1833 m. J. Berzelius sukūrė terminą „polimerija“, kurį pavadino viena iš izomerizmo rūšių. Tokios medžiagos (polimerai) turėjo būti vienodos sudėties, tačiau skirtingos molekulinės masės, pavyzdžiui, etilenas ir butilenas. J. Berzeliaus išvada neatitinka šiuolaikinio termino „polimeras“ supratimo, nes tikri (sintetiniai) polimerai tuo metu dar nebuvo žinomi. Pirmieji sintetinių polimerų paminėjimai datuojami 1838 m. (Polivinilideno chloridas) ir 1839 m. (Polistirenas).

Polimerų chemija atsirado tik po to, kai AMButlerovas sukūrė organinių junginių cheminės struktūros teoriją ir buvo toliau plėtojamas intensyviai ieškant gumos sintezės metodų (G. Bouchard, W. Tilden, K. Harries, IL Kondakov, SV Lebedevas) ... Nuo XX amžiaus 20 -ojo dešimtmečio pradžios pradėjo vystytis teorinės polimerų struktūros koncepcijos.

APIBRĖŽIMAS

Polimerai- cheminiai junginiai, turintys didelę molekulinę masę (nuo kelių tūkstančių iki daugybės milijonų), kurių molekules (makromolekules) sudaro daugybė pasikartojančių grupių (monomerų vienetų).

Polimerų klasifikacija

Polimerų klasifikacija grindžiama trimis charakteristikomis: jų kilme, cheminiu pobūdžiu ir pagrindinės grandinės skirtumais.

Kilmės požiūriu, visi polimerai yra suskirstyti į natūralius (natūralius), į kuriuos įeina nukleorūgštys, baltymai, celiuliozė, natūrali guma, gintaras; sintetiniai (gauti laboratorijoje sintezės būdu ir neturintys natūralių analogų), į kuriuos įeina poliuretanas, polivinilideno fluoridas, fenolio-formaldehido dervos ir kt. dirbtinis (gautas laboratorijoje sintezės būdu, bet remiantis natūraliais polimerais) - nitroceliuliozė ir kt.

Pagal cheminę prigimtį polimerai skirstomi į organinius polimerus (pagal monomerą - organinę medžiagą - visus sintetinius polimerus), neorganinius (remiantis Si, Ge, S ir kitais neorganiniais elementais - polisilanus, polisilicines rūgštis) ir organinius elementus (mišinį organinių ir neorganinių polimerų - polisloksanų).

Skirkite homochain ir heterochain polimerai... Pirmuoju atveju pagrindinę grandinę sudaro anglies arba silicio atomai (polisilanai, polistirenas), antruoju - įvairių atomų skeletas (poliamidai, baltymai).

Fizinės polimerų savybės

Polimerams būdingos dvi agregacijos būsenos - kristalinė ir amorfinė ir ypatingos savybės - elastingumas (grįžtamos deformacijos esant mažai apkrovai - guma), mažas trapumas (plastikai), orientacija veikiant nukreiptam mechaniniam laukui, didelis klampumas ir polimero tirpimas. atsiranda per jo patinimą.

Polimerų gavimas

Polimerizacijos reakcijos yra grandininės reakcijos serijinis ryšys nesočiųjų junginių molekules tarpusavyje suformuojant didelės molekulinės masės produktą - polimerą (1 pav.).

Ryžiai. 1. Bendra polimero gavimo schema

Pavyzdžiui, polietilenas gaunamas polimerizuojant etileną. Molekulės molekulinė masė siekia 1 mln.

n CH2 = CH2 = - ( - CH2 -CH2-) -

Cheminės polimerų savybės

Visų pirma, polimerams bus būdingos reakcijos, būdingos funkcinei grupei, esančiai polimere. Pavyzdžiui, jei polimere yra hidroksogrupės, būdingos alkoholių klasei, tada polimeras dalyvaus tokiose reakcijose kaip alkoholiai.

Antra, sąveika su mažos molekulinės masės junginiais, polimerų sąveika tarpusavyje, susidarant kryžminiams arba šakotiems polimerams, reakcijos tarp funkcinių grupių, kurios yra to paties polimero dalis, taip pat polimero skilimas į monomerus (grandinės sunaikinimas).

Polimerų naudojimas

Rasta polimerų gamyba platus pritaikymasįvairiose žmogaus gyvenimo srityse - chemijos pramonė(plastikų gamyba), mašinų ir orlaivių statyba, naftos perdirbimo įmonėse, medicinoje ir farmakologijoje, žemės ūkyje (herbicidų, insekticidų, pesticidų gamyba), statybų pramonėje (garso ir šilumos izoliacija), žaislų, langų, vamzdžių gamyba, namų apyvokos daiktai.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

1 PAVYZDYS

Pratimas	Polistirenas gerai ištirpsta nepoliniuose organiniuose tirpikliuose: benzenas, toluenas, ksilenas, anglies tetrachloridas. Apskaičiuokite polistireno masės dalį (%) tirpale, gautame ištirpinus 25 g polistireno 85 g svorio benzene. (22,73%).
Sprendimas	Užrašome masės dalies paieškos formulę: Raskite benzeno tirpalo masę: m tirpalas (C 6 H 6) = m (C 6 H 6) / ( / 100%)

Polimerų pagrindu gaunami pluoštai, plėvelės, gumos, lakai, klijai, plastikai ir kompozicinės medžiagos (kompozitai).

Pluoštas gaunamas verčiant tirpalus arba polimerą lydytis per plonas skylutes (štampus) plokštelėje, po to kietėjant. Pluoštą formuojantys polimerai yra poliamidai, poliakrilonitrilai ir kt.

Polimerinės plėvelės yra gaunami iš polimerų lydinių, verčiant per štampus su plyšiais, arba ant judančio diržo uždedant polimero tirpalus, arba polimeruojant. Plėvelės naudojamos kaip elektros izoliacija ir pakavimo medžiaga, magnetinės juostos ir kt.

Kalendorius–Polimerų apdorojimas ant kalendorių, susidedantis iš dviejų ar daugiau ritinių, esančių lygiagrečiai ir besisukančių vienas prieš kitą.

Pasisekė- plėvelę formuojančių medžiagų tirpalai organiniuose tirpikliuose. Be polimerų, lakuose yra plastiškumą didinančių medžiagų (plastifikatorių), tirpių dažiklių, kietiklių ir tt Jie naudojami elektros izoliacinėms dangoms, taip pat kaip grunto ir dažų bei lako emalių pagrindas.

Klijai- kompozicijos, galinčios sujungti įvairias medžiagas, nes tarp jų paviršių ir klijų sluoksnio susidaro stiprūs ryšiai. Sintetiniai organiniai klijai yra pagaminti iš monomerų, oligomerų, polimerų arba jų mišinių. Į kompoziciją įeina kietikliai, užpildai, plastifikatoriai ir tt Klijai skirstomi į termoplastinius, termoreaktyvius ir guminius. Termoplastiniai klijai atvėsus nuo užvirimo taško iki kambario temperatūros arba išgaravus tirpikliui, sukietėjus sukuriamas ryšys su paviršiumi. Termoreaktingi klijai sukietėjus (sukryžminus), sukuriamas ryšys su paviršiumi, guminiai klijai - dėl vulkanizacijos.

Plastikai- tai medžiagos, kurių sudėtyje yra polimero, kuris gaminio susidarymo metu yra klampus, o veikimo metu- stiklo. Visi plastikai klasifikuojami kaip termoreaktyvūs ir termoplastiniai. Formuojant termoreaktoriai įvyksta negrįžtama grūdinimo reakcija, kurią sudaro tinklo struktūros formavimas. Termoreaktoriai apima medžiagas, kurių pagrindą sudaro fenolio-formaldehidas, karbamido-formaldehidas, epoksidas ir kitos dervos. Termoplastikai gali pakartotinai pereiti į klampios tėkmės būseną kaitinant, o atvėsus-stiklinę. Termoplastikai yra medžiagos, kurių pagrindą sudaro polietilenas, politetrafluoretilenas, polipropilenas, polivinilchloridas, polistirenas, poliamidai ir kiti polimerai.

Elastomerai- tai polimerai ir jų pagrindu pagaminti kompozitai, kuriems stiklo pereinamosios temperatūros temperatūros diapazonas - užliejimo temperatūra yra pakankamai aukšta ir apima įprastą temperatūrą.

Be polimerų, plastikuose ir elastomeruose yra plastifikatorių, dažiklių ir užpildų. Plastifikatoriai - pavyzdžiui, dioktilftalato, dibutilo sebacato, chloruoto parafino - sumažina stiklo pereinamąją temperatūrą ir padidina polimero sklandumą. Antioksidantai sulėtina polimerų skilimą. Užpildai pagerina fizines ir mechanines polimerų savybes. Kaip užpildai naudojami milteliai (grafitas, suodžiai, kreida, metalas ir kt.), Popierius, audinys.

