Polyme tự nhiên vô cơ và hữu cơ. Không có điểm nóng chảy cụ thể

Polyme là các hợp chất phân tử cao bao gồm nhiều nhóm nguyên tử lặp lại có cấu trúc - đơn vị khác nhau hoặc giống hệt nhau. Các liên kết này được kết nối với nhau bằng sự phối hợp hoặc liên kết hóa học thành các chuỗi tuyến tính phân nhánh hoặc dài và thành các cấu trúc không gian ba chiều.

Polyme là:

  • tổng hợp,
  • nhân tạo,
  • hữu cơ.

Polyme hữu cơ được hình thành trong tự nhiên ở động vật và thực vật. Điều quan trọng nhất trong số đó là protein, polysaccharides, axit nucleic, cao su và các hợp chất tự nhiên khác.

Con người đã sử dụng polyme hữu cơ từ lâu và rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Da, len, bông, lụa, lông thú - tất cả những thứ này được sử dụng để sản xuất quần áo. Vôi, xi măng, đất sét, thủy tinh hữu cơ (plexiglass) - trong xây dựng.

Polyme hữu cơ cũng có mặt ở người. Ví dụ, axit nucleic (còn gọi là DNA), cũng như axit ribonucleic (RNA).

Tính chất của polyme hữu cơ

Tất cả các polyme hữu cơ đều có tính chất cơ học đặc biệt:

  • độ mong manh thấp của polyme tinh thể và thủy tinh (thủy tinh hữu cơ, nhựa);
  • độ đàn hồi, nghĩa là biến dạng thuận nghịch cao dưới tải trọng nhỏ (cao su);
  • định hướng của các đại phân tử dưới tác động của trường cơ học định hướng (sản xuất màng và sợi);
  • ở nồng độ thấp, độ nhớt của dung dịch cao (đầu tiên polyme trương nở rồi hòa tan);
  • dưới ảnh hưởng của một lượng nhỏ thuốc thử, chúng có thể nhanh chóng thay đổi các đặc tính vật lý và cơ học (ví dụ, thuộc da, lưu hóa cao su).

Bảng 1. Đặc tính cháy của một số polyme.

PolymeHành vi của vật liệu khi đưa vào ngọn lửa và tính dễ cháyTính chất của ngọn lửaMùi
Polyetylen (PE) Nó tan chảy từng giọt, cháy tốt và tiếp tục cháy khi lấy ra khỏi ngọn lửa. Phát sáng, ban đầu có màu xanh, sau đó có màu vàng Đốt parafin
Polypropylen (PP) Như nhau Như nhau Như nhau
Polycarbonate (PC) Như nhau Hút thuốc
Polyamit (PA) Đốt cháy, chảy như sợi chỉ Mặt dưới màu xanh, có viền màu vàng Tóc cháy sém hoặc cây bị cháy
Polyurethane (PU) Đốt cháy, chảy từng giọt Màu vàng, phía dưới hơi xanh, phát sáng, khói xám Khắc nghiệt, khó chịu
Polystyrene (PS) Tự bốc cháy, tan chảy Màu vàng tươi, rực rỡ, khói Hương hoa ngọt ngào, với một chút mùi hương styrene
Polyetylen terephthalate (PET) Đốt cháy, nhỏ giọt Màu vàng cam, khói Ngọt, thơm
Nhựa Epoxy (ED) Cháy tốt, tiếp tục cháy khi lấy ra khỏi ngọn lửa Khói vàng Cụ thể tươi (ngay khi bắt đầu đun nóng)
Nhựa polyester (PN) Bị bỏng, cháy thành than Phát sáng, khói, màu vàng Ngọt ngào
Polyvinyl clorua cứng (PVC) Cháy khó và tán xạ, khi lấy ra khỏi ngọn lửa thì tắt và mềm đi Màu xanh tươi Cấp tính, hydro clorua
PVC dẻo Khó cháy và khi lấy ra khỏi ngọn lửa sẽ bị phân tán Màu xanh tươi Cấp tính, hydro clorua
Nhựa phenol-formaldehyde (FFR) Khó bắt sáng, cháy kém, giữ được hình dạng Màu vàng Phenol, formaldehyt

Bảng 2. Độ hòa tan của vật liệu polyme.

Bảng 3. Tô màu các polyme theo phản ứng Lieberman-Storch-Moravsky.

Bài viết về chủ đề

Trong số hầu hết các vật liệu, phổ biến nhất và được biết đến rộng rãi là vật liệu composite polymer (PCM). Chúng được sử dụng tích cực trong hầu hết mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Những vật liệu này là thành phần chính để sản xuất các sản phẩm khác nhau được sử dụng cho các mục đích hoàn toàn khác nhau, từ cần câu và thân thuyền, đến xi lanh để lưu trữ và vận chuyển các chất dễ cháy, cũng như cánh quạt máy bay trực thăng. Sự phổ biến rộng rãi của PCM gắn liền với khả năng giải quyết các vấn đề công nghệ ở bất kỳ độ phức tạp nào liên quan đến việc sản xuất vật liệu tổng hợp có các tính chất nhất định, nhờ vào sự phát triển của hóa học polyme và các phương pháp nghiên cứu cấu trúc và hình thái của ma trận polyme được sử dụng trong sản xuất PCM

Năm 1833, J. Berzelius đặt ra thuật ngữ “chủ nghĩa trùng hợp”, mà ông dùng để đặt tên cho một trong những loại đồng phân. Những chất như vậy (polyme) phải có cùng thành phần nhưng có trọng lượng phân tử khác nhau, chẳng hạn như ethylene và butylene. Kết luận của J. Berzelius không tương ứng với cách hiểu hiện đại về thuật ngữ “polyme”, bởi vì các polyme (tổng hợp) thực sự vẫn chưa được biết đến vào thời điểm đó. Những đề cập đầu tiên về polyme tổng hợp có từ năm 1838 (polyvinylidene clorua) và 1839 (polystyrene).

