu, bahan tambah pengubahsuaian biasanya digunakan untuk menstabilkan struktur bercabang sederhana dalam cair.

silikon

Anda pernah melihat polimer bukan organik sebelum ini; Jika tidak pada halaman ini, maka sekurang-kurangnya dalam kehidupan seharian, anda mungkin telah melihat polimer silikon di suatu tempat. Silikon adalah salah satu polimer tak organik yang paling biasa ditemui. Mereka kelihatan seperti ini:

Malah mereka harus dipanggil polysiloxane. Ikatan antara atom silikon dan oksigen sangat kuat, tetapi sangat fleksibel. Oleh itu, silikon boleh menahan suhu tinggi tanpa mengurai, tetapi ia mempunyai suhu peralihan kaca yang sangat rendah. Anda mungkin pernah menjumpai getah atau dempul yang diperbuat daripada silikon di suatu tempat sebelum ini.

Polisilan

Ia mengambil banyak masa untuk ini berlaku, tetapi atom silikon masih tersusun dalam rantai polimer yang panjang. Sudah kira-kira dalam 20-an atau 30-an abad kedua puluh, ahli kimia mula menyedari bahawa polimer organik diperbuat daripada rantai karbon yang panjang, tetapi penyelidikan serius mengenai polysilanes tidak dijalankan sehingga akhir tahun tujuh puluhan.

Terdahulu, pada tahun 1949, pada masa yang sama penulis Kurt Vonnegut bekerja di jabatan perhubungan awam General Electric, C. A. Burkhard bekerja di jabatan penyelidikan dan pembangunan syarikat yang sama. Dia mencipta polysilane yang dipanggil polydimethylsilane, tetapi bahan itu tidak berguna. Ia kelihatan seperti ini:

Ia membentuk kristal yang sangat kuat sehingga tiada apa yang dapat melarutkannya. Burckhard cuba memanaskannya, tetapi ia tidak cair pada suhu di bawah 250 o C. Pada suhu yang lebih tinggi ia terurai tanpa lebur. Ini menjadikan polydimethylsilane agak tidak berguna. Bahan ini diperoleh dengan bertindak balas logam natrium dengan dichlorodimethylsilane seperti ini:

Ini penting kerana pada tahun 1970-an, beberapa saintis mula memahami cara membuat molekul kecil daripada atom silikon. Jadi, tanpa menjangkakannya, mereka melakukan sesuatu yang hampir sama dengan apa yang Burckhard lakukan sebelum ini. Mereka memaksa logam natrium untuk bertindak balas dengan dichlorodimethylsilane, tetapi mereka juga menambah beberapa dichloromethylphenylsilane kepada campuran. Dan teka apa yang berlaku? Saya akan memberi anda petunjuk: mereka tidak mendapat struktur yang mereka perlukan. Apa yang mereka hasilkan ialah kopolimer seperti ini:

Mungkin ia akan menjadi lebih jelas jika anda melukis kopolimer ini seperti ini:

Anda lihat, kumpulan fenil ini menghalang apabila polimer cuba menghablur, jadi ia kurang kristal daripada polidimetilsilane. Ini bermakna ia larut dan boleh diproses, diubah dan dikaji.

Nah, untuk apa bahan ini baik? Polysilanes menarik kerana ia boleh mengalirkan elektrik. Memang, tidak sebagus tembaga, tetapi jauh lebih baik daripada yang anda jangkakan daripada polimer, dan ia patut dikaji. Ia juga agak tahan haba dan boleh dipanaskan hingga hampir 300 oC. Tetapi jika anda memanaskannya ke suhu yang lebih tinggi, anda boleh membuat silikon karbida daripadanya, yang merupakan bahan pelelas yang berguna.

Germanium dan polimer timah

Nah, jika silikon boleh membentuk rantai polimer yang panjang, maka bagaimana pula dengan unsur kimia lain daripada kumpulan keempat jadual berkala? Adakah mungkin untuk membuat polimer daripada germanium? Anda boleh percaya saya, mereka wujud! Anda boleh membuat rantai polimer bukan sahaja dari germanium, tetapi juga dari atom timah! Polimer tersebut dipanggil polimer yang mengandungi germanium dan polimer yang mengandungi timah.

Polimer timah adalah unik, menarik, luar biasa, hanya luar biasa, kerana mereka adalah satu-satunya polimer yang diketahui yang tulang belakangnya dibuat sepenuhnya daripada atom logam. Seperti polysilanes, polimer germanium dan timah (polygermanes dan polystanylenes) sedang dikaji untuk kegunaannya sebagai konduktor elektrik.

