Atomik yapıya ve yapıya göre inorganik polimerler. Renk: mavi, kırmızı, sarı, kahverengi, gri

52. Polimerler, plastikler Polimerler, makromolekülleri aynı atom grubunu temsil eden çok sayıda tekrarlanan temel birimlerden oluşan maddelerdir. Moleküllerin molekül ağırlığı 500 ila 1.000.000 arasında değişir. Polimer molekülleri ikiye ayrılır.

İnorganik polimerler, makromoleküller içerir
inorganik ana zincirlere sahip olan ve organik yan radikaller (çerçeve grupları) içermeyenler.

İnorganik polimerler kökene (sentetik ve doğal), makromoleküllerin konfigürasyonuna (doğrusal, dallanmış, merdiven, düzenli ve düzensiz düzlemsel ağ, düzenli ve düzensiz uzaysal ağ vb.), ana zincirin kimyasal yapısına - homozincir (homoatomik) ve heterozincir (heteroatomik). Ağ grubuna ait doğal inorganik polimerler son derece yaygındır ve mineraller halinde yer kabuğunun bir parçasıdır.

İnorganik polimerler kimyasal ve fiziksel özellikler açısından organik veya organoelement polimerlerden temel olarak ana zincirin farklı elektronik yapısı ve organik çerçeve gruplarının yokluğu nedeniyle farklılık gösterir. İnorganik polimerlerin varlık bölgesi Periyodik Tablonun III-IV gruplarının elemanlarıyla sınırlıdır. İnorganik polimerlerin çoğu mineraller ve silikon içeren malzemeler kategorisine girer.

BENTONİTLER

Bentonit kili ucuz doğal hammaddelerdir. Fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle dünya çapındaki araştırmacıların büyük ilgisini çekmişlerdir. Bentonitler tanecik boyutları 0,01 mm'den küçük olan dağınık sistemlerdir.

Kil mineralleri karmaşık bir bileşime sahiptir ve esas olarak alüminohidrosilikatlardır.

Kristal kafeslerin yapısındaki farklılık, kil minerallerinin eşit olmayan dağılım derecesini belirler. Kaolinit parçacıklarının dağılım derecesi küçüktür ve birkaç mikron mertebesinde belirlenirken, montmorillonitler ayrışma sırasında temel hücrelere dağılır.

Bentonitler su ile aktif fiziksel ve kimyasal etkileşim ile karakterize edilir. Hidrasyon kabuğunun oluşması nedeniyle kil minerali parçacıkları suyu sıkı bir şekilde tutabilmektedir.

Bentonitler diş macunlarının üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Mevcut tariflere göre diş macunları %50'ye kadar gliserin içermektedir. Ancak hammadde kıtlığı nedeniyle gliserin üretimi sınırlıdır, bu nedenle daha ucuz ve daha kolay ulaşılabilir bir gliserin ikamesi bulmak gerekir.

Diş macunlarındaki gliserin, suda çözünmeyen katı maddeleri stabilize etmeye yardımcı olur, macunun kurumasını önler, diş minesini güçlendirir ve yüksek konsantrasyonlarda bunları korur. Montmorillonit kili son zamanlarda çözünmeyen katıları stabilize etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Diş macunlarında aşındırıcı olarak kalsiyum karbonit yerine kaolinit kullanılması da önerilmiştir. Diş macunlarında kil minerallerinin (%8 jel formunda montmorillonit ve kaolinit) kullanılması, özellikle uzun süreli depolama sırasında, özellikleri bozulmadan önemli miktarda (%27'ye kadar) gliserol salınmasına olanak sağlar.

Montmorillonitler, büyük miktarda ilaç içeren fitillerdeki fitil bazlarının viskozitesini arttırmak için kullanılabilir. % 5-15 montmorillonit ilavesinin fitil bazının viskozitesini arttırdığı, bu da askıda kalan tıbbi maddelerin bazda eşit dağılımını sağladığı tespit edilmiştir. Kil mineralleri adsorbsiyon özelliklerinden dolayı çeşitli antibiyotiklerin, enzimlerin, proteinlerin, amino asitlerin ve vitaminlerin saflaştırılmasında kullanılmaktadır.

AEROSİLLER

Aerosiller, bentonitler gibi inorganik polimerlere aittir. Aerosiller, doğal hammadde olan bentonitlerin aksine sentetik ürünlerdir.

Aerosil kolloidal silikon dioksit, ince bir tabaka halinde şeffaf, mavimsi görünen, çok açık beyaz bir tozdur. Bu, parçacık boyutu 4 ila 40 mikron (çoğunlukla 10-30 mikron) arasında olan, yoğunluğu 2,2 g/cm3 olan, oldukça dağılmış, mikronize bir tozdur. Aerosil'in özelliği, 50 ila 400 m2/g arasında değişen geniş spesifik yüzey alanıdır.

Esas olarak belirli yüzey alanının boyutunda, hidrofiliklik veya hidrofobiklik derecesinde ve ayrıca aerosilin diğer maddelerle kombinasyonlarında farklılık gösteren birkaç aerosil markası vardır. Standart Aerosil kaliteleri 200, 300, 380 hidrofilik bir yüzeye sahiptir.

Aerosil, koemiyum tetraklorürün 1100-1400°C sıcaklıkta hidrojen alevinde buhar fazında hidrolizi sonucu elde edilir.

Çok sayıda çalışma, Aerosil'in ağızdan uygulandığında hastalar tarafından iyi tolere edildiğini ve gastrointestinal sistem hastalıkları ve diğer inflamatuar süreçler için etkili bir tedavi olduğunu ortaya koymuştur. Aerosil'in düz kasların ve kan damarlarının kasılmasını teşvik ettiğine ve bakteri yok edici özelliklere sahip olduğuna dair kanıtlar vardır.