Hóa học polymer chỉ phát sinh sau khi A. M. Butlerov tạo ra lý thuyết về cấu trúc hóa học của các hợp chất hữu cơ và được phát triển hơn nữa nhờ tìm kiếm chuyên sâu các phương pháp tổng hợp cao su (G. Bushard, W. Tilden, K. Harries, I. L. Kondkov, S. V. Lebedev) . Từ đầu những năm 20 của thế kỷ 20, những ý tưởng lý thuyết về cấu trúc của polyme bắt đầu phát triển.

SỰ ĐỊNH NGHĨA

Polyme- các hợp chất hóa học có trọng lượng phân tử cao (từ vài nghìn đến nhiều triệu), các phân tử của chúng (đại phân tử) bao gồm một số lượng lớn các nhóm lặp lại (đơn vị monome).

Phân loại polyme

Việc phân loại polyme dựa trên ba đặc điểm: nguồn gốc, bản chất hóa học và sự khác biệt trong chuỗi chính.

Theo quan điểm nguồn gốc, tất cả các polyme được chia thành tự nhiên (tự nhiên), bao gồm axit nucleic, protein, cellulose, cao su tự nhiên, hổ phách; tổng hợp (thu được trong phòng thí nghiệm bằng cách tổng hợp và không có chất tương tự tự nhiên), bao gồm polyurethane, polyvinylidene fluoride, nhựa phenol-formaldehyde, v.v.; nhân tạo (thu được trong phòng thí nghiệm bằng cách tổng hợp, nhưng dựa trên các polyme tự nhiên) - nitrocellulose, v.v.

Dựa trên bản chất hóa học của chúng, các polyme được chia thành các polyme hữu cơ (dựa trên monome - một chất hữu cơ - tất cả các polyme tổng hợp), vô cơ (dựa trên Si, Ge, S và các nguyên tố vô cơ khác - polysilanes, axit polysilicic) và các nguyên tố hữu cơ (a hỗn hợp polyme hữu cơ và vô cơ – polysoxanes) của thiên nhiên.

Có polyme homochain và dị chuỗi. Trong trường hợp đầu tiên, chuỗi chính bao gồm các nguyên tử carbon hoặc silicon (polysilanes, polystyrene), trong trường hợp thứ hai - bộ xương gồm nhiều nguyên tử khác nhau (polyamit, protein).

Tính chất vật lý của polyme

Polyme được đặc trưng bởi hai trạng thái kết tụ - tinh thể và vô định hình - và các tính chất đặc biệt - tính đàn hồi (biến dạng thuận nghịch dưới tải trọng nhẹ - cao su), độ dễ vỡ thấp (nhựa), định hướng dưới tác dụng của trường cơ học định hướng, độ nhớt cao và độ hòa tan của polyme xảy ra thông qua sự trương nở của nó.

Chuẩn bị polyme

Phản ứng trùng hợp là phản ứng dây chuyền, là sự cộng tuần tự các phân tử của các hợp chất chưa bão hòa với nhau để tạo thành sản phẩm có tính phân tử cao - polyme (Hình 1).

Cơm. 1. Đề án tổng thể sản xuất polyme

Ví dụ, polyetylen được sản xuất bằng cách trùng hợp ethylene. Trọng lượng phân tử của phân tử đạt tới 1 triệu.

n CH 2 =CH 2 = -(-CH 2 -CH 2 -)-

Tính chất hóa học của polyme

Trước hết, polyme sẽ được đặc trưng bởi các phản ứng đặc trưng của nhóm chức có trong polyme. Ví dụ, nếu polyme chứa nhóm hydroxo đặc trưng của loại rượu thì polyme sẽ tham gia vào các phản ứng giống như rượu.

Thứ hai, tương tác với các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp, tương tác giữa các polyme với nhau tạo thành mạng lưới hoặc các polyme phân nhánh, phản ứng giữa các nhóm chức là một phần của cùng một polyme, cũng như sự phân hủy polyme thành các đơn phân (sự phá hủy cấu trúc polyme). xích).

Ứng dụng của polyme

Việc sản xuất polyme đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống con người - công nghiệp hóa chất (sản xuất nhựa), chế tạo máy và máy bay, doanh nghiệp lọc dầu, y học và dược phẩm, nông nghiệp (sản xuất thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc trừ sâu), công nghiệp xây dựng ( cách âm, cách nhiệt), sản xuất đồ chơi, cửa sổ, ống nước, đồ gia dụng.

Ví dụ về giải quyết vấn đề

VÍ DỤ 1

VÍ DỤ 1

Bài tập Polystyrene hòa tan cao trong các dung môi hữu cơ không phân cực: benzen, toluene, xylene, carbon tetrachloride. Tính phần khối lượng (%) của polystyren trong dung dịch thu được khi hòa tan 25 g polystyren trong benzen nặng 85 g. (22,73%).
Giải pháp Chúng ta viết công thức tìm phần khối lượng:

Tìm khối lượng dung dịch benzen:

m dung dịch (C 6 H 6) = m (C 6 H 6)/(/100%)

Polyme Với chuỗi chính vô cơ (không chứa nguyên tử carbon) của đại phân tử (Xem Đại phân tử). Các nhóm bên (khung) cũng thường là vô cơ; tuy nhiên, các polyme có nhóm bên hữu cơ cũng thường được phân loại là NP (không có sự phân chia chặt chẽ trên cơ sở này).