Sustiprinantys pluoštai ir kristalai gali būti metaliniai, polimeriniai, neorganiniai (pavyzdžiui, stiklas, karbidas, nitridas, boras). Sustiprinantys užpildai daugiausia lemia mechanines, termofizines ir elektrines polimerų savybes. Daugelis kompozicinių polimerinių medžiagų stiprumu nenusileidžia metalams. Kompozitai, pagaminti iš polimerų, sustiprintų stiklo pluoštu (stiklo pluoštu), turi aukštą mechaninis stiprumas(tempiamasis stipris 1300-2500 MPa) ir geros elektros izoliacinės savybės. Kompozitai, kurių pagrindą sudaro polimerai, sustiprinti anglies pluoštu (anglies pluoštu sustiprinti plastikai), pasižymi dideliu stiprumu ir vibracijos stiprumu, padidėjusiu šilumos laidumu ir cheminiu atsparumu. Boroplastikai (užpildai - boro pluoštai) pasižymi dideliu stiprumu, kietumu ir mažu šliaužimu.

Kompozitai polimerų pagrindu naudojamos kaip konstrukcinės, elektros ir šilumos izoliacijos, korozijai atsparios, trintį mažinančios medžiagos automobilių, staklių, elektros, aviacijos, radijo inžinerijos, kasybos, kosmoso technologijų, chemijos inžinerijos ir statybos srityse.

Redoksitas. Plačiai naudojami polimerai, turintys redokso savybes - redoksitai (su redokso grupėmis arba redoksionitais).

Polimerų naudojimas.Šiuo metu nemaža dalis įvairių polimerų turintys skirtingas fizines ir chemines savybes.

Apsvarstykite kai kuriuos polimerus ir jų pagrindu pagamintus kompozitus.

Polietilenas[-CH2-CH2-] n yra termoplastikas, gautas radikaliai polimerizuojant iki 320 0C temperatūros ir 120-320 MPa slėgio (polietilenas) aukštas spaudimas) arba esant 5 MPa slėgiui, naudojant sudėtingus katalizatorius (žemo slėgio polietilenas). Žemo slėgio polietilenas turi didesnį stiprumą, tankį, elastingumą ir minkštėjimo tašką nei aukšto slėgio polietilenas. Polietilenas yra chemiškai atsparus daugelyje aplinkų, tačiau senėja veikiant oksidatoriams. Polietilenas yra geras dielektrikas; jis gali būti naudojamas temperatūroje nuo –20 iki +100 0 C. Švitinimas gali padidinti polimero atsparumą karščiui. Vamzdžiai, elektros gaminiai, radijo įrangos dalys, izoliacinės plėvelės ir kabelių apvalkalai (aukšto dažnio, telefono, maitinimo), plėvelės, pakavimo medžiagos, stiklo taros pakaitalai yra pagaminti iš polietileno.

Polipropilenas[-CH (CH3) -CH2-] n yra kristalinis termoplastikas, gautas stereospecifinės polimerizacijos būdu. Jis turi didesnį atsparumą temperatūrai (iki 120–140 0 C) nei polietilenas. Turi didelį mechaninį stiprumą (žr. 14.2 lentelę), atsparumas pakartotiniam lenkimui ir dilimui, elastingas. Jis naudojamas vamzdžiams, plėvelėms, talpykloms ir kt.

Polistirenas - termoplastikas, gaunamas radikaliai polimerizuojant stireną. Polimeras yra atsparus oksidatoriams, tačiau nestabilus stiprioms rūgštims, jis tirpsta aromatiniuose tirpikliuose, pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir dielektrinėmis savybėmis ir yra naudojamas kaip aukštos kokybės elektros izoliacinė medžiaga, taip pat kaip struktūrinė ir dekoratyvinė apdailos medžiaga gaminant instrumentus, elektrotechnika, radijo inžinerija, Buitinė technika... Kabelių ir laidų apmušimui naudojamas karštai tempiamas, lankstus elastingas polistirenas. Polistirolas taip pat gaminamas polistireno pagrindu.

Polivinilchloridas[-CH2 -CHCl-] n -termoplastikas, pagamintas polimerizuojant vinilchloridą, atsparus rūgštims, šarmams ir oksidatoriams; tirpus cikloheksanone, tetrahidrofurane, ribotas benzene ir acetone; antipirenas, mechaniškai patvarus; dielektrinės savybės yra blogesnės nei polietileno. Jis naudojamas kaip izoliacinė medžiaga, kurią galima sujungti suvirinant. Iš jo gaminami įrašai, lietpalčiai, pypkės ir kiti daiktai.

Politetrafluoretilenas (fluoroplastikas)[-CF 2 -CF 2 -] n yra termoplastikas, gautas radikaliai polimerizuojant tetrafluoretileną. Pasižymi išskirtiniu cheminiu atsparumu rūgštims, šarmams ir oksidatoriams; puikus dielektrikas; turi labai platų veikimo temperatūrų diapazoną (nuo –270 iki +260 0 C). Esant 400 0 C temperatūrai jis suyra išsiskiriant fluorui, nesušlapinamas vandeniu. Fluoroplastikas chemijos pramonėje naudojamas kaip chemiškai atspari konstrukcinė medžiaga. Kaip geriausias dielektrikas, jis naudojamas tokiomis sąlygomis, kai reikalingas elektros izoliacinių savybių ir cheminio atsparumo derinys. Be to, jis naudojamas antifrikcinėms, hidrofobinėms ir apsauginėms dangoms bei keptuvėms.

Polimetilmetakrilatas (organinis stiklas)

- termoplastikas, gautas polimerizuojant metilmetakrilatą. Mechaniškai patvarus; atsparus rūgštims; atsparus oro sąlygoms; tirpsta dichloretane, aromatiniuose angliavandeniliuose, ketonuose, esteriuose; bespalvis ir optiškai skaidrus. Jis naudojamas elektrotechnikoje kaip konstrukcinė medžiaga, taip pat kaip klijų pagrindas.

Poliamidai-termoplastikai, kurių pagrindinėje grandinėje yra amido grupės -NHCO-, pavyzdžiui, poli-ε-kapronas [-NH- (CH2) 5 -CO-] n, polheksametileno adipinamidas (nailonas) [-NH- (CH2) 5-NH-CO- (CH2) 4-CO-] n; polidodekanamidas [-NH- (CH2) 11 -CO-] n ir tt Jie gaunami tiek polikondensacijos, tiek polimerizacijos būdu. Polimerų tankis yra 1,0 ÷ 1,3 g / cm 3. Joms būdingas didelis stiprumas, atsparumas dilimui, dielektrinės savybės; atsparus tepalams, benzinui, praskiestoms rūgštims ir koncentruotiems šarmams. Jie naudojami pluoštams, izoliacinėms plėvelėms, konstrukciniams, trinties ir elektros izoliaciniams gaminiams gauti.

Poliuretanai- termoplastikai, kurių pagrindinėje grandinėje yra -NH (CO) O- grupių, taip pat eteris, karbamatas ir kt. glikoliai ir glicerolis. Atsparus praskiestoms mineralinėms rūgštims ir šarmams, alyvoms ir alifatiniams angliavandeniliams. Jie gaminami poliuretano putų (putų gumos), elastomerų pavidalu, yra lakų, klijų, hermetikų dalis. Jie naudojami šilumos ir elektros izoliacijai, kaip filtrai ir pakavimo medžiaga, avalynei, dirbtinei odai, gumos gaminiams gaminti.

Poliesteriai-polimerai, kurių bendra formulė HO [-RO-] nH arba [-OC-R-COO-R "-O-] n. Gaunami polimerizuojant ciklinius oksidus, pavyzdžiui, etileno oksidą, laktonus (hidroksi rūgščių esterius) ), arba polikondensacijos glikoliais, diesteriais ir kitais junginiais. Alifatiniai poliesteriai yra atsparūs šarminių tirpalų poveikiui, aromatiniai poliesteriai - taip pat mineralinių rūgščių ir druskų tirpalų poveikiui. Taikoma pluoštų, lakų ir emalių, plėvelių gamybai , koaguliantai ir fotoreagentai, hidraulinių skysčių komponentai ir kt.

