У дома Хол Това е изкуствен полимер. Естествени и синтетични полимери

Това е изкуствен полимер. Естествени и синтетични полимери

Полимери

Вериги от полипропиленови молекули.

Полимери(гръцки πολύ- - много; μέρος - част) - неорганични и органични, аморфни и кристални вещества, получени чрез многократно повторение на различни групи атоми, наречени "мономерни единици", свързани в дълги макромолекули чрез химически или координационни връзки. Полимерът е съединение с високо молекулно тегло: броят на мономерните единици в полимера (степента на полимеризация) трябва да бъде достатъчно голям. В много случаи броят на единиците може да се счита за достатъчен, за да се класифицира една молекула като полимер, ако молекулните свойства не се променят при добавяне на следващата мономерна единица. По правило полимерите са вещества с молекулно тегло от няколко хиляди до няколко милиона.

Ако връзката между макромолекулите се осъществява с помощта на слаби сили на Ван дер Ваалс, те се наричат термопласти, ако с помощта на химични връзки - термопласти. Линейните полимери включват например целулоза; разклонените полимери, например амилопектин, имат полимери със сложни пространствени триизмерни структури.

В структурата на полимера може да се разграничи мономерна връзка - повтарящ се структурен фрагмент, който включва няколко атома. Полимерите се състоят от голям брой повтарящи се групи (единици) със същата структура, например поливинилхлорид (-CH 2 -CHCl-) n, естествен каучук и др. Високомолекулни съединения, чиито молекули съдържат няколко вида повтарящи се групи наречени съполимери или хетерополимери.

Полимерът се образува от мономери в резултат на реакции на полимеризация или поликондензация. Полимерите включват множество природни съединения: протеини, нуклеинови киселини, полизахариди, каучук и други органични вещества. В повечето случаи понятието се отнася до органични съединения, но има много неорганични полимери. Голям брой полимери се получават синтетично на базата на най-простите съединения на елементи от естествен произход чрез полимеризация, поликондензация и химични трансформации. Имената на полимерите се образуват от името на мономера с префикса поли-: полиетилен, полипропилен, поливинилацетат и др.

Особености

Специални механични свойства:

еластичност - способността за високи обратими деформации с относително малък товар (каучуци);
ниска чупливост на стъкловидни и кристални полимери (пластмаси, органично стъкло);
способността на макромолекулите да се ориентират под действието на насочено механично поле (използва се при производството на влакна и филми).

Характеристики на полимерни разтвори:

висок вискозитет на разтвора при ниска концентрация на полимера;
разтварянето на полимера става през етапа на набъбване.

Специални химични свойства:

способността драстично да променя своите физични и механични свойства под действието на малки количества реагент (вулканизация на каучук, дъбене на кожа и др.).

Специалните свойства на полимерите се обясняват не само с голямото им молекулно тегло, но и с факта, че макромолекулите имат верижна структура и са гъвкави.

Класификация

Според химичния състав всички полимери се делят на органични, органоелемент, неорганичен.

органични полимери.
органоелементни полимери. Те съдържат неорганични атоми (Si, Ti, Al), комбинирани с органични радикали в основната верига от органични радикали. Те не съществуват в природата. Изкуствено получен представител са органосилициевите съединения.

Трябва да се отбележи, че в техническите материали често се използват комбинации от различни групи полимери. то композиционенматериали (напр. фибростъкло).

Според формата на макромолекулите полимерите се делят на линейни, разклонени (особен случай - звездовидни), лентови, плоски, гребеновидни, полимерни мрежи и др.

Полимерите се класифицират според полярността (засягаща разтворимостта в различни течности). Полярността на полимерните звена се определя от наличието в състава им на диполи - молекули с несвързано разпределение на положителни и отрицателни заряди. В неполярните връзки диполните моменти на връзките на атомите са взаимно компенсирани. Наричат се полимери, чиито звена имат значителна полярност хидрофиленили полярен. Полимери с неполярни звена - неполярни, хидрофобен. Наричат се полимери, съдържащи както полярни, така и неполярни единици амфифилен. Предлага се да се наричат хомополимери, всяка връзка от които съдържа както полярни, така и неполярни големи групи амфифилни хомополимери.

Във връзка с нагряването полимерите се разделят на термопластичнии термореактивни. термопластичниполимерите (полиетилен, полипропилен, полистирол) се размекват при нагряване, дори се топят и се втвърдяват при охлаждане. Този процес е обратим. термореактивниПри нагряване полимерите претърпяват необратимо химическо разграждане без да се стопят. Молекулите на термореактивните полимери имат нелинейна структура, получена чрез омрежване (например вулканизация) на верижни полимерни молекули. Еластичните свойства на термореактивните полимери са по-високи от тези на термопластиците, но термореактивните полимери практически не текат, в резултат на което имат по-ниско напрежение на счупване.

Естествените органични полимери се образуват в растителни и животински организми. Най-важните от тях са полизахаридите, протеините и нуклеиновите киселини, от които до голяма степен са съставени телата на растенията и животните и които осигуряват самото функциониране на живота на Земята. Смята се, че решаващият етап от появата на живота на Земята е образуването на по-сложни, високомолекулни молекули от прости органични молекули (вижте Химическата еволюция).

Видове

синтетични полимери. Изкуствени полимерни материали

Човек отдавна използва естествени полимерни материали в живота си. Това са кожа, кожи, вълна, коприна, памук и др., използвани за производството на облекла, различни свързващи вещества (цимент, вар, глина), които при подходяща обработка образуват обемни полимерни тела, широко използвани като строителни материали. Промишленото производство на верижни полимери обаче започва в началото на 20 век, въпреки че предпоставките за това се появяват по-рано.

Почти веднага промишленото производство на полимери се развива в две посоки - чрез преработка на естествени органични полимери в изкуствени полимерни материали и чрез получаване на синтетични полимери от органични нискомолекулни съединения.

В първия случай производството с голям капацитет се основава на целулоза. Първият полимерен материал от физически модифицирана целулоза - целулоид - е получен в началото на 20 век. Мащабно производство на целулозни етери и естери е организирано преди и след Втората световна война и продължава и до днес. На тяхна основа се произвеждат филми, влакна, бои и лакове и сгъстители. Трябва да се отбележи, че развитието на киното и фотографията е възможно само благодарение на появата на прозрачен филм от нитроцелулоза.

Производството на синтетични полимери започва през 1906 г., когато L. Baekeland патентова т. нар. бакелитова смола - продукт от кондензацията на фенол и формалдехид, който при нагряване се превръща в триизмерен полимер. Използва се от десетилетия в кутии за електрически инструменти, батерии, телевизори, контакти и други, а сега се използва по-често като свързващо вещество и лепило.

Благодарение на усилията на Хенри Форд преди Първата световна война започва бързото развитие на автомобилната индустрия, първо на базата на естествен, а след това и на синтетичен каучук. Производството на последния е усвоено в навечерието на Втората световна война в Съветския съюз, Англия, Германия и САЩ. През същите години е усвоено промишленото производство на полистирен и поливинилхлорид, които са отлични електроизолационни материали, както и на полиметилметакрилат - без органично стъкло, наречено "плексиглас", масовото самолетостроене през годините на войната би било невъзможно.