Tương tự như polyme hữu cơ, polyme được chia theo cấu trúc không gian của chúng thành tuyến tính, phân nhánh, bậc thang và mạng (hai và ba chiều) và theo thành phần của chuỗi chính thành loại homochain [-M-]n và dị chuỗi gõ [-M-M"-]n hoặc [- M- M"- M"-] n (trong đó M, M", M" là các nguyên tử khác nhau). Ví dụ, polyme lưu huỳnh [-S-] n - tuyến tính homochain N. p. không có nhóm bên.

Nhiều chất vô cơ ở trạng thái rắn đại diện cho một đại phân tử duy nhất; tuy nhiên, để phân loại chúng thành chất hữu cơ, cần phải có một số tính dị hướng trong cấu trúc không gian của chúng (và do đó, cả tính chất). Theo cách này, tinh thể NP khác với tinh thể đẳng hướng hoàn toàn của các chất vô cơ thông thường (ví dụ NaCl, ZnS). Hầu hết các nguyên tố hóa học không có khả năng hình thành các nucleotide homochain ổn định và chỉ có khoảng 15 (S, P, Se, Te, Si, v.v.) tạo thành chuỗi không dài (oligomeric), kém ổn định hơn đáng kể so với các oligome homochain có C trái phiếu -VỚI. Do đó, điển hình nhất là các nguyên tử dị vòng trong đó các nguyên tử điện dương và âm điện xen kẽ nhau, ví dụ B và N, P và N, Si và O, tạo thành liên kết hóa học có cực (một phần ion) với nhau và với các nguyên tử của các nhóm bên. .

Liên kết cực quyết định khả năng phản ứng tăng lên của N. p., chủ yếu là xu hướng thủy phân. Vì vậy, nhiều vật phẩm N. không ổn định lắm trong không khí; Ngoài ra, một số trong chúng dễ dàng bị khử polyme để tạo thành các cấu trúc tuần hoàn. Những đặc tính này và các tính chất hóa học khác của polyme có thể bị ảnh hưởng một phần bởi sự thay đổi hướng của khung bên, mà bản chất của tương tác giữa các phân tử, xác định tính đàn hồi và các tính chất cơ học khác của polyme, chủ yếu phụ thuộc vào đó. Do đó, chất đàn hồi tuyến tính Polyphosphonitrile clorua [-CI 2 PN-] n do quá trình thủy phân ở liên kết P-Cl (và quá trình polycondensation tiếp theo) biến thành cấu trúc ba chiều không có đặc tính đàn hồi. Khả năng chống thủy phân của chất đàn hồi này có thể được tăng lên bằng cách thay thế các nguyên tử Cl bằng một số gốc hữu cơ nhất định. Nhiều NP dị chuỗi được phân biệt bởi khả năng chịu nhiệt cao, vượt đáng kể khả năng chịu nhiệt của các polyme hữu cơ và nguyên tố hữu cơ (ví dụ, polyme phốt pho oxonitride n không thay đổi khi đun nóng đến 600 ° C). Tuy nhiên, khả năng chịu nhiệt cao của NP hiếm khi được kết hợp với các tính chất cơ và điện có giá trị. Vì lý do này, số lượng vật phẩm N. được ứng dụng thực tế là tương đối ít. Tuy nhiên, hạt nano là nguồn quan trọng để thu được vật liệu chịu nhiệt mới.

E. M. Shustorovich.

  • - Muối boric: metaboric NVO 2, orthoboric H 3 VO 3 và không phân lập ở dạng tự do. trạng thái polyboron H 3m-2n B mO3m-n. Dựa vào số lượng nguyên tử boron trong phân tử, chúng được chia thành mono-, di-, tetra-, hexaborat, v.v. Borat còn được gọi là...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - muối than. Có cacbonat trung bình với anion CO 32- và có tính axit, hoặc hydrocarbonat với anion HCO3-. K. - tinh thể...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - chất kết dính dựa trên chất kết dính vô cơ. thiên nhiên. Chất kết dính khoáng được sản xuất dưới dạng bột, dung dịch và dạng phân tán...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - Muối nitơ HNO3. Được biết đến với hầu hết các kim loại; tồn tại cả ở dạng muối Mn khan và ở dạng hydrat tinh thể Mn.x>H2O ...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - Muối nitơ HNO2. Họ sử dụng chủ yếu nitrit của kim loại kiềm và amoni, ít kiềm thổ hơn. và kim loại 3d, Pb và Ag. Chỉ có thông tin rời rạc về N. của các kim loại khác...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - Hợp chất rắn màu đỏ tươi. công thức chung Mn, trong đó n là điện tích của cation M. Ion O -3 có cấu hình tam giác đối xứng; trong phân tử RbO3, độ dài liên kết ORO là 0,134 nm, góc OOO là 114°...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - xem Hydroxit, Axit và Bazơ...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - xem Phốt phát ngưng tụ...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - muối sunfuric. Ví dụ, sunfat trung bình có anion, có tính axit hoặc hydrosulfate có anion, bazơ, chứa nhóm OH cùng với anion. Zn22SO4...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - liên lạc. lưu huỳnh với kim loại, cũng như có độ dương điện cao hơn. phi kim loại. Ví dụ, sunfua nhị phân có thể được coi là muối hydro sunfua H2S-medium. và axit hoặc hydrosulfua, MHS, M2...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - Muối lưu huỳnh H2SO3. Có sunfit trung bình với anion và sunfit axit với anion. Tinh thể S. trung bình. trong va. S. amoni và kim loại kiềm hòa tan tốt. trong nước; pH: 2SO3 40,0, K2SO3 106,7 ...

    Bách khoa toàn thư hóa học

  • - ...

    Từ điển bách khoa về công nghệ nano

  • - xem Chất hữu cơ...