Sintetinės gumos (elastomerai) gauti emulsiją arba stereospecifinę polimerizaciją. Vulkanizuodami jie virsta guma, kuriai būdingas didelis elastingumas. Pramonė gamina daugybę skirtingų sintetinių kaučiukų (CK), kurių savybės priklauso nuo monomerų tipo. Daugelis gumų gaminami kartu polimerizuojant du ar daugiau monomerų. Atskirkite CK bendrąją ir specialiąją paskirtį. K CK Pagrindinis tikslas apima butadieną [-CH2 -CH = CH -CH2-] n ir butadieno stireną [-CH2 -CH = CH -CH2-] n - -[-CH2 -CH (C6H5) -] n . Jų pagrindu pagamintos gumos naudojamos masinio naudojimo gaminiuose (padangos, apsauginiai kabelių ir laidų apvalkalai, juostos ir kt.). Iš šių kaučiukų taip pat gaunamas plačiai elektrotechnikoje naudojamas ebonitas. Gumoms, gautoms iš CK specialiems tikslams, be elastingumo, būdingos tam tikros ypatingos savybės, pavyzdžiui, atsparumas benzo ir alyvai (butadieno-nitrilo CK [-CH2-CH = CH-CH2-] n-[-CH 2 -CH (CN) -] n), atsparumas benzo-, tepalui ir karščiui, nedegumas (chloroprenas CK [-CH2 -C (Cl) = CH -CH 2 -] n), atsparumas dilimui (poliuretanas ir kt.). ), karštis, šviesa, atsparumas ozonui (butilo guma) [-C (CH 3) 2 -CH2 -] n -[ -CH2C (CH 3) = CH -CH2 -] m. Dažniausiai naudojami stireno butadieno (daugiau kaip 40%), butadieno (13%), izopreno (7%), chloropreno (5%) gumos ir butilo gumos (5%). Pagrindinė gumų dalis. (60 - 70%) tenka padangų gamybai, apie 4% - batų gamybai

Silicio organiniai silicio polimerai- elementariuose makromolekulių vienetuose yra silicio atomų. Didelį indėlį kuriant silicio organinius polimerus padarė rusų mokslininkas K. A. Andrianovas. Būdingas šių polimerų bruožas yra didelis atsparumas karščiui ir šalčiui, elastingumas; jie neatsparūs šarmams ir ištirpsta daugelyje aromatinių ir alifatinių tirpiklių. Silicio organiniai polimerai naudojami lakams, klijams, plastikams ir gumai gaminti. Silicio organinių kaučiukų [-Si (R 2) -O-] n, pavyzdžiui, dimetilsiloksano ir metilvinilsiloksano, tankis yra 0,96 -0,98 g / cm 3, stiklo pereinamoji temperatūra -130 0 C. Tirpus angliavandeniliuose, halogeniniuose angliavandeniliuose, eteriuose . Vulkanizuotas organiniais peroksidais. Gumos gali būti naudojamos nuo -90 iki +300 0 C temperatūroje, turi atsparumą oro sąlygoms, aukštas elektros izoliacines savybes. Jie naudojami gaminiams, veikiantiems esant dideliems temperatūrų skirtumams, pavyzdžiui, apsauginėms dangoms erdvėlaivis ir kt.

Fenolio ir amino-formaldehido dervos gaunamas polikondensuojant formaldehidą fenoliu arba aminais. Tai termoreaktingi polimerai, kuriuose dėl kryžminio susiejimo susidaro tinklinė erdvinė struktūra, kurios negalima paversti tiesine struktūra, t.y. procesas yra negrįžtamas. Jie naudojami kaip klijų, lakų, jonų keitiklių, plastikų pagrindas.

Plastikai, kurių pagrindą sudaro fenolio-formaldehido dervos, vadinami fenoplastai , kurių pagrindą sudaro karbamido -formaldehido dervos - aminoplastai ... Fenoplastų ir aminoplastų užpildai yra popierius arba kartonas (getinax), audinys (tekstolitas), mediena, kvarco ir žėručio miltai ir tt yra geri dielektrikai. Naudojamas gamyboje spausdintinės plokštės, elektros ir radijo inžinerijos gaminių korpusai, folija dengti dielektrikai.

Aminoplastai Jie pasižymi didelėmis dielektrinėmis ir fizikinėmis-mechaninėmis savybėmis, yra atsparūs šviesai ir UV spinduliams, sunkiai dega, atsparūs silpnoms rūgštims ir bazėms bei daugeliui tirpiklių. Jie gali būti dažomi bet kokia spalva. Jie naudojami elektros gaminiams gaminti (prietaisų ir aparatų dėklai, jungikliai, atspalviai, šilumos ir garso izoliacinės medžiagos ir kt.).

Šiuo metu apie 1/3 visų plastikų naudojama elektros inžinerijoje, elektronikoje ir mechaninėje inžinerijoje, 1/4 - statyboje ir maždaug 1/5 - pakavimui. Didėjantį susidomėjimą polimerais galima iliustruoti automobilių pramonės pavyzdžiu. Daugelis ekspertų vertina automobilio tobulumo lygį pagal jame naudojamų polimerų dalį. Pavyzdžiui, masė polimerinės medžiagos padidintas nuo 32 kg VAZ-2101 iki 76 kg VAZ-2108. Užsienyje vidutinis plastiko svoris yra 75 ÷ 120 kg vienam automobiliui.

Taigi polimerai yra labai plačiai naudojami plastikų ir kompozitų, pluoštų, klijų ir lakų pavidalu, o jų naudojimo mastas ir apimtis nuolat didėja.

Klausimai savikontrolei:

1. Kas yra polimerai? Jų tipai.

2. Kas yra monomeras, oligomeras?

3. Koks yra polimerų gavimo būdas polimerizacijos būdu? Pateikite pavyzdžių.

4. Koks yra polimerų gavimo būdas polikondensacijos būdu? Pateikite pavyzdžių.

5. Kas yra radikali polimerizacija?

6. Kas yra joninė polimerizacija?

7. Kokia yra masinė (blokinė) polimerizacija?

8. Kas yra emulsinė polimerizacija?

9. Kas yra suspensijos polimerizacija?

10. Kas yra dujų polimerizacija?

11. Kas yra lydalo polikondensacija?

12. Kas yra polikondensacija tirpale?

13. Kas yra polikondensacija sąsajoje?

14. Kokia yra polimerinių makromolekulių forma ir struktūra?

15. Kas apibūdina polimerų kristalinę būseną?

16. Kokios yra amorfinių polimerų fizinės būklės ypatybės?

17. Kokios yra polimerų cheminės savybės?

18. kas yra fizines savybes polimerai?

19. Kokios medžiagos gaunamos polimerų pagrindu?

20. Kokie yra polimerų naudojimo būdai įvairiose pramonės šakose?

Klausimai savarankiškam darbui:

1. Polimerai ir jų taikymas.

2. Ugnies pavojus polimerai.

Literatūra:

1. Semenova E. V., Kostrova V. N., Fedyukina U. V. Chemija. - Voronežas: mokslinė knyga - 2006, 284 p.

2. Artimenko A.I. Organinė chemija... - M.: Aukščiau. shk - 2002, 560 psl.

3. Korovinas N.V. Bendroji chemija. - M.: Aukščiau. shk - 1990, 560 psl.

4. Glinka N.L. Bendroji chemija. - M.: Aukščiau. shk - 1983, 650 psl.

5. Glinka N.L. Bendrosios chemijos užduočių ir pratimų rinkinys. - M.: Aukščiau. shk - 1983, 230 psl.

6. Achmetovas NS Bendroji ir neorganinė chemija. M .: Aukštoji mokykla. - 2003, 743 psl.

17 paskaita (2 val.)

11 tema. Cheminis cheminės medžiagos identifikavimas ir analizė

Paskaitos tikslas: susipažinti su kokybine ir kiekybine medžiagų analize ir pateikti bendrą metodų, naudojamų šioje temoje, aprašymą.

Nagrinėjamos problemos:

11.1. Kokybinė medžiagos analizė.

11.2. Kiekybinė medžiagos analizė. Cheminiai analizės metodai.

11.3. Instrumentinės analizės metodai.

11.1. Kokybinė medžiagų analizė

Praktiškai dažnai reikia identifikuoti (aptikti) tam tikrą medžiagą, taip pat kiekybiškai įvertinti (išmatuoti) jos turinį. Mokslas, nagrinėjantis kokybinę ir kiekybinę analizę, vadinamas analitinė chemija ... Analizė atliekama etapais: pirmiausia atliekamas cheminės medžiagos identifikavimas (kokybinė analizė), o paskui kiek medžiagos yra mėginyje (kiekybinė analizė).

Cheminis identifikavimas (aptikimas)- tai cheminės medžiagos fazių, molekulių, atomų, jonų ir kitų sudedamųjų dalių tipo ir būklės nustatymas remiantis eksperimentinių ir atitinkamų žinomų medžiagų etaloninių duomenų palyginimu. Identifikavimas yra kokybinės analizės tikslas. Identifikuojant paprastai nustatomas medžiagų savybių rinkinys: spalva, fazės būsena, tankis, klampumas, lydymosi, virimo ir fazės perėjimo taškai, tirpumas, elektrodo potencialas, jonizacijos energija ir (arba) ir kt. Siekiant palengvinti identifikavimą, buvo sukurti cheminių ir fizikinių ir cheminių duomenų bankai. Analizuojant daugiakomponentes medžiagas, dažnai naudojami universalūs prietaisai (spektrometrai, spektrofotometrai, chromatografai, poliarografai ir kt.), Aprūpinti kompiuteriais, kurių atmintyje yra etaloninė cheminė ir analitinė informacija. Šių universalių įrenginių pagrindu kuriama automatizuota informacijos analizės ir apdorojimo sistema.