Aerosil, farmakolojik aktivitesinden dolayı eczacılıkta çeşitli dozaj formlarında hem yenilerinin oluşturulmasında hem de mevcut olanların iyileştirilmesinde geniş kullanım alanı bulmuştur.

Aerosil, çeşitli dispersiyon ortamları ve süspansiyon yağı astarları ile süspansiyonları stabilize etmek için yaygın olarak kullanılır. Yağ ve su-alkol-gliserin süspansiyon astarlarının bileşimine aerosil eklenmesi, bu sistemlerin sedimantasyon ve agregasyon stabilitesini arttırmaya yardımcı olur ve hücrelerde asılı parçacıklar ile hareketsizleştirilmiş bir sıvı fazı tutabilen yeterince güçlü bir mekansal yapı oluşturur. Aerosil ile stabilize edilmiş yağ astarlarında katı faz parçacıklarının çökelmesinin, stabilize edilmemiş olanlara göre 5 kat daha yavaş gerçekleştiği tespit edilmiştir.

Sulu ve su-alkol süspansiyonlarında aerosilin stabilize edici etkisi esas olarak elektrostatik kuvvetlerden kaynaklanmaktadır.

Aerosillerin özelliklerinden biri de sönümleme yeteneğidir. Bu özellik, merhem bazı olarak veya yaraların, ülserlerin ve yanıkların tedavisinde bağımsız ilaçlar olarak kullanılmak üzere aerosil içeren jeller elde etmek için kullanılır.

Aerosil içeren jellerin biyolojik özellikleri üzerine yapılan bir çalışma, bunların tahriş edici veya genel olarak toksik bir etkiye sahip olmadığını gösterdi.

Neomisin ve neomisin-prednizolon merhemleri için (sırasıyla %2 ve %0,5 neomisin sülfat ve prednizolon asetat içeren), bir esilon-aerosol bazı önerilmiştir. Aerosil içeren merhemler hidrofobiktir, tüplerden kolayca sıkılır, cilde iyi yapışır ve uzun süreli etkiye sahiptir.

Aerosil, tablet üretiminde yardımcı madde olarak yaygın şekilde kullanılır: tabletlerin parçalanma süresini azaltır, lipofilik ilaçların granülasyonunu ve hidrofilasyonunu kolaylaştırır, akışkanlığı artırır ve uyumsuz ve kimyasal açıdan dengesiz ilaçların girişine izin verir.

Fitil kütlesine aerosil eklenmesi viskozitenin artmasına yardımcı olur, yüzme aralığını düzenler, kütleye homojen bir karakter kazandırır ve tabakalaşmayı azaltır, tıbbi maddelerin eşit dağılımını ve daha yüksek dozaj doğruluğunu sağlar, sıvı ve higroskopik maddelerin girişine izin verir. Aerosil içeren fitiller rektal mukozayı tahriş etmez. Aerosil hapların kuru kalmasını sağlamak için kullanılır.

Aerosil, dolgu malzemesinin iyi yapısal ve mekanik özelliklerini sağlayan bir dolgu maddesi olarak diş dolgu malzemesine dahil edilir. Ayrıca parfüm ve kozmetikte kullanılan çeşitli losyonlarda da kullanılır.

Çözüm

Ders çalışmasını özetlersek, yüksek moleküllü bileşiklerin ilaç teknolojisinde önemli bir rol oynadığı sonucuna varabiliriz. Yukarıdaki sınıflandırmadan, söz konusu bileşiklerin kullanım aralığının ne kadar geniş olduğu açıktır ve bundan, farmasötik üretimde kullanımlarının etkinliğine ilişkin sonuç çıkar. Çoğu durumda bunları kullanmadan yapamayız. Bu durum, ilacın depolama sırasında stabilitesini korumak için uzun süreli dozaj formlarının kullanımında ve bitmiş ilaçların paketlenmesinde meydana gelir. Yüksek moleküllü maddeler yeni dozaj formlarının (örneğin TDS) üretiminde önemli bir rol oynamaktadır.

Ancak yüksek moleküllü bileşikler uygulamalarını yalnızca eczacılıkta bulmamıştır. Gıda gibi endüstrilerde, SMS üretiminde, kimyasal sentezlerde ve diğer endüstrilerde etkin bir şekilde kullanılmaktadırlar.

Bugün, düşündüğüm bileşiklerin tamamen farmasötik üretimde kullanıldığına inanıyorum, ancak yine de bunların kullanım yöntem ve yöntemleri uzun zamandır bilinmesine ve olumlu olduğu kanıtlanmış olmasına rağmen, ilaç üretimindeki rolleri ve amaçları devam ediyor. giderek daha derinlemesine incelenecektir.

Referanslar

1. Biyofarmasi: Ders Kitabı. öğrenciler için ilaç üniversiteler ve fakülteler/ A.I. Tihonov, T.G. Yarnykh, I.A. Zupanets ve diğerleri; Ed. yapay zeka Tihonov. – Kh.: NUPh yayınevi; Altın Sayfalar, 2003.– 240 s. ;

2. Gelfman M.I. Kolloid kimyası / Gelfman M.I., Kovalevich O.V., Yustratov V.P. – S.Pb. ve diğerleri: Lan, 2003. - 332 s.;

3. Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Fiziksel ve kolloidal kimya: Ders Kitabı. ilaç için üniversiteler ve fakülteler / Ed. K.I. Evstratova. – M.: Daha yüksek. okul, 1990. – 487 s.;

4. Mashkovsky M.D. İlaçlar: 2 cilt – 14. baskı, gözden geçirilmiş, düzeltilmiş. ve ek – M.: Novaya Volna Publishing House LLC, 2000. – T. 1. – 540 s.;

5. Tıbbi polimerler / Ed. Senoo Manabu. – M.: Tıp, 1991. – 248 s.;

6. Tikhonov A.I., Yarnykh T.G. Tıp teknolojisi: Ders kitabı. ilaç için üniversiteler ve fakülteler: Per. Ukraynalı / Ed. yapay zeka Tihonov. – Kh.: NUPh yayınevi; Altın Sayfalar, 2002. – 704 s.;