    Từ điển bách khoa của Brockhaus và Euphron

  • - Hợp chất vô cơ bao gồm các hợp chất của tất cả các nguyên tố hóa học, ngoại trừ hầu hết các hợp chất cacbon...

    Bách khoa toàn thư của Collier

  • - Các chất vô cơ có tính chất chức năng. Có vật liệu kim loại, phi kim loại và composite. Ví dụ - hợp kim, thủy tinh vô cơ, chất bán dẫn, gốm sứ, gốm kim loại, chất điện môi...
  • - Polymer vô cơ - polyme mà phân tử của nó có chuỗi chính vô cơ và không chứa các gốc hữu cơ bên cạnh...

    Từ điển bách khoa lớn

Sách "Polyme vô cơ"

Chương 9 Polyme là mãi mãi

Từ cuốn sách Trái đất không có người tác giả Weisman Alan

Chương 9 Polyme là mãi mãi Thành phố cảng Plymouth ở tây nam nước Anh không còn là một trong những thành phố đẹp như tranh vẽ của Quần đảo Anh, mặc dù nó đã là một trong những thành phố đó trước Thế chiến thứ hai. Trong sáu đêm tháng 3 và tháng 4 năm 1941, bom của Đức Quốc xã đã phá hủy 75.000 tòa nhà trong thời gian đó.

Polyme

Từ cuốn sách Danh mục vật liệu xây dựng cũng như các sản phẩm và thiết bị xây dựng và cải tạo căn hộ tác giả Vladimir Onishchenko

Polyme Trong công nghệ sản xuất nhựa xây dựng, polyme thu được từ quá trình tổng hợp từ các chất đơn giản nhất (monome) được chia thành hai loại theo phương pháp sản xuất: loại A - polyme thu được bằng phản ứng trùng hợp chuỗi, loại B - polyme thu được

Polyme chuỗi cacbon

Từ cuốn sách Bách khoa toàn thư Liên Xô vĩ đại (KA) của tác giả TSB

Polyme dị chuỗi

Từ cuốn sách Bách khoa toàn thư Liên Xô vĩ đại (GE) của tác giả TSB

Polyme

Từ cuốn sách Bách khoa toàn thư Liên Xô vĩ đại (PO) của tác giả TSB

Polyme silicon hữu cơ

Từ cuốn sách Bách khoa toàn thư Liên Xô vĩ đại (KR) của tác giả TSB

Từ cuốn Bách khoa toàn thư Liên Xô vĩ đại (IZ) của tác giả TSB

Polyme tổng hợp

Từ cuốn sách Bách khoa toàn thư Liên Xô vĩ đại (SI) của tác giả TSB

POLYMER

Từ cuốn sách Thí nghiệm trong phẫu thuật tác giả Kovanov Vladimir Vasilievich

POLYMER Vào đầu thế kỷ này, các nhà hóa học đã tổng hợp một nhóm đặc biệt gồm các hợp chất và polyme có phân tử cao. Sở hữu độ trơ hóa học cao, chúng ngay lập tức thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu và bác sĩ phẫu thuật. Vì vậy hóa học đã đến giải cứu

52. Polyme, nhựa

Từ cuốn sách Khoa học Vật liệu. Nôi tác giả Buslaeva Elena Mikhailovna

52. Polyme, nhựa Polymer là những chất mà đại phân tử gồm nhiều đơn vị cơ bản lặp lại, đại diện cho cùng một nhóm nguyên tử. Trọng lượng phân tử của các phân tử dao động từ 500 đến 1.000.000. Phân tử polymer được chia thành.

Trong tự nhiên có các nguyên tố hữu cơ, polyme hữu cơ và vô cơ. Vật liệu vô cơ bao gồm các vật liệu có chuỗi chính là vô cơ và các nhánh bên không phải là gốc hydrocarbon. Các nguyên tố thuộc nhóm III-VI của hệ tuần hoàn các nguyên tố hóa học dễ hình thành các polyme có nguồn gốc vô cơ nhất.

Phân loại

Các polyme hữu cơ và vô cơ đang được nghiên cứu tích cực, các đặc tính mới của chúng đang được xác định, do đó việc phân loại rõ ràng các vật liệu này vẫn chưa được phát triển. Tuy nhiên, một số nhóm polyme nhất định có thể được phân biệt.

Tùy thuộc vào cấu trúc:

  • tuyến tính;
  • phẳng;
  • phân nhánh;
  • lưới polyme;
  • ba chiều và những thứ khác.

Tùy thuộc vào các nguyên tử chuỗi chính tạo thành polyme:

  • loại homochain (-M-)n - bao gồm một loại nguyên tử;
  • loại dị chuỗi (-M-L-)n - bao gồm các loại nguyên tử khác nhau.

Tùy theo xuất xứ:

  • tự nhiên;
  • nhân tạo.

Để phân loại các chất là đại phân tử ở trạng thái rắn thành polyme vô cơ cũng cần phải có tính dị hướng nhất định về cấu trúc không gian và tính chất tương ứng của chúng.

Các tính năng chính

Phổ biến hơn là các polyme dị vòng, trong đó có sự xen kẽ của các nguyên tử điện dương và âm điện, ví dụ B và N, P và N, Si và O. Các polyme vô cơ dị chuỗi (HP) có thể thu được bằng phản ứng đa ngưng tụ. Quá trình đa ngưng tụ của oxoanion được tăng tốc trong môi trường axit và quá trình đa ngưng tụ của các cation ngậm nước được tăng tốc trong môi trường kiềm. Quá trình đa ngưng tụ có thể được thực hiện trong dung dịch hoặc ở nhiệt độ cao.