Elementinė, molekulinė, izotopinė ir fazinė analizės skiriamos priklausomai nuo identifikuojamų dalelių tipo. Todėl svarbiausi yra nustatymo metodai, klasifikuojami pagal nustatomo turto pobūdį arba analitinio signalo įrašymo metodą:

1) cheminės analizės metodai , kurios yra pagrįstos cheminių reakcijų naudojimu. Juos lydi išorinis poveikis (nuosėdų susidarymas, dujų išsiskyrimas, išvaizda, išnykimas ar spalvos pasikeitimas);

2) fiziniai metodai, kurios yra pagrįstos tam tikru ryšiu tarp medžiagos fizikinių savybių ir jos cheminė sudėtis;

3) fizikiniai ir cheminiai metodai , kurie yra pagrįsti fiziniai reiškiniai lydinčios chemines reakcijas. Dažniausiai jie atsiranda dėl didelio tikslumo, selektyvumo (selektyvumo) ir jautrumo. Pirmiausia bus aptartos elementinės ir molekulinės analizės.

Priklausomai nuo sausosios medžiagos masės ar analizuojamo tirpalo tūrio, išskiriami makro metodas (0,5 - 10 g arba 10 - 100 ml), pusiau mikrometodas (10–50 mg arba 1–5 ml), mikrometodas (1-5 Hmg arba 0,1 - 0,5 ml) ir ultramikrometras (mažiau nei 1 mg arba 0,1 ml) identifikacijas.

Kokybinei analizei būdinga aptikimo riba (aptikta minimali) sausoji medžiaga, t. y. mažiausias patikimai atpažįstamos medžiagos kiekis ir ribinė tirpalo koncentracija. Kokybinei analizei naudojamos tik tos reakcijos, kurių aptikimo riba yra ne mažesnė kaip 50 μg.

Yra tam tikrų reakcijų, kurios leidžia aptikti vieną ar kitą medžiagą ar joną, esant kitoms medžiagoms ar kitiems jonams. Tokios reakcijos vadinamos konkretus ... Tokių reakcijų pavyzdys gali būti NH 4 + jonų aptikimas veikiant šarmams arba kaitinant

NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + H 2 O + NaCl

arba jodo reakcija su krakmolu (tamsiai mėlyna spalva) ir kt.

Tačiau daugeliu atvejų medžiagos aptikimo reakcijos nėra specifinės, todėl medžiagos, trukdančios identifikuoti, nusodinamos, yra silpnai disociuojantis arba sudėtingas junginys. Nežinomos medžiagos analizė atliekama tam tikra seka, kurioje aptikus ir pašalinus ta arba ta medžiaga identifikuojama, trukdant kitų medžiagų analizei, t.y. jie naudoja ne tik aptikimo medžiagų reakciją, bet ir jų atskyrimo viena nuo kitos reakciją.

Taigi kokybinė medžiagos analizė priklauso nuo priemaišų kiekio, ty nuo jos grynumo. Jei priemaišų yra labai mažai, jos vadinamos „pėdsakais“. Sąvokos atitinka molines dalis procentais: "pėdsakai" 10–3 ÷ 10 -1, "Mikrotracesai"-10-6 ÷ 10-3, "Ultramotros"-10-9 ÷ 10-6, submikrotraces- mažiau nei 10-9. Medžiaga vadinama labai gryna, kai priemaišų yra ne daugiau kaip 10–4 ÷ 10–3% (molinė dalis) ir ypač gryna (itin skaidrus) kai priemaišų kiekis yra mažesnis nei 10 -7% (molinė dalis). Taip pat yra dar vienas labai grynų medžiagų apibrėžimas, pagal kurį jose yra priemaišų, kurios neturi įtakos pagrindinėms specifinėms medžiagų savybėms. Tačiau svarbu ne kokia nors priemaiša, o priemaišos, turinčios įtakos grynos medžiagos savybėms. Tokios priemaišos vadinamos ribojančiomis arba kontroliuojančiomis.

Nustatant neorganines medžiagas, atliekama kokybinė katijonų ir anijonų analizė. Kokybinės analizės metodai yra pagrįsti joninėmis reakcijomis, kurios leidžia identifikuoti elementus tam tikrų jonų pavidalu. Kaip ir atliekant bet kokią kokybinę analizę, reakcijų metu susidaro blogai tirpūs junginiai, susidaro spalvoti kompleksiniai junginiai, oksiduojasi arba redukuojasi keičiantis tirpalo spalvai. Norint nustatyti, ar susidaro blogai tirpūs junginiai, naudojami tiek grupiniai, tiek atskiri nusodintuvai.

Nustatant neorganinių medžiagų katijonus NaCl tarnauja kaip Ag+, Pb 2+, Hg 2+ jonų nusodintuvai; jonams Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ - (NH 4) 2 CO 3, jonams Al 3+, Cr 3+, Fe 2+, Fe 3+, Mn 2+, Co 2+, Ni 2 +, Zn 2+ ir kt. - (NH 4) 2 S.

Jei yra keli katijonai, atlikite frakcinė analizė , kuriame nusodinami visi mažai tirpūs junginiai, o po to vienu ar kitu metodu aptinkami likę katijonai arba palaipsniui pridedama reagento, kuriame junginiai mažiausia vertė PR, o tada jungtys, turinčios didesnę PR vertę. Bet koks katijonas gali būti identifikuotas naudojant tam tikrą reakciją, jei pašalinami kiti katijonai, trukdantys šiam identifikavimui. Yra daug organinių ir neorganinių reagentų, sudarančių nuosėdas arba spalvotus kompleksinius junginius su katijonais (9 lentelė).

Polimerai yra makromolekulinio tipo junginiai. Jų pagrindą sudaro monomerai, iš kurių susidaro polimerinių medžiagų makro grandinė. Naudojant polimerus, galima kurti medžiagas aukštas lygis stiprumas, atsparumas dilimui ir daug kitų naudingų savybių.

Polimerų klasifikacija

Natūralus... Susidarė natūraliu būdu. Pavyzdys: gintaras, šilkas, natūrali guma.

Sintetinis... Jie gaminami laboratorinėmis sąlygomis ir neturi natūralių ingredientų. Pavyzdys: polivinilchloridas, polipropilenas, poliuretanas.

Dirbtinis... Jie gaminami laboratorinėmis sąlygomis, tačiau yra pagaminti iš natūralių ingredientų. Pavyzdys: celiulioidas, nitroceliuliozė.

Polimerų tipai ir jų panaudojimo būdai yra labai įvairūs. Dauguma žmogų supančių objektų yra sukurti naudojant šias medžiagas. Priklausomai nuo tipo, jie turi įvairių savybių, kurie nustato jų taikymo sritį.

Yra daug įprastų polimerų, su kuriais mes susiduriame kasdien, net to nesuvokdami:

• Polietilenas. Jis naudojamas pakuotėms, vamzdžiams, izoliacijai ir kitiems gaminiams gaminti, kai reikalingas atsparumas drėgmei, atsparumas agresyvioms terpėms ir dielektrinės charakteristikos.
• Fenolio formaldehidas. Tai yra plastikų, lakų ir klijų pagrindas.
• Sintetinė guma. Jis turi geresnes stiprumo charakteristikas ir atsparumą dilimui nei natūralus. Iš jo gaminama guma ir įvairios medžiagos.
• Polimetilmetakrilatas yra gerai žinomas organinis stiklas. Naudojamas elektros inžinerijoje, taip pat kaip konstrukcinė medžiaga kitose gamybos srityse.
• Poliamilo. Jis naudojamas audiniams ir siūlams gaminti. Tai nailonas, nailonas ir kitos sintetinės medžiagos.
• Politetrafluoretilenas, dar žinomas kaip teflonas. Jis naudojamas medicinoje, Maisto pramone ir įvairios kitos sritys. Visi žino teflonu dengtas keptuves, kurios kažkada buvo labai populiarios.
• Polivinilchloridas, dar žinomas kaip PVC. Dažnai randama plėvelės pavidalu, ji naudojama kabelių izoliacijai, odos imitacijai, langų profiliams, įtempiamoms luboms gaminti. Turi labai platų panaudojimo spektrą.
• Polistirenas. Jis naudojamas buitinių gaminių ir įvairių statybinių medžiagų gamybai.
• Polipropilenas. Vamzdžiai, konteineriai, neaustinės medžiagos, namų apyvokos reikmenys, statybiniai klijai ir mastikos.

Kur naudojami polimerai

Polimerinių medžiagų taikymo sritis yra labai plati. Dabar galime drąsiai teigti - jie naudojami pramonėje ir gamyboje beveik bet kurioje srityje. Dėl savo savybių polimerai buvo visiškai pakeisti natūralios medžiagos, žymiai prastesnės už jas savybėmis. Todėl verta apsvarstyti polimerų savybes ir jų taikymo sritis.