7. Friedrichsberg D.A. Kolloidal kimya dersi: Üniversiteler için ders kitabı. - 2. baskı, revize edildi. ve ek - L.: Kimya, 1984. - 368 s.;

8. Farmasötik teknoloji: dozaj formları teknolojisi. Ed. I.I. Krasnyuk ve G.V. Mikhailova, - M: “Akademi”, 2004, 464 s.;

9. Polimerler Ansiklopedisi, cilt 1, ed. V. A. Kargın, M., 1972 – 77'ler;

10. Shur A.M., Yüksek moleküllü bileşikler, 3. baskı, M., 1981;

11. Alushin M.T. Eczacılıkta silikonlar, - M., 1970. – 120 s.;

12. Muravyov I.A. Tıbbi süspansiyon sistemlerinde temel ve yardımcı maddelerin kullanımının fiziko-kimyasal yönleri: ders kitabı. ödenek / I.A. Muravyov, V.D. Kozmin, I.F. Kononikhin. – Stavropol, 1986. – s.61;

13. Dozaj formları teknolojisinde yüzey aktif maddeler ve RİA'lar. İlaçlar. Ekonomi, teknoloji ve elde etme umutları. Bilgilerin gözden geçirilmesi / G.S. Bashura, O.N. Klimenko, Z.N. Lenushko ve diğerleri - M .: VNIISZhTI, 1988. - sayı. 12. – 52s.;

14. Eczacılıkta polimerler / Ed. yapay zeka Tentsova ve M.T. Alyushina. – M., 1985. 256 s.

15. ru.wikipedia.org/wiki/Polymer

16. www. eczane vestnik. ru

Polimerler, birçok monomerden oluşan yüksek molekül ağırlıklı bileşiklerdir. Polimerler, başka bir numaralandırılmış birim eklendiğinde polimerin özelliklerinin değişmediği oligomerler gibi bir şeyden ayırt edilmelidir.

Monomer birimleri arasındaki bağlantı, termosetler olarak adlandırılan kimyasal bağlar kullanılarak veya termoplastikler için tipik olan moleküller arası etki kuvveti nedeniyle gerçekleştirilebilir.

Bir polimer oluşturmak için monomerlerin kombinasyonu, bir polikondensasyon veya polimerizasyon reaksiyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkabilir.

Doğada pek çok benzer bileşik bulunur; bunların en ünlüleri proteinler, kauçuk, polisakkaritler ve nükleik asittir. Bu tür malzemelere organik denir.

Günümüzde çok sayıda polimer sentetik olarak üretilmektedir. Bu tür bileşiklere inorganik polimerler denir. İnorganik polimerler, doğal elementlerin polikondensasyon reaksiyonları, polimerizasyon ve kimyasal dönüşüm yoluyla birleştirilmesiyle üretilir. Bu, pahalı veya nadir doğal malzemeleri değiştirmenize veya doğada benzerleri olmayan yenilerini oluşturmanıza olanak tanır. Ana koşul, polimerin organik kökenli elementler içermemesidir.

İnorganik polimerler özelliklerinden dolayı geniş bir popülerlik kazanmıştır. Kullanım alanları oldukça geniş olup sürekli yeni uygulama alanları bulunmakta ve yeni inorganik malzeme türleri geliştirilmektedir.

Ana Özellikler

Günümüzde farklı bileşimlere, özelliklere, uygulama alanlarına ve toplanma durumlarına sahip hem doğal hem de sentetik birçok inorganik polimer türü bulunmaktadır.

Kimya endüstrisinin mevcut gelişme düzeyi, büyük miktarlarda inorganik polimerlerin üretilmesini mümkün kılmaktadır. Böyle bir malzemeyi elde etmek için yüksek basınç ve yüksek sıcaklık koşulları yaratmak gerekir. Üretim için hammadde, polimerizasyon işlemine uygun saf bir maddedir.

İnorganik polimerler, artan mukavemete, esnekliğe sahip olmaları, kimyasal maddelere karşı saldırılarının zor olması ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı olmaları ile karakterize edilir. Ancak bazı türler kırılgan olabilir ve esneklikten yoksun olabilir, ancak yine de oldukça güçlüdür. Bunlardan en ünlüleri grafit, seramik, asbest, mineral cam, mika, kuvars ve elmastır.

En yaygın polimerler silikon ve alüminyum gibi element zincirlerine dayanmaktadır. Bunun nedeni bu elementlerin, özellikle de silisyumun doğada bol miktarda bulunmasıdır. Bunların arasında en ünlüsü silikatlar ve alüminosilikatlar gibi inorganik polimerlerdir.

Özellikler ve karakteristikler yalnızca polimerin kimyasal bileşimine bağlı olarak değil aynı zamanda molekül ağırlığına, polimerizasyon derecesine, atomik yapıya ve polidispersiteye bağlı olarak da değişir.

Polidispersite, bileşimde farklı kütlelerdeki makromoleküllerin varlığıdır.

İnorganik bileşiklerin çoğu aşağıdaki göstergelerle karakterize edilir:

1. Esneklik. Esneklik gibi bir özellik, bir malzemenin dış bir kuvvetin etkisi altında boyutunun artma ve yük kaldırıldıktan sonra orijinal durumuna dönme yeteneğini gösterir. Örneğin kauçuk, yapısını değiştirmeden ve herhangi bir hasara yol açmadan yedi ila sekiz kat genişleyebilir. Şekil ve boyutun geri getirilmesi, makromoleküllerin bileşimdeki konumunun korunmasıyla mümkündür; yalnızca tek tek bölümleri hareket eder.
2. Kristal yapı. Malzemenin özellikleri ve karakteristikleri, kristal yapı adı verilen kurucu elemanların uzaysal düzenlemesine ve bunların etkileşimlerine bağlıdır. Bu parametrelere dayanarak polimerler kristal ve amorf olarak ikiye ayrılır.