Nhiều polyme vô cơ dị vòng chỉ có thể thu được trong điều kiện tổng hợp ở nhiệt độ cao, ví dụ, trực tiếp từ các chất đơn giản. Sự hình thành cacbua, là các vật thể polyme, xảy ra khi một số oxit nhất định tương tác với cacbon cũng như khi có nhiệt độ cao.

Chuỗi homochain dài (với mức độ trùng hợp n>100) tạo thành các nguyên tố carbon và p nhóm VI: lưu huỳnh, selen, Tellurium.

Polyme vô cơ: ví dụ và ứng dụng

Tính đặc hiệu của NP là sự hình thành các đại phân tử polymer có cấu trúc ba chiều đều đặn. Sự hiện diện của một khung liên kết hóa học cứng nhắc mang lại cho các hợp chất này độ cứng đáng kể.

Đặc tính này cho phép sử dụng các polyme vô cơ. Việc sử dụng các vật liệu này đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.

Khả năng chịu nhiệt và hóa chất đặc biệt của NP cũng là một đặc tính có giá trị. Ví dụ, sợi gia cố làm từ polyme hữu cơ ổn định trong không khí ở nhiệt độ 150-220°C. Trong khi đó, sợi boron và các dẫn xuất của nó vẫn ổn định ở nhiệt độ 650˚C. Đây là lý do tại sao các polyme vô cơ hứa hẹn tạo ra các vật liệu chịu nhiệt và hóa học mới.

Các NP, đồng thời có các đặc tính tương tự như các chất hữu cơ và vẫn giữ được các đặc tính cụ thể của chúng, cũng có tầm quan trọng thực tế. Chúng bao gồm phốt phát, polyphosphazenes, silicat, polyme với nhiều nhóm bên khác nhau.

Polyme cacbon

Bài tập: “Cho ví dụ về polyme vô cơ” thường gặp trong sách giáo khoa hóa học. Nên thực hiện nó với việc đề cập đến các NP nổi bật nhất - các dẫn xuất carbon. Rốt cuộc, điều này bao gồm các vật liệu có đặc tính độc đáo: kim cương, than chì và carbine.

Carbyne là một loại polyme tuyến tính ít được nghiên cứu, được tạo ra nhân tạo với các chỉ số cường độ vượt trội, không thua kém và theo một số nghiên cứu, là vượt trội so với graphene. Tuy nhiên, carbyne là một chất bí ẩn. Suy cho cùng, không phải nhà khoa học nào cũng thừa nhận sự tồn tại của nó như một vật liệu độc lập.

Bên ngoài nó trông giống như một loại bột màu đen tinh thể kim loại. Có tính chất bán dẫn. Độ dẫn điện của carbyne tăng đáng kể khi tiếp xúc với ánh sáng. Nó không mất đi những đặc tính này ngay cả ở nhiệt độ lên tới 5000 ° C, cao hơn nhiều so với các vật liệu khác có mục đích tương tự. Vật liệu này được V.V. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin và Yu.P. Kudryavtsev bằng quá trình oxy hóa xúc tác axetylen. Điều khó khăn nhất là xác định loại liên kết giữa các nguyên tử cacbon. Sau đó, một chất chỉ có liên kết đôi giữa các nguyên tử cacbon đã được thu được tại Viện Hợp chất nguyên tố cơ quan của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô. Hợp chất mới được đặt tên là polycumulene.

Than chì - theo thứ tự này chỉ mở rộng trong mặt phẳng. Các lớp của nó được kết nối không phải bằng liên kết hóa học mà bằng tương tác giữa các phân tử yếu, do đó nó dẫn nhiệt và dòng điện và không truyền ánh sáng. Than chì và các dẫn xuất của nó là các polyme vô cơ khá phổ biến. Ví dụ về việc sử dụng chúng: từ bút chì đến ngành công nghiệp hạt nhân. Bằng cách oxy hóa than chì, có thể thu được các sản phẩm oxy hóa trung gian.

Kim cương - tính chất của nó về cơ bản là khác nhau. Kim cương là một loại polymer không gian (ba chiều). Tất cả các nguyên tử carbon được giữ với nhau bằng liên kết cộng hóa trị mạnh. Vì vậy, loại polymer này cực kỳ bền. Kim cương không dẫn dòng điện hoặc nhiệt và có cấu trúc trong suốt.

Polyme boron

Nếu bạn được hỏi bạn biết những loại polyme vô cơ nào, vui lòng trả lời - polyme boron (-BR-). Đây là một lớp NP khá rộng, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và khoa học.

Cacbua Boron - công thức của nó chính xác hơn trông như thế này (B12C3)n. Ô đơn vị của nó là hình thoi. Khung được hình thành bởi mười hai nguyên tử boron liên kết cộng hóa trị. Và ở giữa nó là một nhóm tuyến tính gồm ba nguyên tử carbon liên kết cộng hóa trị. Kết quả là một cấu trúc rất bền.

Boride - tinh thể của chúng được hình thành tương tự như cacbua được mô tả ở trên. Ổn định nhất trong số chúng là HfB2, chỉ nóng chảy ở nhiệt độ 3250 ° C. TaB2 có khả năng kháng hóa chất cao nhất - nó không bị ảnh hưởng bởi axit hoặc hỗn hợp của chúng.

Boron nitride - nó thường được gọi là talc trắng do tính chất tương tự của nó. Sự giống nhau này thực chất chỉ là bề ngoài. Về mặt cấu trúc, nó tương tự như than chì. Nó thu được bằng cách đun nóng boron hoặc oxit của nó trong môi trường amoniac.