Pagal klasifikaciją medžiagas galima suskirstyti į:

• kompozitai;
• plastikai;
• filmai;
• pluoštai;
• lakai;
• guma;
• lipnios medžiagos.

Kiekvienos veislės kokybė lemia polimerų naudojimo sritį.

Kasdienybė

Apsidairę galime pamatyti puiki suma gaminiai iš sintetinių medžiagų. Tai yra detalės Buitinė technika, audiniai, žaislai, Virtuvės indai Ir netgi buitinės chemijos... Tiesą sakant, tai yra didžiulis produktų asortimentas - nuo įprastų plastikinių šukų iki skalbimo miltelių.

Toks platus naudojimas dėl mažos gamybos kainos ir didelės kokybės charakteristikas... Produktai yra patvarūs, higieniški, neturi žmogaus organizmui kenksmingų komponentų ir yra universalūs. Net paprastos nailoninės pėdkelnės yra pagamintos iš polimerinių komponentų. Todėl polimerai kasdieniame gyvenime naudojami daug dažniau nei natūralios medžiagos. Jie žymiai pranoksta jų kokybę ir suteikia mažą produkto kainą.

Pavyzdžiai:

• plastikiniai indai ir pakuotės;
• įvairių buitinių prietaisų dalys;
• sintetiniai audiniai;
• žaislai;
• Virtuvės indai;
• produktai vonios kambariams.

Bet koks gaminys, pagamintas iš plastiko arba su sintetiniais pluoštais, yra pagamintas iš polimerų, todėl pavyzdžių sąrašas gali būti begalinis.

Statybos sektorius

Polimerų naudojimas statyboje taip pat yra labai platus. Jie buvo pradėti naudoti palyginti neseniai, maždaug prieš 50–60 metų. Šiuo metu dauguma statybinių medžiagų gaminamos naudojant polimerus.

Pagrindinės kryptys:

• įvairių tipų atitvarų ir statybinių konstrukcijų gamyba;
• klijai ir putos;
• gamyba inžinerinės komunikacijos;
• medžiagos, skirtos šilumai ir hidroizoliacijai;
• Savaime išsilyginančios grindys;
• įvairios apdailos medžiagos.

Aptvarų ir statybinių konstrukcijų srityje tai yra polimerbetonis, kompozicinė armatūra ir sijos, dvigubo stiklo langų rėmai, polikarbonatas, stiklo pluoštas ir įvairios kitos tokio tipo medžiagos. Visi produktai, kurių pagrindą sudaro polimerai, pasižymi didelėmis stiprumo savybėmis, ilgu tarnavimo laiku ir atsparumu neigiamiems gamtos reiškiniams.

Klijai yra atsparūs drėgmei ir puikiai sukimba. Jie naudojami įvairių medžiagų klijavimui ir pasižymi dideliu sukibimo stiprumu. Putplastis yra idealus sprendimas sandūrų sandarinimui. Jie pasižymi didelėmis šilumos taupymo savybėmis ir turi daugybę skirtingų savybių veislių.

Polimerinių medžiagų naudojimas inžinerinių komunikacijų gamyboje yra viena iš plačiausių sričių. Jie naudojami vandens tiekimo, elektros tiekimo, šilumos išsaugojimo, kanalizacijos, vėdinimo ir šildymo sistemose.

Šilumos izoliacinės medžiagos pasižymi puikiomis šilumos taupymo savybėmis, mažu svoriu ir prieinama kaina. Hidroizoliacija pasižymi aukštu hidroizoliacijos lygiu ir gali būti gaminama įvairiomis formomis (gaminiai iš ritinių, milteliai arba skysti mišiniai).

Polimerinės grindys yra specializuota medžiaga, leidžianti grubiai sukurti visiškai lygų paviršių be daug laiko reikalaujančio darbo. Ši technologija naudojama tiek buityje, tiek pramonėje.

Šiuolaikinė pramonė gamina platų asortimentą apdailos medžiagos polimerų pagrindu. Jie gali turėti skirtingą struktūrą ir išleidimo formą, tačiau pagal savybes jie visada pranoksta natūrali apdaila ir turi daug mažesnę kainą.

Vaistas

Polimerų naudojimas medicinoje yra plačiai paplitęs. Paprasčiausias pavyzdys yra vienkartiniai švirkštai. Įjungta Šis momentas pagaminama apie 3 tūkstančius medicinos srityje naudojamų produktų.

Šioje srityje dažniausiai naudojami silikonai. Jie yra būtini atliekant plastines operacijas, sukuriant apsaugą ant sudegusių paviršių, taip pat gaminant įvairių produktų... Medicinoje polimerai buvo naudojami nuo 1788 m., Tačiau ribotais kiekiais. Ir 1895 m. Jie tapo plačiau paplitę po operacijos, kurios metu kaulų defektas buvo uždarytas celiulioido pagrindu pagamintu polimeru.

visos medžiagos šio tipo pagal paskirtį galima suskirstyti į tris grupes:

• 1 grupė - įvedimui į kūną. Tai dirbtiniai organai, protezai, kraujo pakaitalai, klijai, vaistai.
• 2 grupė - polimerai, besiliečiantys su audiniais, taip pat medžiagos, skirtos įvesti į organizmą. Tai konteineriai kraujui ir plazmai laikyti, odontologinės medžiagos, švirkštai ir chirurginiai instrumentai, sudarantys medicinos įrangą.
• 3 grupė - medžiagos, kurios neturi sąlyčio su audiniais ir nėra įvedamos į organizmą. Tai įranga ir prietaisai, laboratoriniai stiklo dirbiniai, inventorius, ligoninės reikmenys, patalynė, akinių rėmeliai ir lęšiai.

Žemdirbystė

Polimerai aktyviausiai naudojami šiltnamių ūkyje ir melioracijoje. Pirmuoju atveju reikia įvairių plėvelių, agropluoštų, korinis polikarbonatas taip pat jungiamosios detalės. Visa tai būtina šiltnamiams statyti.

Melioracijos metu naudojami vamzdžiai, pagaminti iš polimerinių medžiagų. Jie yra lengvesni už metalą, yra prieinami ir turi ilgesnį tarnavimo laiką.

Maisto pramone

Maisto pramonėje polimerinės medžiagos naudojamos konteinerių ir pakuočių gamybai. Gali būti kieto plastiko ar plėvelės pavidalo. Pagrindinis reikalavimas yra visiškas sanitarinių ir epidemiologinių standartų laikymasis. Maisto inžinerijoje neapsieisite be polimerų. Jų naudojimas leidžia sukurti paviršius su minimaliu sukibimu, o tai svarbu gabenant grūdus ir kitus birius produktus. Duonos kepimo ir pusgaminių gamybos linijose taip pat reikalingos lipnios dangos.

Polimerai naudojami įvairiose žmogaus veiklos srityse, o tai lemia didelę jų paklausą. Be jų apsieiti neįmanoma. Natūralios medžiagos negali suteikti tam tikrų savybių, būtinų tam tikroms naudojimo sąlygoms įvykdyti.

Polimerinės medžiagos. Polimerinių medžiagų naudojimas kasdieniame gyvenime

Turinys

Įvadas.

Polimerinių medžiagų klasifikacija. Polimerų naudojimas.

Polimerų struktūra ir cheminės savybės.

Polimerų skilimo tipai.

Toksiškų produktų išsiskyrimas iš polimerų esant įvairiai įtakai ir laikui bėgant.

Įvadas

POLIMERINĖS MEDŽIAGOS - medžiagos, pagrįstos didelės molekulinės masės junginiai; paprastai daugiakomponentis ir daugiafazis. Polimerinės medžiagos yra svarbiausia šiuolaikinių medžiagų klasė, plačiai naudojama visose inžinerijos ir technologijų srityse, žemės ūkyje ir kasdieniame gyvenime. Jie išsiskiria plačiomis kompozicijos, struktūros ir savybių reguliavimo galimybėmis. Pagrindiniai polimerinių medžiagų privalumai: maža kaina, lyginamasis paprastumas, didelis našumas, mažos energijos sąnaudos ir mažai atliekų gamybos ir perdirbimo metodai, mažas tankis, didelis atsparumas agresyvioms terpėms, atominis ir radiacinis poveikis bei smūginės apkrovos, mažas šilumos laidumas, didelis radijas, optika ir elektra ... savybės, geros klijų savybės. Polimerinių medžiagų trūkumai: mažas atsparumas karščiui ir karščiui, didelis šiluminis plėtimasis, polinkis šliaužti ir atsipalaiduoti; daugeliui polimerinių medžiagų - degumas.

Pagrindinės polimerinių medžiagų rūšys:

Plastikai ir kompozicinės medžiagos (kompozitai), gumos, dažai ir lakai bei dažai ir lakai, klijai, polimeriniai junginiai, sandarikliai, polimerbetonis, pluoštinės plėvelės ir lakštinės medžiagos (pluoštas, audiniai, neaustinės medžiagos, polimerinės plėvelės, dirbtinė oda, popierius ir kt.). .).