Polifosfazena

Saya sangat menyesal untuk memberitahu anda tentang perkara ini, tetapi kami telah kehabisan unsur-unsur kumpulan keempat jadual berkala. Jadi polimer tak organik terakhir yang akan kita lihat hari ini mesti dibuat daripada sesuatu yang lain. Dan sesuatu ini adalah fosforus dan nitrogen. Seperti polysiloxane, polyphosphazenes diperbuat daripada atom berselang-seli. Dalam kes ini, dalam rantai utama kita menggantikan atom fosforus dan silikon, seperti ini:

Tulang belakang ini sangat fleksibel, sama seperti tulang belakang polysiloxane, itulah sebabnya polyphosphazenes adalah elastomer yang baik. Mereka juga merupakan penebat elektrik yang sangat baik.

Polyphosphazenes dihasilkan dalam dua peringkat:

Mula-mula kita mengambil fosforus pentaklorida dan merawatnya dengan ammonium klorida untuk menghasilkan polimer berklorin. Kami kemudian merawatnya dengan garam natrium alkohol, yang memberi kami polyphosphazene yang digantikan dengan ester.

Hari ini terdapat pelbagai jenis polimer tak organik. Kebanyakannya adalah sebatian semula jadi, tetapi teknologi moden memungkinkan untuk mendapatkan polimer bukan organik secara buatan. Sebagai peraturan, pengeluaran mereka memerlukan tekanan dan suhu tinggi, manakala asasnya adalah bahan tulen, dan kaedahnya tetap sama seperti untuk pengeluaran polimer organik (contohnya, pempolimeran). Ciri ciri polimer bukan organik ialah ketahanannya terhadap pengaruh kimia dan kestabilan terma. Di samping itu, kebanyakan polimer ini keras tetapi rapuh. Penjelasan untuk ini ialah struktur kristal ruang atau kehadiran ion yang berlebihan dalam ikatan kimia. Antara bahan polimer bukan organik yang paling terkenal ialah grafit, kaca mineral, seramik, berlian, asbestos, kuarza, dan mika.

Unsur-unsur jadual kimia boleh membentuk rantai polimer yang berbeza. Sebagai contoh, sulfur, selenium dan telurium membentuk rantai linear, yang, mengikut kovalen atom, dilipat menjadi lingkaran. Unsur-unsur kimia yang tergolong dalam subkumpulan utama kumpulan III – V boleh membentuk kedua-dua rantai linear dan struktur planar atau spatial polimer tak organik. Asas rantai polimer paling kerap terdiri daripada oksida silikon, aluminium dan sejumlah logam lain. Mereka membentuk kumpulan terluas bahan polimer tak organik - silikat dan aluminosilikat. Di samping itu, ia adalah bahagian penting dalam kerak bumi. Struktur rantai molekul silikat boleh menjadi rantai, tangga, berlapis dan tiga dimensi. Setiap struktur ini memberikan bahan bukan organik sifat-sifat tertentu yang hanya menjadi ciri bagi mereka. Sebagai contoh, struktur tangga melibatkan dua rantai molekul selari yang disambungkan oleh atom oksigen. Ikatan inilah yang menyediakan kehadiran sifat baru yang memungkinkan untuk mengklasifikasikan bahan yang terhasil sebagai gentian (asbestos). Satu lagi ciri yang mencirikan polimer bukan organik ialah struktur berlapisnya. Jarak yang besar antara lapisan menyediakan bahan yang sepadan (talc, mika) dengan pemisahan yang mudah. Jika rantai mengandungi logam yang boleh berinteraksi dengan air, maka proses ini menyebabkan peningkatan yang lebih besar dalam jarak sedia ada antara lapisan. Ini boleh menyebabkan bahan bukan organik membengkak. Silikat dengan struktur tiga dimensi dicirikan oleh rintangan air yang baik, kekerasan dan ketegaran. Sebagai peraturan, jenis kuarza memenuhi ciri-ciri ini: topaz, jasper, agate, kristal batu dan lain-lain.

Cermin mata bukan organik dan seramik teknikal

Cermin mata bukan organik.

Komposisi kimia cermin mata dan sifatnya Klasifikasi gelas bukan organik.

Dalam sains bahan moden, pelbagai bahan bukan organik mula menduduki tempat yang semakin menonjol. Banyak daripada mereka digunakan dalam bentuk kristal: kuarza (SiO2), korundum (a-AI2O3) dan kristal berwarna oksida ini - nilam, delima, dll., serta rutil (TiO2), nitrida, sulfida, dll. Walau bagaimanapun, pada skala yang lebih besar, bahan bukan organik yang sama ini digunakan dalam keadaan vamorf dalam bentuk cermin mata.