След войната се възобновява производството на полиамидни влакна и тъкани (капрон, найлон), започнали преди войната. През 50-те години. 20-ти век е разработено полиестерно влакно и е усвоено производството на тъкани на негова основа, наречени лавсан или полиетилен терефталат. Полипропиленът и нитронът - изкуствена вълна, изработена от полиакрилонитрил - затварят списъка със синтетични влакна, които съвременните хора използват за облекло и промишлени дейности. В първия случай тези влакна много често се комбинират с естествена целулоза или протеинови влакна (памук, вълна, коприна). Епохално събитие в света на полимерите е откриването в средата на 50-те години на ХХ век и бързото промишлено развитие на катализаторите Ziegler-Natta, което доведе до появата на полимерни материали на базата на полиолефини и преди всичко на полипропилен и ниски -полиетилен под налягане (преди това, производството на полиетилен при налягане от около 1000 атм.), както и стереоправилни полимери, способни на кристализация. След това в масовото производство бяха въведени полиуретани - най-често срещаните уплътнители, лепила и порести меки материали (пяна гума), както и полисилоксани - органоелементни полимери, които имат по-висока топлоустойчивост и еластичност в сравнение с органичните полимери.

Списъкът се затваря от така наречените уникални полимери, синтезирани през 60-70-те години. 20-ти век Те включват ароматни полиамиди, полиимиди, полиестери, полиестер кетони и др.; незаменим атрибут на тези полимери е наличието на ароматни цикли и (или) ароматни кондензирани структури. Те се характеризират с комбинация от изключителни стойности на здравина и устойчивост на топлина.

Огнеупорни полимери

Много полимери, като полиуретани, полиестери и епоксидни смоли, са склонни да се запалват, което често е неприемливо на практика. За да се предотврати това, се използват различни добавки или се използват халогенирани полимери. Халогенирани ненаситени полимери се синтезират чрез включване на хлорирани или бромирани мономери, като хексахлорендометилентетрахидрофталова киселина (HCEMTFA), дибромонеопентил гликол или тетрабромофталова киселина, в кондензацията. Основният недостатък на такива полимери е, че при изгаряне те могат да отделят газове, които причиняват корозия, което може да има пагубен ефект върху близката електроника. Като се имат предвид високите изисквания за екологична безопасност, специално внимание се обръща на компонентите без халогени: фосфорни съединения и метални хидроксиди.

Действието на алуминиевия хидроксид се основава на факта, че при излагане на висока температура се отделя вода, която предотвратява изгарянето. За постигане на ефекта е необходимо да се добавят големи количества алуминиев хидроксид: 4 тегловни части към една част ненаситени полиестерни смоли.

Амониевият пирофосфат действа на различен принцип: той причинява овъгляване, което заедно със стъкловидния слой от пирофосфати изолира пластмасата от кислород, възпрепятствайки разпространението на огъня.

Нов обещаващ пълнител са слоестите алумосиликати, чието производство се създава в Русия.

Приложение

Благодарение на своите ценни свойства полимерите намират приложение в машиностроенето, текстилната промишленост, селското стопанство и медицината, автомобилостроенето и корабостроенето, самолетостроенето, както и в бита (текстилни и кожени изделия, съдове, лепила и лакове, бижута и др.). На базата на макромолекулни съединения се произвеждат каучук, влакна, пластмаси, филми и бояджийски покрития. Всички тъкани на живите организми са високомолекулни съединения.

Полимерна наука

Науката за полимерите започва да се развива като самостоятелна област на знанието в началото на Втората световна война и се формира като цяло през 50-те години. XX век, когато се осъзнава ролята на полимерите в развитието на техническия прогрес и жизнената дейност на биологичните обекти. Тя е тясно свързана с физиката, физическата, колоидната и органичната химия и може да се счита за една от основните основи на съвременната молекулярна биология, чийто обект на изследване са биополимерите.

Полимеризация и поликондензация

Реакцията на образуване на полимер от мономер се нарича полимеризация. По време на полимеризацията веществото може да премине от газообразно или течно състояние в много гъсто течно или твърдо състояние. Реакцията на полимеризация не е придружена от елиминиране на странични продукти с ниско молекулно тегло. По време на полимеризацията полимерът и мономерът се характеризират с еднакъв елементен състав.

Полимеризацията на съединения с двойни връзки, като правило, протича по верижния механизъм. За да започне верижна реакция, е необходимо активните частици да произхождат от първоначалната инертна маса. При верижните реакции една частица включва хиляди неактивни молекули в реакцията, образувайки дълга верига. Основните активни центрове са свободните радикали и йони.

Радикалите са части от молекула, които се образуват при разрушаване на електронна двойка и съдържат несдвоен електрон (например метил CH 3 -, фенил C 6 H 6 -, етилова група C 2 H 5 - и др.). Образуването на първоначални радикали и йони може да възникне под действието на топлина, светлина, различни йонизиращи лъчения, специално въведени катализатори.

В допълнение към реакцията на полимеризация, полимерите могат да бъдат получени чрез поликондензация - реакция, при която полимерните атоми се пренареждат и вода или други вещества с ниско молекулно тегло се освобождават от реакционната сфера.

Характеристики на полимерите

Най-важните характеристики на полимерите са химичният състав, молекулното тегло MM и разпределението на молекулното тегло на MWD, степента на разклоняване и гъвкавостта на макромолекулите, стереорегулярността (виж Стереорегулярни полимери) и др. Свойствата на полимерите зависят значително от тези характеристики.

Броят на химичните единици в една макромолекула определя нейната дължина и се нарича степен на полимеризация n. Например полиетиленова молекула (-CH 2 -CH 2 -) n се състои от n химични единици от етилен CH 2 \u003d CH 2. Произведението на молекулното тегло M на химическа единица и степента на полимеризация е молекулното тегло на MM на макромолекулата. В зависимост от стойностите на M и n, молекулното тегло на полимерите може да варира в много широк диапазон от 3 . 10 2 към 2. 10 6 единици.

В зависимост от молекулното тегло на макромолекулите на един и същ полимер условно се разграничават:

Мономер - нискомолекулен изходен продукт;

Олигомери - полимери с ММ< 540, представляют собой низкомолекулярный продукт полимеризации или поликонденсации. Свойства олигомеров существенно зависят от молекулярной массы и, следовательно, от степени полимеризации.

Полимерите имат молекулно тегло 5 . 10 3< ММ < 5 . 10 5 . К этой группе принадлежит абсолютное большинство разновидностей полимеров. Свойства полимеров от числа мономерных звеньев в цепи зависят значительно меньше, чем у олигомеров.

Полимерите с ултра високо молекулно тегло имат MM > 5. 10 5 .

Молекулното ниво характеризира химическата структура на макромолекулите, която обикновено се определя от химическата природа на мономерните единици и видовете междумономерни връзки.

