Polimerlar

Polipropilen molekulalarining zanjirlari.

Polimerlar(yunoncha pō- - ko'p; mĭros - qism) - kimyoviy yoki koordinatsion bog'lar orqali uzun makromolekulalar bilan bog'langan "monomer birliklar" deb ataladigan turli xil atomlar guruhining takroriy takrorlanishi natijasida olingan noorganik va organik, amorf va kristalli moddalar. Polimer yuqori molekulyar og'irlikdagi birikma: polimerdagi monomerik birliklar soni (polimerlanish darajasi) etarlicha katta bo'lishi kerak. Ko'p hollarda molekulalarni polimer deb tasniflash uchun birliklar soni etarli deb hisoblanishi mumkin, agar keyingi monomer birligi qo'shilganda molekulyar xususiyatlar o'zgarmasa. Qoida tariqasida, polimerlar molekulyar og'irligi bir necha mingdan bir necha milliongacha bo'lgan moddalardir.

Agar makromolekulalar orasidagi bog`lanish kuchsiz Van-der-Vaals kuchlari yordamida amalga oshirilsa, ular termoplastiklar, kimyoviy bog`lar yordamida esa termoplastiklar deyiladi. Chiziqli polimerlarga, masalan, tsellyuloza kiradi; tarmoqlangan polimerlar, masalan, amilopektin, murakkab fazoviy uch o'lchovli tuzilishga ega polimerlarga ega.

Polimerning tuzilishida monomerik bog'lanishni ajratib ko'rsatish mumkin - bir nechta atomlarni o'z ichiga olgan takrorlanuvchi struktura fragmenti. Polimerlar bir xil tuzilishdagi ko'p sonli takrorlanuvchi guruhlardan (birliklardan) iborat, masalan, polivinilxlorid (-CH 2 -CHCl-) n, tabiiy kauchuk va boshqalar. Molekulalarida bir necha turdagi takrorlanuvchi guruhlar mavjud bo'lgan yuqori molekulyar birikmalar. sopolimerlar yoki geteropolimerlar deb ataladi.

Polimer polimerlanish yoki polikondensatsiya reaksiyalari natijasida monomerlardan hosil bo'ladi. Polimerlarga ko'plab tabiiy birikmalar kiradi: oqsillar, nuklein kislotalar, polisaxaridlar, kauchuk va boshqa organik moddalar. Ko'pgina hollarda, kontseptsiya organik birikmalarga tegishli, ammo juda ko'p noorganik polimerlar mavjud. Polimerizatsiya, polikondensatsiya va kimyoviy transformatsiyalar yo'li bilan tabiiy kelib chiqadigan elementlarning eng oddiy birikmalari asosida sintetik yo'l bilan ko'p miqdordagi polimerlar olinadi. Polimerlarning nomlari prefiksli monomer nomidan hosil bo'ladi ko'p: poli etilen, poli propilen, poli vinil asetat va boshqalar.



Xususiyatlari

Maxsus mexanik xususiyatlar:

  • elastiklik - nisbatan kichik yuk (kauchuklar) bilan yuqori qaytariladigan deformatsiyalar qobiliyati;
  • shishasimon va kristalli polimerlarning past mo'rtligi (plastmassalar, organik shisha);
  • makromolekulalarning yo'naltirilgan mexanik maydon ta'sirida orientatsiya qilish qobiliyati (tolalar va plyonkalar ishlab chiqarishda ishlatiladi).

Polimer eritmalarining xususiyatlari:

  • past polimer konsentratsiyasida yuqori eritma viskozitesi;
  • polimerning erishi shishish bosqichi orqali sodir bo'ladi.

Maxsus kimyoviy xususiyatlar:

  • oz miqdordagi reagent (rezina vulkanizatsiya, terini ko'nlash va boshqalar) ta'sirida uning fizik-mexanik xususiyatlarini keskin o'zgartirish qobiliyati.

Polimerlarning maxsus xossalari ularning katta molekulyar og‘irligi bilangina emas, balki makromolekulalar zanjirli tuzilishga ega va egiluvchanligi bilan ham izohlanadi.

Tasniflash

Kimyoviy tarkibiga ko'ra, barcha polimerlar quyidagilarga bo'linadi organik, organoelement, noorganik.

  • organik polimerlar.
  • organoelement polimerlari. Ularda organik radikallarning asosiy zanjirida organik radikallar bilan birlashgan noorganik atomlar (Si, Ti, Al) mavjud. Ular tabiatda mavjud emas. Sun'iy ravishda olingan vakil organosilikon birikmalaridir.

Shuni ta'kidlash kerakki, polimerlarning turli guruhlari kombinatsiyasi ko'pincha texnik materiallarda qo'llaniladi. Bu kompozitsion materiallar (masalan, shisha tolali shisha).

Makromolekulalar shakliga ko'ra polimerlar chiziqli, shoxlangan (maxsus holat - yulduzsimon), lentali, tekis, taroqsimon, polimer tarmoqlari va boshqalarga bo'linadi.

Polimerlar qutblanishga ko'ra tasniflanadi (turli suyuqliklarda eruvchanligiga ta'sir qiladi). Polimer birliklarining qutbliligi ularning tarkibidagi dipollar - musbat va manfiy zaryadlarning uzilgan taqsimotiga ega molekulalar mavjudligi bilan belgilanadi. Nopolar bog'lanishlarda atomlar bog'lanishlarining dipol momentlari o'zaro kompensatsiyalanadi. Birliklari sezilarli qutbga ega bo'lgan polimerlar deyiladi gidrofil yoki qutbli. Polar bo'lmagan birliklarga ega polimerlar - qutbsiz, hidrofobik. Polar va qutbsiz birliklarni o'z ichiga olgan polimerlar deyiladi amfifil. Har bir bo'g'ini qutbli va qutbsiz katta guruhlarni o'z ichiga olgan gomopolimerlarni chaqirish taklif etiladi. amfifil gomopolimerlar.

Isitishga nisbatan polimerlar quyidagilarga bo'linadi termoplastik va termoset. termoplastik polimerlar (polietilen, polipropilen, polistirol) qizdirilganda yumshaydi, hatto eriydi va sovutilganda qattiqlashadi. Bu jarayon teskari. termoset Polimerlar qizdirilganda erimasdan qaytarilmas kimyoviy degradatsiyaga uchraydi. Termoset polimerlarning molekulalari zanjirli polimer molekulalarini o'zaro bog'lash (masalan, vulkanizatsiya) natijasida olingan chiziqli bo'lmagan tuzilishga ega. Termoset polimerlarning elastik xossalari termoplastiklarga nisbatan yuqoriroq, ammo termoset polimerlari amalda oqmaydi, buning natijasida ular kamroq sinish kuchlanishiga ega.

Tabiiy organik polimerlar o'simlik va hayvon organizmlarida hosil bo'ladi. Ularning eng muhimi polisaxaridlar, oqsillar va nuklein kislotalar bo'lib, ular asosan o'simlik va hayvonlarning tanasidan iborat bo'lib, Yerdagi hayotning o'zini ta'minlaydi. Yerda hayotning paydo boʻlishining hal qiluvchi bosqichi oddiy organik molekulalardan murakkabroq, yuqori molekulyar molekulalarning hosil boʻlishi boʻlgan, deb hisoblashadi (qarang Kimyoviy evolyutsiya ).

Turlari

sintetik polimerlar. Sun'iy polimer materiallar

Inson o'z hayotida uzoq vaqt davomida tabiiy polimer materiallardan foydalangan. Bular kiyim-kechak ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan charm, mo'yna, jun, shoyi, paxta va boshqalar, tegishli ishlov berish natijasida qurilish materiallari sifatida keng qo'llaniladigan uch o'lchamli polimer jismlarni hosil qiluvchi turli xil bog'lovchilar (tsement, ohak, gil). Biroq, zanjirli polimerlarni sanoat ishlab chiqarish 20-asrning boshlarida boshlangan, garchi buning uchun zarur shart-sharoitlar avvalroq paydo bo'lgan.

Deyarli darhol polimerlarni sanoat ishlab chiqarish ikki yo'nalishda - tabiiy organik polimerlarni sun'iy polimer materiallarga qayta ishlash va past molekulyar og'irlikdagi organik birikmalardan sintetik polimerlarni olish orqali rivojlandi.

Birinchi holda, katta quvvatli ishlab chiqarish tsellyulozaga asoslangan. Jismoniy jihatdan o'zgartirilgan tsellyulozadan birinchi polimerik material - tsellyuloid - 20-asr boshlarida olingan. Tsellyuloza efirlari va efirlarini keng miqyosda ishlab chiqarish Ikkinchi jahon urushidan oldin va keyin tashkil etilgan va hozirgi kungacha davom etmoqda. Ularning asosida plyonkalar, tolalar, bo'yoqlar va laklar va quyuqlashtiruvchi moddalar ishlab chiqariladi. Shuni ta'kidlash kerakki, kino va fotografiyaning rivojlanishi faqat nitroselülozning shaffof plyonkasi paydo bo'lishi tufayli mumkin edi.

Sintetik polimerlarni ishlab chiqarish 1906 yilda, L.Baekeland bakelit smolasi deb ataluvchi - fenol va formaldegidning kondensatsiyasi mahsuloti bo‘lgan, qizdirilganda uch o‘lchamli polimerga aylanadigan mahsulotga patent olgandan so‘ng boshlangan. U o'nlab yillar davomida elektr asboblar qutilari, batareyalar, televizorlar, rozetkalar va boshqalarda qo'llanilgan va hozirda ko'proq bog'lovchi va yopishtiruvchi sifatida ishlatiladi.

Genri Fordning sa'y-harakatlari tufayli, Birinchi jahon urushidan oldin, avtomobilsozlik sanoatining jadal rivojlanishi dastlab tabiiy, keyin esa sintetik kauchukga asoslangan edi. Ikkinchisini ishlab chiqarish Ikkinchi Jahon urushi arafasida Sovet Ittifoqi, Angliya, Germaniya va AQShda o'zlashtirildi. Xuddi shu yillarda mukammal elektr izolyatsiyalovchi materiallar bo'lgan polistirol va polivinilxloridni sanoat ishlab chiqarish o'zlashtirildi, shuningdek, polimetilmetakrilat - "plexiglass" deb nomlangan organik shishasiz urush yillarida ommaviy samolyotlar qurish mumkin emas edi.