Kaca yang paling biasa berdasarkan silikon dioksida ialah kaca silikat. Cermin mata aluminium-silikat dan boron-silikat juga digunakan secara meluas.

Kaca bukan organik ialah bahan kimia yang kompleks, amorfus, makroskopik isotropik dengan sifat mekanikal pepejal rapuh. Kaca diperoleh selepas menyejukkan campuran cair sebatian tak organik (terutamanya oksida). Sifat mereka adalah sama dalam semua arah, i.e. mereka adalah isotropik. Apabila dipanaskan, mereka tidak cair pada suhu malar, seperti kristal, tetapi secara beransur-ansur melembutkan pada julat suhu yang ketara, bertukar menjadi keadaan cecair. Pencairan mereka dengan peningkatan suhu dan pengerasan dengan penurunan suhu berlaku secara berbalik. Strukturnya adalah larutan pepejal.

Antara sebab bagi keadaan amorfus cermin mata bukan organik, dua boleh dibezakan.

Sebab pertama ialah di kawasan pemejalan, leburan kaca mempunyai kelikatan yang sangat tinggi (Jadual 6.3).

Jadual 6.3 - Kelikatan beberapa bahan pada takat lebur

bahan		h ×10, N s/m2

Sebab kedua berikutan daripada ciri-ciri ikatan kovalen yang menentukan interaksi atom dalam oksida. Ikatan kovalen mempunyai dua sifat penting: ketepuan dan arah. Mengikut ketepuan ikatan kimia, setiap atom kaca di angkasa, mengikut valensinya, mempunyai bilangan "rakan kongsi interaksi" yang ditetapkan dengan ketat. Sebagai contoh, silikon ialah 4-valent. Dan atomnya mesti mempunyai dalam persekitaran terdekatnya empat atom oksigen (dalam kaca kuarza) yang dengannya ia disambungkan oleh ikatan kovalen polar. Selain itu, sambungan ini boleh dibentuk bukan sewenang-wenangnya, tetapi pada sudut tertentu antara satu sama lain (prinsip arah). Semua ini menjadikannya sangat sukar untuk membentuk struktur kristal yang teratur. Dalam medium yang sangat likat, hanya susunan jarak pendek dalam susunan atom boleh terbentuk dalam struktur kaca apabila disejukkan.

Komposisi kimia cermin mata dan sifatnya

Cermin mata yang digunakan dalam teknologi kebanyakannya terdiri daripada beberapa komponen. Mengikut tujuan fungsinya, semua komponen kaca boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan: pembentuk kaca, pengubah suai dan pemampas.

Pembentuk kaca adalah juzuk utama kaca. Pembentuk kaca adalah polimer tak organik dengan struktur rangkaian. Oleh itu, cermin mata mempunyai beberapa ciri struktur polimer dan sifat fizikal yang sepadan dengan ciri bahan polimer.

Selalunya, SiO2 (kaca silikat), Al2O3 dan SiO2 (aluminosilikat), B2O3 dan SiO2 (borosilikat), B2O3, Al2O3 dan SiO2 (boroaluminosilikat) digunakan sebagai pembentuk kaca.

Pengubah suai diperkenalkan ke dalam kaca untuk memberikan kaca sifat yang diingini: untuk memudahkan teknologi, mengurangkan kos bahan, dsb.

Sebagai contoh, apabila oksida logam alkali dan alkali tanah dimasukkan ke dalam kuarza, suhu pelembutan kaca berkurangan dan teknologi dipermudahkan. Aditif oksida kromium, besi, kobalt, dan lain-lain memberikan warna yang diingini kepada kaca. Oksida logam berat, seperti plumbum, meningkatkan indeks biasan.

Selalunya pengenalan beberapa bahan tambahan meningkatkan beberapa sifat dan memburukkan lagi ciri-ciri bahan yang lain. Kemudian aditif diperkenalkan - kompensator, tujuannya adalah untuk menindas manifestasi negatif pengubah utama.

Salah satu sifat penting kaca ialah rintangan haba. Bagi kebanyakan cermin mata, rintangan haba berjulat dari 90 hingga 200°C, dan untuk kaca kuarza, yang paling kuat, tahan haba dan tidak mengembang, ia mencapai 800-1000°C.

Kebergantungan suhu kekuatan kaca mempunyai minimum pada 200°C. Suhu operasi maksimum biasanya tidak melebihi 400-500°C, yang kira-kira sepadan dengan suhu peralihan kaca. Kaca kuarza membolehkan penggunaan jangka panjang pada 1100-1200°C (kekuatan meningkat sebanyak 50%) dan penggunaan jangka pendek apabila dipanaskan hingga 1400-1500°C.