Pagal paskirtį polimerinės medžiagos skirstomos į: 1. bendrosios paskirties struktūrines ir funkcines - pavyzdžiui. trintis ir antifrikcija,

2. šilumos ir elektros izoliacija,

3. elektrai laidus,

4. termoindikatorius,

5. pjezoelektrinis,

6. optiškai aktyvus,

7. magnetinis,

8. fotorezistorius,

9. Antikorozija.

Pagal pagrindinės (polimerinės) fazės pobūdį (polimero rišiklis arba plėvelės formavimas) polimerinės medžiagos gali būti natūralios (natūralios) ir cheminės (dirbtinės arba sintetinės).

Atsižvelgiant į fizines ir chemines transformacijas, vykstančias polimero fazėje gamybos ir perdirbimo etapuose, polimerinės medžiagos, kaip ir plastikas, yra suskirstytos į termoplastines ir termoreaktyviąsias.

Gaminant termoreaktyvias polimerines medžiagas iš natūralių polimerų, plačiausiai naudojami celiuliozės dariniai, pagaminti iš sintetinių - plati klasė karbo- ir hetero grandinės homopolimerai, atsitiktiniai, kintamieji, blokiniai ir įskiepyti kopolimerai, jų mišiniai ir lydiniai.

Termoreaktingų polimerinių medžiagų gamyboje plačiausiai naudojami monomerai, oligomerai, prepolimerai, aliejai ir dervos, kurių sudėtyje yra nesočiųjų ir ciklinių. grupės, kurios reaguoja neišskirdamos mažos molekulinės masės medžiagų ir santykinai nedideliu tūriniu susitraukimu, nesočiųjų poli- ir oligoesterių, epoksidinių oligomerų ir dervų, oligoizocianatų, bismaleinimidų, spirociklinių. monomerai ir oligomerai ir panašiai. Jų sudėtį ir struktūrą, kietiklio, kryžminimo agento, iniciatoriaus ir katalizatoriaus, greitintuvo ar inhibitoriaus tipą ir kiekį lemia polimerinės medžiagos tipas (plastiko masė, armuotas plastikas, dažų ir lako medžiaga, klijai ir kt.) jos technologijai ir veikimui keliami reikalavimai.

Makro- arba mikroheterogenas yra plačiai naudojamas kaip polimerinė fazė arba nepriklausoma polimerinė medžiaga. polimerų-polimerų kompozicijos (polimerų mišiniai ir lydiniai; blokiniai ir įskiepyti kopolimerai, įskaitant tinklinius, tarpusavyje besiskverbiančius tinklus; putoti arba porėti polimerai, pvz., putos. Tarp jų dažniausiai pasitaiko disperguotos ir elastingos sistemos, susidedančios iš ištisinių stiklo ir dispersinių elastinių fazių , pavyzdžiui, smūgiams atsparus polistirenas, ABS plastikas, kietintos kompozicijos, modifikuotos gumomis, taip pat termoplastiniai elastomerai, elastingi tarpusavyje įsiskverbiantys tinklai ir jonomerai.

Siekiant kontroliuoti polimerinių medžiagų, chemiškai inertiškų ar aktyvių modifikatorių-tirpiklių, plastifikatorių ar minkštiklių, skiediklių, tirštiklių ar tepalų, struktūrinių medžiagų, dažiklių, antipirenų, antioksidantų technologines ir (arba) eksploatacines polimerinių medžiagų savybes. polimerų sintezės ar medžiagų kūrimo etapas, antiozonantai, antioksidantai, terminiai ir šviesos stabilizatoriai, antiradikai, užpildai ir paviršinio aktyvumo medžiagos; norint gauti akytas polimerines medžiagas, papildomai įvedamos porų formuojančios medžiagos.

Polimerinių medžiagų struktūra ir savybės reguliuojamos ne tik keičiant jų sudėtį ir komponentų bei fazių pasiskirstymo pobūdį, bet ir terminio bei mechaninio veikimo sąlygas formavimo metu.

Polimerinių medžiagų apdorojimo būdai ir sąlygos nustatomi pagal medžiagos tipą (termoplastinį ar termoreaktingą) ir pradinę būseną, t.y. pusgaminio tipas (lydantys milteliai, granulės, tirpalai arba lydiniai, dispersijos), taip pat užpildų, siūlų, ryšulių, juostų, audinių, popieriaus, plėvelių ir jų derinių su polimero faze tipas.

Polimerų sandara ir cheminės savybės

Konstrukcijos ypatybės.

Žodis „polimeras“ pažodžiui reiškia - daug segmentų (iš graikų polusmuch ir terospart, segmentų).

Šis terminas apima visas medžiagas, kurių molekulės yra sudarytos iš daugelio elementų arba nuorodų. Šie elementai apima tiek atskirus atomus, tiek (dažniau) mažas atomų grupes, sujungtas cheminiais ryšiais. Polimero, kurio elementai susideda iš elementinių atomų, pavyzdys yra vadinamoji „plastinė siera“. Jis gaunamas pilant išlydytą sierą (atitinkamos temperatūros) į šaltą vandenį. Polimerinės sieros struktūrą galima pavaizduoti kaip atomų grandinę, susijęs draugas su draugu cheminiais ryšiais

Esant šiai būklei, sieros fizinės savybės skiriasi nuo įprastos kristalinės arba uolėtos sieros - jos labiau būdingos guminiams polimerams. Minkštas, labai elastingas ir permatomas, skirtingai kristalinės medžiagos tam tikras lydymosi taškas. Kylant temperatūrai, siera pirmiausia suminkštėja, o paskui teka kaip labai klampus skystis. Tačiau polimerinė siera nėra stabili net kambario temperatūra po kelių dienų jis grįžta į įprastą miltelinę arba kristalinę formą.

Daugumos polimerų pasikartojantis struktūros elementas yra mažos atomų grupės, sujungtos tam tikru būdu. Viena iš paprasčiausių polimerų cheminės sandaros požiūriu - polietilenas turi CH2 grupę kaip pasikartojantį elementą.

Pirminė molekulė, iš kurios susidaro polimeras, vadinama monomero vienetu (iš graikų monos - pavienis). Kaip rodo šis pavyzdys, monomero vienetas ne visada yra pasikartojantis grandinės vienetas.

Tačiau grandinės grandys ne visada yra vienodos. Daugelis polimerų susidaro sąveikaujant dviejų skirtingų tipų monomerų vienetams arba cheminiams junginiams. Dėl to susidaro tokia struktūra

kuriose jungtys [A] ir [B] reguliariai keičiasi per visą grandinės ilgį.

Kitų tipų polimerų (vadinamų kopolimerais) dviejų skirtingų vienetų [A] ir [B] santykis nėra pastovus, o jų išdėstymas grandinėje paprastai yra atsitiktinis, pvz.

Šis išdėstymas būdingas daugeliui sintetinių gumų.

Viena iš nuorodų, tarkim B, gali prisijungti prie A ne tik galuose, bet ir trečiame taške. Tai leidžia grandinėms išsišakoti:

Toks polimeras gali „išaugti“ iš kiekvieno išsišakojimo taško, sudarydamas sudėtingą labai šakotą trimatę struktūrą.

Iki šiol mes nekreipėme dėmesio į klausimą, kiek elementinių vienetų reikia molekulėje, kad medžiaga būtų klasifikuojama kaip polimeras. Koks yra šis skaičius, sudarantis partijos sąvoką?

Nėra tikslaus atsakymo į šį klausimą. Paprastai tariant, bet koks skaičius iš dviejų ar daugiau atitinka polimerą. Tačiau polimerai, turintys kelis vienetus, paprastai vadinami dimeriais, žoliapjovėmis, tetramerais ir kt., Atsižvelgiant į pradinių molekulių ar monomerų vienetų skaičių, o terminas polimeras (tiksliau, didelis polimeras) reiškia atvejį, kai skaičius vienetų, įtrauktų į grandinę, pakankamai dideli. Mažiausias polimerinių monomerų vienetų skaičius yra apie 100. Didžiausias vienetų skaičius teoriškai neribojamas.

Cheminės polimerų savybės.