Urushdan keyin poliamid tolasi va urushdan oldin boshlangan gazlamalar (kapron, neylon) ishlab chiqarish qayta tiklandi. 50-yillarda. 20-asr poliester tolasi o'zlashtirildi va uning asosida lavsan yoki polietilentereftalat deb ataladigan matolar ishlab chiqarish o'zlashtirildi. Polipropilen va nitron - poliakrilonitrildan tayyorlangan sun'iy jun - zamonaviy odamlar kiyim-kechak va sanoat faoliyati uchun foydalanadigan sintetik tolalar ro'yxatini yoping. Birinchi holda, bu tolalar juda tez-tez tabiiy tsellyuloza yoki oqsil tolalari (paxta, jun, ipak) bilan birlashtiriladi. XX asrning 50-yillari o'rtalarida kashf qilinishi va Ziegler-Natta katalizatorlarining jadal sanoat rivojlanishi polimerlar olamidagi eng muhim voqea bo'lib, bu poliolefinlar va birinchi navbatda, polipropilen va past polimerlar asosidagi polimer materiallarning paydo bo'lishiga olib keldi. -bosimli polietilen (bundan oldin, taxminan 1000 atm bosimda polietilen ishlab chiqarish), shuningdek, kristallanishga qodir stereoregular polimerlar. Keyin ommaviy ishlab chiqarishga poliuretanlar kiritildi - eng keng tarqalgan plomba moddalari, yopishtiruvchi va g'ovakli yumshoq materiallar (ko'pikli kauchuk), shuningdek polisiloksanlar - organik polimerlarga nisbatan yuqori issiqlikka chidamlilik va elastiklikka ega organoelement polimerlari.

Ro'yxat 60-70-yillarda sintez qilingan noyob polimerlar tomonidan yopiladi. 20-asr Bularga aromatik poliamidlar, polimidlar, poliesterlar, poliester ketonlar va boshqalar kiradi; bu polimerlarning ajralmas atributi aromatik tsikllar va (yoki) aromatik kondensatsiyalangan tuzilmalarning mavjudligi. Ular kuch va issiqlikka chidamlilikning ajoyib qiymatlari kombinatsiyasi bilan ajralib turadi.

O'tga chidamli polimerlar

Poliuretanlar, poliesterlar va epoksi qatronlar kabi ko'plab polimerlar yonib ketishga moyildir, bu amalda ko'pincha qabul qilinishi mumkin emas. Buning oldini olish uchun turli qo'shimchalar qo'llaniladi yoki halogenli polimerlar qo'llaniladi. Galogenlangan to'yinmagan polimerlar xlorlangan yoki bromlangan monomerlarni, masalan, geksakislota (HCEMTFA), dibromoneopentil glikol yoki tetrabromoftalik kislotani kondensatsiyaga kiritish orqali sintezlanadi. Bunday polimerlarning asosiy kamchiliklari shundaki, ular yondirilganda ular yaqin atrofdagi elektronikaga zararli ta'sir ko'rsatadigan korroziyaga olib keladigan gazlarni chiqarishga qodir. Ekologik xavfsizlikning yuqori talablarini hisobga olgan holda, halogensiz komponentlarga alohida e'tibor beriladi: fosfor birikmalari va metall gidroksidlari.

Alyuminiy gidroksidning ta'siri yuqori harorat ta'sirida suvning ajralib chiqishiga asoslanadi, bu esa yonishning oldini oladi. Effektga erishish uchun ko'p miqdorda alyuminiy gidroksidni qo'shish kerak: to'yinmagan poliester qatronlarining bir qismiga og'irligi bo'yicha 4 qism.

Ammoniy pirofosfat boshqa printsip asosida ishlaydi: u ko'mirni keltirib chiqaradi, bu pirofosfatlarning shishasimon qatlami bilan birgalikda plastmassani kisloroddan izolyatsiya qiladi va olov tarqalishini inhibe qiladi.

Yangi istiqbolli plomba moddasi qatlamli aluminosilikatlar bo'lib, uning ishlab chiqarilishi Rossiyada yaratilmoqda.

Ilova

Oʻzining qimmatli xossalariga koʻra polimerlar mashinasozlikda, toʻqimachilik sanoatida, qishloq va tibbiyotda, avtomobil va kemasozlikda, samolyotsozlikda, kundalik hayotda (toʻqimachilik va charm buyumlar, idish-tovoqlar, elim va laklar, zargarlik buyumlari va boshqa buyumlar) foydalaniladi. Makromolekulyar birikmalar asosida kauchuk, tolalar, plastmassalar, plyonkalar va bo'yoq qoplamalari ishlab chiqariladi. Tirik organizmlarning barcha to'qimalari makromolekulyar birikmalardir.

Polimershunoslik

Polimerlar fani mustaqil bilim sohasi sifatida Ikkinchi jahon urushi boshlariga kelib rivojlana boshladi va 50-yillarda yaxlit holda shakllandi. Texnik taraqqiyot va biologik ob'ektlarning hayotiy faoliyati rivojlanishida polimerlarning roli amalga oshirilgan XX asr. U fizika, fizik, kolloid va organik kimyo bilan chambarchas bog'liq bo'lib, o'rganish ob'ektlari biopolimerlar bo'lgan zamonaviy molekulyar biologiyaning asosiy asoslaridan biri sifatida qaralishi mumkin.

Polimerizatsiya va polikondensatsiya

Monomerdan polimer hosil qilish reaksiyasiga polimerlanish deyiladi. Polimerlanish jarayonida modda gaz yoki suyuq holatdan juda qalin suyuqlik yoki qattiq holatga o'tishi mumkin. Polimerizatsiya reaktsiyasi har qanday past molekulyar og'irlikdagi qo'shimcha mahsulotlarni yo'q qilish bilan birga kelmaydi. Polimerlanish jarayonida polimer va monomer bir xil elementar tarkibi bilan tavsiflanadi.

Qo'sh bog'li birikmalarning polimerizatsiyasi, qoida tariqasida, zanjir mexanizmiga muvofiq davom etadi. Zanjirli reaktsiyani boshlash uchun faol zarralar boshlang'ich inert massada paydo bo'lishi kerak. Zanjirli reaksiyalarda bitta zarracha reaksiyada minglab faol bo'lmagan molekulalarni o'z ichiga oladi va uzun zanjir hosil qiladi. Asosiy faol markazlar erkin radikallar va ionlardir.

Radikallar molekulaning elektron jufti uzilganda hosil boʻladigan va juftlanmagan elektronni oʻz ichiga olgan qismlari (masalan, metil CH 3 -, fenil C 6 H 6 -, etil guruhi C 2 H 5 - va boshqalar). Dastlabki radikallar va ionlarning hosil bo'lishi issiqlik, yorug'lik, turli ionlashtiruvchi nurlanishlar, maxsus kiritilgan katalizatorlar ta'sirida sodir bo'lishi mumkin.

Polimerlanish reaktsiyasiga qo'shimcha ravishda, polimerlarni polikondensatsiya yo'li bilan olish mumkin - bu polimer atomlari qayta joylanadigan va reaktsiya sferasidan suv yoki boshqa past molekulyar og'irlikdagi moddalar ajralib chiqadigan reaktsiya.

Polimerlarning xarakteristikalari

Polimerlarning eng muhim xarakteristikalari kimyoviy tarkibi, molekulyar ogʻirligi MM va MWD ning molekulyar ogʻirligi taqsimoti, makromolekulalarning tarmoqlanish darajasi va egiluvchanligi, stereoregularity (qarang Stereoregulyar polimerlar) va boshqalar Polimerlarning xossalari sezilarli darajada shu belgilarga bogʻliq.

Makromolekulada kimyoviy birliklar soni uning uzunligini belgilaydi va polimerlanish darajasi n deb ataladi. Masalan, polietilen molekulasi (-CH 2 -CH 2 -) n etilen CH 2 \u003d CH 2 ning n kimyoviy birligidan iborat. Kimyoviy birlikning molekulyar og'irligi M va polimerlanish darajasining mahsuloti makromolekulaning MM molekulyar og'irligi hisoblanadi. M va n qiymatlariga qarab, polimerlarning molekulyar og'irligi 3 dan juda keng diapazonda o'zgarishi mumkin. 10 2 dan 2 gacha. 106 birlik.

Bitta va bir xil polimer makromolekulyarlarining molekulyar og'irligiga qarab, shartli ravishda quyidagilar ajralib turadi:

Monomer - past molekulyar og'irlikdagi boshlang'ich mahsulot;

Oligomerlar - MM li polimerlar< 540, представляют собой низкомолекулярный продукт полимеризации или поликонденсации. Свойства олигомеров существенно зависят от молекулярной массы и, следовательно, от степени полимеризации.

Polimerlarning molekulyar og'irligi 5 ga teng. 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.

Ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polimerlar MM > 5 ga ega. 10 5 .

Molekulyar daraja makromolekulalarning kimyoviy tuzilishini tavsiflaydi, bu odatda monomer birliklarining kimyoviy tabiati va intermonomer bog'lanish turlari bilan belgilanadi.

Oddiy moddalardan farqli o'laroq, polimer molekulyar og'irligi turlicha bo'lgan ko'plab makromolekulalardan iborat. Shuning uchun polimerlar o'rtacha MVt qiymati bilan tavsiflanadi. Ya'ni, polimer polimolekulyardir. Shu munosabat bilan polimerlarning fizik-kimyoviy xossalarini tavsiflashda ularning molekulyar og'irligining qiymati nisbatan keng diapazonda beriladi. Shunday qilib, masalan, past zichlikdagi polietilen uchun (1,9-4,8) qiymatlari berilgan. 10 4 . Molekulyar og'irlik taqsimoti (MWD) polimerning zanjir o'lchami bo'yicha heterojenligini va shuning uchun uni tashkil etuvchi makromolekulalarning molekulyar og'irligini aks ettiradi. MWD birlikka qanchalik yaqin bo'lsa, polimer molekulalarining o'lchamlari shunchalik bir xil bo'ladi.

Polimerlarning asosiy fizik ko'rsatkichlari (kuch, issiqlik o'tkazuvchanligi, dilatometrik xarakteristikalar, xarakterli haroratlar) amalda molekulyar og'irlikdan mustaqildir. Polimerlarning molekulyar og'irligi ularning eritmalarining reologik parametrlariga, issiqlik deformatsiyasiga va bir qator operatsion xususiyatlariga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, bu polimerlarni olish usuliga, ya'ni ularni sintez qilish uskunasi va texnologiyasiga sezilarli darajada bog'liq.

Makromolekulalar tuzilishiga ko'ra chiziqli, sxematik belgilangan -A-A-A-A-A-, (masalan, tabiiy kauchuk) ga bo'linadi; tarvaqaylab ketgan, lateral shoxlari bor (masalan, amilopektin); va agar qo'shni makromolekulalar o'zaro bog'langan bo'lsa, retikulyar yoki o'zaro bog'langan (masalan, qattiqlashtirilgan epoksi qatronlar). Yuqori darajada o'zaro bog'langan polimerlar erimaydi, erimaydi va yuqori elastik deformatsiyalarga qodir emas.