Pengukuhan terma (pengerasan) kaca dilakukan dengan penyejukan kaca yang cepat dan seragam yang dipanaskan di atas suhu peralihan kaca dalam aliran udara atau dalam minyak. Mengukuhkan kaca melalui pembajaan dikaitkan dengan penampilan tegasan teragih yang sama rata dalam kaca, yang menyebabkan tegasan mampatan pada lapisan luar kaca, dan tegasan tegangan pada lapisan dalam. Kekuatan mampatan kaca adalah lebih kurang 10-15 kali lebih besar daripada kekuatan tegangan.

Pengukuhan termokimia adalah berdasarkan pembajaan kaca dan, sebagai tambahan, pada perubahan struktur itu sendiri dan sifat lapisan permukaannya. Pengukuhan sedemikian dilakukan dengan penyejukan pantas kaca yang dipanaskan di atas suhu peralihan kaca dalam cecair organosilikon polimer yang dipanaskan. Pengukuhan tambahan dijelaskan oleh pembentukan filem polimer pada permukaan kaca.

Klasifikasi gelas bukan organik, sifatnya, aplikasi

Salah satu cermin mata berkualiti tinggi yang paling biasa digunakan dalam struktur pesawat ialah kaca aluminoborosilikat rendah alkali.

Mengikut tujuan, kaca teknikal dibahagikan kepada optik, makmal, elektrik, pengangkutan, instrumen, pelindung, penebat haba dan bunyi, pencahayaan, gentian kaca, dll. Ketumpatan cermin mata bukan organik berjulat dari 2200 kg/m3 untuk gelas silikat alkali ringan (indeks biasan). n = 1.44) hingga 5200...8000 kg/m3 untuk yang berat, mengandungi sehingga 65% oksida plumbum, barium, bismut (n=1.9); Lutsinar kaca yang tidak dicat adalah sehingga 92% di bahagian spektrum yang boleh dilihat.

Rintangan kimia dan hidrolitik gelas dalam persekitaran berasid (kecuali asid fosforik H2PO3 dan asid hidrofluorik HF, yang melarutkan kaca sepenuhnya) adalah agak tinggi. Dalam persekitaran alkali, rintangan berkurangan. Gelas silikat yang mengandungi 20-30% Na2O atau LiO larut dalam air panas dan membentuk "gelas cecair".

Kelemahan kaca terbaja ialah kepekaannya terhadap hentaman di tepi (di bahagian paling tepi) dan di sudut. Apabila pecah, kaca terbaja akan ditutup dengan rangkaian keretakan yang padat, menjadikan keterlihatan sangat sukar.

Jika dua helai kaca dilekatkan bersama dengan filem polimer telus, fleksibel dan elastik, maka tripleks yang dipanggil diperolehi. Apabila dimusnahkan, serpihan yang terhasil dipegang pada filem polimer yang mana ia dilekatkan dan tidak tumpah.

Sitalls, sifat mereka, aplikasi

Bahan struktur baru mempunyai ciri-ciri yang luar biasa - kaca-seramik (istilah ini berasal daripada perkataan kaca dan kristal), diperolehi dengan penghabluran gelas bukan organik berdasarkan oksida tertentu.

Sitalls adalah cermin mata terhablur sebahagiannya. Ia diperoleh dengan penghabluran terkawal kaca pada suhu tinggi. Semasa proses ini, kawasan mikro struktur kristal sehingga saiz 1 mikron terbentuk dalam isipadu bahan. Kepekatan kawasan tersebut dalam seramik kaca boleh melebihi 50% mengikut volum.

Dari segi komposisi kimia, seramik kaca berbeza daripada gelas kerana pemangkin penghabluran (benih) ditambah kepada mereka. Zarah mikro emas, perak, platinum, kuprum (perseratus peratus) atau oksida titanium, zirkonium, zink, kromium, vanadium, dsb. digunakan sebagai pemangkin penghabluran.

Dari segi struktur, seramik kaca menduduki kedudukan pertengahan antara kaca biasa dan seramik Dalam hal ini, seramik kaca kadang-kadang dipanggil seramik kaca. Sitalls ialah sistem berbilang komponen, heterogen, berbilang fasa yang mempunyai tahap sifat yang sangat tinggi: kekuatan mekanikal yang tinggi, kekerasan, kestabilan kimia dan haba, pengembangan haba yang rendah dan sifat berguna yang lain. Sebagai contoh, seramik kaca, dikenali sebagai "pyroceram", lebih kuat daripada kaca berlapis, keluli karbon tinggi, lebih ringan daripada aluminium, dan dari segi pekali pengembangan haba dan rintangan haba tidak berbeza daripada kuarza.