Nustatomas polimerų cheminis atsparumas Skirtingi keliai, bet dažniausiai dėl masės pasikeitimo, kai mėginys laikomas tinkamoje terpėje arba reagente. Tačiau šis kriterijus nėra universalus ir neatspindi cheminių pokyčių (sunaikinimo) pobūdžio. Net standartuose (GOST 1202066), naudojant taškų sistemą, pateikiami tik kokybiniai įvertinimai. Taigi, polimerai, kurie per 42 dienas keičia masę 3 ... 5%, laikomi stabiliais, 5 ... 8% - palyginti stabiliais, daugiau nei 8 ... 10% - nestabiliais. Žinoma, šios ribos priklauso nuo produkto tipo ir jo paskirties.
Polimerams būdingas didelis atsparumas neorganiniams reagentams ir mažesnis organiniams. Iš esmės visi polimerai yra nestabilūs aplinkoje, kurioje yra ryškių oksidacinių savybių, tačiau tarp jų yra ir tokių, kurių cheminis atsparumas yra didesnis nei aukso ir platinos. Todėl polimerai yra plačiai naudojami kaip talpyklos, skirtos didelio grynumo reagentams ir vandeniui, radijo komponentų, ypač puslaidininkinių įtaisų ir IC, apsaugai ir sandarinimui.
Kitas polimerų bruožas yra tas, kad jie iš prigimties nėra sandarūs vakuume. Dujinių ir skystų medžiagų, ypač vandens, molekulės gali prasiskverbti į mikrovaisius, susidarančius judant atskiriems polimerų segmentams, net jei jų struktūra yra be defektų.
Kokybiniam polimerų sorbcijos-difuzijos procesų įvertinimui naudojami trys parametrai: difuzijos koeficientasD , m2 / s; tirpumo koeficientas 5, kg / (m3 * Pa); pralaidumo koeficientasR, kg / (m * Pa * s) irp = DS. Taigi, vandeniui polietilene D = 0,8-10-12 m2 / s, S = 10-3 kg (m3 Pa) ir p = 8 * 10-16 kg / (m * Pa * s).
Polimerai atlieka apsaugos vaidmenį metaliniai paviršiai nuo korozijos, kai:

sluoksnio storis puikus

polimeras turi pasyvinantį poveikį aktyviems (sugedusiems) metalo centrams, taip slopindamas korozinį drėgmės, prasiskverbiančios į metalo paviršių, poveikį.

Kaip matyti, polimerų sandarinimo galimybės yra ribotos, o jų pasyvinimas nėra universalus. Todėl polimerinis sandarinimas naudojamas nekritiniuose gaminiuose, eksploatuojamuose palankiomis sąlygomis.
Daugumai polimerų būdingassenėjimas negrįžtami struktūros ir savybių pokyčiai, dėl kurių sumažėja jų stiprumas. Cheminių procesų rinkinys, dėl kurio agresyvios terpės (deguonis, ozonas, rūgščių ir šarmų tirpalai) veikiami keičia struktūrą ir molekulinę masę, vadinamas cheminiusunaikinimas. Dažniausias jo tipas yra termooksidacinis sunaikinimas, kuris vyksta veikiant oksidantams pakilusi temperatūra... Sunaikinimo metu ne visos savybės vienodai pablogėja: pavyzdžiui, oksiduojant silicio organinius polimerus, jų dielektriniai parametrai nežymiai pablogėja, nes Si yra oksiduojamas iki oksido, kuris yra geras dielektrikas.

Polimerinių medžiagų toksiškumas ir kitos neigiamos savybės

Vertinant polimerinių statybinių medžiagų ekologiškumą, laikomasi šių pagrindinių reikalavimų:
polimerinės medžiagos neturėtų sukelti nuolatinio specifinio kvapo patalpoje;
į orą išmesti lakias medžiagas, kurių koncentracija yra pavojinga žmonėms;
skatinti patogeninės mikrofloros vystymąsi ant jo paviršiaus;
pabloginti patalpų mikroklimatą;
turi būti prieinama drėgna dezinfekcija;
statinės elektros lauko stipris polimerinių medžiagų paviršiuje neturi viršyti 150 V / cm (esant 60–70% santykiniam oro drėgnumui patalpoje)
Daugybė tyrimų parodė, kad beveik visos polimerinės statybinės ir apdailos medžiagos, pagamintos iš mažos molekulinės masės junginių, naudojimo metu gali išskirti (migruoti) toksiškus lakiuosius komponentus, kurie, ilgai veikiant, gali neigiamai paveikti gyvus organizmus, įskaitant žmonių sveikatą.
Tarptautinė vėžio tyrimų agentūra (IARC) atkreipia dėmesį į kancerogeninį polimerų, gautų iš naftos ir akmens anglių, keliamą pavojų, o Toksiškų medžiagų ir ligų registro agentūra (ATSDR) teigia, kad plastikų gamyboje naudojamos medžiagos, įtrauktos į dvidešimties sąrašą pavojingiausios toksiškos medžiagos ...
Čia yra kai kurių polimerinių statybinių ir apdailos medžiagų, galinčių išskirti toksiškas medžiagas, charakteristikos.

Medžiagos karbamido dervų pagrindu
Medžio drožlių plokštės (medžio drožlių plokštės) formaldehidą išskiria 2, 5–3 kartus ar daugiau priimtino lygio... Laisvoje būsenoje formaldehidas yra dirginančios dujos, turinčios bendrą toksiškumą. Jis slopina daugelio gyvybiškai svarbių organizmo fermentų veikimą, dėl kurio atsiranda kvėpavimo sistemos ir centrinės nervų sistemos ligos.

Medžiagos fenolio-formaldehido dervų (FFS) pagrindu
Medienos plaušų plokštės (medienos plaušų plokštės), medžio drožlių plokštės (medžio drožlių plokštės) ir medienos sluoksniai (medžio drožlių plokštės). Paskirta oro aplinka patalpų fenolis ir formaldehidas. Formaldehido koncentracija gyvenamosiose patalpose, kuriose įrengti baldai ir statybinės konstrukcijos su medžio drožlių plokštėmis, gali viršyti MPK 5-10 kartų. Ypač didelis leistino lygio viršijimas pastebimas surenkamuose skydiniuose namuose. Išmetamų medžiagų toksiškumas labai priklauso nuo dervos prekės ženklo.

Medžiagos epoksidinių dervų pagrindu.
Kaip ir kitų rūšių dervos: karbamidas, fenolis, furanas ir poliuretanas, epoksidinėse dervose yra lakiųjų medžiagų toksiškos medžiagos: formaldehidas, dibutilftalatas, erichlorhidinas ir kt. Pavyzdžiui, polimerinis betonas (PB), pagamintas iš epoksidinės dervos Ed-6, pridėjus plastifikatoriaus MGF-9, sumažina ECH emisiją ir gali būti rekomenduojamas tik pramoniniams ir visuomeniniams pastatams.

Polivinilchlorido medžiagos (PVC)
PVC linoleumai turi bendrą toksiškumą, eksploatacijos metu jie gali sukurti savo paviršiuje statinį elektrinį lauką, kurio stipris yra iki 2000-3000 V / cm. Naudojant polivinilchlorido plyteles, patalpų ore aptinkama ftalatų ir bromuojančių medžiagų. Labai neigiama plytelių savybė yra mažos šilumą apsaugančios savybės, dėl kurių atsiranda peršalimas... Rekomenduojama tik pagalbinėse patalpose ir koridoriuose.

Guminis linoleumas (relinas)
Nepriklausomai nuo buvimo kambaryje trukmės, jis skleidžia nemalonų specifinį kvapą. Stireno turintys guminiai linoleumai išskiria stireną. Savo paviršiuje relinas, kaip ir visi plastikai, kaupia didelius statinės elektros krūvius. V gyvenamieji kambariai nerekomenduojama uždengti grindų relės.

Nitrolinoleumas.
Išskiria dibutilftalato ir fenolio kiekį, viršijantį priimtiną lygį.

Polivinilacetato dangos (PVA)
Esant nepakankamai ventiliacijai, formaldehido ir metanolio į orą patalpose patenka 2 ar daugiau kartų daugiau nei MPK.