Borazon

Elbor, borazon, cyborite, kingsongite, cubonite là những polyme vô cơ siêu cứng. Ví dụ về ứng dụng của chúng: sản xuất vật liệu mài mòn, gia công kim loại. Đây là những chất trơ về mặt hóa học dựa trên boron. Độ cứng gần với các vật liệu khác hơn là kim cương. Đặc biệt borazone để lại vết xước trên kim cương và cũng để lại vết xước trên tinh thể borazone.

Tuy nhiên, những NP này có một số ưu điểm so với kim cương tự nhiên: chúng có khả năng chịu nhiệt cao hơn (chịu được nhiệt độ lên tới 2000 °C, trong khi kim cương bị phá hủy ở nhiệt độ trong khoảng 700-800 °C) và khả năng chịu tải cơ học cao (chúng không quá mỏng manh). Borazon thu được ở nhiệt độ 1350°C và áp suất 62.000 atm bởi Robert Wentorf vào năm 1957. Các vật liệu tương tự đã được các nhà khoa học Leningrad thu được vào năm 1963.

Polyme lưu huỳnh vô cơ

Homopolymer - sự biến đổi lưu huỳnh này có một phân tử tuyến tính. Chất này không ổn định, khi nhiệt độ dao động sẽ phân hủy thành các chu trình bát diện. Được hình thành trong trường hợp lưu huỳnh nóng chảy nguội đi đột ngột.

Biến đổi polymer của sulfur dioxide. Rất giống amiăng, có cấu trúc dạng sợi.

Polyme Selen

Selen xám là một polyme có các đại phân tử tuyến tính xoắn ốc được lồng song song. Trong chuỗi, các nguyên tử selen được liên kết cộng hóa trị và các đại phân tử được liên kết bằng liên kết phân tử. Ngay cả selen nóng chảy hoặc hòa tan cũng không bị phân hủy thành các nguyên tử riêng lẻ.

Selen màu đỏ hoặc vô định hình cũng là một polyme có cấu trúc chuỗi nhưng có cấu trúc kém trật tự. Ở nhiệt độ 70-90 ˚С, nó thu được các đặc tính giống như cao su, chuyển sang trạng thái đàn hồi cao, giống như các polyme hữu cơ.

Cacbua Selenium, hoặc tinh thể đá. Ổn định nhiệt và hóa học, tinh thể không gian khá mạnh. Áp điện và bán dẫn. Nó thu được trong điều kiện nhân tạo bằng cách cho than phản ứng trong lò điện ở nhiệt độ khoảng 2000 °C.

Các polyme selen khác:

  • Selen đơn nghiêng có trật tự hơn màu đỏ vô định hình, nhưng kém hơn màu xám.
  • Selenium dioxide, hay (SiO2)n, là một polyme mạng ba chiều.
  • Amiăng là một polyme của oxit selen có cấu trúc dạng sợi.

Polyme phốt pho

Phốt pho có nhiều biến thể: trắng, đỏ, đen, nâu, tím. Màu đỏ - NP có cấu trúc tinh thể mịn. Nó thu được bằng cách nung nóng phốt pho trắng không có không khí ở nhiệt độ 2500 ˚C. P. Bridgman thu được phốt pho đen trong các điều kiện sau: áp suất 200.000 atm ở nhiệt độ 200 °C.

Phosphornitride clorua là hợp chất của phốt pho với nitơ và clo. Tính chất của các chất này thay đổi khi khối lượng tăng dần. Cụ thể là độ hòa tan của chúng trong các chất hữu cơ giảm. Khi trọng lượng phân tử của polyme đạt tới vài nghìn đơn vị, một chất giống như cao su sẽ được hình thành. Đây là loại cao su không chứa carbon đủ khả năng chịu nhiệt duy nhất. Nó chỉ bị phá hủy ở nhiệt độ trên 350 ° C.

Phần kết luận

Các polyme vô cơ phần lớn là các chất có đặc tính độc đáo. Chúng được sử dụng trong sản xuất, xây dựng, để phát triển các vật liệu mang tính đổi mới và thậm chí mang tính cách mạng. Khi các thuộc tính của các NP đã biết được nghiên cứu và các thuộc tính mới được tạo ra, phạm vi ứng dụng của chúng ngày càng mở rộng.

Chất vô cơ bao gồm polyme, đại phân tử
có chuỗi chính vô cơ và không chứa các gốc bên hữu cơ (nhóm khung).

Các polyme vô cơ được phân loại theo nguồn gốc (tổng hợp và tự nhiên), cấu hình của các đại phân tử (tuyến tính, phân nhánh, bậc thang, mạng phẳng đều và không đều, mạng không gian đều và không đều, v.v.), cấu trúc hóa học của chuỗi chính - homochain (homoatomic) và dị chuỗi (dị nguyên tử). Các polyme vô cơ tự nhiên thuộc nhóm mạng lưới cực kỳ phổ biến và là một phần của vỏ trái đất dưới dạng khoáng chất.

Các polyme vô cơ khác nhau về các tính chất hóa học và vật lý so với các polyme hữu cơ hoặc nguyên tố hữu cơ chủ yếu do cấu trúc điện tử khác nhau của chuỗi chính và sự vắng mặt của các nhóm khung hữu cơ. Vùng tồn tại của các polyme vô cơ được giới hạn ở các nguyên tố thuộc nhóm III-IV của Bảng tuần hoàn. Hầu hết các polyme vô cơ thuộc loại khoáng chất và vật liệu chứa silicon.

Bentonite

Đất sét bentonite là nguyên liệu thô tự nhiên rẻ tiền. Do đặc tính hóa lý nên chúng đã thu hút được sự quan tâm lớn của các nhà nghiên cứu trên thế giới. Bentonite là hệ phân tán có kích thước hạt nhỏ hơn 0,01 mm.

Khoáng sét có thành phần phức tạp và chủ yếu là aluminohydrosilicat.