За разлика от простите вещества, полимерът се състои от много макромолекули, чието молекулно тегло варира. Следователно полимерите се характеризират със средна стойност на MW. Тоест полимерът е полимолекулен. В тази връзка, когато се описват физикохимичните свойства на полимерите, стойността на тяхното молекулно тегло се дава в относително широк диапазон. Така например за полиетилен с ниска плътност са дадени стойности на (1,9-4,8). 10 4 . Разпределението на молекулното тегло (MWD) отразява хетерогенността на полимера по отношение на размера на веригата и, следователно, по отношение на молекулното тегло на съставните му макромолекули. Колкото по-близо е MWD до единица, толкова по-еднакви по размер са полимерните молекули.

Основните физични параметри на полимерите (якост, топлопроводимост, дилатометрични характеристики, характерни температури) практически не зависят от молекулното тегло. Молекулното тегло на полимерите влияе върху реологичните параметри на техните стопилки, термичната деформация и редица експлоатационни свойства. В допълнение, това значително зависи от метода за получаване на полимери, тоест от оборудването и технологията за техния синтез.

Според структурата макромолекулите се делят на линейни, обозначени схематично -А-А-А-А-А-, (например естествен каучук); разклонени, имащи странични разклонения (например амилопектин); и ретикуларен или омрежен, ако съседните макромолекули са омрежени (напр. втвърдени епоксидни смоли). Силно омрежените полимери са неразтворими, нетопими и неспособни на силно еластични деформации.

Линейните полимери имат специфичен набор от физикохимични и механични свойства. Най-важните от тези свойства са: способността за образуване на високоякостни анизотропни силно ориентирани влакна и филми, способността за големи, дългосрочно развиващи се обратими деформации, способността да набъбва във високоеластично състояние преди разтваряне; разтвори с висок вискозитет. Този набор от свойства се дължи на високото молекулно тегло, верижната структура и гъвкавостта на макромолекулите.

Полимери, чиито молекули се състоят от идентични мономерни единици, се наричат хомополимери, например поливинилхлорид, поликапроамид, целулоза. Полимерите, чиито макромолекули съдържат няколко вида мономерни единици, се наричат съполимери. Съполимери, в които връзките от всеки тип образуват достатъчно дълги непрекъснати последователности, които се заместват една друга в рамките на макромолекулата, се наричат блок съполимери. Една или повече вериги с друга структура могат да бъдат прикрепени към вътрешните (некрайни) връзки на макромолекула с една химическа структура. Полимери, в които всеки или някои от стереоизомерите на връзката образуват достатъчно дълги непрекъснати последователности, които се заместват една друга в една макромолекула, се наричат стереоблок съполимери.

Физическата организация на полимерните макромолекули формира най-важните концепции, които определят доминиращите характеристики на полимерите, а именно термопластичност и термореактивност.

Линейните и разклонените полимери образуват клас термопластични полимери или термопласти, а пространствените полимери образуват клас термореактивни полимери или термопласти.

Литература

Енциклопедия на полимерите, т. 1 - 3, гл. изд. В. А. Каргин, М., 1972 - 77;
Махлис Ф. А., Федюкин Д. Л., Терминологичен справочник за каучук, М., 1989;
Кривошей В.Н., Опаковки от полимерни материали, М., 1990 г.;
Шефтел В. О., Вредни вещества в пластмасите, М., 1991 г.;

Предговор

Всички видове полимерни материали са вещества, в които всяка молекула е верига от десетки или стотици хиляди еднакви групи атоми, свързани последователно, и една и съща група атоми се повтаря ритмично много пъти.

Съдържание

Основните полимерни материали са смоли и пластмаси. В зависимост от това дали е термопластичен полимер или термореактивен материал, материалът може или да омекне и да се втвърди многократно, или да премине в твърдо състояние с еднократно нагряване и трайно да загуби способността си да се топи. Най-често използваните съвременни полимерни материали са дисперсии, латекси и лепила.

Какво представляват строителните полимерни материали

Какво представляват полимерните материали и как се използват в строителството? Всички видове полимерни материали са вещества, в които всяка молекула е верига от десетки или стотици хиляди еднакви групи атоми, свързани последователно, и една и съща група атоми се повтаря ритмично много пъти.

Основните видове полимерни материали са разделени на термопластични и термореактивни. Термопластичните полимери са способни многократно да се омекват и втвърдяват при температурни промени, както и лесно да набъбват и да се разтварят в органични разтворители. Те включват полистирен, полиетилен и поливинилхлорид (поливинилхлорид) смоли и пластмаси.

Основното свойство на термореактивните полимерни материали е преходът към неразтворимо твърдо състояние при нагряване и необратимата загуба на способността им да се стопят. Такива полимери включват фенолформалдехид и карбамидформалдехид, полиестерни и епоксидни смоли.

Някои видове полимерни материали в строителството под въздействието на топлина, светлина и кислород на въздуха променят свойствата си с течение на времето: губят гъвкавост, еластичност, с други думи, стареят.

За предотвратяване на стареенето на съвременните строителни полимерни материали се използват специални стабилизатори (агенти против стареене), които са различни органометални съединения на олово, барий, кадмий и др. Например като стабилизатор се използва тинувин Р.

Какво представляват полимерните материали и какви са основните им характеристики, ще научите на тази страница.

Полимерни пластмасови материали и техните свойства

Един от основните видове полимерни материали са пластмасите. Те са група от органични материали, които се основават на синтетични или естествени смолисти високомолекулни вещества, които могат да се формоват при нагряване и налягане, запазвайки стабилно дадената им форма.

Полимерните пластмасови материали имат добри топло- и електроизолационни свойства, устойчивост на корозия и издръжливост. Средната плътност на пластмасите е 15-2200 kg/m3; якост на натиск - 120-160 MPa. Пластмасите са надарени с добри електрически и топлоизолационни свойства, устойчивост на корозия и издръжливост. Някои от тях са прозрачни и силно залепващи и са склонни да образуват тънки филми и защитни покрития. Благодарение на свойствата си тези полимерни материали намират широко приложение в строителството, предимно в комбинация със свързващи вещества, метали и каменни материали.

Пластмасите се състоят от свързващо вещество - полимер, пълнител, пластификатор и ускорител на втвърдяване. При производството на цветни пластмаси се използват и минерални багрила.

Като пълнители при производството на този вид полимерни материали се използват органични и минерални прахове, азбест, дървесни и стъклени влакна, хартия, стъклени и памучни тъкани, дървен фурнир, азбестов картон и др.. Пълнителите не само намаляват цената на материал, но също така подобрява индивидуалните свойства на пластмасите: увеличава твърдостта, якостта, устойчивостта на киселина и устойчивостта на топлина. Те трябва да бъдат химически инертни, нелетливи и нетоксични. Пластификатори в производството на пластмаси са цинкова киселина, алуминиев стеарат и други, които придават на материала по-голяма пластичност. Катализаторите (ускорителите) се използват в пластмасите за ускоряване на втвърдяването. Пример за катализатор е вар или уротропин, които се използват за втвърдяване на фенолформалдехиден полимер.