Apabila mengubah kaca menjadi seramik kaca, kaca terlebih dahulu melalui peringkat memasak (suhu Tm), kemudian kaca dibentuk menjadi produk dan disejukkan kepada suhu Tn - suhu di mana pusat penghabluran terbentuk. Kaca disimpan pada suhu ini selama kira-kira 1 jam Akibatnya, kristal kecil terbentuk dalam isipadu bahan dan ia menjadi mungkin untuk meningkatkan suhu kepada Tg. Pada suhu Tg, pertumbuhan kristal berlaku dan bahan kehilangan ketelusan. Masa pendedahan produk kaca di Tg ialah 4-6 jam.

Aloi mikrohabluran yang diperoleh daripada gelas

Aloi kristal berkekuatan tinggi daripada gelas logam dihasilkan dengan cara yang serupa dengan proses pembentukan piroseramik. Ini adalah aloi berdasarkan Fe, Ni, Cr, Mo, Co, W dalam pelbagai kombinasi dengan metaloid (terutamanya boron), kandungannya tidak melebihi 12%, dan rapuh dalam keadaan amorf. Jalur aloi amorf yang dihasilkan oleh pancutan cair boleh ditukar dengan mudah menjadi serbuk, yang kemudiannya disemperit panas atau ditekan isostatik gas dan serentak dihablurkan untuk membentuk struktur mikrohablur yang distabilkan oleh zarah boron minit. Jika aloi mengandungi karbon, rawatan haba pengukuhan boleh dijalankan. Aloi sedemikian sangat keras dan tahan haus dan boleh digunakan sebagai keluli berkelajuan tinggi.

Seramik teknikal

Seramik ialah bahan berbilang komponen, heterogen yang diperoleh dengan mensinter zarah mineral yang sangat tersebar (tanah liat, oksida, karbida, nitrida, dll.). Sekiranya seramik mengandungi logam, maka seramik jenis ini dipanggil cermets.

Proses teknologi pembuatan produk seramik terdiri daripada beberapa peringkat. Operasi teknologi utama dalam pengeluaran bahan seramik adalah seperti berikut: penyediaan komponen awal dalam bentuk serbuk, pencampuran komponen, pengacuan produk, pembakaran bahan kerja, operasi akhir (pemesinan, metalisasi, dll.).

Struktur seramik

Banyak jenis struktur bahan seramik boleh dibahagikan kepada dua kumpulan: makroisotropik dan anisotropik.

Bahan makroisotropik. Pada peringkat atom atau molekul, ini adalah bahan anisotropik, tetapi saiz pembentukan supramolekul, bijirin, adalah kecil berbanding dengan saiz produk seramik. Empat jenis bahan makroisotropik boleh dikenalpasti.

1. Seramik mikrohabluran. Contoh seramik ini ialah pelbagai jenis porselin. Sitalls mempunyai struktur yang sama. Dalam Rajah. 6.3 dan titik menunjukkan kawasan mikrokristalin yang dikelilingi oleh medium amorf. Kandungan fasa kristal dan amorf dalam bahan boleh berbeza, dan penempatan fasa ini dalam isipadu bahan adalah berbeza. Bahan ini biasanya isotropik. Bahan-bahan ini berketumpatan tinggi dan rapuh.

A

V

Jenis seramik:

a - mikrokristalin, b - berbutir, c - berliang (TiC), d - diperkukuh (seramik HTSC sistem Y-Ba-Cu-O).

2. Struktur berbutir . Struktur jenis ini adalah yang paling tipikal untuk bahan seramik. Bijirin dalam struktur seramik boleh berbeza dari segi saiz, bentuk dan sifat. Taburan bijirin yang berlainan sifat dalam isipadu bahan dan kekuatan lekatan zarah dalam bahan juga berbeza. Semua faktor ini mempengaruhi sifat seramik dengan cara yang kompleks. Dalam amalan, dalam rangka kerja terhad, persamaan empirikal bentuk digunakan:

,

di mana s ialah kekuatan; begitu juga dengan pemalar yang hampir dengan kekuatan kristal tunggal; k - malar; d - saiz bijian.

3. Struktur berliang . Secara umum, banyak seramik berliang. Walau bagaimanapun, kadang-kadang liang dicipta dengan sengaja: untuk mengurangkan berat produk seramik, untuk menjadikannya telap kepada gas atau cecair, dsb.

Biasanya, kekuatan seramik berliang adalah lebih rendah daripada seramik berbutir. Bentuk pori juga mempengaruhi kekuatan bahan. Ia juga boleh mengganggu perkembangan keretakan semasa patah dan mengagihkan beban ke seluruh isipadu bahan.