Sự khác biệt về cấu trúc của mạng tinh thể quyết định mức độ phân tán không đồng đều của khoáng sét. Mức độ phân tán của các hạt kaolinite nhỏ và được xác định theo thứ tự vài micron, trong khi montmorillonite được phân tán đến các tế bào cơ bản trong quá trình phân hủy.

Bentonite được đặc trưng bởi sự tương tác vật lý và hóa học tích cực với nước. Do sự hình thành lớp vỏ hydrat hóa, các hạt khoáng sét có khả năng giữ nước chắc chắn.

Bentonite được sử dụng rộng rãi trong sản xuất kem đánh răng. Theo công thức hiện có, kem đánh răng có chứa tới 50% glycerin. Tuy nhiên, việc sản xuất glycerin bị hạn chế do khan hiếm nguyên liệu nên cần tìm chất thay thế glycerin rẻ hơn và dễ tiếp cận hơn.

Glycerin trong kem đánh răng giúp ổn định các chất rắn không tan trong nước, bảo vệ miếng dán không bị khô, củng cố men răng và bảo quản chúng ở nồng độ cao. Đất sét Montmorillonite gần đây đã được sử dụng rộng rãi để ổn định chất rắn không hòa tan. Người ta cũng đề xuất sử dụng kaolinite làm chất mài mòn trong kem đánh răng thay vì canxi cacbonit. Việc sử dụng khoáng chất đất sét (montmorillonite ở dạng 8% gel và kaolinite) trong kem đánh răng cho phép giải phóng một lượng đáng kể glycerol (lên tới 27%) mà không làm giảm tính chất của chúng, đặc biệt là khi bảo quản lâu dài.



Montmorillonite có thể được sử dụng để tăng độ nhớt của bazơ thuốc đạn trong thuốc đạn có chứa số lượng lớn thuốc. Người ta đã chứng minh rằng việc bổ sung 5-15% montmorillonite làm tăng độ nhớt của thuốc đạn, đảm bảo phân phối đồng đều các dược chất lơ lửng trong thuốc đạn. Do đặc tính hấp phụ của chúng, khoáng sét được sử dụng để tinh chế các loại kháng sinh, enzyme, protein, axit amin và vitamin.

bình xịt

Aerosil, giống như bentonite, thuộc về các polyme vô cơ. Ngược lại với bentonite là nguyên liệu thô tự nhiên, aerosil là sản phẩm tổng hợp.

Aerosil keo silicon dioxide, là một loại bột màu trắng rất nhẹ, khi bôi một lớp mỏng sẽ có màu trong suốt, hơi xanh. Đây là loại bột micronized có độ phân tán cao, kích thước hạt từ 4 đến 40 micron (chủ yếu là 10-30 micron), mật độ 2,2 g/cm3. Điểm đặc biệt của Aerosil là diện tích bề mặt riêng lớn - từ 50 đến 400 m2/g.

Có một số nhãn hiệu aerosil, chủ yếu khác nhau về kích thước của diện tích bề mặt cụ thể, mức độ ưa nước hoặc kỵ nước, cũng như sự kết hợp của aerosil với các chất khác. Các loại Aerosil tiêu chuẩn 200, 300, 380 có bề mặt ưa nước.

Aerosil thu được là kết quả của quá trình thủy phân pha hơi của coemium tetrachloride trong ngọn lửa hydro ở nhiệt độ 1100-1400°C.

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng Aerosil, khi dùng bằng đường uống, được bệnh nhân dung nạp tốt và là phương pháp điều trị hiệu quả cho các bệnh về đường tiêu hóa và các quá trình viêm khác. Có bằng chứng cho thấy aerosil thúc đẩy sự co bóp của cơ trơn và mạch máu và có đặc tính diệt khuẩn.

Do hoạt động dược lý của aerosil, nó đã được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm ở nhiều dạng bào chế khác nhau, cả trong việc tạo ra các dạng bào chế mới và cải thiện các dạng bào chế hiện có.

Aerosil được sử dụng rộng rãi để ổn định huyền phù với các phương tiện phân tán khác nhau và dầu lót dầu huyền phù. Việc đưa aerosil vào thành phần của hỗn dịch dầu và nước-rượu-glycerin giúp tăng độ ổn định lắng và kết tụ của các hệ thống này, tạo ra cấu trúc không gian đủ mạnh có khả năng giữ pha lỏng cố định với các hạt lơ lửng trong tế bào. Người ta đã chứng minh rằng quá trình lắng đọng của các hạt pha rắn trong dầu được ổn định bằng Aerosil xảy ra chậm hơn 5 lần so với các hạt không ổn định.

Trong huyền phù nước và nước-rượu, tác dụng ổn định của aerosil chủ yếu là do lực tĩnh điện.

Một trong những đặc tính của aerosil là khả năng giảm chấn. Đặc tính này được sử dụng để thu được gel có chứa aerosil nhằm mục đích sử dụng chúng làm thuốc mỡ hoặc làm thuốc độc lập để điều trị vết thương, vết loét và vết bỏng.

Một nghiên cứu về đặc tính sinh học của gel chứa aerosil cho thấy chúng không có tác dụng gây kích ứng hoặc gây độc nói chung.

Đối với thuốc mỡ neomycin và neomycin-prednisolone (có chứa neomycin sulfate và prednisolone acetate, lần lượt là 2 và 0,5%), cơ sở esilone-aerosol đã được đề xuất. Thuốc mỡ có chứa Aerosil kỵ nước, dễ dàng vắt ra khỏi ống, bám tốt vào da và có tác dụng kéo dài.