Chiziqli polimerlar o'ziga xos fizik-kimyoviy va mexanik xususiyatlar to'plamiga ega. Bu xossalarning eng muhimlari quyidagilardir: yuqori mustahkamlikdagi anizotropik yuqori orientatsiyalangan tolalar va plyonkalar hosil qilish qobiliyati, katta, uzoq muddatli rivojlanuvchi qaytar deformatsiyalar hosil qilish qobiliyati, erishdan oldin yuqori elastik holatda shishish qobiliyati; yuqori viskoziteli eritmalar. Bu xossalar to‘plami makromolekulalarning yuqori molekulyar og‘irligi, zanjir tuzilishi va egiluvchanligi bilan bog‘liq.

Molekulalari bir xil monomer birliklaridan tashkil topgan polimerlar gomopolimerlar deyiladi, masalan, polivinilxlorid, polikaproamid, tsellyuloza. Makromolekulalari bir necha turdagi monomer birliklarini o'z ichiga olgan polimerlarga sopolimerlar deyiladi. Har bir turdagi bog'lanishlar makromolekulada bir-birini almashtiradigan etarlicha uzun uzluksiz ketma-ketliklarni hosil qiladigan sopolimerlar blok-sopolimerlar deb ataladi. Bir kimyoviy tuzilishdagi makromolekulaning ichki (terminal bo'lmagan) bo'g'inlariga boshqa strukturaning bir yoki bir nechta zanjirlari biriktirilishi mumkin. Bog'lanishning har bir yoki bir nechta stereoizomerlari bir makromolekulada bir-birini almashtiradigan etarlicha uzun uzluksiz ketma-ketliklarni hosil qiladigan polimerlar stereoblokli sopolimerlar deb ataladi.

Polimer makromolekulalarining fizik tashkil etilishi polimerlarning dominant xususiyatlarini, ya'ni termoplastiklik va termosetlanishni belgilovchi eng muhim tushunchalarni tashkil qiladi.

Chiziqli va tarmoqlangan polimerlar termoplastik polimerlar yoki termoplastiklar sinfini, fazoviy polimerlar esa termoset polimerlar yoki termoplastiklar sinfini tashkil qiladi.

Adabiyot

  • Polimerlar ensiklopediyasi, 1-3-jild, ch. ed. V. A. Kargin, M., 1972 - 77;
  • Maxlis F. A., Fedyukin D. L., Kauchuk bo'yicha terminologik ma'lumotnoma, M., 1989;
  • Krivoshey V.N., Polimer materiallardan tayyorlangan qadoqlash, M., 1990;
  • Sheftel V. O., Plastmassadagi zararli moddalar, M., 1991;

Muqaddima

Barcha turdagi polimer materiallarga har bir molekulasi ketma-ket bog'langan o'nlab yoki yuz minglab bir xil atom guruhlari zanjiri bo'lgan va bir xil atomlar guruhi ritmik ravishda ko'p marta takrorlanadigan moddalardir.

Tarkib

Asosiy polimerik materiallar qatronlar va plastmassalardir. Termoplastik polimer yoki termosetting material ekanligiga qarab, material qayta-qayta yumshashi va qotib qolishi yoki bir marta qizdirilganda qattiq holatga aylanishi va erish qobiliyatini doimiy ravishda yo'qotishi mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan zamonaviy polimerik materiallar dispersiya, lateks va yopishtiruvchi moddalardir.

Qurilish polimer materiallari nima

Polimer materiallar nima va ular qurilishda qanday ishlatiladi? Barcha turdagi polimer materiallarga har bir molekulasi ketma-ket bog'langan o'nlab yoki yuz minglab bir xil atom guruhlari zanjiri bo'lgan va bir xil atomlar guruhi ritmik ravishda ko'p marta takrorlanadigan moddalardir.

Polimer materiallarning asosiy turlari termoplastik va termosettingga bo'linadi. Termoplastik polimerlar harorat o'zgarishi bilan qayta-qayta yumshay oladi va qattiqlashadi, shuningdek, organik erituvchilarda osongina shishadi va eriydi. Bularga polistirol, polietilen va polivinilxlorid (polivinilxlorid) qatronlari va plastmassalar kiradi.

Termosetlanadigan polimer materiallarning asosiy xususiyati qizdirilganda erimaydigan qattiq holatga o'tish va erish qobiliyatini qaytarib bo'lmaydigan yo'qotishdir. Bunday polimerlarga fenol-formaldegid va karbamid-formaldegid, poliester va epoksi qatronlar kiradi.

Issiqlik, yorug'lik va havo kislorodi ta'sirida qurilishda polimerik materiallarning ma'lum turlari vaqt o'tishi bilan o'z xususiyatlarini o'zgartiradi: ular egiluvchanligini, elastikligini yo'qotadi, boshqacha aytganda, ular qariydi.

Zamonaviy qurilish polimer materiallarining qarishini oldini olish uchun qo'rg'oshin, bariy, kadmiy va boshqalarning turli organometalik birikmalari bo'lgan maxsus stabilizatorlar (qarishga qarshi vositalar) qo'llaniladi, masalan, tinuvin P stabilizator sifatida ishlatiladi.

Polimer materiallar nima va ularning asosiy xususiyatlari qanday, siz ushbu sahifada bilib olasiz.

Polimer plastik materiallar va ularning xossalari

Polimer materiallarning asosiy turlaridan biri plastmassalardir. Ular sintetik yoki tabiiy qatronli yuqori molekulyar moddalarga asoslangan organik materiallar guruhi bo'lib, ular issiqlik va bosim ostida shakllanishga qodir, ularga berilgan shaklni barqaror saqlaydi.

Polimerik plastmassa materiallari yaxshi issiqlik va elektr izolyatsiyasi xususiyatlariga, korroziyaga chidamliligiga va chidamliligiga ega. Plastmassalarning o'rtacha zichligi 15-2200 kg / m3; bosim kuchi - 120-160 MPa. Plastmassalar yaxshi elektr va issiqlik izolyatsiyasi xususiyatlariga, korroziyaga chidamliligiga va chidamliligiga ega. Ulardan ba'zilari shaffof va yuqori darajada yopishqoq bo'lib, yupqa plyonkalar va himoya qoplamalar hosil qiladi. Xususiyatlariga ko'ra, bu polimer materiallar qurilishda, asosan, bog'lovchi, metallar va tosh materiallar bilan birgalikda keng qo'llaniladi.

Plastmassalar biriktiruvchi - polimer, plomba, plastifikator va qattiqlashuv tezlatgichidan iborat. Rangli plastmassalarni ishlab chiqarishda mineral bo'yoqlar ham qo'llaniladi.

Ushbu turdagi polimer materiallarni ishlab chiqarishda plomba sifatida organik va mineral kukunlar, asbest, yog'och va shisha tolalar, qog'oz, shisha va paxta matolari, yog'och qoplamasi, asbest karton va boshqalar ishlatiladi. material, shuningdek, plastmassaning individual xususiyatlarini yaxshilash : qattiqlik, kuch, kislota qarshiligi va issiqlikka chidamliligini oshirish. Ular kimyoviy jihatdan inert, uchuvchi va toksik bo'lmagan bo'lishi kerak. Plastmassalarni ishlab chiqarishda plastifikatorlar sink kislotasi, alyuminiy stearati va boshqalar bo'lib, ular materialga ko'proq plastiklikni beradi. Plastmassalarda qattiqlashuvni tezlashtirish uchun katalizatorlar (tezlatgichlar) ishlatiladi. Katalizatorga fenol-formaldegid polimerini davolash uchun ishlatiladigan ohak yoki urotropin misol bo'ladi.

Sintetik polimer materiallar va ulardan foydalanish

Ishlab chiqarish usuliga ko'ra sintetik polimer materiallar ikki sinfga bo'linadi: A sinf - zanjirli polimerizatsiya natijasida olingan polimerlar; B sinf - polikondensatsiya va bosqichma-bosqich polimerizatsiya natijasida olingan polimerlar.

Polimerizatsiya jarayoni bir xil va turli molekulalarning birikmasidir. Polimerizatsiya jarayonida qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'lmaydi.

Polikondensatsiya jarayoni past molekulyar og'irlikdagi moddalarning ko'p sonli bir xil va turli xil polireaktiv molekulalarining kombinatsiyasi bo'lib, natijada yuqori molekulyar og'irlikdagi modda hosil bo'ladi. Polikondensatsiya jarayonida suv, vodorod xlorid, ammiak va boshqa moddalar ajralib chiqadi.

Silikon qatronlar makromolekulyar birikmalarning maxsus guruhidir. Ushbu polimer qurilish materiallarining o'ziga xos xususiyati shundaki, ular organik va noorganik moddalarning xususiyatlariga ega.

Ushbu polimerik materiallarning fizik-mexanik xususiyatlari an'anaviy qatronlar bilan solishtirganda haroratning o'zgarishiga deyarli bog'liq emas, bundan tashqari ular yuqori hidrofobiklik va issiqlikka chidamlilikka ega. Silikon qatronlar yuqori haroratga (400-500 ° S) chidamli turli xil mahsulotlarni olish uchun ishlatiladi.

Ushbu sintetik polimer materiallarni qo'llashning asosiy sohasi ularning chidamliligini oshirish uchun beton va ohaklarni ishlab chiqarishdir. Ular tabiiy va sun'iy tosh materiallarga (beton, ohaktosh, travertin, marmar va boshqalar) himoya qoplamalari sifatida ham qo'llaniladi. Emprenye 6-10 yil davomida himoya ta'siriga ega, undan keyin uni yangilash kerak.

Tabiiy toshdan yasalgan buyumlar va boshqa qurilish tuzilmalarining sirtlarini singdirish uchun ishlatishdan oldin organik erituvchilar bilan eritilgan gidrofobizatorli kremniyli suyuqliklar (GCL), shuningdek ishlatishdan oldin suv bilan aralashtirilgan 50% suvli emulsiya (sutli oq) ishlatiladi. 1:10 nisbatda.

Polivinilatsetat dispersiyasi (PVA) vinil asetatning suvli muhitda inisiator va himoya kolloid ishtirokida polimerizatsiyasi mahsulotidir. Bu oq rangdagi yopishqoq suyuqlik, bir hil, qichqiriqlarsiz va begona qo'shimchalarsiz.

PVA, yopishqoqlikka qarab, uchta navda ishlab chiqariladi: H - past yopishqoqlik, C - o'rta yopishqoqlik, B - yuqori viskozite. U qoplama ishlarida qo'llaniladigan polimer tsement ohaklari, mastikalar, pastalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Sintetik lateks SKS-65GP- emulsifikator nekal va natriyli sovun sifatida sintetik yog 'kislotalari yordamida suvli emulsiyada 35:65 nisbatda (og'irlik bo'yicha) butadienni stirol bilan birgalikda polimerizatsiya qilish mahsuloti. Lateks SKS-65GP polimer beton, emulsiya bo'yoqlari, mastikalar va qoplama ishlarida ishlatiladigan pastalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Lateks turli xil qoplamalarni qo'llashda ham qo'llaniladi.