4. Struktur bertetulang. Seramik jenis ini mengandungi butiran memanjang dengan kekuatan tinggi. Dalam sebahagian besar bahan, bijirin ini tidak berorientasikan mana-mana arah tertentu. Oleh itu, dalam jilid makro bahan berkelakuan sebagai isotropik. Kekuatan seramik sedemikian, disebabkan oleh tetulang, boleh menjadi sangat tinggi.

Seramik anisotropik. Dalam bahan ini, elemen struktur sengaja diorientasikan ke arah yang dikehendaki. Seramik anisotropik termasuk seramik berlapis, seramik gentian, atau seramik dengan struktur berorientasikan.

Elemen teknologi bahan seramik

1 - Mendapatkan serbuk. Terdapat kaedah mekanikal dan fizikokimia untuk menghasilkan serbuk. Yang pertama daripada mereka dikaitkan dengan menghancurkan bahan. Yang kedua melibatkan proses aglomerasi produk sintesis kimia. Serbuk dengan zarah bersaiz mikron biasanya digunakan. Jika pembungkusan padat zarah dalam bahan diperlukan, maka campuran zarah dengan saiz yang berbeza digunakan - serbuk polidisperse.

2 - Mencampur komponen dan produk acuan.

3 - Pensinteran zarah berlaku apabila produk acuan dibakar pada suhu tinggi (biasanya dari 900 hingga 2000 ° C). Semasa pensinteran, proses seperti penyahhidratan komponen, pemusnahan kekotoran teknologi organik (polimer, surfaktan), pemisahan sebatian bukan organik yang tidak stabil, proses pengoksidaan dan pengurangan, pencairan beberapa komponen, transformasi polimorfik, dsb. Akibatnya, selepas penyejukan, cair berkaca, ​​mungkin separa terhablur mengikat butiran bahan yang lebih refraktori, membentuk monolit yang tahan lama.

Semasa proses pensinteran, zarah bergabung dan keliangan bahan berkurangan ke ketumpatan teori. Apabila suhu meningkat, liang-liang berubah bentuk, menjadi sfera, dan saiznya berkurangan. Dalam amalan, seramik mengekalkan beberapa keliangan sisa.

Tahap dan kelajuan pensinteran bergantung kepada banyak faktor: suhu, tempoh proses, serakan zarah, pekali resapan, kelikatan, dll. Leburan (cecair) komponen yang paling boleh melebur mempunyai pengaruh yang sangat kuat ke atas perkembangan proses pensinteran dan pada struktur seramik.

Aplikasi seramik struktur

Bidang utama penggunaan bahan seramik termasuk alat pemotong, bahagian enjin pembakaran dalaman, enjin turbin gas, dll.

Kelebihan canggih dicirikan oleh kekerasan tinggi, rintangan haus, dan lengai kimia. Dari segi kompleks sifat, alat pemotong seramik lebih unggul daripada bahan pemotong tradisional, seperti keluli berkelajuan tinggi (HSS), aloi keras (HC)

			Seramik Al2O3
Titik lembut
Mulakan suhu pembentukan skala

Polimer tak organik

• Polimer tak organik- polimer yang tidak mengandungi ikatan C-C dalam unit berulang, tetapi mampu mengandungi radikal organik sebagai substituen sampingan.

Pengelasan polimer

1. Polimer homochain

Karbon dan kalkogen (pengubahsuaian plastik sulfur).

Asbestos gentian mineral

Ciri-ciri asbestos

• Asbestos(Greek ἄσβεστος, - tidak boleh dihancurkan) ialah nama kolektif bagi sekumpulan mineral gentian halus daripada kelas silikat. Terdiri daripada gentian fleksibel terbaik.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - formula

• Dua jenis asbestos utama ialah asbestos serpentin (asbestos chrysotile, atau asbestos putih) dan asbestos amphibole.

Komposisi kimia

• Dari segi komposisi kimianya, asbestos ialah silikat akueus magnesium, besi, dan sebahagiannya kalsium dan natrium. Bahan berikut tergolong dalam kelas asbestos krisotil:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

Keselamatan

• Asbestos boleh dikatakan lengai dan tidak larut dalam cecair badan, tetapi mempunyai kesan karsinogenik yang ketara. Orang yang terlibat dalam perlombongan dan pemprosesan asbestos adalah beberapa kali lebih berkemungkinan untuk mengembangkan tumor daripada populasi umum. Selalunya ia menyebabkan kanser paru-paru, tumor peritoneum, perut dan rahim.