Kristalin olanlar, belirli bir makromolekül düzenlemesinin gözlemlendiği kararlı bir yapıya sahiptir. Amorf olanlar, yalnızca belirli bölgelerde kararlı bir yapıya sahip olan, kısa menzilli makromoleküllerden oluşur.

Kristalleşmenin yapısı ve derecesi, kristalleşme sıcaklığı, molekül ağırlığı ve polimer çözeltisinin konsantrasyonu gibi çeşitli faktörlere bağlıdır.

1. Camsılık. Bu özellik, sıcaklık düştüğünde veya basınç arttığında camsı bir yapı kazanan amorf polimerlerin karakteristiğidir. Bu durumda makromoleküllerin termal hareketi durur. Cam oluşum sürecinin gerçekleştiği sıcaklık aralıkları polimerin türüne, yapısına ve yapısal elemanların özelliklerine bağlıdır.
2. Viskoz akış durumu. Bu, dış kuvvetlerin etkisi altında bir malzemenin şeklinde ve hacminde geri dönüşü olmayan değişikliklerin meydana geldiği bir özelliktir. Viskoz bir akış durumunda, yapısal elemanlar doğrusal yönde hareket eder ve bu da şeklinin değişmesine neden olur.

İnorganik polimerlerin yapısı

Bu özellik bazı endüstrilerde çok önemlidir. Çoğunlukla enjeksiyonlu kalıplama, ekstrüzyon, vakumlu şekillendirme ve diğerleri gibi yöntemler kullanılarak termoplastiklerin işlenmesinde kullanılır. Bu durumda polimer yüksek sıcaklıklarda ve yüksek basınçta erir.

İnorganik polimer türleri

Günümüzde inorganik polimerlerin sınıflandırılmasında belirli kriterler bulunmaktadır. Başlıcaları şunlardır:

• menşe doğası;
• kimyasal elementlerin türleri ve çeşitliliği;
• monomer birimlerinin sayısı;
• polimer zincir yapısı;
• fiziksel ve kimyasal özellikler.

Menşeinin niteliğine bağlı olarak sentetik ve doğal polimerler sınıflandırılır. Doğal olanlar, insan müdahalesi olmadan doğal koşullarda oluşturulurken, sentetik olanlar endüstriyel koşullarda üretilip gerekli özellikleri sağlayacak şekilde değiştirilmektedir.

Günümüzde inorganik polimerlerin pek çok çeşidi bulunmaktadır ve bunların arasında en yaygın kullanılanları da vardır. Buna asbest de dahildir.

Asbest silikat grubuna ait ince lifli bir mineraldir. Asbestin kimyasal bileşimi magnezyum, demir, sodyum ve kalsiyum silikatlarıyla temsil edilir. Asbest kanserojen özelliğe sahiptir ve bu nedenle insan sağlığı açısından oldukça tehlikelidir. Çıkarılmasında görev alan işçiler için çok tehlikelidir. Ancak bitmiş ürünler formunda çeşitli sıvılarda çözünmediği ve onlarla reaksiyona girmediği için oldukça güvenlidir.

Silikon en yaygın sentetik inorganik polimerlerden biridir. Günlük yaşamda tanışmak kolaydır. Silikonun bilimsel adı polisiloksandır. Kimyasal bileşimi, silikona yüksek mukavemet ve esneklik özellikleri veren bir oksijen ve silikon bağıdır. Bu sayede silikon, şeklini ve yapısını koruyarak, gücünü kaybetmeden yüksek sıcaklıklara ve fiziksel strese dayanabilmektedir.

Karbon polimerleri doğada çok yaygındır. Ayrıca insanlar tarafından endüstriyel koşullarda sentezlenen birçok tür vardır. Doğal polimerler arasında elmas öne çıkıyor. Bu malzeme inanılmaz derecede dayanıklıdır ve kristal berraklığında bir yapıya sahiptir.

Carbyne, elmas ve grafenden daha aşağı olmayan, arttırılmış mukavemet özelliklerine sahip sentetik bir karbon polimeridir. İnce kristal yapıya sahip kara bulut meyvesi formunda üretilir. Işığın etkisi altında artan elektriksel iletkenlik özelliklerine sahiptir. Özelliklerini kaybetmeden 5000 derece sıcaklığa dayanabilir.

Grafit, yapısı düzlemsel yönelimle karakterize edilen bir karbon polimeridir. Bu nedenle grafitin yapısı katmanlıdır. Bu malzeme elektriği ve ısıyı iletir ancak ışığı iletmez. Çeşitliliği, tek bir karbon molekülü katmanından oluşan grafendir.

Bor polimerleri, elmaslardan çok daha düşük olmayan yüksek sertlik ile karakterize edilir. Elmasın sınır sıcaklığından çok daha yüksek olan 2000 derecenin üzerindeki sıcaklıklara dayanabilir.

Selenyum polimerleri oldukça geniş bir inorganik malzeme yelpazesidir. Bunlardan en ünlüsü selenyum karbürdür. Selenyum karbür, şeffaf kristaller şeklinde görünen dayanıklı bir malzemedir.

Polisilanlar onları diğer malzemelerden ayıran özel özelliklere sahiptir. Bu tip elektriği iletir ve 300 dereceye kadar sıcaklıklara dayanabilir.

Başvuru

İnorganik polimerler hayatımızın hemen her alanında kullanılmaktadır. Türüne bağlı olarak farklı özelliklere sahiptirler. Başlıca özellikleri yapay malzemelerin organik malzemelere göre gelişmiş özelliklere sahip olmasıdır.

Asbest inşaat başta olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Çimento ve asbest karışımları arduvaz ve çeşitli boru türlerinin üretiminde kullanılır. Asidik etkiyi azaltmak için asbest de kullanılır. Hafif endüstride yangın söndürme kıyafetlerinin dikilmesinde asbest kullanılır.