Ushbu polimer qurilish materiali lateks SKS-65GP ning fizik va kimyoviy xususiyatlari:

  • quruq moddalar miqdori, %, 47 dan kam emas;
  • polimerlanmagan stirolning tarkibi, %, 0,08 dan ko'p bo'lmagan;
  • vodorod ionlarining konsentratsiyasi (pH), kamida 11;
  • sirt tarangligi, dyne / sm2, 40 dan ortiq emas;
  • yopishqoqlik, s - 11-15;
  • kul miqdori, %, 1,5 dan ortiq emas.

Sintetik lateks SKS-ZOSHR butadienni stirol bilan suvli emulsiyadagi qo'shma polimerizatsiya mahsuloti bo'lib, qoplama ishlarida bog'lovchi yoki yopishtiruvchi material sifatida ishlatiladi.

SKS-ZOSHR lateksning fizik va kimyoviy xossalari:

  • quruq moddalar miqdori, %, 33 dan kam emas;
  • jelatinlanish harorati, °S, 14 dan yuqori emas;
  • erkin gidroksidi miqdori, %, 0,15 dan oshmasligi kerak.

Polimer yopishtiruvchi moddalarning xususiyatlari

Polimer yopishtiruvchi moddalar suyuqliklar, kukunlar va plyonkalar shaklida ishlab chiqariladi.

Suyuq yopishtiruvchi moddalar ikki xil bo'ladi. Birinchi turdagi yopishtiruvchi kompozitsiyalar organik uchuvchi erituvchida (spirtli ichimliklar yoki aseton) eritilgan kauchuklar, qatronlar yoki tsellyuloza hosilalaridir. Erituvchi bug'langandan so'ng, qattiq yopishtiruvchi birikma hosil bo'ladi. Ikkinchi turdagi yopishtiruvchi kompozitsiyalar yopishtiruvchi moddalar uchun maxsus tayyorlangan qatronlarning suvli eritmalaridir. Bunday echimlar, to'g'ri saqlanganda, bir necha oy davomida qalinlashmaydi. Suyuq yopishtiruvchi moddalar 40-70% qattiq yopishtiruvchi moddalarni o'z ichiga oladi.

Suyuq yopishtiruvchi moddalardan eng keng tarqalganlari melamin-formaldegid, fenol-formaldegid, karbamid-formaldegid, kauchuk, epoksi, polivinilatsetat va silikonlar qo'shilgan yopishtiruvchi moddalardir.

CMC elim (karboksimetil tsellyulozaning natriy tuzi) mastikalar va eritmalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Karbinol elim (vinilatsetilen karbolin)- Bu ochiq to'q sariq rangli yopishqoq shaffof suyuqlik bo'lib, yuqori yopishtiruvchi quvvatga ega. Shuning uchun u universal deb ataladi. Turli materiallarni, hatto beton, tosh, metall, yog'ochni ham yopishtirishga qodir. Qattiqlashtirilgan karbinol yopishtiruvchi moylar, kislotalar, gidroksidi, benzin, aseton va suvga chidamli.

Karbinol elimining qattiqlashishini tezlashtirish uchun katalizator sifatida konsentrlangan nitrat kislota yoki benzoil peroksid ishlatiladi. Ikkinchisi portlovchi kukundir, shuning uchun uni olovdan uzoqroq joyda saqlash kerak.

Karbinol elim ikki tarkibli karbinol siropi (100 m.soat) asosida ishlab chiqariladi: 1-da benzoil peroksid (1-3 g.s.) qattiqlashtiruvchi sifatida, 2-da - konsentrlangan nitrat kislota (1-) qo'shiladi. 2 wt.h.). h.).

Karbinol elim 20 ° S haroratda va qorong'i joyda saqlanadi, chunki u yorug'lik ta'sirida yopishqoqlik qobiliyatini yo'qotadi.

Epoksi yopishtiruvchi Bu shaffof, yopishqoq, ochiq jigarrang suyuqlik, yuqori yopishqoqlikka ega. U tosh, beton, keramik plitkalarni yopishtirish uchun ishlatiladi. Qattiqlashtirilgan epoksi yopishtiruvchi birikma kislotalarga, gidroksidi, erituvchilarga, suvga, shuningdek, yuqori mexanik yuklarga chidamli. Epoksi qatroni sertleştiriciler polietilenpoliamin yoki geksametilendiamin, dibutil ftalat esa plastifikator hisoblanadi.

Ta'rif

Tarix ma'lumotnomasi

Polimershunoslik

Polimerizatsiya

Polimerlanish turlari

Tarixiy ma'lumotlar

Sintetik polimerlar. Sun'iy polimer materiallar

Polietilen

Polistirol

PVX

plastmassalar

Tasniflash polimerlar

Polimerlarning xususiyatlari

Biopolimerlar

Nuklein kislotalar

Polisaxaridlar

Tsellyuloza

Kraxmal

polikondensatsiya

Chiziqli va 3D polikondensatsiya

Polikondensatsiya yo'li bilan sintez qilingan polimerlarning asosiy sanoat guruhlari

Tabiiy birikmalar kimyosida polikondensatsiya

Poliamidlar

Polikarbonatlar

Polyesterlar

polimeraza zanjiri reaktsiyasi

Hikoya

PCR o'tkazish

Reaktsiya komponentlari

sopolimerlar

Poliuretanlar

Kvitansiya

Xususiyatlari

Suyuq kristall polimer

Elastomer

Termoplastiklar

Polimer(yunoncha pō- - "ko'p" va mĭros - "qism") - yuqori molekulyar birikma, katta molekulyar og'irlikka ega bo'lgan modda (bir necha mingdan bir necha milliongacha), juda ko'p takrorlanuvchi atom guruhlaridan iborat. bir xil yoki tuzilishi jihatidan har xil - kimyoviy yoki koordinatsion aloqalar bilan uzun chiziqli (masalan, tsellyuloza) yoki tarvaqaylab ketgan (masalan, amilopektin) zanjirlarga, shuningdek fazoviy uch o'lchamli tuzilmalarga o'zaro bog'langan kompozit aloqalar.

Ko'pincha uning tuzilishida monomerni ajratib ko'rsatish mumkin - bir nechta atomlarni o'z ichiga olgan takrorlanuvchi tarkibiy qism. Polimerlar bir xil tuzilishga ega bo'lgan ko'p sonli takrorlanuvchi guruhlardan (bog'lardan) iborat, masalan, ular polivinilxlorid (-CH2-CHCl-) n, tabiiy kauchuk va boshqalar deb ataladi.Molekulalarida bir necha turdagi takrorlanuvchi birikmalar mavjud bo'lgan yuqori molekulyar birikmalar. guruhlarga sopolimerlar deyiladi.

Polimer polimerlanish yoki polikondensatsiya reaksiyalari natijasida monomerlardan hosil bo'ladi. Polimerlarga ko'plab tabiiy birikmalar kiradi: oqsillar, nuklein kislotalar, polisaxaridlar, kauchuk va boshqa organik moddalar. Ko'pgina hollarda, kontseptsiya organik birikmalarga tegishli, ammo juda ko'p noorganik polimerlar mavjud. Polimerizatsiya, polikondensatsiya va kimyoviy transformatsiyalar yo'li bilan tabiiy kelib chiqadigan elementlarning eng oddiy birikmalari asosida sintetik yo'l bilan ko'p miqdordagi polimerlar olinadi. Polimerlarning nomlari poli- prefiksi bilan monomer nomidan hosil bo'ladi: polietilen, polipropilen, polivinilatsetat ...

Oʻzining qimmatli xossalariga koʻra polimerlar mashinasozlikda, toʻqimachilik sanoatida, qishloq va tibbiyotda, avtomobil va kemasozlikda, kundalik hayotda (toʻqimachilik va charm savdo buyumlari, idish-tovoqlar, elim va laklar, zargarlik buyumlari va boshqa buyumlar) qoʻllaniladi. Makromolekulyar birikmalar asosida kauchuk, tolalar, plastmassalar, plyonkalar va qoplamalar. Tirik organizmlarning barcha to'qimalari makromolekulyar birikmalardir.

Tarix ma'lumotnomasi

«Polimeriya» atamasi 1833-yilda I. Berzelius tomonidan fanga izomeriyaning maxsus turini bildirish uchun kiritilgan bo‘lib, unda bir xil tarkibga ega bo‘lgan moddalar (polimerlar) turli molekulyar og‘irliklarga ega bo‘ladi, masalan, etilen va butilen, kislorod va ozon. Shunday qilib, atamaning mazmuni P. haqidagi zamonaviy g'oyalarga mos kelmadi "Haqiqiy" sintetik polimerlar hali o'sha vaqtga qadar ma'lum emas edi.

P. qatori 19-asrning birinchi yarmidayoq olingan. Biroq, keyinchalik kimyogarlar odatda polimerizatsiya va polikondensatsiyani bostirishga harakat qilishdi, bu esa asosiy kimyoviy reaktsiya mahsulotlarining "qatroni" ga, ya'ni aslida qatronlar hosil bo'lishiga olib keldi (shu paytgacha qatronlar ko'pincha qatronlar deb ataladi). Sintetik P. haqida birinchi eslatma 1838 (polivinilidenxlorid) va 1839 (polistirol) ga tegishli.

Neft kimyosi faqat A. M. Butlerov tomonidan kimyoviy tuzilish nazariyasini yaratish munosabati bilan paydo bo'ldi (19-asrning 60-yillari boshlari). A. M. Butlerov polimerlanish reaksiyalarida namoyon bo`ladigan molekulalarning tuzilishi va nisbiy barqarorligi o`rtasidagi bog`liqlikni o`rgandi. Kauchuk fani o'zining keyingi rivojlanishini (1920-yillarning oxirigacha) asosan kauchuk sintez qilish usullarini jadal izlash natijasida oldi, unda ko'plab mamlakatlarning etakchi olimlari ishtirok etdilar (X. Buhard, V. Tilden, nemis olimi K. Garries, IL Kondakov, SV Lebedev va boshqalar). 30-yillarda. polimerlanishning erkin radikal (X.Staudinger va boshqalar) va ionli (amerikalik olim F.Uitmor va boshqalar) mexanizmlari mavjudligi isbotlandi. Polikondensatsiya haqidagi g‘oyalarning rivojlanishida V.Karotersning faoliyati muhim rol o‘ynadi.

20-yillarning boshidan. 20-asr poliuretan tuzilishining nazariy tushunchalari ham ishlab chiqilmoqda.Dastavval tsellyuloza, kraxmal, kauchuk, oqsillar kabi biopolimerlar, shuningdek, xossalari bo'yicha ularga o'xshash ba'zi sintetik poliuretanlar (masalan, poliizopren) kichik moddalardan iborat deb taxmin qilingan. kovalent bo'lmagan bog'lanishlar tufayli kolloid tabiatdagi komplekslarga eritmada birlashishning g'ayrioddiy qobiliyatiga ega bo'lgan molekulalar ("kichik bloklar" nazariyasi). Polimerlarni makromolekulalar, g'ayrioddiy katta molekulyar og'irlikdagi zarrachalardan tashkil topgan moddalar sifatidagi printsipial yangi g'oya muallifi G. Staudinger edi. Bu olim g'oyalarining g'alabasi (1940-yillarning boshlarida) uni pirotexnikani kimyo va fizikaning sifat jihatidan yangi tadqiqot ob'ekti sifatida ko'rib chiqishga majbur qildi.