Aerosil được sử dụng rộng rãi như một tá dược trong sản xuất viên nén: nó làm giảm thời gian phân hủy của viên nén, tạo điều kiện tạo hạt và hydrophilation của thuốc ưa mỡ, cải thiện tính lưu động và cho phép đưa vào sử dụng các loại thuốc không tương thích và không ổn định về mặt hóa học.

Việc đưa aerosil vào khối thuốc đạn giúp tăng độ nhớt, điều chỉnh khoảng thời gian bơi, tạo cho khối có đặc tính đồng nhất và giảm sự phân tầng, đảm bảo phân phối đồng đều các dược chất và độ chính xác về liều lượng cao hơn, cho phép đưa chất lỏng và chất hút ẩm vào. Thuốc đạn có chứa Aerosil không gây kích ứng niêm mạc trực tràng. Aerosil được sử dụng trong thuốc để giữ cho chúng khô.

Aerosil được đưa vào vật liệu trám răng như một chất độn mang lại các đặc tính cơ học và cấu trúc tốt của vật liệu trám răng. Nó cũng được sử dụng trong các loại nước thơm khác nhau dùng trong nước hoa và mỹ phẩm.


Phần kết luận

Khi tổng kết khóa học, chúng ta có thể kết luận rằng các hợp chất phân tử cao đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất thuốc. Từ sự phân loại trên, có thể thấy rõ phạm vi sử dụng của các hợp chất được đề cập rộng đến mức nào và từ đó đưa ra kết luận về hiệu quả của việc sử dụng chúng trong sản xuất dược phẩm. Trong nhiều trường hợp, chúng ta không thể làm gì nếu không sử dụng chúng. Điều này xảy ra khi sử dụng các dạng bào chế kéo dài, để duy trì sự ổn định của thuốc trong quá trình bảo quản và đóng gói thành phẩm. Các chất có hàm lượng phân tử cao đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các dạng bào chế mới (ví dụ TDS).

Nhưng các hợp chất phân tử cao đã tìm thấy ứng dụng của chúng không chỉ trong dược phẩm. Chúng được sử dụng hiệu quả trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, sản xuất SMS, tổng hợp hóa học cũng như các ngành công nghiệp khác.

Ngày nay, tôi tin rằng, các hợp chất mà tôi đang xem xét đã được sử dụng hoàn toàn trong sản xuất dược phẩm, tuy nhiên, mặc dù các phương pháp và phương pháp sử dụng chúng đã được biết đến từ lâu và đã được chứng minh là tích cực nhưng vai trò và mục đích của chúng trong sản xuất thuốc vẫn tiếp tục ngày càng được nghiên cứu sâu hơn.


Tài liệu tham khảo

1. Dược sinh học: Sách giáo khoa. dành cho sinh viên dược phẩm trường đại học và khoa/A.I. Tikhonov, T.G. Yarnykh, I.A. Zupanets và cộng sự; Ed. A.I. Tikhonov. – Kh.: Nhà xuất bản NUPh; Những trang vàng, 2003.– 240 tr. ;

2. Gelfman M.I. Hóa keo / Gelfman M.I., Kovalevich O.V., Yustratov V.P. – S.Pb. và các tác giả khác: Lan, 2003. - 332 tr.;

3. Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Hóa lý và keo: Sách giáo khoa. cho dược phẩm các trường đại học và khoa / Ed. K.I. Evstratova. – M.: Cao hơn. trường học, 1990. – 487 trang;

4. Mashkovsky MD Thuốc: Gồm 2 tập – tái bản lần thứ 14, có sửa chữa, chỉnh sửa. và bổ sung – M.: Nhà xuất bản Novaya Volna LLC, 2000. – T. 1. – 540 tr.;

5. Polyme y tế / Ed. Senoo Manabu. – M.: Y học, 1991. – 248 tr.;

6. Tikhonov A.I., Yarnykh T.G. Công nghệ y học: Sách giáo khoa. cho dược phẩm các trường đại học và khoa: Per. từ tiếng Ukraina / Ed. A.I. Tikhonov. – Kh.: Nhà xuất bản NUPh; Những trang vàng, 2002. – 704 trang;

7. Friedrichsberg D.A. Giáo trình hóa học keo: Sách giáo khoa dành cho đại học. - Tái bản lần thứ 2, có sửa đổi. và bổ sung - L.: Hóa học, 1984. - 368 tr.;

8. Công nghệ dược phẩm: công nghệ bào chế. Ed. I.I. Krasnyuk và G.V. Mikhailova, - M: “Học viện”, 2004, 464 tr.;

9. Bách khoa toàn thư về Polyme, tập 1, ed. V. A. Kargin, M., 1972 – 77s;

10. Shur A.M., Hợp chất phân tử cao, tái bản lần thứ 3, M., 1981;

11. Alushin M.T. Silicon trong dược phẩm, - M., 1970. – 120 trang;

12. Muravyov I.A. Các khía cạnh hóa lý của việc sử dụng các chất cơ bản và phụ trợ trong hệ huyền phù thuốc: sách giáo khoa. trợ cấp / I.A. Muravyov, V.D. Kozmin, I.F. Kononikhin. – Stavropol, 1986. – tr.61;

13. Chất hoạt động bề mặt và vòng tránh thai trong công nghệ bào chế. Các loại thuốc. Kinh tế, công nghệ và triển vọng sản xuất. Xem xét thông tin / G.S. Bashura, O.N. Klimenko, Z.N. Lenushko và những người khác - M.: VNIISZhTI, 1988. - số. 12. – 52 giây.;

14. Polyme trong dược phẩm / Ed. A.I. Tentsova và M.T. Alyushina. – M., 1985. 256 tr.

15.ru.wikipedia.org/wiki/Polymer

16. www. vestnik dược phẩm. ru