• Berdasarkan hasil penyelidikan saintifik yang meluas terhadap karsinogen, Agensi Antarabangsa bagi Penyelidikan Kanser telah mengklasifikasikan asbestos sebagai salah satu karsinogen paling berbahaya dalam kategori pertama.

Penggunaan asbestos

• Pengeluaran fabrik tahan api (termasuk untuk menjahit sut untuk bomba).

• Dalam pembinaan (sebagai sebahagian daripada campuran asbestos-simen untuk pengeluaran paip dan batu tulis).

• Di tempat-tempat di mana perlu untuk mengurangkan pengaruh asid.

Peranan polimer tak organik dalam pembentukan litosfera

Litosfera

• Litosfera- cangkang keras Bumi. Ia terdiri daripada kerak bumi dan bahagian atas mantel, sehingga astenosfera.

Litosfera di bawah lautan dan benua berbeza-beza. Litosfera di bawah benua terdiri daripada lapisan sedimen, granit dan basalt dengan jumlah ketebalan sehingga 80 km. Litosfera di bawah lautan telah mengalami banyak peringkat lebur separa akibat pembentukan kerak lautan, ia sangat berkurangan dalam unsur-unsur langka yang boleh dilebur, terutamanya terdiri daripada dunit dan harzburgites, ketebalannya adalah 5-10 km, dan granit. lapisan tidak hadir sama sekali.

Komposisi kimia

Komponen utama kerak bumi dan tanah permukaan Bulan ialah Si dan Al oksida dan terbitannya. Kesimpulan ini boleh dibuat berdasarkan idea sedia ada tentang kelaziman batuan basalt. Bahan utama kerak bumi ialah magma - bentuk cecair batu yang mengandungi, bersama dengan mineral cair, sejumlah besar gas. Apabila magma mencapai permukaan, ia membentuk lava, yang menjadi pepejal menjadi batu basalt. Komponen kimia utama lava ialah silika, atau silikon dioksida, SiO2. Walau bagaimanapun, pada suhu tinggi, atom silikon boleh digantikan dengan mudah oleh atom lain, seperti aluminium, membentuk pelbagai jenis aluminosilikat. Secara amnya, litosfera ialah matriks silikat dengan kemasukan bahan lain yang terbentuk hasil daripada proses fizikal dan kimia yang berlaku pada masa lalu dalam keadaan suhu dan tekanan tinggi. Kedua-dua matriks silikat itu sendiri dan rangkuman di dalamnya mengandungi kebanyakan bahan dalam bentuk polimer, iaitu, polimer tak organik heterochain.

Granit

• granit - batuan igneus silicic intrusive. Ia terdiri daripada kuarza, plagioklas, kalium feldspar dan mika - biotit dan muscovite. Granit sangat meluas di kerak benua.

Isipadu terbesar granit terbentuk di zon perlanggaran, di mana dua plat benua berlanggar dan penebalan kerak benua berlaku. Menurut beberapa penyelidik, seluruh lapisan cair granit terbentuk dalam kerak perlanggaran yang menebal pada tahap kerak tengah (kedalaman 10-20 km). Di samping itu, magmatisme granit adalah ciri margin benua aktif, dan pada tahap yang lebih rendah, lengkok pulau.

• Komposisi mineral granit:

• feldspars - 60-65%;

• kuarza - 25-30%;

• mineral berwarna gelap (biotit, jarang hornblende) - 5-10%.

Basalt

• Komposisi mineral. Jisim utama terdiri daripada mikrolit plagioklas, clinopyroxene, magnetit atau titanomagnetite, serta kaca gunung berapi. Mineral aksesori yang paling biasa ialah apatit.

• Komposisi kimia. Kandungan silika (SiO2) berkisar antara 45 hingga 52-53%, jumlah oksida alkali Na2O+K2O sehingga 5%, dalam basalt beralkali sehingga 7%. Oksida lain boleh diagihkan seperti berikut: TiO2 = 1.8-2.3%; Al2O3=14.5-17.9%; Fe2O3=2.8-5.1%; FeO=7.3-8.1%; MnO=0.1-0.2%; MgO=7.1-9.3%; CaO=9.1-10.1%; P2O5=0.2-0.5%;

Kuarza (Silikon(IV) Oksida, Silika)

Formula: SiO2

• Formula: SiO2

• warna: tidak berwarna, putih, ungu, kelabu, kuning, coklat

• Warna sifat: putih

• bersinar: berkaca, kadang-kadang berminyak dalam jisim pepejal

• Ketumpatan: 2.6-2.65 g/cm³

• Kekerasan: 7

Sifat kimia

Korundum (Al2O3, alumina)

Formula: Al2O3

• Formula: Al2O3

• warna: biru, merah, kuning, coklat, kelabu

• Warna sifat: putih

• bersinar: kaca

• Ketumpatan: 3.9-4.1 g/cm³

• Kekerasan: 9

Telurium

Struktur rantai telurium

• Kristal adalah heksagon, atom di dalamnya membentuk rantai heliks dan disambungkan oleh ikatan kovalen kepada jiran terdekatnya. Oleh itu, telurium unsur boleh dianggap sebagai polimer bukan organik. Telurium kristal dicirikan oleh kilauan logam, walaupun disebabkan sifat kimianya yang kompleks, ia boleh diklasifikasikan sebagai bukan logam.