Polimershunoslik

Polimerlar fani mustaqil bilim sohasi sifatida Ikkinchi jahon urushi boshlariga kelib rivojlana boshladi va 50-yillarda yaxlit holda shakllandi. Texnik taraqqiyot va biologik ob'ektlarning hayotiy faoliyati rivojlanishida polimerlarning roli amalga oshirilgan XX asr. U fizika, fizik, kolloid va organik kimyo bilan chambarchas bog'liq bo'lib, o'rganish ob'ektlari biopolimerlar bo'lgan zamonaviy molekulyar biologiyaning asosiy asoslaridan biri sifatida qaralishi mumkin.

Polimerizatsiya

Polimerlanish (yunoncha polimerlar — koʻp qismlardan iborat) — past molekulyar moddaning (monomer, oligomer) molekulalarining oʻsib borayotgan polimer molekulasidagi faol markazlarga qayta-qayta biriktirilishi natijasida yuqori molekulyar modda (polimer) hosil boʻlishi. Polimerning bir qismi bo'lgan monomer molekulasi deb ataladigan narsani hosil qiladi. monomer birligi. Monomer va polimerning elementar tarkibi (molekulyar formulalar) taxminan bir xil.

Odatda, monomerlar zanjir o'sishini ta'minlab, boshqa molekulalar bilan yangi aloqalar hosil qilish uchun ochilishga qodir bo'lgan bir nechta aloqalarni o'z ichiga olgan birikmalardir.

Polimerizatsiya mexanizmi odatda bir qator tegishli bosqichlarni o'z ichiga oladi:

Boshlanish - polimerlanishning faol markazlarining paydo bo'lishi;

Zanjirning o'sishi (davomi) - jarayon izchil qo'shilish monomer molekulalarini markazlarga;

Zanjir ko'chishi - faol markazning boshqa molekulaga o'tishi;

Zanjirning shoxlanishi - bittadan bir nechta faol markazlarning shakllanishi;

Zanjirning uzilishi - faol markazlarning o'limi.

Polimerlanish turlari

1. Polimerlanishning tasnifi turli belgilarga asoslanishi mumkin:

Monomer molekulalarining turlari soni:

Gomopolimerlanish - bir xil monomerlarning polimerlanishi;

Sopolimerlanish ikki yoki undan ortiq turli monomerlarning polimerlanishidir.

2. Faol joy va mexanizmning tabiati jarayon:

Radikal polimerizatsiya - faol markazlar erkin radikallardir;

Ion polimerizatsiyasi - faol markazlar ionlar yoki qutblangan molekulalardir;

3. Monomerlarning faza holati:

Gaz fazali polimerizatsiya;

Suyuq fazali polimerizatsiya;

qattiq holatdagi polimerizatsiya.

4. Faol markazlar jamlangan hududning tuzilishi:

Volumetrik polimerlanish - monomerning butun hajmida polimerlanish;

Frontal polimerlanish - tor tarqaladigan frontda polimerlanish;

Emulsiya polimerizatsiyasi - emulsiyadagi yuqori dispersli monomer zarralari yuzasida polimerlanish.

5. Boshlanish usuli:

fotopolimerizatsiya;

Termal polimerizatsiya;

Radiatsion polimerizatsiya va boshqalar.

6. Hosil bo‘lgan polimerning tuzilish xususiyatlari:

Stereoregulyar polimerlanish - tartiblangan fazoviy tuzilishga ega bo'lgan polimerlar hosil bo'lgan polimerlanish;

7. Polimerlanishning texnologik xususiyatlari:

Yuqori bosimdagi polimerizatsiya va boshqalar.

8. Monomerlarning kimyoviy tabiati:

Olefinlarning polimerizatsiyasi va boshqalar.

Polimerlarning kimyoviy o'zgarishlarining asosi polimerlanish darajasini o'zgartirmasdan sodir bo'ladigan ba'zi funktsional guruhlarni boshqalar bilan almashtirishdir.

tarixiy ma'lumotlar

Polimerizatsiya 19-asrning o'rtalarida, deyarli bir vaqtning o'zida birinchi polimerlanadigan monomerlar (stirol, izopren, vinilxlorid, metakril kislota va boshqalar) izolyatsiyasi bilan aniqlangan. Biroq, monomer molekulalari o'rtasida haqiqiy kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lishining zanjirli jarayoni sifatida polimerlanishning mohiyati faqat 1920-1930 yillarda tushunilgan. 20-asr tufayli ish G. Staudinger, S. V. Lebedev, B. V. Byzov, K. Ziegler. 1922 yilda kimyogar Shtaudinger polimerlar katta molekulalardan tashkil topgan, atomlari kovalent bog'lar bilan bog'langan birikmalar ekanligini isbotladi.

sintetik polimerlar. Sun'iy polimer materiallar

Inson o'z hayotida uzoq vaqt davomida tabiiy polimer materiallardan foydalangan. Bular kiyim-kechak ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan charm, moʻyna, jun, shoyi va boshqalar, tegishli ishlov berish bilan uch oʻlchamli polimer jismlar hosil qiluvchi, qurilish materiallari sifatida keng qoʻllaniladigan turli bogʻlovchilar (tsement, ohak, gil). Biroq, zanjirli polimerlar 20-asrning boshlarida boshlangan, garchi buning uchun zarur shart-sharoitlar avvalroq yaratilgan.

Deyarli darhol sanoat ishlab chiqarish polimerlar ikki yo'nalishda - tabiiy organik polimerlarni sun'iy polimer materiallarga qayta ishlash va past molekulyar og'irlikdagi organik birikmalardan sintetik polimerlarni olish yo'li bilan rivojlangan.

Birinchi holda, katta quvvatli ishlab chiqarish tsellyulozaga asoslangan. Jismoniy jihatdan o'zgartirilgan tsellyulozadan birinchi polimerik material - tsellyuloid - 20-asr boshlarida olingan. Tsellyuloza efirlari va efirlarini keng miqyosda ishlab chiqarish Ikkinchi jahon urushidan oldin va keyin tashkil etilgan. urushlar va hozirgi kungacha mavjud. Ularning asosida plyonkalar, tolalar, bo'yoqlar va laklar va quyuqlashtiruvchi moddalar ishlab chiqariladi. Shuni ta'kidlash kerakki, kino va fotografiyaning rivojlanishi faqat nitroselülozdan tayyorlangan shaffof plyonka paydo bo'lishi tufayli mumkin edi.

Sintetik polimerlarni ishlab chiqarish 1906 yilda, L.Bakeland bakelit smolasini patentlagandan so'ng boshlangan - mahsulot qizdirilganda uch o'lchamli polimerga aylanadigan fenol va formaldegidning kondensatsiyasi. U o'nlab yillar davomida elektr jihozlari, batareyalar, televizorlar, rozetkalar va boshqalar uchun korpuslar ishlab chiqarishda ishlatilgan va hozirda ko'proq bog'lovchi va yopishtiruvchi sifatida ishlatiladi.

Birinchi dunyo oldidan Genri Fordning sa'y-harakatlari tufayli urush avtomobilsozlik sanoatining jadal rivojlanishi birinchi navbatda tabiiy, keyin ham sintetik kauchuk asosida boshlandi. Ikkinchisini ishlab chiqarish Ikkinchi Jahon urushi arafasida Sovet Sotsialistik Respublikalari Ittifoqi (), Angliya, Germaniya va AQShda o'zlashtirildi. Xuddi shu yillarda u o'zlashtirildi sanoat ishlab chiqarish polistirol va polivinilxlorid mukammal elektr izolyatsion materiallar, shuningdek, polimetil metakrilat - "plexiglass" deb nomlangan organik shisha holda urush yillarida ommaviy samolyot qurish mumkin emas edi.

Urushdan keyin poliamid tolasi va urushdan oldin boshlangan gazlamalar (kapron, neylon) ishlab chiqarish qayta tiklandi. 50-yillarda. 20-asr poliester tolasi o'zlashtirildi va uning asosida lavsan yoki polietilentereftalat deb ataladigan matolar ishlab chiqarish o'zlashtirildi. Poliakrilonitrildan tayyorlangan polipropilen va nitron - sun'iy jun zamonaviy odamlar kiyim-kechak va sanoat faoliyati uchun foydalanadigan sintetik tolalar ro'yxatini yopadi. Birinchi holda, bu tolalar ko'pincha tabiiy tsellyuloza yoki oqsil tolalari bilan birlashtiriladi ( paxta, jun, ipak). XX asrning 50-yillari o'rtalarida kashf qilinishi va Ziegler-Natta katalizatorlarining jadal sanoat rivojlanishi polimerlar olamidagi eng muhim voqea bo'lib, bu poliolefinlar va birinchi navbatda, polipropilen va past polimerlar asosidagi polimer materiallarning paydo bo'lishiga olib keldi. -bosimli polietilen (bundan oldin, taxminan 1000 atm bosimda polietilen ishlab chiqarish), shuningdek, kristallanishga qodir stereoregular polimerlar. Keyin ommaviy ishlab chiqarishga poliuretanlar kiritildi - eng keng tarqalgan plomba moddalari, yopishtiruvchi va g'ovakli yumshoq materiallar (ko'pikli kauchuk), shuningdek polisiloksanlar - organik polimerlarga nisbatan yuqori issiqlikka chidamlilik va elastiklikka ega organoelement polimerlari.

Ro'yxat 60-70-yillarda sintez qilingan noyob polimerlar tomonidan yopiladi. 20-asr Bularga aromatik poliamidlar, polimidlar, poliesterlar, poliester ketonlar va boshqalar kiradi; bu polimerlarning ajralmas atributi aromatik tsikllar va (yoki) aromatik kondensatsiyalangan tuzilmalarning mavjudligi. Ular kuch va issiqlikka chidamlilikning ajoyib qiymatlari kombinatsiyasi bilan ajralib turadi.

Polietilen

Termoplastik polimer, oq. Polietilen - etilen (eten) polimeri.