Silikon çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Kimya endüstrisine yönelik tüplerin, gıda endüstrisinde kullanılan elemanların üretiminde kullanıldığı gibi inşaatlarda da sızdırmazlık maddesi olarak kullanılır.

Genel olarak silikon en işlevsel inorganik polimerlerden biridir.

Elmas en çok mücevher malzemesi olarak bilinir. Güzelliğinden ve çıkarılma zorluğundan dolayı oldukça pahalıdır. Ancak elmaslar endüstride de kullanılıyor. Bu malzeme çok dayanıklı malzemeleri kesmek için kullanılan kesme cihazlarında gereklidir. Saf haliyle kesici olarak veya kesici elemanların üzerine sprey olarak kullanılabilir.

Grafit çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır; ondan kalemler yapılır, makine mühendisliğinde, nükleer endüstride ve grafit çubuklar şeklinde kullanılır.

Grafen ve karbin hala yeterince anlaşılamadığı için uygulama alanları sınırlıdır.

Bor polimerleri aşındırıcılar, kesici elemanlar vb. üretmek için kullanılır. Bu malzemeden yapılan aletler metal işleme için gereklidir.

Selenyum karbür kaya kristali üretmek için kullanılır. Kuvars kumu ve kömürün 2000 dereceye kadar ısıtılmasıyla elde edilir. Kristal, yüksek kaliteli sofra takımları ve iç mekan eşyaları üretmek için kullanılır.

Organik polimerler doğada önemli bir rol oynamaktadır. Ayrıca endüstride yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Daha sonra organik polimerlerin bileşimi, özellikleri ve kullanımı dikkate alınır.

Özellikler

Söz konusu malzemeler, birkaç atomdan oluşan bir yapının tekrarlanan parçalarıyla temsil edilen monomerlerden oluşur. Polikondensasyon veya polimerizasyon nedeniyle üç boyutlu yapılara veya dallanmış veya doğrusal şekilli zincirlere bağlanırlar. Genellikle yapıda açıkça görülebilirler.

İnorganik bileşiklerin de mevcut olmasına rağmen, "polimerler" teriminin esas olarak organik seçeneklere atıfta bulunduğu söylenmelidir.

Söz konusu materyallerin isimlendirilmesindeki prensip, monomer ismine poly önekini eklemektir.

Polimerlerin özellikleri makromoleküllerin yapısı ve boyutuna göre belirlenir.

Makromoleküllerin yanı sıra çoğu polimer, özellikleri değiştirerek fonksiyonel özellikleri iyileştirmeye yarayan başka maddeler de içerir. Bunlar sunulmaktadır:

• stabilizatörler (yaşlanma reaksiyonlarını önler);
• dolgu maddeleri (belirli özelliklerin kazandırılmasına hizmet eden farklı faz durumlarının dahil edilmesi);
• plastikleştiriciler (don direncini artırın, işlem sıcaklığını azaltın ve esnekliği artırın);
• yağlayıcılar (işlemede kullanılan ekipmanın metal elemanlarının yapışmasını önlemenizi sağlar);
• boyalar (dekoratif amaçlara hizmet eder ve işaretler oluşturur);
• alev geciktiriciler (bazı polimerlerin yanıcılığını azaltır);
• fungisitler, antiseptikler, böcek öldürücüler (böceklere ve mantar küflerine karşı antiseptik özellikler ve direnç sağlar).

Doğal ortamda söz konusu maddeler organizmalarda oluşur.

Ayrıca yapı olarak oligomer adı verilen polimerlere yakın bileşikler de bulunmaktadır. Farklılıkları, daha az sayıda birimden ve polimerlerin parametreleri korunurken bir veya daha fazlası çıkarıldığında veya eklendiğinde başlangıç ​​özelliklerinde bir değişiklikten oluşur. Ayrıca bu bileşikler arasındaki ilişkiye dair net bir görüş bulunmamaktadır. Bazıları oligomerleri polimerlerin düşük moleküler ağırlıklı varyantları olarak değerlendirirken, diğerleri bunların yüksek moleküler ağırlıklı olmayan ayrı bir bileşik türü olduğunu düşünüyor.

sınıflandırma

Polimerler birimlerin bileşimine göre aşağıdakilere ayrılır:

• organik;
• organoelement;
• inorganik.

İlki çoğu plastiğin temelini oluşturur.

İkinci tip maddeler, birimlerindeki hidrokarbon (organik) ve inorganik parçaları içerir.

Yapılarına göre ikiye ayrılırlar:

• farklı elementlerin atomlarının organik gruplarla çerçevelendiği seçenekler;
• karbon atomlarının diğerleriyle dönüşümlü olduğu maddeler;
• organoelement grupları tarafından çerçevelenmiş karbon zincirlerine sahip malzemeler.

Sunulan tüm tiplerin ana devreleri vardır.

En yaygın inorganik polimerler alüminosilikatlar ve silikatlardır. Bunlar gezegenin kabuğunun ana mineralleridir.

Kökenlerine göre polimerler şu şekilde sınıflandırılır:

• doğal;
• sentetik (sentezlenmiş);
• değiştirilmiş (birinci grubun değiştirilmiş varyantları).

İkincisi, üretim yöntemine göre ikiye ayrılır:

• polikondensasyon;
• polimerizasyon

Polikondensasyon, NH3, su ve diğer maddelerin salınmasıyla birden fazla fonksiyonel grup içeren monomer moleküllerinden makromoleküllerin oluşma sürecidir.

Polimerizasyon, bir monomerden çoklu bağlara sahip makromoleküllerin oluşturulması sürecini ifade eder.

Makromoleküler yapıya göre sınıflandırma şunları içerir:

• dallanmış;
• doğrusal;
• üç boyutlu dikişli;
• merdivenler

Termal etkilere verdikleri tepkilere göre polimerler ikiye ayrılır:

• termoset;
• termoplastik.