Синтетични полимерни материали и тяхното приложение

Според метода на производство синтетичните полимерни материали се разделят на два класа: клас А - полимери, получени чрез верижна полимеризация; клас B - полимери, получени чрез поликондензация и поетапна полимеризация.

Процесът на полимеризация е комбинация от еднакви и различни молекули. Страничните продукти по време на полимеризацията не се образуват.

Процесът на поликондензация е комбинация от голям брой еднакви и различни полиреактивни молекули на вещества с ниско молекулно тегло, което води до образуването на вещество с високо молекулно тегло. По време на процеса на поликондензация се отделят вода, хлороводород, амоняк и други вещества.

Силиконови смолие специална група високомолекулни съединения. Особеността на тези полимерни строителни материали е, че те имат свойства както на органични, така и на неорганични вещества.

Физическите и механични характеристики на тези полимерни материали са практически независими от температурни колебания в сравнение с конвенционалните смоли, освен това те имат висока хидрофобност и устойчивост на топлина. Силиконовите смоли се използват за получаване на различни продукти, които са устойчиви на повишени температури (400-500°C).

Основната област на приложение на тези синтетични полимерни материали е производството на бетони и разтвори за увеличаване на тяхната издръжливост. Използват се и като защитни покрития върху естествени и изкуствени каменни материали (бетон, варовик, травертин, мрамор и др.). Импрегнирането има защитно действие 6-10 години, след което трябва да се поднови.

За импрегниране на повърхности на продукти от естествен камък и други строителни конструкции се използват хидрофобизиращи органосилициеви течности (GCL), които се разтварят с органични разтворители преди употреба, както и водна 50% емулсия (млечно бяла), която се смесва с вода преди употреба в съотношение 1:десет.

Поливинилацетатна дисперсия (PVA)е продукт на полимеризация на винилацетат във водна среда в присъствието на инициатор и защитен колоид. Това е вискозна течност с бял цвят, хомогенна, без писъци и чужди включвания.

PVA, в зависимост от вискозитета, се произвежда в три степени: H - нисък вискозитет, C - среден вискозитет, B - висок вискозитет. Използва се при производството на полимерциментови разтвори, мастики, пасти, които се използват в облицовъчни работи.

Синтетичен латекс SKS-65GP- продукт от съвместна полимеризация на бутадиен със стирол в съотношение 35:65 (тегловно) във водна емулсия с използване на синтетични мастни киселини като емулгатор некал и натриев сапун. Латекс SKS-65GP се използва при производството на полимербетон, емулсионни бои, мастики и пасти, използвани в облицовъчни работи. Латексът се използва и при нанасянето на различни покрития.

Физични и химични свойства на този полимерен строителен материал латекс SKS-65GP:

съдържание на сухо вещество,%, не по-малко от 47;
съдържание на неполимеризиран стирол, %, не повече от 0,08;
концентрация на водородни йони (рН), не по-малко от 11;
повърхностно напрежение, dyne/cm2, не повече от 40;
вискозитет, s - 11-15;
съдържание на пепел,%, не повече от 1,5.

Синтетичният латекс SKS-ZOSHR е продукт на съвместна полимеризация на бутадиен със стирен във водна емулсия, използван като свързващ или лепилен материал при облицовъчни работи.

Физични и химични свойства на SKS-ZOSHR латекс:

съдържание на сухо вещество,%, не по-малко от 33;
температура на желатинизация, °С, не по-висока от 14;
съдържание на свободна основа,%, не повече от 0,15.

Характеристики на полимерните лепила

Полимерните лепила се произвеждат под формата на течности, прахове и филми.

Течните лепила са два вида. Първият тип адхезивни състави са каучуци, смоли или целулозни производни, разтворени в органичен летлив разтворител (алкохол или ацетон). След изпаряване на разтворителя се образува твърда адхезивна връзка. Вторият тип адхезивни състави са водни разтвори на смоли, специално приготвени за лепила. Такива разтвори, когато се съхраняват правилно, не се сгъстяват в продължение на няколко месеца. Течните лепила съдържат 40-70% твърдо лепило.

От течните лепила най-разпространени са меламиноформалдехидни, фенолформалдехидни, карбамидноформалдехидни, гумени, епоксидни, поливинилацетатни и лепила с добавка на силикони.

CMC лепило (натриева сол на карбоксиметилцелулоза) се използва при производството на мастики и разтвори, използвани в.

Лепило карбинол (винилацетилен карболен)- Това е вискозна прозрачна течност със светло оранжев цвят, която има висока адхезивна способност. Поради това се нарича универсален. Може да лепи различни материали, дори като бетон, камък, метал, дърво. Втвърденото карбинолово лепило е устойчиво на масла, киселини, основи, бензин, ацетон и вода.

Концентрирана азотна киселина или бензоил пероксид се използват като катализатори за ускоряване на втвърдяването на карбинолното лепило. Последният е експлозивен прах, така че трябва да се съхранява далеч от огън.

Лепилото Carbinol се произвежда на базата на карбинолов сироп (100 wt.h) от два състава: в 1-вия бензоил пероксид (1-3 wt.h.) се добавя като втвърдител, във 2-рия - концентрирана азотна киселина (1- 2 тегл.ч.).ч.).

Лепилото Carbinol се съхранява при температура 20°C и на тъмно, тъй като под въздействието на светлината губи залепващата си способност.

Епоксидно лепилоТова е бистра, вискозна, светлокафява течност с висока лепкавост. Използва се за лепене на камък, бетон, керамични плочки. Втвърдената фуга от епоксидно лепило е устойчива на киселини, основи, разтворители, вода, както и на високи механични натоварвания. Втвърдителите на епоксидната смола са полиетиленполиамин или хексаметилендиамин, а дибутилфтолатът е пластификатор.

Определение

История справка

Полимерна наука

Полимеризация

Видове полимеризация

Исторически данни

Синтетичен полимери. Изкуствени полимерни материали

Полиетилен

Полистирен

PVC

пластмаси

Класификация полимери

Свойства на полимерите

Биополимери

Нуклеинова киселина

полизахариди

Целулоза

нишесте

поликондензация

Линейна и 3D поликондензация

Основни индустриални групи полимери, синтезирани чрез поликондензация

Поликондензацията в химията на природните съединения

Полиамиди

Поликарбонати

Полиестери

полимеразна верижна реакция

История

Провеждане на PCR

Реакционни компоненти

съполимери

Полиуретани

Касова бележка

Имоти

Полимер с течни кристали

Еластомер

Термопласти

Полимерът е(от гръцки πολύ- - „много“ и μέρος - „част“) - високомолекулно съединение, вещество с голямо молекулно тегло (от няколко хиляди до няколко милиона), състои се от голям брой повтарящи се атомни групи от еднакви или различни по структура - съставни връзки , свързани помежду си чрез химически или координационни връзки в дълги линейни (например целулоза) или разклонени (например амилопектин) вериги, както и пространствени триизмерни структури.