V sanoat etilenni yuqori bosimda va past yoki o'rta bosimda polimerlash yo'li bilan olinadi. Polietilenning tuzilishi va xossalari uni ishlab chiqarish usuli bilan belgilanadi. Eng keng tarqalgan brendlarning o'rtacha massa molekulyar og'irligi 30-800 ming; 20 ° C da kristallik darajasi va zichligi past zichlikdagi polietilen uchun mos ravishda 50% va 0,918-0,930 g / sm3 va yuqori zichlikli polietilen uchun 75-90% va 0,955-0,968 g / sm3 ni tashkil qiladi. Zichlikning oshishi bilan qattiqlik, egilish moduli, oqish kuchi va kimyoviy qarshilik kuchayadi. Polietilen yuqori kuchlanish kuchini (10-45 MN / m2, yoki 100-450 kgf / sm2) elastiklik bilan (uzilishda nisbiy cho'zilish 500-1000%) birlashtiradi. U yaxshi elektr izolyatsiyalash xususiyatlariga ega (masalan, dielektrik yo'qotish tangensi -120 dan 120?S gacha bo'lgan haroratlarda va 10-50 kHz chastotada 2Ch10-4-4Ch10-4). Har qanday konsentratsiyali gidroksidi, organik kislotalar, konsentrlangan xlorid va gidroflorik kislotalarga chidamli; nitrat kislota, xlor va ftor bilan vayron qilingan; 80 C dan yuqori u alifatik va aromatik uglevodorodlar va ularning galogen hosilalarida eriydi; radioaktiv nurlanishga nisbatan chidamli; zararsiz; ish harorati oralig'i -80 yo -120 dan 60 yo 100 S gacha.

Polietilen qimmatli xususiyatlarni termoplastiklar uchun ma'lum bo'lgan barcha yuqori samarali usullar bilan qayta ishlash qobiliyatini birlashtirgan eng arzon polimerlardan biridir. Shuning uchun, polimerizatsiya global ishlab chiqarishda plastmassalar polietilen birinchi o'rinni egallaydi.

Polietilen plyonkalar, quvurlar (shu jumladan oqava suvlar va agressiv suyuqliklar, magistral quvurlar uchun), profilli ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. savdo elementi, texnologiyaning turli sohalarida, qishloq xo'jaligida va kundalik hayotda keng qo'llaniladigan simlar va kabellar, konteynerlar (shishalar, kanistrlar, tanklar), galvanik vannalar, sanitariya-texnik vositalar, tolalar va boshqalar uchun izolyatsiyalash. Eng keng tarqalgani past zichlikdagi polietilendir. Polietilenni xlorlash va xlorsulfonlash mahsulotlari ham katta texnik ahamiyatga ega.

Xususiyatlari

Maxsus mexanik xususiyatlar:

  • elastiklik - nisbatan kichik yuk (kauchuklar) bilan yuqori qaytariladigan deformatsiyalar qobiliyati;
  • shishasimon va kristalli polimerlarning past mo'rtligi (plastmassalar, organik shisha);
  • makromolekulalarning yo'naltirilgan mexanik maydon ta'sirida orientatsiya qilish qobiliyati (tolalar va plyonkalar ishlab chiqarishda ishlatiladi).

Polimer eritmalarining xususiyatlari:

  • past polimer konsentratsiyasida yuqori eritma viskozitesi;
  • polimerning erishi shishish bosqichi orqali sodir bo'ladi.

Maxsus kimyoviy xususiyatlar:

  • oz miqdordagi reagent (rezina vulkanizatsiya, terini ko'nlash va boshqalar) ta'sirida uning fizik-mexanik xususiyatlarini keskin o'zgartirish qobiliyati.

Polimerlarning maxsus xossalari ularning katta molekulyar og‘irligi bilangina emas, balki makromolekulalar zanjirli tuzilishga ega va egiluvchanligi bilan ham izohlanadi.

Tasniflash

Kimyoviy tarkibiga ko'ra, barcha polimerlar quyidagilarga bo'linadi organik, organoelement, noorganik.

  • organik polimerlar.
  • organoelement polimerlari. Ularda organik radikallarning asosiy zanjirida organik radikallar bilan birlashgan noorganik atomlar (Si, Ti, Al) mavjud. Ular tabiatda mavjud emas. Sun'iy ravishda olingan vakil organosilikon birikmalaridir.

Shuni ta'kidlash kerakki, polimerlarning turli guruhlari kombinatsiyasi ko'pincha texnik materiallarda qo'llaniladi. Bu kompozitsion materiallar (masalan, shisha tolali shisha).

Makromolekulalar shakliga ko'ra polimerlar chiziqli, shoxlangan (maxsus holat - yulduzsimon), lentali, tekis, taroqsimon, polimer tarmoqlari va boshqalarga bo'linadi.

Polimerlar qutblanishga ko'ra tasniflanadi (turli suyuqliklarda eruvchanligiga ta'sir qiladi). Polimer birliklarining qutbliligi ularning tarkibidagi dipollar - musbat va manfiy zaryadlarning uzilgan taqsimotiga ega molekulalar mavjudligi bilan belgilanadi. Nopolar bog'lanishlarda atomlar bog'lanishlarining dipol momentlari o'zaro kompensatsiyalanadi. Birliklari sezilarli qutbga ega bo'lgan polimerlar deyiladi gidrofil yoki qutbli. Polar bo'lmagan birliklarga ega polimerlar - qutbsiz, hidrofobik. Polar va qutbsiz birliklarni o'z ichiga olgan polimerlar deyiladi amfifil. Har bir bo'g'ini qutbli va qutbsiz katta guruhlarni o'z ichiga olgan gomopolimerlarni chaqirish taklif etiladi. amfifil gomopolimerlar.

Isitishga nisbatan polimerlar quyidagilarga bo'linadi termoplastik va termoset. termoplastik polimerlar (polietilen, polipropilen, polistirol) qizdirilganda yumshaydi, hatto eriydi va sovutilganda qattiqlashadi. Bu jarayon teskari. termoset Polimerlar qizdirilganda erimasdan qaytarilmas kimyoviy degradatsiyaga uchraydi. Termoset polimerlarning molekulalari zanjirli polimer molekulalarini o'zaro bog'lash (masalan, vulkanizatsiya) natijasida olingan chiziqli bo'lmagan tuzilishga ega. Termoset polimerlarning elastik xossalari termoplastiklarga nisbatan yuqoriroq, ammo termoset polimerlari amalda oqmaydi, buning natijasida ular kamroq sinish kuchlanishiga ega.

Tabiiy organik polimerlar o'simlik va hayvon organizmlarida hosil bo'ladi. Ularning eng muhimi polisaxaridlar, oqsillar va nuklein kislotalar bo'lib, ular asosan o'simlik va hayvonlarning tanasidan iborat bo'lib, Yerdagi hayotning o'zini ta'minlaydi. Yerda hayotning paydo boʻlishining hal qiluvchi bosqichi oddiy organik molekulalardan murakkabroq, yuqori molekulyar molekulalarning hosil boʻlishi boʻlgan, deb hisoblashadi (qarang Kimyoviy evolyutsiya ).

Turlari

sintetik polimerlar. Sun'iy polimer materiallar

Inson o'z hayotida uzoq vaqt davomida tabiiy polimer materiallardan foydalangan. Bular kiyim-kechak ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan charm, mo'yna, jun, shoyi, paxta va boshqalar, tegishli ishlov berish natijasida qurilish materiallari sifatida keng qo'llaniladigan uch o'lchamli polimer jismlarni hosil qiluvchi turli xil bog'lovchilar (tsement, ohak, gil). Biroq, zanjirli polimerlarni sanoat ishlab chiqarish 20-asrning boshlarida boshlangan, garchi buning uchun zarur shart-sharoitlar avvalroq paydo bo'lgan.

Deyarli darhol polimerlarni sanoat ishlab chiqarish ikki yo'nalishda - tabiiy organik polimerlarni sun'iy polimer materiallarga qayta ishlash va past molekulyar og'irlikdagi organik birikmalardan sintetik polimerlarni olish orqali rivojlandi.

Birinchi holda, katta quvvatli ishlab chiqarish tsellyulozaga asoslangan. Jismoniy jihatdan o'zgartirilgan tsellyulozadan birinchi polimerik material - tsellyuloid - 20-asr boshlarida olingan. Tsellyuloza efirlari va efirlarini keng miqyosda ishlab chiqarish Ikkinchi jahon urushidan oldin va keyin tashkil etilgan va hozirgi kungacha davom etmoqda. Ularning asosida plyonkalar, tolalar, bo'yoqlar va laklar va quyuqlashtiruvchi moddalar ishlab chiqariladi. Shuni ta'kidlash kerakki, kino va fotografiyaning rivojlanishi faqat nitroselülozning shaffof plyonkasi paydo bo'lishi tufayli mumkin edi.

Sintetik polimerlarni ishlab chiqarish 1906 yilda, L.Baekeland bakelit smolasi deb ataluvchi - fenol va formaldegidning kondensatsiyasi mahsuloti bo‘lgan, qizdirilganda uch o‘lchamli polimerga aylanadigan mahsulotga patent olgandan so‘ng boshlangan. U o'nlab yillar davomida elektr asboblar qutilari, batareyalar, televizorlar, rozetkalar va boshqalarda qo'llanilgan va hozirda ko'proq bog'lovchi va yopishtiruvchi sifatida ishlatiladi.

Genri Fordning sa'y-harakatlari tufayli, Birinchi jahon urushidan oldin, avtomobilsozlik sanoatining jadal rivojlanishi dastlab tabiiy, keyin esa sintetik kauchukga asoslangan edi. Ikkinchisini ishlab chiqarish Ikkinchi Jahon urushi arafasida Sovet Ittifoqi, Angliya, Germaniya va AQShda o'zlashtirildi. Xuddi shu yillarda mukammal elektr izolyatsiyalovchi materiallar bo'lgan polistirol va polivinilxloridni sanoat ishlab chiqarish o'zlashtirildi, shuningdek, polimetilmetakrilat - "plexiglass" deb nomlangan organik shishasiz urush yillarida ommaviy samolyotlar qurish mumkin emas edi.

Urushdan keyin poliamid tolasi va urushdan oldin boshlangan gazlamalar (kapron, neylon) ishlab chiqarish qayta tiklandi. 50-yillarda. 20-asr poliester tolasi o'zlashtirildi va uning asosida lavsan yoki polietilentereftalat deb ataladigan matolar ishlab chiqarish o'zlashtirildi. Polipropilen va nitron - poliakrilonitrildan tayyorlangan sun'iy jun - zamonaviy odamlar kiyim-kechak va sanoat faoliyati uchun foydalanadigan sintetik tolalar ro'yxatini yoping. Birinchi holda, bu tolalar juda tez-tez tabiiy tsellyuloza yoki oqsil tolalari (paxta, jun, ipak) bilan birlashtiriladi. XX asrning 50-yillari o'rtalarida kashf qilinishi va Ziegler-Natta katalizatorlarining jadal sanoat rivojlanishi polimerlar olamidagi eng muhim voqea bo'lib, bu poliolefinlar va birinchi navbatda, polipropilen va past polimerlar asosidagi polimer materiallarning paydo bo'lishiga olib keldi. -bosimli polietilen (bundan oldin, taxminan 1000 atm bosimda polietilen ishlab chiqarish), shuningdek, kristallanishga qodir stereoregular polimerlar. Keyin ommaviy ishlab chiqarishga poliuretanlar kiritildi - eng keng tarqalgan plomba moddalari, yopishtiruvchi va g'ovakli yumshoq materiallar (ko'pikli kauchuk), shuningdek polisiloksanlar - organik polimerlarga nisbatan yuqori issiqlikka chidamlilik va elastiklikka ega organoelement polimerlari.