Birinci tipteki maddeler, sert bir çerçeveye sahip uzamsal değişkenlerle temsil edilir. Isıtıldığında tahrip olurlar ve bazıları alev alır. Bunun nedeni iç bağlantıların ve zincir bağlantılarının eşit gücüdür. Sonuç olarak termal etki hem zincirlerin hem de yapının kopmasına neden olur, dolayısıyla geri dönüşü olmayan bir yıkım meydana gelir.

Termoplastik seçenekler, ısıtıldığında geri dönüşümlü olarak yumuşayan ve soğutulduğunda sertleşen doğrusal polimerlerle temsil edilir. Daha sonra özellikleri korunur. Bu maddelerin plastisitesi, orta derecede ısıtma sırasında zincirlerin moleküller arası ve hidrojen bağlarının kopmasından kaynaklanmaktadır.

Son olarak yapısal özelliklerine göre organik polimerler çeşitli sınıflara ayrılır.

1. Zayıf ve polar olmayan termoplastikler. Simetrik moleküler yapıya veya zayıf polar bağlara sahip varyantlar halinde sunulurlar.
2. Polar termoplastikler. Bu tip, asimetrik moleküler yapıya ve kendi dipol momentlerine sahip maddeleri içerir. Bunlara bazen düşük frekanslı dielektrikler de denir. Polariteleri nedeniyle nemi iyi çekerler. Ayrıca çoğu ıslanabilir özelliktedir. Bu maddeler aynı zamanda daha düşük elektrik direncine sahip olmaları bakımından da önceki sınıftan farklılık göstermektedir. Ayrıca, polar termoplastiklerin birçoğu yüksek elastikiyet, kimyasal direnç ve mekanik mukavemet ile karakterize edilir. Ek işlemler, bu bileşiklerin esnek kauçuk benzeri malzemelere dönüştürülmesine olanak tanır.
3. Termoset polimerler. Yukarıda belirtildiği gibi, bunlar uzaysal bir kovalent bağ sistemine sahip maddelerdir. Sertlik, ısı direnci ve kırılganlık, daha yüksek elastik modül ve daha düşük doğrusal genleşme katsayısı bakımından termoplastik seçeneklerden farklıdırlar. Ayrıca bu tür polimerler geleneksel solventlere karşı duyarlı değildir. Birçok maddenin temelini oluştururlar.
4. Lamine plastikler. Reçine emdirilmiş kağıt tabakalarından, cam elyafından, ahşap kaplamadan, kumaştan vb. katmanlı malzemelerle temsil edilirler. Bu tür polimerler, en büyük anizotropi özellikleri ve mukavemeti ile karakterize edilir. Ancak karmaşık konfigürasyona sahip nesneler yaratmak için çok az kullanışlıdırlar. Radyo, elektrik mühendisliği ve enstrüman yapımında kullanılırlar.
5. Metal-plastik. Bunlar elyaf, toz ve kumaş formunda metal dolgu maddeleri içeren polimerlerdir. Bu katkı maddeleri belirli özelliklerin kazandırılmasına hizmet eder: manyetiklik, sönümlemenin iyileştirilmesi, elektriksel ve termal iletkenlik, radyo dalgalarının emilimi ve yansıması.

Özellikler

Birçok organik polimer, geniş bir voltaj, frekans ve sıcaklık aralığında ve yüksek nemde iyi elektriksel yalıtım parametrelerine sahiptir. Ayrıca iyi ses ve ısı yalıtım özelliklerine sahiptirler. Organik polimerler ayrıca genellikle kimyasal saldırılara karşı yüksek dirençle karakterize edilir ve çürümeye veya korozyona maruz kalmazlar. Son olarak, bu malzemeler düşük yoğunlukta büyük bir dayanıma sahiptir.

Yukarıdaki örnekler organik polimerlerde ortak olan özellikleri göstermektedir. Ek olarak, bazıları belirli özelliklerle ayırt edilir: şeffaflık ve düşük kırılganlık (organik cam, plastik), yönlendirilmiş mekanik etkiye sahip makromoleküler yönelim (lifler, filmler), yüksek elastikiyet (kauçuk), fiziksel ve mekanik parametrelerde hızlı değişim. küçük miktarlardaki bir reaktifin etkisi (kauçuk, deri vb.), ayrıca düşük konsantrasyonlarda yüksek viskozite, radyo şeffaflığı, sürtünme önleme özellikleri, diyamanyetizma vb.

Başvuru

Yukarıdaki parametrelerden dolayı organik polimerler geniş bir uygulama alanına sahiptir. Böylece, yüksek mukavemet ile düşük yoğunluğun birleşimi, yüksek özgül mukavemete sahip malzemelerin (kumaşlar: deri, yün, kürk, pamuk vb.; plastikler) elde edilmesini mümkün kılar.

Bahsedilenlere ek olarak organik polimerlerden başka malzemeler de üretilmektedir: kauçuklar, boyalar ve vernikler, yapıştırıcılar, elektrik yalıtım vernikleri, lifli ve film maddeleri, bileşikler, bağlayıcı malzemeler (kireç, çimento, kil). Endüstriyel ve evsel ihtiyaçlar için kullanılırlar.

Bununla birlikte, organik polimerlerin önemli bir pratik dezavantajı vardır - yaşlanma. Bu terim, çeşitli faktörlerin etkisi altında meydana gelen fiziksel ve kimyasal dönüşümlerin bir sonucu olarak özelliklerinde ve boyutlarında meydana gelen değişikliği ifade eder: aşınma, ısınma, ışınlama vb. Yaşlanma, malzemenin türüne ve etkileyen faktörlere bağlı olarak belirli reaksiyonlarla meydana gelir. Bunlar arasında en yaygın olanı, ana zincirin kimyasal bağının kopması nedeniyle daha düşük moleküler ağırlıklı maddelerin oluşumunu ima eden yıkımdır. Sebeplere göre yıkım termal, kimyasal, mekanik, fotokimyasal olarak ayrılır.