Aplikasi telurium

• Pengeluaran bahan semikonduktor

• Pengeluaran getah

• Superkonduktiviti suhu tinggi

Selenium

Struktur rantai selenium

Hitam Kelabu Merah

Selenium kelabu

Selenium kelabu (kadang-kadang dipanggil logam) mempunyai kristal dalam sistem heksagon. Kekisi asasnya boleh diwakili sebagai kubus yang sedikit cacat. Semua atomnya seolah-olah digantung pada rantai lingkaran, dan jarak antara atom jiran dalam satu rantai adalah kira-kira satu setengah kali kurang daripada jarak antara rantai. Oleh itu, kiub asas diherotkan.

Aplikasi selenium kelabu

• Selenium kelabu biasa mempunyai sifat semikonduktor; ia adalah semikonduktor jenis p, i.e. kekonduksian di dalamnya dicipta terutamanya bukan oleh elektron, tetapi oleh "lubang".

• Satu lagi sifat praktikal yang sangat penting bagi selenium semikonduktor ialah keupayaannya untuk meningkatkan kekonduksian elektrik secara mendadak di bawah pengaruh cahaya. Tindakan fotosel selenium dan banyak peranti lain adalah berdasarkan sifat ini.

Selenium merah

• Selenium merah ialah pengubahsuaian amorf yang kurang stabil.

• Polimer dengan struktur rantai tetapi struktur yang tidak teratur. Dalam julat suhu 70-90°C, ia memperoleh sifat seperti getah, bertukar menjadi keadaan yang sangat elastik.

• Tidak mempunyai takat lebur tertentu.

• Selenium amorf merah dengan peningkatan suhu (-55) ia mula berubah menjadi selenium heksagon kelabu

Sulfur

Ciri-ciri struktur

• Pengubahsuaian plastik sulfur dibentuk oleh rantaian heliks atom sulfur dengan paksi putaran kiri dan kanan. Rantai ini dipintal dan ditarik ke satu arah.

• Sulfur plastik tidak stabil dan secara spontan bertukar menjadi sulfur rombik.

Mendapatkan sulfur plastik

Penggunaan sulfur

• Penyediaan asid sulfurik;

• Dalam industri kertas;

• dalam pertanian (untuk memerangi penyakit tumbuhan, terutamanya anggur dan kapas);

• dalam pengeluaran pewarna dan komposisi bercahaya;

• untuk mendapatkan serbuk hitam (memburu);

• dalam penghasilan mancis;

• salap dan serbuk untuk rawatan penyakit kulit tertentu.

Pengubahsuaian alotropik karbon

Ciri-ciri perbandingan

Penggunaan pengubahsuaian alotropik karbon

• Berlian - dalam industri: ia digunakan untuk membuat pisau, gerudi, pemotong; dalam pembuatan barang kemas. Masa depan ialah pembangunan mikroelektronik pada substrat berlian.

• Grafit – untuk pembuatan cawan lebur dan elektrod; pengisi plastik; penyederhana neutron dalam reaktor nuklear; komponen komposisi untuk pembuatan plumbum untuk pensel grafit hitam (bercampur dengan kaolin)

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 akibat 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:

1. 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 susunan makromolekul dalam komposisi; hanya segmen individu yang bergerak.
2. Struktur kristal. Sifat dan 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.

1. 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.
2. Keadaan aliran likat. Ini adalah sifat di mana perubahan tidak dapat dipulihkan dalam bentuk dan isipadu bahan berlaku di bawah pengaruh kuasa 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:

• sifat asal;
• jenis unsur kimia dan kepelbagaiannya;
• bilangan unit monomer;
• struktur rantai polimer;
• sifat fizikal dan kimia.

Bergantung pada 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 dalam keadaan 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.

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).

Perlu diingatkan 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.

Klasifikasi polimer mengikut komposisi rantai utama makromolekul (yang 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;

e) aldehid dan keton polimer: 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, makromolekul yang, 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, karbin, boron karbida, dll.

Organik: getah, selulosa, kanji, kaca organik dan