Ro'yxat 60-70-yillarda sintez qilingan noyob polimerlar tomonidan yopiladi. 20-asr Bularga aromatik poliamidlar, polimidlar, poliesterlar, poliester ketonlar va boshqalar kiradi; bu polimerlarning ajralmas atributi aromatik tsikllar va (yoki) aromatik kondensatsiyalangan tuzilmalarning mavjudligi. Ular kuch va issiqlikka chidamlilikning ajoyib qiymatlari kombinatsiyasi bilan ajralib turadi.

O'tga chidamli polimerlar

Poliuretanlar, poliesterlar va epoksi qatronlar kabi ko'plab polimerlar yonib ketishga moyildir, bu amalda ko'pincha qabul qilinishi mumkin emas. Buning oldini olish uchun turli qo'shimchalar qo'llaniladi yoki halogenli polimerlar qo'llaniladi. Galogenlangan to'yinmagan polimerlar xlorlangan yoki bromlangan monomerlarni, masalan, geksakislota (HCEMTFA), dibromoneopentil glikol yoki tetrabromoftalik kislotani kondensatsiyaga kiritish orqali sintezlanadi. Bunday polimerlarning asosiy kamchiliklari shundaki, ular yondirilganda ular yaqin atrofdagi elektronikaga zararli ta'sir ko'rsatadigan korroziyaga olib keladigan gazlarni chiqarishga qodir. Ekologik xavfsizlikning yuqori talablarini hisobga olgan holda, halogensiz komponentlarga alohida e'tibor beriladi: fosfor birikmalari va metall gidroksidlari.

Alyuminiy gidroksidning ta'siri yuqori harorat ta'sirida suvning ajralib chiqishiga asoslanadi, bu esa yonishning oldini oladi. Effektga erishish uchun ko'p miqdorda alyuminiy gidroksidni qo'shish kerak: to'yinmagan poliester qatronlarining bir qismiga og'irligi bo'yicha 4 qism.

Ammoniy pirofosfat boshqa printsip asosida ishlaydi: u ko'mirni keltirib chiqaradi, bu pirofosfatlarning shishasimon qatlami bilan birgalikda plastmassani kisloroddan izolyatsiya qiladi va olov tarqalishini inhibe qiladi.

Yangi istiqbolli plomba moddasi qatlamli aluminosilikatlar bo'lib, ularning ishlab chiqarilishi

Ilova

Oʻzining qimmatli xossalariga koʻra polimerlar mashinasozlikda, toʻqimachilik sanoatida, qishloq va tibbiyotda, avtomobil va kemasozlikda, samolyotsozlikda, kundalik hayotda (toʻqimachilik va charm buyumlar, idish-tovoqlar, elim va laklar, zargarlik buyumlari va boshqa buyumlar) foydalaniladi. Makromolekulyar birikmalar asosida kauchuk, tolalar, plastmassalar, plyonkalar va bo'yoq qoplamalari ishlab chiqariladi. Tirik organizmlarning barcha to'qimalari makromolekulyar birikmalardir.

Polimershunoslik

Polimerlar fani mustaqil bilim sohasi sifatida Ikkinchi jahon urushi boshlariga kelib rivojlana boshladi va 50-yillarda yaxlit holda shakllandi. Texnik taraqqiyot va biologik ob'ektlarning hayotiy faoliyati rivojlanishida polimerlarning roli amalga oshirilgan XX asr. U fizika, fizik, kolloid va organik kimyo bilan chambarchas bog'liq bo'lib, o'rganish ob'ektlari biopolimerlar bo'lgan zamonaviy molekulyar biologiyaning asosiy asoslaridan biri sifatida qaralishi mumkin.


Shunga o'xshash ma'lumotlar.


Tabiiy va sintetik makromolekulyar birikmalar (polimerlar)

Yuqori molekulyar birikmalar yoki polimerlar - molekulalari katta molekulyar og'irliklarga ega (yuzlab, minglab va millionlab tartibli) murakkab moddalar bo'lib, ularning molekulalari o'zaro ta'sir va birikma natijasida hosil bo'lgan ko'plab takrorlanuvchi elementar birliklardan tuzilgan. bir xil yoki turli xil oddiy molekulalar - monomerlarning bir-biridan.

Quyidagi ikkita jarayon makromolekulyar birikmalarning hosil bo'lishiga olib keladi: a) polimerlanish reaktsiyasi - jarayon, buning natijasida past molekulyar og'irlikdagi birikma (monomer) molekulalari kovalent bog'lanishlar yordamida bir-biriga bog'lanib, molekulyar og'irligi butun sondan bir necha marta katta bo'lgan yangi modda (polimer) hosil qiladi. monomerdan; polimerlanish asosan ko'p (ikki yoki uch) bog'langan birikmalar uchun xarakterlidir; b) polikondensatsiya reaktsiyasi - ikki yoki undan ortiq funktsional guruhlarni o'z ichiga olgan past molekulyar birikmalardan polimer hosil qilish jarayoni, bu guruhlar tufayli suv, ammiak, galoid vodorod va boshqalar kabi moddalarning ajralib chiqishi; polimerning elementar birligining tarkibi bu holda boshlang'ich monomer tarkibidan farq qiladi.

Misollar tabiiy makromolekulyar birikmalar monosaxarid (glyukoza) qoldiqlari bo'lgan elementar birliklardan qurilgan kraxmal va tsellyuloza, shuningdek, elementar birliklari aminokislotalar qoldiqlari bo'lgan oqsillar xizmat qilishi mumkin; Bunga tabiiy kauchuklar ham kiradi (pastga qarang).

Borgan sari ahamiyat kasb etmoqda sintetik makromolekulyar birikmalar yoki, ular boshqacha deyilganidek, sintetik polimerlar. Bu turli materiallar, odatda mavjud va arzon xom ashyolardan sintezlanadi; ularning asosida plastik massalar (plastmassalar) olinadi - polimerlarga zarur texnik xususiyatlar to'plamini, shuningdek sintetik tolalarni beradigan turli plomba moddalari va qo'shimchalar kiritilgan murakkab kompozitsiyalar (177-§ ga qarang).

Polimerlar ko'plab tabiiy materiallar (metalllar, yog'och, teri, yopishtiruvchi moddalar va boshqalar) uchun qimmatli o'rinbosar hisoblanadi. Sintetik tolalar tabiiy tolalarni muvaffaqiyatli almashtiradi - ipak, jun, paxta. Shu bilan birga, shuni ta'kidlash kerakki, bir qator xususiyatlarda sintetik polimerlarga asoslangan materiallar ko'pincha tabiiy materiallardan ustundir. Belgilangan texnik xususiyatlar to'plamiga ega bo'lgan plastik massalar, tolalar va boshqa birikmalarni olish mumkin. Bu faqat tabiiy materiallar yordamida hal qilib bo'lmaydigan zamonaviy texnologiyaning ko'plab muammolarini hal qilish imkonini beradi.

polimerizatsiya qatronlari. Polimerlanish smolalariga asosan etilen uglevodorodlari yoki ularning hosilalari polimerlanish reaksiyasi natijasida olingan polimerlar kiradi.

Polietilen- etilenning polimerizatsiyasi jarayonida, masalan, 150-250 ° C da 150-250 MPa ga siqilganda hosil bo'lgan polimerdir ( yuqori bosimli polietilen)

yoki qisqartirilgan:

Polimerlanish reaktsiyasi to'yinmagan birikmaning ko'plab molekulalarida (bu holda etilen) qo'sh bog'larning ochilishi va keyinchalik bu molekulalarning bir-biri bilan bitta ulkan makromolekulaga birikmasi natijasidir. Qiymat P ifodalaydi polimerlanish darajasi- makromolekulani tashkil etuvchi monomer birliklari sonini ko'rsatadi. Etilenning polimerlanishining boshlanishi kislorodning oz miqdori (0,05-0,1%) kiritilishi bilan bog'liq.

Katalizatorlar topildi, ular tufayli etilen past bosimlarda polimerlanadi. Masalan, trietil alyuminiy (C 2 H 5) 3 Al ishtirokida titanium (IV) xlorid TiCl 4 (Ziegler katalizatori) qo'shilishi bilan polimerizatsiya atmosfera bosimida davom etadi (ma'lum bo'ladi). past bosimli polietilen)", xrom oksidlarida (Phillips katalizatori) polimer 10 MPa gacha bo'lgan bosimda hosil bo'ladi ( o'rta bosimli polietilen).

Polietilen to‘yingan uglevodorod bo‘lib, molekulyar og‘irligi 10 000 dan 400 000 gacha bo‘ladi.U rangsiz shaffof, yupqa va qalin qatlamlarda oq rangda, mumsimon, lekin erish nuqtasi 110-125 0 S gacha bo‘lgan qattiq materialdir. Kimyoviy chidamliligi va suvi yuqori. qarshilik, past gaz o'tkazuvchanligi . U elektr izolyatsiyalovchi material sifatida, shuningdek, qadoqlash materiallari sifatida ishlatiladigan plyonkalar ishlab chiqarish uchun, kimyo sanoati uchun engil sindirilmaydigan idishlar, shlanglar va quvurlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Polietilenning xossalari uni ishlab chiqarish usuliga bog'liq; masalan, yuqori bosimli polietilen past bosimli polietilenga (molekulyar og'irligi 70 000-400 000) nisbatan past zichlik va past molekulyar og'irlik (10 000-45 000) ga ega, bu texnik xususiyatlarga ta'sir qiladi. Oziq-ovqat mahsulotlari bilan aloqa qilish uchun faqat yuqori bosimli polietilenga ruxsat beriladi, chunki past bosimli polietilenda katalizator qoldiqlari - inson salomatligi uchun zararli bo'lgan og'ir metallarning birikmalari bo'lishi mumkin.

Polipropilen - etilendan keyingi toʻyinmagan etilen uglevodorodlarining gomologi boʻlgan propilendan hosil boʻladi:

Polimerlanish katalizatorlar ishtirokida boradi. Polimerizatsiya shartlariga ko'ra, makromolekulalar tuzilishida va shunga mos ravishda xususiyatlarda farq qiluvchi polipropilen olinadi. Tashqi ko'rinishida u kauchukga o'xshash massa, ko'proq yoki kamroq qattiq va elastik. Yuqori erish nuqtasida polietilendan farq qiladi. Masalan, molekulyar og'irligi 80 000 dan yuqori bo'lgan polipropilen 174-175 0 S da eriydi.