Често в неговата структура може да се разграничи мономер - повтарящ се структурен фрагмент, който включва няколко атома. Полимерите се състоят от голям брой повтарящи се групи (връзки) със същата структура, например те се наричат поливинилхлорид (-CH2-CHCl-) n, естествен каучук и др. Високомолекулни съединения, чиито молекули съдържат няколко вида повтарящи се групи се наричат съполимери.

Полимерът се образува от мономери в резултат на реакции на полимеризация или поликондензация. Полимерите включват множество природни съединения: протеини, нуклеинови киселини, полизахариди, каучук и други органични вещества. В повечето случаи понятието се отнася до органични съединения, но има много неорганични полимери. Голям брой полимери се получават синтетично на базата на най-простите съединения на елементи от естествен произход чрез полимеризация, поликондензация и химични трансформации. Имената на полимерите се образуват от името на мономера с префикса поли-: полиетилен, полипропилен, поливинил ацетат ...

Благодарение на своите ценни свойства полимерите се използват в машиностроенето, текстилната промишленост, селското стопанство и медицината, автомобилостроенето и корабостроенето, както и в бита (текстилни и кожени търговски артикули, съдове, лепила и лакове, бижута и др.). На базата на високомолекулни съединения, каучук, влакна, пластмаси, филми и покрития. Всички тъкани на живите организми са високомолекулни съединения.

История справка

Терминът "полимерия" е въведен в науката от И. Берцелиус през 1833 г., за да обозначи специален вид изомерия, при която вещества (полимери) с еднакъв състав имат различно молекулно тегло, например етилен и бутилен, кислород и озон. По този начин съдържанието на термина не съответства на съвременните представи за P. "Истинските" синтетични полимери все още не са били известни по това време.

Серията P. очевидно е получена още през първата половина на 19 век. Въпреки това химиците тогава обикновено се опитваха да потиснат полимеризацията и поликондензацията, което доведе до "смола" на продуктите от основната химическа реакция, т.е. всъщност до образуването на смоли (досега смолите често се наричаха смоли). Първото споменаване на синтетичен P. принадлежи към 1838 (поливинилиден хлорид) и 1839 (полистирол).

Нефтохимичната химия възниква само във връзка със създаването на теорията за химическата структура от А. М. Бутлеров (началото на 60-те години на 19 век). А. М. Бутлеров изучава връзката между структурата и относителната стабилност на молекулите, която се проявява в реакциите на полимеризация. Науката за каучука получи своето по-нататъшно развитие (до края на 20-те години на миналия век) главно поради интензивното търсене на методи за синтез на каучук, в което участваха водещи учени от много страни (Х. Бушар, В. Тилден, немският учен К. Гарис, И. Л. Кондаков, С. В. Лебедев и др.). През 30-те години. доказано е съществуването на свободни радикали (H. Staudinger и др.) и йонни (американски учен F. Whitmore и др.) механизми на полимеризация. Работата на W. Carothers изигра важна роля в развитието на идеите за поликондензацията.

От началото на 20-те години. 20-ти век теоретични концепции за структурата на полиуретана също се развиват.Първоначално се предполагаше, че такива биополимери като целулоза, нишесте, каучук, протеини, както и някои синтетични полиуретани, подобни по свойства на тях (например полиизопрен), се състоят от малки молекули, които имат необичайна способност да се свързват в разтвор в комплекси с колоиден характер поради нековалентни връзки (теорията на "малките блокове"). Авторът на фундаментално нова идея за полимерите като вещества, състоящи се от макромолекули, частици с необичайно голямо молекулно тегло, беше Г. Стаудингер. Победата на идеите на този учен (до началото на 40-те години на миналия век) го принуждава да разглежда пиротехниката като качествено нов обект на изследване в химията и физиката.

Полимерна наука

Полимеризация

Полимеризация (на гръцки polymeres - състоящ се от много части) - образуването на вещество с високо молекулно тегло (полимер) чрез многократно прикрепване на молекули на вещество с ниско молекулно тегло (мономер, олигомер) към активни центрове в нарастваща полимерна молекула. Молекулата на мономера, влизаща в състава на полимера, образува т.нар. мономерна единица. Елементният състав (молекулни формули) на мономера и полимера е приблизително еднакъв.

Обикновено мономерите са съединения, съдържащи множество връзки, които са способни да се отварят, за да образуват нови връзки с други молекули, осигурявайки растеж на веригата.

Механизмът на полимеризация обикновено включва няколко свързани стъпки:

Иницииране - появата на активни центрове на полимеризация;

Растеж (продължение) на веригата - процеспоследователен присъединяванемономерни молекули към центрове;

Верижен трансфер - преходът на активния център към друга молекула;

Верижно разклоняване - образуването на няколко активни центъра от един;

Разкъсване на веригата - смърт на активни центрове.

Видове полимеризация

1. Класификацията на полимеризацията може да се основава на различни характеристики:

Брой видове мономерни молекули:

Хомополимеризация - полимеризация на еднакви мономери;

Съполимеризацията е полимеризация на два или повече различни мономера.

2. Естество на активното място и механизма процес:

Радикална полимеризация – активни центрове са свободните радикали;

Йонна полимеризация - активни центрове са йони или поляризирани молекули;

3. Фазово състояние на мономерите:

Газова полимеризация;

Полимеризация в течна фаза;

полимеризация в твърдо състояние.

4. Структура на района, в който са концентрирани активни центрове:

Обемна полимеризация - полимеризация в целия обем на мономера;

Фронтална полимеризация - полимеризация в тесен разпространяващ се фронт;

Емулсионна полимеризация - полимеризация върху повърхността на високо диспергирани мономерни частици в емулсия.

5. Метод на започване:

фотополимеризация;

Термична полимеризация;

Радиационна полимеризация и др.

6. Структурни характеристики на получения полимер:

Стереорегулярна полимеризация - полимеризация с образуване на полимери с подредена пространствена структура;

7. Технологични характеристики на полимеризацията:

Полимеризация при високо налягане и др.

8. Химическа природа на мономерите:

Полимеризация на олефини и др.

Основата на химичните трансформации на полимерите е заместването на едни функционални групи с други, което се извършва без промяна на степента на полимеризация.

исторически данни

Полимеризацията е открита още в средата на 19 век, почти едновременно с изолирането на първите полимеризиращи се мономери (стирен, изопрен, винилхлорид, метакрилова киселина и др.). Въпреки това, същността на полимеризацията като верижен процес на образуване на истински химични връзки между мономерните молекули беше разбрана едва през 20-те и 30-те години на миналия век. 20 век благодарение на работаГ. Щаудингер, С. В. Лебедев, Б. В. Бизов, К. Циглер. През 1922 г. химикът Staudinger доказва, че полимерите са съединения, състоящи се от големи молекули, чиито атоми са свързани с ковалентни връзки.