Hikaye

Polimer araştırmaları 40'lı yıllarda gelişmeye başladı. XX yüzyıl yüzyılın ortalarında bağımsız bir bilim alanı olarak ortaya çıktı. Bunun nedeni, bu maddelerin organik dünyadaki rolüne ilişkin bilginin gelişmesi ve bunların endüstride kullanım olanaklarının belirlenmesiydi.

Aynı zamanda 20. yüzyılın başlarında zincir polimerler de üretildi.

Yüzyılın ortalarına gelindiğinde, elektriksel olarak yalıtkan polimerler (polivinil klorür ve polistiren) ve pleksiglas üretiminde ustalaştılar.

Yüzyılın ikinci yarısının başında, daha önce üretilen malzemelerin geri dönmesi ve yeni seçeneklerin ortaya çıkması nedeniyle polimer kumaş üretimi genişledi. Bunlar arasında pamuk, yün, ipek, lavsan bulunmaktadır. Aynı dönemde katalizör kullanımı sayesinde düşük basınçlı polietilen ve polipropilen üretimi ve stereoregular varyantların kristalleştirilmesi başladı. Kısa bir süre sonra, poliüretanlarla temsil edilen en ünlü sızdırmazlık malzemelerinin, gözenekli ve yapışkan malzemelerin yanı sıra daha fazla esneklik ve ısı direnci (polisiloksanlar) bakımından organik analoglardan farklı olan organoelement polimerlerin seri üretimine hakim oldular.

60'larda - 70'lerde. Yüksek ısı direnci ve mukavemeti ile karakterize edilen, aromatik bileşenlere sahip benzersiz organik polimerler oluşturuldu.

Organik polimerlerin üretimi halen yoğun bir şekilde gelişmektedir. Bunun nedeni, çoğu için hammadde olarak kömür, petrol rafinasyonu ve üretiminden elde edilen ilgili gazlar ve doğal gazlarla birlikte su ve hava gibi ucuz malzemelerin kullanılması olasılığıdır.

İnorganik polimerler

• İnorganik polimerler- tekrar eden birimde C-C bağları içermeyen ancak yan ikame ediciler olarak bir organik radikal içerebilen polimerler.

Polimerlerin sınıflandırılması

1. Homozincir polimerleri

Karbon ve kalkojenler (sülfürün plastik modifikasyonu).

Mineral lifli asbest

Asbestin özellikleri

• Asbest(Yunanca ἄσβεστος, - yok edilemez), silikat sınıfından bir grup ince lifli mineralin ortak adıdır. En iyi esnek liflerden oluşur.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - formül

• Asbestin iki ana türü serpantin asbest (krizotil asbest veya beyaz asbest) ve amfibol asbesttir.

Kimyasal bileşim

• Kimyasal bileşimleri açısından asbest, magnezyum, demir ve kısmen kalsiyum ve sodyumdan oluşan sulu silikatlardır. Aşağıdaki maddeler krizotil asbest sınıfına aittir:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

Emniyet

• Asbest pratik olarak inerttir ve vücut sıvılarında çözünmez, ancak gözle görülür bir kanserojen etkiye sahiptir. Asbest madenciliği ve işlemeyle uğraşan kişilerin tümör geliştirme olasılığı genel nüfusa göre birkaç kat daha fazladır. Çoğu zaman akciğer kanserine, periton tümörlerine, mide ve uterusa neden olur.

• Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı, karsinojenlerle ilgili kapsamlı bilimsel araştırmaların sonuçlarına dayanarak, asbesti birinci kategorideki en tehlikeli kanserojenlerden biri olarak sınıflandırmıştır.

Asbest uygulaması

• Yangına dayanıklı kumaşların üretimi (itfaiyeciler için dikiş kıyafetleri dahil).

• İnşaatta (boru ve arduvaz üretimi için asbestli çimento karışımlarının bir parçası olarak).

• Asitlerin etkisinin azaltılması gereken yerlerde.

Litosfer oluşumunda inorganik polimerlerin rolü

Litosfer

• Litosfer- Dünyanın sert kabuğu. Yer kabuğundan ve mantonun astenosfere kadar olan üst kısmından oluşur.

Okyanusların ve kıtaların altındaki litosfer önemli ölçüde değişiklik gösterir. Kıtaların altındaki litosfer, toplam kalınlığı 80 km'yi bulan tortul, granit ve bazalt katmanlarından oluşur. Okyanusların altındaki litosfer, okyanus kabuğunun oluşması sonucu birçok aşamadan kısmi erime geçirmiştir, eriyebilir nadir elementler açısından büyük ölçüde tükenmiştir, esas olarak dünit ve harzburjitlerden oluşur, kalınlığı 5-10 km'dir ve granit katman tamamen yoktur.

Kimyasal bileşim

Yer kabuğunun ve Ay'ın yüzey toprağının ana bileşenleri Si ve Al oksitler ve bunların türevleridir. Bu sonuç, bazalt kayaların yaygınlığı hakkındaki mevcut fikirlere dayanarak yapılabilir. Yerkabuğunun ana maddesi magmadır; erimiş minerallerle birlikte önemli miktarda gaz içeren sıvı bir kaya biçimidir. Magma yüzeye ulaştığında bazalt kayalara dönüşen lavları oluşturur. Lavın ana kimyasal bileşeni silika veya silikon dioksit SiO2'dir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıklarda silikon atomları, alüminyum gibi diğer atomlarla kolaylıkla yer değiştirerek çeşitli alüminosilikat türleri oluşturabilir. Genel olarak litosfer, yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında geçmişte meydana gelen fiziksel ve kimyasal işlemler sonucu oluşan diğer maddelerin de dahil olduğu bir silikat matrisidir. Hem silikat matrisinin kendisi hem de içindeki kalıntılar ağırlıklı olarak polimer formundaki maddeleri, yani heterozincirli inorganik polimerleri içerir.