Polipropilen elektr izolyatsiyasi, himoya plyonkalar, quvurlar, shlanglar, tishli qutilar, asboblar qismlari, shuningdek, yuqori quvvatli va kimyoviy bardoshli tolalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ikkinchisi arqonlar, baliq ovlash to'rlari va boshqalarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.Polipropilen plyonkalar polietilen plyonkalarga qaraganda ancha shaffof va kuchliroqdir, polipropilen qadoqdagi oziq-ovqat mahsulotlari sterilizatsiya, pishirish va isitishga duchor bo'lishi mumkin.

Polistirol - stirolning polimerizatsiyasi natijasida hosil bo'ladi:

Shaffof shishasimon massa shaklida olinishi mumkin. Organik shisha sifatida, sanoat mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun (tugmalar, taroqlar va boshqalar), elektr izolyator sifatida ishlatiladi.

PVX(polivinilxlorid) - vinilxloridni polimerlash natijasida olinadi:

Bu elastik massa, kislotalar va ishqorlarga juda chidamli. Kimyo sanoatida quvurlar va idishlarni qoplash uchun keng qo'llaniladi. Elektr simlarini izolyatsiyalash, sun'iy teri, linoleum, suv o'tkazmaydigan yomg'irlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Polivinilxloridning xlorlanishi olinadi perxlor-vinil qatroni.

Politetrafloroetilen- tetrafloroetilen polimeri:

Politetrafloroetilen deb ataladigan plastmassa shaklida mavjud teflon yoki floroplast. Ishqorlar, konsentrlangan kislotalar va boshqa reagentlarga juda chidamli. Oltin va platinaga kimyoviy qarshilikda ustundir. Yonuvchan emas, yuqori dielektrik xususiyatlarga ega. U kimyo muhandisligi, elektrotexnika sohasida qo'llaniladi.

Poliakrilatlar va poliakrilonitril. To'yinmagan polimerlar akril CH 2 \u003d CH-COOH va metakril CH 2 \u003d C (CH 3) -COOH kislotalari, ayniqsa ularning metil efirlari - metil akrilat va metil metakrilat, shuningdek akril kislota nitrili(yoki akrilonitril) CH 2 =CH-C=N, - bu kislotaning hosilasi, unda -COOH karboksil guruhi -C=N guruhi bilan almashtiriladi. Ushbu polimerlarning eng muhimlarining tuzilishi quyidagi formulalar bilan ifodalanadi:


Polimetilakrilat va polimetilmetakrilat qattiq, rangsiz, shaffof, issiqlik va yorug'likka chidamli, ultrabinafsha nurlarini o'tkazuvchi polimerlardir. Ular bardoshli va engil choyshablar qiladi organik shisha, turli mahsulotlar uchun keng qo'llaniladi. poliakrilonitrildan tayyorlangan nitron(yoki orlon)- trikotaj, mato (kostyum va texnik) ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan sintetik tola.

Kauchuklar- elastik materiallar, ulardan kauchuk maxsus ishlov berish orqali olinadi. Texnologiyada shinalar transport vositalari, samolyotlar, velosipedlar uchun kauchukdan tayyorlanadi; kauchuklar elektr izolyatsiyasi uchun, shuningdek, sanoat tovarlari va tibbiy asboblar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Tabiiy (tabiiy) kauchuk(HK) yuqori molekulyar og'irlikdagi to'yinmagan uglevodorod bo'lib, molekulalarida ko'p sonli qo'sh bog'lar mavjud; uning tarkibi formula bilan ifodalanishi mumkin (C 5 H 8) w (bu erda qiymat P 1000 dan 3000 gacha); bu izopren polimeri:

Ushbu sxemadan ko'rinib turibdiki, izoprenning polimerizatsiyasi jarayonida uning ikkala qo'sh bog'i ochiladi va polimerning elementar birligida yangi joyda - 2 va 3 uglerod atomlari orasida qo'sh bog' paydo bo'ladi.

Tabiiy kauchuk kauchuk o'simliklarning sutli sharbatida, asosan tropik o'simliklarda uchraydi (masalan, Braziliya Hevea daraxti). Yana bir tabiiy mahsulot gutta-percha- izoprenning polimeri hamdir, ammo molekulyar konfiguratsiyasi boshqacha.

Xom kauchuk yopishqoq, mo'rt va haroratning biroz pasayishi bilan u mo'rt bo'ladi. Kauchukdan tayyorlangan mahsulotlarga kerakli kuch va elastiklikni berish uchun kauchuk ta'sirlanadi vulkanizatsiya - unga oltingugurt kiritiladi va keyin isitiladi. Vulkanlashtirilgan kauchuk deyiladi kauchuk.

Vulkanizatsiya jarayonida oltingugurt kauchuk makromolekulalarning qo'sh bog'larini birlashtiradi va ularni "o'zaro bog'laydi", disulfid "ko'priklar" hosil qiladi.

Vulkanizatsiya natijasida kauchuk plastikligini yo'qotadi va elastik bo'ladi.

S.V tomonidan taklif qilingan usulga ko'ra. Lebedev (1874-1934), sintetik kauchuk (CK) ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material to'yinmagan uglevodorod butadien yoki divinil bo'lib, u izopren kabi polimerlanadi:

Lebedevning fikricha, asl butadien etil spirtidan olinadi. Endi uni butan bilan bog'liq neft gazidan olish uchun ishlab chiqilgan.

Hozirgi vaqtda kimyo sanoati tabiiy kauchukdan ba'zi xususiyatlariga ko'ra ustun bo'lgan ko'plab turli xil sintetik kauchuklarni ishlab chiqaradi. Polibutadien kauchukdan tashqari (SCR), keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladi sopolimer kauchuklar - sopolimerizatsiya mahsulotlari ( sopolimerizatsiya) stirol (CKC) yoki akrilonitril (SKN) kabi boshqa to'yinmagan birikmalar bilan butadien:

Ushbu kauchuklarning molekulalarida butadien birliklari mos ravishda stirol va akrilonitril birliklari bilan almashadi.

Kondensatli qatronlar - bularga polikondensatsiya reaksiyasi natijasida olingan polimerlar kiradi.

Fenol-formaldegid qatronlari. Ushbu makromolekulyar birikmalar fenolning (C 6 H 5 OH) formaldegid (CH 2 \u003d O) bilan kislotalar (HC1 va boshqalar) yoki ishqorlar (NaOH, NH 4 OH) ishtirokida o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi. katalizatorlar. Fenol-formaldegid smolalarining hosil bo'lishi quyidagi sxema bo'yicha sodir bo'ladi:


Jarayon suvning chiqishi bilan birga keladi. Fenol-formaldegid smolalari ajoyib xususiyatga ega: qizdirilganda avval yumshaydi, keyin esa (ayniqsa, tegishli katalizatorlar ishtirokida) qattiqlashadi. Ushbu qatronlardan qimmatbaho plastik massalar tayyorlanadi - fenolik moddalar: smolalar har xil plomba moddalar bilan (yogʻoch uni, maydalangan qogʻoz, asbest, grafit va boshqalar), plastifikatorlar, boʻyoqlar bilan aralashtiriladi va hosil boʻlgan massadan issiq presslash orqali turli mahsulotlar tayyorlanadi. So'nggi yillarda fenol-formaldegid smolalari yangi qo'llanish sohalarini topdi, masalan, yog'och chiqindilaridan qurilish qismlarini ishlab chiqarish, quyishda qobiq qoliplarini ishlab chiqarish.

polyester qatronlar. Ikki asosli aromatik tereftalik kislotaning ikki atomli etilen glikol bilan polikondensatsiyasi mahsuloti bunday smolalarga misol bo'la oladi:

Polietilen tereftalat- molekulalarida esterning guruhlanishi ko'p marta takrorlanadigan polimer. Rossiyada bu qatron nomi ostida ishlab chiqariladi lavsan(chet elda - terilen, dakron). Undan junga o'xshash tola tayyorlanadi, lekin ancha kuchli, o'chmas matolarni beradi. Lavsan yuqori issiqlik, namlik va yorug'lik qarshiligiga ega, gidroksidi, kislotalar va oksidlovchi moddalarga chidamli.

poliamid qatronlar. Ushbu turdagi polimerlar oqsillarning sintetik analoglari hisoblanadi. Ularning zanjirlarida oqsillar bilan bir xil, qayta-qayta takrorlanadi amid-CO-NH- guruhlari. Protein molekulalarining zanjirlarida ular bitta C-atomning zanjiri bilan, sintetik poliamidlarda - to'rt yoki undan ortiq C-atomlari zanjiri bilan ajralib turadi. Sintetik qatronlardan olingan tolalar - neylon, enant va anid - ba'zi xususiyatlarda tabiiy ipakdan sezilarli darajada ustundir. Toʻqimachilik sanoatida ulardan chiroyli bardoshli gazlamalar, trikotaj buyumlar ishlab chiqariladi. Texnikada neylon yoki aniddan yasalgan arqonlar ishlatiladi, ular yuqori quvvat bilan ajralib turadi; bu polimerlar shuningdek, avtomobil shinalarining asosi sifatida, to'r va turli xil texnik matolarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Kapron aminokaproik kislotaning polikondensatsiya mahsulotidir:

Enant- etti uglerod atomi zanjirini o'z ichiga olgan aminoantik kislotaning polikondensati.

Anid (neylon yoki perlon) ikki asosli adipik kislota HOOC-(CH 2) 4 -COOH va geksametilendiamin NH 2 -(CH 2) 6 -NH 2 ni polikondensatsiyalash orqali olinadi. Anid zanjirining tuzilishini quyidagi formula bilan ifodalash mumkin:

tabiiy va sun'iy tolalar. Har xil turdagi iplarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan barcha to'qimachilik tolalari tabiiy va kimyoviy bo'linadi.

tabiiy- o'simliklarda hosil bo'lgan tolalar (paxta, zig'ir va tsellyulozadan iborat boshqa tolalar) yoki tirik organizmlar sekretsiyasidan (oqsillardan tashkil topgan jun, ipak iplari) deb ataladi;

Kimyoviy- sun'iy ravishda ishlab chiqarilgan barcha tolalarni chaqiring. Ular, o'z navbatida, bo'linadi sun'iy tabiiy moddalarni (asosan tsellyuloza) kimyoviy qayta ishlash natijasida olinadi va sintetik maxsus sintez qilingan kimyoviy materiallardan (asosan sintetik yuqori polimerlar) tayyorlangan.

Sun'iy tolalarga tsellyulozani qayta ishlash natijasida olingan viskoza, atsetat va mis ammoniy ipak kiradi. Polimerizatsiya (nitron) yoki polikondensatsiya (lavsan, kapron, enant, anid) qatronlaridan olingan polimerlardan yuqorida ko'rib chiqilgan tolalar sintetik tolalarga misol bo'ladi.