синтетични полимери. Изкуствени полимерни материали

Човек отдавна използва естествени полимерни материали в живота си. Това са кожа, кожи, вълна, коприна и др., използвани за производството на облекла, различни свързващи вещества (цимент, вар, глина), които образуват с подходяща обработка обемни полимерни тела, широко използвани като строителни материали. Верижните полимери обаче започват в началото на 20 век, въпреки че предпоставките за това са създадени по-рано.

Почти веднага промишлено производствополимери, разработени в две посоки - чрез преработка на естествени органични полимери в изкуствени полимерни материали и чрез получаване на синтетични полимери от органични нискомолекулни съединения.

В първия случай производството с голям капацитет се основава на целулоза. Първият полимерен материал от физически модифицирана целулоза - целулоид - е получен в началото на 20 век. Мащабно производство на целулозни етери и естери е организирано преди и след Втората световна война. войнии съществува до днес. На тяхна основа се произвеждат филми, влакна, бои и лакове и сгъстители. Трябва да се отбележи, че развитието на киното и фотографията е възможно само благодарение на появата на прозрачен филм от нитроцелулоза.

Производството на синтетични полимери започва през 1906 г., когато L. Bakeland патентова така наречената бакелитна смола - продукткондензация на фенол и формалдехид, който при нагряване се превръща в триизмерен полимер. Използва се от десетилетия в производството на корпуси за електрически уреди, батерии, телевизори, контакти и др., а сега се използва по-често като свързващо вещество и лепило.

Благодарение на усилията на Хенри Форд, преди Първата световна войназапочва бързото развитие на автомобилната индустрия, първо на базата на естествен, а след това и синтетичен каучук. Производството на последния е усвоено в навечерието на Втората световна война в Съюза на съветските социалистически републики (), Англия, Република Германия и САЩ. През същите години е усвоено промишлено производствополистирен и поливинилхлорид, които са отлични електроизолационни материали, както и полиметилметакрилат - без органично стъкло, наречено "плексиглас", масовото самолетостроене през годините на войната би било невъзможно.

След войната се възобновява производството на полиамидни влакна и тъкани (капрон, найлон), започнали преди войната. През 50-те години. 20-ти век е разработено полиестерно влакно и е усвоено производството на тъкани на негова основа, наречени лавсан или полиетилен терефталат. Полипропилен и нитрон - изкуствената вълна от полиакрилонитрил затваря списъка на синтетичните влакна, които съвременните хора използват за облекло и промишлени дейности. В първия случай тези влакна много често се комбинират с естествена целулоза или протеинови влакна ( памук, вълна, коприна). Епохално събитие в света на полимерите е откриването в средата на 50-те години на ХХ век и бързото промишлено развитие на катализаторите Ziegler-Natta, което доведе до появата на полимерни материали на базата на полиолефини и преди всичко на полипропилен и ниски -полиетилен под налягане (преди това, производството на полиетилен при налягане от около 1000 атм.), както и стереоправилни полимери, способни на кристализация. След това в масовото производство бяха въведени полиуретани - най-често срещаните уплътнители, лепила и порести меки материали (пяна гума), както и полисилоксани - органоелементни полимери, които имат по-висока топлоустойчивост и еластичност в сравнение с органичните полимери.

Полиетилен

Термопластичен полимер, бял. Полиетиленът е полимер на етилен (етен).

AT индустрияполучава се чрез полимеризация на етилен при високо налягане и ниско или средно налягане. Структурата и свойствата на полиетилена се определят от метода на неговото производство. Средното масово молекулно тегло на най-често срещаните марки е 30-800 хиляди; степента на кристалност и плътност при 20°C са съответно 50% и 0,918-0,930 g/cm3 за полиетилен с ниска плътност и 75-90% и 0,955-0,968 g/cm3 за полиетилен с висока плътност. С увеличаване на плътността, твърдостта, модулът на огъване, границата на провлачване и химическата устойчивост се увеличават. Полиетиленът съчетава висока якост на опън (10-45 MN/m2, или 100-450 kgf/cm2) с еластичност (относително удължение при скъсване 500-1000%). Има добри електроизолационни свойства (например тангенсът на диелектричните загуби е 2×10-4-4×10-4 при температури от -120 до 120°C и честота 10-50 kHz). Устойчив на алкали с всякаква концентрация, органични киселини, концентрирани солни и флуороводородни киселини; разрушава се от азотна киселина, хлор и флуор; над 80 С се разтваря в алифатни и ароматни въглеводороди и техните халогенни производни; относително устойчиви на радиоактивно излъчване; безвреден; работен температурен диапазон от -80 ё -120 до 60 ё 100 C.

Полиетиленът е един от най-евтините полимери, съчетаващ ценни свойства с възможността да се обработва по всички високопроизводителни методи, познати на термопластите. Следователно, в световното производство на полимеризация пластмасиполиетиленът заема първо място.

Полиетиленът се използва за производство на филми, тръби (включително за отпадни води и агресивни течности, главни тръбопроводи), профилирани търговски артикул, изолация за проводници и кабели, контейнери (бутилки, бидони, резервоари), галванични вани, санитарен фаянс, влакна и др., намиращи широко приложение в различни отрасли на техниката, селското стопанство и в бита. Най-разпространен е полиетиленът с ниска плътност. Продуктите от хлориране и хлорсулфониране на полиетилен също са от голямо техническо значение.

Особености

Специални механични свойства:

еластичност - способността за високи обратими деформации с относително малък товар (каучуци);
ниска чупливост на стъкловидни и кристални полимери (пластмаси, органично стъкло);
способността на макромолекулите да се ориентират под действието на насочено механично поле (използва се при производството на влакна и филми).

Характеристики на полимерни разтвори:

висок вискозитет на разтвора при ниска концентрация на полимера;
разтварянето на полимера става през етапа на набъбване.

Специални химични свойства:

способността драстично да променя своите физични и механични свойства под действието на малки количества реагент (вулканизация на каучук, дъбене на кожа и др.).

Класификация

Според химичния състав всички полимери се делят на органични, органоелемент, неорганичен.

органични полимери.
органоелементни полимери. Те съдържат неорганични атоми (Si, Ti, Al), комбинирани с органични радикали в основната верига от органични радикали. Те не съществуват в природата. Изкуствено получен представител са органосилициевите съединения.

Видове

синтетични полимери. Изкуствени полимерни материали

След войната се възобновява производството на полиамидни влакна и тъкани (капрон, найлон), започнали преди войната. През 50-те години. 20-ти век е разработено полиестерно влакно и е усвоено производството на тъкани на негова основа, наречени лавсан или полиетилен терефталат. Полипропиленът и нитронът - изкуствена вълна, изработена от полиакрилонитрил - затварят списъка със синтетични влакна, които съвременните хора използват за облекло и промишлени дейности. В първия случай тези влакна много често се комбинират с естествена целулоза или протеинови влакна (памук, вълна, коприна). Епохално събитие в света на полимерите е откриването в средата на 50-те години на ХХ век и бързото промишлено развитие на катализаторите Ziegler-Natta, което доведе до появата на полимерни материали на базата на полиолефини и преди всичко на полипропилен и ниски -полиетилен под налягане (преди това, производството на полиетилен при налягане от около 1000 atm.), както и стереоправилни полимери, способни на кристализация. След това в масовото производство бяха въведени полиуретани - най-често срещаните уплътнители, лепила и порести меки материали (пяна гума), както и полисилоксани - органоелементни полимери, които имат по-висока топлоустойчивост и еластичност в сравнение с органичните полимери.