Granit

• Granit - silisli magmatik müdahaleci kaya. Kuvars, plajiyoklaz, potasyum feldispat ve mika - biyotit ve muskovitten oluşur. Granitler kıtasal kabukta oldukça yaygındır.

En büyük granit hacimleri, iki kıtasal levhanın çarpıştığı ve kıtasal kabuğun kalınlaştığı çarpışma bölgelerinde oluşur. Bazı araştırmacılara göre orta kabuk seviyesinde (derinlik 10-20 km) kalınlaşan çarpışma kabuğunda tam bir granit eriyiği tabakası oluşuyor. Ek olarak, granitik magmatizma aktif kıta kenarlarının ve daha az ölçüde ada yaylarının karakteristiğidir.

• Granitin mineral bileşimi:

• feldispatlar - %60-65;

• kuvars - %25-30;

• koyu renkli mineraller (biyotit, nadiren hornblend) - %5-10.

Bazalt

• Mineral bileşimi. Kütle, plajiyoklaz, klinopiroksen, manyetit veya titanomagnetit mikrolitlerinin yanı sıra volkanik camdan oluşur. En yaygın aksesuar minerali apatittir.

• Kimyasal bileşim. Silika içeriği (SiO2) %45 ila %52-53 arasında değişir; alkalin oksitler Na2O+K2O toplamı %5'e kadar, alkalin bazaltlarda ise %7'ye kadar değişir. Diğer oksitler şu şekilde dağıtılabilir: 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;

Kuvars (Silikon(IV) Oksit, Silika)

Formül: SiO2

• Formül: SiO2

• Renk: renksiz, beyaz, mor, gri, sarı, kahverengi

• Özellik rengi: beyaz

• Parlamak: camsı, bazen katı kütlelerde yağlı

• Yoğunluk: 2,6-2,65 g/cm³

• Sertlik: 7

Kimyasal özellikler

Korindon (Al2O3, alümina)

Formül: Al2O3

• Formül: Al2O3

• Renk: mavi, kırmızı, sarı, kahverengi, gri

• Özellik rengi: beyaz

• Parlamak: bardak

• Yoğunluk: 3,9-4,1 g/cm³

• Sertlik: 9

Tellür

Tellür zincir yapısı

• Kristaller altıgendir, içlerindeki atomlar sarmal zincirler oluşturur ve en yakın komşularına kovalent bağlarla bağlanır. Bu nedenle elementel tellür inorganik bir polimer olarak düşünülebilir. Kristalin tellür metalik bir parlaklık ile karakterize edilir, ancak karmaşık kimyasal özellikleri nedeniyle metal olmayan olarak sınıflandırılabilir.

Tellür uygulamaları

• Yarı iletken malzemelerin üretimi

• Kauçuk üretimi

• Yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik

Selenyum

Selenyum zincir yapısı

Siyah Gri Kırmızı

Gri selenyum

Gri selenyum (bazen metalik olarak da adlandırılır) altıgen sistemde kristallere sahiptir. Temel kafesi hafif deforme olmuş bir küp olarak temsil edilebilir. Tüm atomları spiral şekilli zincirlere dizilmiş gibi görünüyor ve bir zincirdeki komşu atomlar arasındaki mesafeler, zincirler arasındaki mesafeden yaklaşık bir buçuk kat daha az. Bu nedenle temel küpler çarpıktır.

Gri selenyum uygulamaları

• Sıradan gri selenyum yarı iletken özelliklere sahiptir; p tipi bir yarı iletkendir, yani. içindeki iletkenlik esas olarak elektronlar tarafından değil, “delikler” tarafından yaratılır.

• Yarı iletken selenyumun pratik olarak çok önemli bir özelliği de ışığın etkisi altında elektrik iletkenliğini keskin bir şekilde artırma yeteneğidir. Selenyum fotosellerinin ve diğer birçok cihazın çalışması bu özelliğe dayanmaktadır.

Kırmızı selenyum

• Kırmızı selenyum daha az kararlı amorf bir modifikasyondur.

• Zincir yapısına sahip fakat yapısı kötü düzenlenmiş bir polimer. 70-90°C sıcaklık aralığında kauçuğa benzer özellikler kazanarak oldukça elastik bir duruma dönüşür.

• Belirli bir erime noktası yoktur.

• Kırmızı amorf selenyum artan sıcaklıkla (-55) gri altıgen selenyuma dönüşmeye başlar

Sülfür

Yapısal özellikler

• Sülfürün plastik modifikasyonu, sol ve sağ dönme eksenlerine sahip sarmal kükürt atomu zincirlerinden oluşur. Bu zincirler bükülerek tek yöne çekilir.

• Plastik kükürt kararsızdır ve kendiliğinden eşkenar dörtgen kükürte dönüşür.

Plastik kükürt elde edilmesi

Kükürt uygulaması

• Sülfürik asitin hazırlanması;

• Kağıt sektöründe;

• tarımda (başta üzüm ve pamuk olmak üzere bitki hastalıklarıyla mücadele etmek için);

• boyaların ve parlak bileşimlerin üretiminde;

• siyah (av) tozu elde etmek için;

• kibrit yapımında;

• bazı cilt hastalıklarının tedavisi için merhemler ve tozlar.

Karbonun allotropik modifikasyonları

Karşılaştırmalı özellikler

Karbonun allotropik modifikasyonlarının uygulanması

• Elmas - endüstride: bıçak, matkap, kesici yapımında kullanılır; takı yapımında. Gelecek, elmas yüzeyler üzerinde mikroelektroniğin geliştirilmesinde yatmaktadır.

• Grafit – eritme potalarının, elektrotların üretimi için; plastik dolgu maddesi; nükleer reaktörlerde nötron moderatörü; siyah grafit kalemler için kurşun üretimine yönelik bileşimin bileşeni (kaolin ile karıştırılmış)