Огнеупорни полимери

Нов обещаващ пълнител са слоестите алумосиликати, производството на които

Приложение

Полимерна наука

Подобна информация.

Естествени и синтетични високомолекулни съединения (полимери)

Високомолекулните съединения, или полимерите, са сложни вещества с голямо молекулно тегло (от порядъка на стотици, хиляди и милиони), чиито молекули са изградени от множество повтарящи се елементарни единици, образувани в резултат на взаимодействие и съчетаване с всяка други от същите или различни прости молекули - мономери.

Следните два процеса водят до образуването на високомолекулни съединения: а) реакция на полимеризация -процесът, в резултат на който молекулите на съединение с ниско молекулно тегло (мономер) се свързват една с друга с помощта на ковалентни връзки, образувайки ново вещество (полимер), чието молекулно тегло е цял брой пъти по-голямо от това на мономера; полимеризацията е характерна главно за съединения с множество (двойни или тройни) връзки; б) реакция на поликондензация -процесът на образуване на полимер от съединения с ниско молекулно тегло, съдържащи две или повече функционални групи, придружен от освобождаване на вещества като вода, амоняк, халогеноводород и др., дължащи се на тези групи; съставът на елементарната единица на полимера в този случай се различава от състава на изходния мономер.

Примери естествени макромолекулни съединениямогат да служат нишесте и целулоза, изградени от елементарни единици, които са монозахаридни (глюкозни) остатъци, както и протеини, чиито елементарни единици са аминокиселинни остатъци; това също включва естествен каучук (виж по-долу).

Придобиват все по-голямо значение синтетични високомолекулни съединенияили както се наричат по друг начин, синтетични полимери.Това са различни материали, обикновено синтезирани от налични и евтини суровини; на тяхна основа се получават пластмасови маси (пластмаси) - сложни състави, в които се въвеждат различни пълнители и добавки, които придават на полимерите необходимия набор от технически свойства, както и синтетични влакна (виж § 177).

Полимерите са ценни заместители на много естествени материали (метали, дърво, кожа, лепила и др.). Синтетичните влакна успешно заместват естествените - коприна, вълна, памук. В същото време е важно да се подчертае, че в редица свойства материалите на базата на синтетични полимери често превъзхождат естествените. Възможно е да се получат пластични маси, влакна и други съединения с набор от определени технически свойства. Това дава възможност да се решат много проблеми на съвременните технологии, които не могат да бъдат решени само с естествени материали.

полимеризационни смоли.Полимеризационните смоли включват полимери, получени чрез реакция на полимеризация на предимно етиленови въглеводороди или техни производни.

Полиетилен- е полимер, образуван по време на полимеризацията на етилен, например, когато се компресира до 150-250 MPa при 150-250 ° C ( полиетилен високо налягане)

или съкратено:

Реакцията на полимеризация е резултат от отварянето на двойни връзки в много молекули на ненаситено съединение (в този случай етилен) и последващото комбиниране на тези молекули една с друга в една гигантска макромолекула. Стойност Пизразява степен на полимеризация- показва броя на мономерните единици, образуващи макромолекула. Началото на полимеризацията на етилена се причинява от въвеждането на малко количество (0,05-0,1%) кислород.

Открити са катализатори, благодарение на които етиленът се полимеризира при ниско налягане. Например, в присъствието на триетил алуминий (C 2 H 5) 3 Al с добавяне на титанов (IV) хлорид TiCl 4 (катализатор на Циглер), полимеризацията протича при атмосферно налягане (оказва се полиетилен ниско налягане)",върху хромни оксиди (катализатор на Phillips), полимерът се образува при налягане до 10 MPa ( полиетилен средно налягане).

Полиетиленът е наситен въглеводород с молекулно тегло от 10 000 до 400 000. Той е безцветен полупрозрачен в тънки и бял в дебели слоеве, восъчен, но твърд материал с точка на топене 110-125 0 C. Има висока химическа устойчивост и вода устойчивост, ниска газопропускливост. Използва се като електроизолационен материал, както и за производство на филми, използвани като опаковъчен материал, за производство на леки нечупливи съдове, маркучи и тръбопроводи за химическата промишленост. Свойствата на полиетилена зависят от метода на неговото производство; например полиетиленът с високо налягане има по-ниска плътност и по-ниско молекулно тегло (10 000-45 000) от полиетилена с ниско налягане (молекулно тегло 70 000-400 000), което се отразява на техническите свойства. За контакт с хранителни продукти е разрешен само полиетилен с високо налягане, тъй като полиетиленът с ниско налягане може да съдържа остатъци от катализатор - съединения на тежки метали, които са вредни за човешкото здраве.

полипропилен -образува се от пропилен, хомологът на ненаситените етиленови въглеводороди след етилена:

Полимеризацията протича в присъствието на катализатори. В зависимост от условията на полимеризация се получава полипропилен, който се различава в структурата на макромолекулите и, следователно, в свойствата. На външен вид това е подобна на гума маса, повече или по-малко твърда и еластична. Различава се от полиетилена с по-висока точка на топене. Например полипропилен с молекулно тегло над 80 000 се топи при 174-175 0 С.

Полипропиленът се използва за електрическа изолация, производство на защитни филми, тръби, маркучи, зъбни колела, части за инструменти, както и високоякостни и химически устойчиви влакна. Последният се използва при производството на въжета, риболовни мрежи и др. Полипропиленовите фолиа са много по-прозрачни и по-здрави от полиетиленовите фолиа, хранителните продукти в полипропиленови опаковки могат да бъдат подложени на стерилизация, варене и нагряване.

полистирол -образувани по време на полимеризацията на стирен:

Може да се получи под формата на прозрачна стъкловидна маса. Използва се като органично стъкло, за производството на промишлени стоки (копчета, гребени и др.), като електрически изолатор.

PVC(поливинилхлорид) - получава се чрез полимеризация на винилхлорид:

Това е еластична маса, много устойчива на киселини и основи. Широко използван за облицовка на тръби и съдове в химическата промишленост. Използва се за изолиране на електрически проводници, изработка на изкуствена кожа, линолеум, водоустойчиви дъждобрани. Получава се хлориране на поливинилхлорид перхлор-винилна смола.

Политетрафлуоретилен- тетрафлуоретиленов полимер:

Политетрафлуоретиленът се предлага под формата на пластмаса, наречена тефлонили флуоропласт.Много устойчив на основи, концентрирани киселини и други реактиви. Превъзхожда златото и платината по химическа устойчивост. Негорим, има високи диелектрични свойства. Използва се в химическото инженерство, електротехниката.

Полиакрилатии полиакрилонитрил.Ненаситени полимери акрил CH 2 \u003d CH-COOH и метакрил CH 2 \u003d C (CH 3) -COOH киселини, особено техните метилови естери - метил акрилати метилметакрилат,както и нитрил на акрилова киселина(или акрилонитрил) CH 2 =CH-C=N, - производно на тази киселина, в което карбоксилната група -COOH е заменена с група -C=N. Структурата на най-важните от тези полимери се изразява с формулите:

Полиметилакрилатът и полиметилметакрилатът са твърди, безцветни, прозрачни, топло- и светлоустойчиви полимери, пропускащи ултравиолетови лъчи. Те правят листове издръжливи и леки органично стъкло,широко използвани за различни продукти. изработени от полиакрилонитрил нитрон(или орлон)- синтетични влакна, използвани за производство на трикотаж, тъкани (костюмни и технически).

каучуци- еластични материали, от които чрез специална обработка се получава каучук. В технологията гумите се правят от каучук за превозни средства, самолети, велосипеди; каучукът се използва за електрическа изолация, както и за производството на промишлени стоки и медицински изделия.

Естествен (естествен) каучук(HK) е ненаситен въглеводород с високо молекулно тегло, чиито молекули съдържат голям брой двойни връзки; неговият състав може да бъде изразен с формулата (C 5 H 8) w (където стойността Пварира от 1000 до 3000); това е полимер на изопрен:

Както се вижда от тази схема, по време на полимеризацията на изопрена и двете му двойни връзки се отварят и в елементарната единица на полимера се появява двойна връзка на ново място - между въглеродни атоми 2 и 3.

Естественият каучук се намира в млечния сок на каучукови растения, предимно тропически (например бразилското дърво Hevea). Още един натурален продукт гутаперча- също е полимер на изопрен, но с различна молекулна конфигурация.

Суровият каучук е лепкав, крехък и при леко понижаване на температурата става крехък. За да се даде на продуктите от каучук необходимата здравина и еластичност, гумата се подлага на вулканизация -в него се въвежда сяра и след това се нагрява. Вулканизираната гума се нарича каучук.

По време на вулканизацията сярата се свързва с двойните връзки на макромолекулите на каучука и ги "омрежва", образувайки дисулфидни "мостове".

В резултат на вулканизацията гумата губи своята пластичност и става еластична.

Според метода, предложен от S.V. Лебедев (1874-1934), изходният материал за производството на синтетичен каучук (СК) е ненаситеният въглеводород бутадиен или дивинил, който полимеризира като изопрен:

Според Лебедев оригиналният бутадиен се получава от етилов алкохол. Сега е разработен за получаването му от свързан с бутан петролен газ.

Понастоящем химическата промишленост произвежда много различни видове синтетичен каучук, които по някои свойства превъзхождат естествения каучук. В допълнение към полибутадиеновия каучук (SCR), широко използван съполимерни каучуци -продукти на съполимеризация ( съполимеризация) бутадиен с други ненаситени съединения, като стирен (CKC) или акрилонитрил (SKN):

В молекулите на тези каучуци бутадиеновите единици се редуват съответно със стиренови и акрилонитрилни единици.

Кондензационни смоли -те включват полимери, получени чрез реакцията на поликондензация.

Фенолформалдехидни смоли.Тези макромолекулни съединения се образуват в резултат на взаимодействието на фенол (C 6 H 5 OH) с формалдехид (CH 2 \u003d O) в присъствието на киселини (HC1 и др.) Или основи (NaOH, NH 4 OH) като катализатори. Образуването на фенолформалдехидни смоли става по схемата:

Процесът е придружен от отделяне на вода. Фенолформалдехидните смоли имат забележително свойство: при нагряване те първо омекват, а при по-нататъшно нагряване (особено в присъствието на подходящи катализатори) се втвърдяват. От тези смоли се приготвят ценни пластични маси - феноли:смолите се смесват с различни пълнители (дървесно брашно, нарязана хартия, азбест, графит и др.), С пластификатори, багрила и различни продукти се произвеждат от получената маса чрез горещо пресоване. През последните години фенол-формалдехидните смоли намериха нови области на приложение, например производството на строителни части от дървесни отпадъци, производството на черупкови форми в леярството.

полиестерни смоли.Пример за такива смоли е продуктът от поликондензация на двуосновна ароматна терефталова киселина с двувалентен алкохол етилен гликол:

Полиетилен терефталат- полимер, в молекулите на който групирането на естер се повтаря многократно. В Русия тази смола се произвежда под името лавсан(в чужбина - терилен, дакрон).От него се приготвя влакно, наподобяващо вълна, но много по-здраво, което дава незаличими тъкани. Лавсанът има висока устойчивост на топлина, влага и светлина, устойчив е на основи, киселини и окислители.

полиамидни смоли.Полимерите от този тип са синтетични аналози на протеини. В техните вериги има същите като в протеините, многократно повтарящи се амид-CO-NH- групи. Във веригите на протеиновите молекули те са разделени от връзка от един С-атом, в синтетичните полиамиди - от верига от четири или повече С-атома. Влакната, получени от синтетични смоли - найлон, енант и анид - в някои свойства значително превъзхождат естествената коприна. В текстилната промишленост от тях се произвеждат красиви издръжливи платове и плетива. В техниката се използват въжета от найлон или анид, въжета, които се характеризират с висока якост; тези полимери се използват и като основа на автомобилни гуми, за производство на мрежи и различни технически тъкани.

Капроне продукт на поликондензация на аминокапронова киселина:

Enant- поликондензат на аминоенантова киселина, съдържащ верига от седем въглеродни атома.

Анид (найлонили перлон) се получава чрез поликондензация на двуосновна адипинова киселина HOOC-(CH 2) 4 -COOH и хексаметилендиамин NH 2 -(CH 2) 6 -NH 2 . Структурата на анидната верига може да се изрази с формулата:

естествени и изкуствени влакна.Всички текстилни влакна, използвани за производството на различни видове прежди, се разделят на естествени и химически.

естествено- наричат влакната, образувани в растенията (памук, лен и други влакна, състоящи се от целулоза) или от секретите на живи организми (вълна, копринени нишки, отделени от копринената буба, състоящи се от протеини),

химически- наричат всички влакна, които се произвеждат изкуствено. Те от своя страна се подразделят на изкуствениполучени чрез химическа обработка на естествени вещества (главно целулоза) и синтетиченизработени от специално синтезирани химически материали (главно синтетични високополимери).

Изкуствените влакна включват вискоза, ацетат и медно-амониева коприна, получени чрез обработка на целулоза. Примери за синтетични влакна са влакната, обсъдени по-горе от полимери, получени чрез полимеризация (нитрон) или поликондензация (лавсан, капрон, енант, анид) на смоли.

Строителен портал. Усъвършенстваме уменията си

Това е изкуствен полимер. Естествени и синтетични полимери

Какво представляват строителните полимерни материали

Полимерни пластмасови материали и техните свойства

Синтетични полимерни материали и тяхното приложение

Характеристики на полимерните лепила

Естествени и синтетични високомолекулни съединения (полимери)