Dažai ir lakai.
Pavojingiausi yra tirpikliai ir pigmentai (švinas, varis ir kt.). Be to, dažų ir lako dangos teršia gyvenamųjų patalpų orą toluenu, ksilenu, butilo metakrilatu ir kt. Toksiškose bituminėse mastikose, pagamintose iš sintetinių medžiagų, yra mažos molekulinės masės ir kitų lakių toksiškų junginių.
Švedijos Pastatų ekologijos instituto mokslininkai mano, kad izociantai, kadmis ir antipirenai yra vieni pavojingiausių cheminių junginių, išmetamų į namų atmosferą iš statybinių polimerinių medžiagų.
Izociantai - pavojingi toksiški junginiai, prasiskverbiantys į gyvenamąsias patalpas iš poliuretano medžiagų (sandarikliai, jungtys ir kt.). Švedų ekspertų teigimu, su poliuretano putomis labai patogu dirbti, tačiau tai gali pasirodyti nesaugu būsimiems namams. Kenksmingas izocitų poveikis, sukeliantis astmą, alergijas ir kitas ligas, sustiprėja, kai poliuretano medžiagos kaitinamos saulės spinduliais arba kaitinant baterijas. Galimas izocitų išleidimas į atmosferą reikalauja nuolatinio stebėjimo, tačiau, pasak Švedijos ekspertų iš Pastatų ekologijos instituto, esami metodai yra nepakankami, o nauji vis dar kuriami.
Labai pavojingaskadmis - sudėtyje esantis sunkusis metalas dažai ir lakai, plastikiniai vamzdžiai, grindų dangos ir tt Patekęs į žmogaus organizmą, jis sukelia negrįžtamus skeleto pokyčius, sukelia inkstų ligas ir mažakraujystę.
Kita polimerinių statybinių medžiagų keliama grėsmė aplinkai yra priešgaisrinės medžiagos-antipirenai, esantys nedegiuose plastikuose. Ryšys užmegztas kenksmingų medžiagų kurie išsiskiria iš jų ir su alergija sergančių gyventojų liga, bronchų astma ir kt
Dirigavo pastaraisiais metais išsamūs tyrimai parodė, kad polimerinės statybinės medžiagos gali sukelti tokių kenksmingų medžiagų kaip benzenas, toluenas, ksilenas, aminai, akrilatai ir kt.
Šios ir kitos toksiškos medžiagos migruoja iš polimerinių medžiagų dėl jų cheminio sunaikinimo, t. Y. Senėjimo, veikiant cheminiams ir fiziniams veiksniams (oksidacijai, temperatūros pokyčiams, insoliacijai ir pan.), Ir dėl nepakankamo žaliavos ekologinio grynumo, jų gamybos ar naudojimo kitais tikslais technologijos pažeidimas. Dujinių toksinių medžiagų išmetimo lygis pastebimai padidėja, kai padidėja polimerinių medžiagų paviršiaus temperatūra ir santykinė oro drėgmė patalpoje.
Vienas iš galimų gyvenamųjų patalpų ekologinės būklės pablogėjimo šaltinių yra mikrofloros (grybų, samanų, bakterijų ir kt.) Išplitimas ant polimerinių medžiagų paviršiaus. Kai kurie plastikai daro žalingą poveikį mikroorganizmams, o kiti, priešingai, juos stimuliuoja, prisideda prie intensyvaus dauginimosi. Kiek pavojinga ši savybė, galima spręsti iš to, ar ant grindų paviršiaus, pagaminto iš patogenų polimerinių medžiagų, paviršius:
difterija - 150 dienų, vidurių šiltinė ir dizenterija - daugiau nei 120 dienų
Šiuo atžvilgiu medicinos įstaigose ir visuomeniniai pastatai naudojamos tik tos polimerinės medžiagos, kurios turi baktericidinių savybių, pavyzdžiui, grindys, pagamintos iš polivinilacetato emulsijos.
Ne mažiau pavojingas yra polimerinių statybinių medžiagų gebėjimas ant savo paviršiaus kaupti statinės elektros krūvius. Ši problema yra labai aktuali, atsižvelgiant į tikimybę, kad polimerai įelektrins kūną ir kiti neigiami veiksniai.
Visų pirma buvo nustatyta, kad polimerų elektrifikavimas turi stimuliuojantį poveikį patogeninės mikrofloros vystymuisi, taip pat palengvina lengviau įsiskverbti į organizmą elektros krūvį gavusių lakiųjų toksinių medžiagų.
PVC pagrindu pagamintų linoleumų ir kitų plastikinių grindų paviršiai išsiskiria ypač aukštu elektrifikavimo laipsniu (daugiau nei 65 V / kv. Cm).
Antistatinis agentas, tai yra cheminis junginys, neutralizuojantis statinės elektros krūvius, ant polimero medžiagos paviršiaus sudaro į gumą panašią plėvelę. Šiems tikslams naudojami įvairūs nitro junginiai (aminai, amidai ir kt.), Poliglikoliai ir jų dariniai, sulfonrūgštys, rūgštys, kurių sudėtyje yra fosforo ir kt. Antistatinės medžiagos pasirinkimą lemia polimerinės medžiagos paskirtis ir rūšis. . V pastaruoju metu ruošiant ir klojant polimerą apdailos medžiagos elektrostatinių krūvių pašalinimas nuo jų paviršiaus taip pat atliekamas naudojant statinės elektros neutralizatorius - NES / A ir kt.
Dujinių toksinių medžiagų išsiskyrimas deginant polimerines statybines medžiagas yra dar vienas labai didelis pavojus, susijęs su jų naudojimu. Dujinius produktus (NH3, HCI, CI2, SO2, HCN), tirpius vandenyje, absorbuoja nosies ertmė.

Vandenyje netirpūs produktai (CO) prasiskverbia į plaučius, kur vyksta intensyvus dujų mainai su krauju.

Hopkalitas yra 60% MnO2 ir 40% CuO mišinys (kasetės užpildas dujų kaukėje papildomam CO oksidacijai).

(CO + MnO2 CO2 + MnO)

(2MnO + O2 (v- NS2MnO2)]

Kieti degimo produktai taip pat prasiskverbia į kvėpavimo takus (bronchus, plaučius).

Toksiški degimo produktai: CO, CO2, NH3, Br2, CI2, COCI2, HCN, H2S, SO2, HCI, HBr, HF, COF2, CH3CI, C2H5Br, CH2 = CHCI, HCOH, CH3COH ir kt. Jų toksiškas poveikis didėja mažėjant O2 koncentracijai atmosferoje.

Deguonis - ore 21%, Bp. = --185 оС; 14% - galvos svaigimas, galvos skausmas, nuovargis; 6% - mirtis per 6-8 minutes. CO2 (ore 0,05-0,04%).

Narkotinis veiksmas. 9% - po 4 valandų, slėgio kritimas ir mirtis.

CO - mažai tirpsta vandenyje. Pasirodo, nepilnai deginant organines medžiagas. CO lengvai prasiskverbia pro akytas medžiagas. Hemoglobino ryšys su CO yra stipresnis nei su O2. 5% CO įkvėpimas oro mišinyje 5-10 minučių yra mirtinas.

HCl - aštrus kvapas, lengvai tirpsta vandenyje. Dirgina akių ir nosies gleivinę. Susidaro deginant Cl turinčius polimerus. Sukelia metalų koroziją, betono, cemento sunaikinimą.

PVC dega. Tuo pačiu metu, anglies dioksidas, vandens garai, kietosios dalelės dūmų pavidalu ir iš dalies HCl garai.

HF - aštrus kvapas, lengvai tirpsta vandenyje (vandenilio fluorido rūgštis). Susidaro deginant fluorintus polimerus. Stipriai dirgina viršutinius žmogaus kvėpavimo takus. Ėsdina metalus.

H2S - supuvusių kiaušinių kvapas. Jis kaupiasi šulinių duobių apačioje ir kt. Degi. Susidaro deginant vilną, gumą ir tt Nedideliais kiekiais sukelia deginimą, ašarojimą akyse, fotofobiją. Esant didelėms koncentracijoms, traukuliai ir mirtis dėl kvėpavimo sustojimo. Angliavandeniliai sustiprina jo veikimą.

SO2 yra būdingas aštrus kvapas. Dirgina gleivinę, pažeidžia plaučius. Sausas kosulys, deginimas ir gerklės skausmas, ašarojimas, kraujavimas.

HCN yra bespalvis labai nejudrus skystis. Tkip. = 25,7 ° C. Lengvesnis už orą. Gerai ištirpinkime vandenyje. Esant drėgmei ir šarmams, jis hidrolizuojasi į NH3 ir HCOOH, iš dalies polimerizuojasi. Degi. Jis gerai įsiskverbia, veikia nervų sistemą. Tekstilės pluoštai ir akytos medžiagos lengvai sugeria garus (100 g drėgnų šiaudų - iki 126,3 mg HCN).

Degant celiulioidui gali susidaryti vandenilio cianido rūgštis. Šios rūgšties pėdsakų yra tabako dūmuose.

NE - degimo metu susidaro azoto turintys polimerai. Veikia kraują. NO2 yra rudos dujos. Gleivinės dirginimas. Plaučių edema.

NH3 - amoniakas susidaro deginant azotą turinčius polimerus. Turi aštrų kvapą. Gerai ištirpinkime vandenyje. Degi. Dirginantis poveikis.

COCI2 - supuvusių vaisių ar šieno kvapas. Sunkesnis už orą. Jis gerai tirpsta organinėse medžiagose, prastai tirpsta saltas vanduo... Šildant jis gali suskaidyti:

COCI2 = CO + CI2.

Greitai hidrolizuojasi vandenyje:

COCI2 + H2O = HCI + CO2.

Chloras - veikia plaučius.

Paprastai degimo produktų mišinys veikia žmogų. Padidėjusi temperatūra ir drėgmė, sumažėjęs O2 dalinis slėgis padidina toksinį nuodų poveikį.

Liepsna, aukšta temperatūra, toksiški degimo produktai, dūmai, sumažėjęs deguonies kiekis, spinduliuojantis šilumos srautas, matomumo praradimas yra pavojingi gaisro veiksniai, nes tam tikru lygiu jie kenkia organizmui arba neleidžia organizuoti evakuacijos proceso. Jų normalizuotos vertės pateiktos lentelėje. 1.

1 lentelė. Gaisro metu išsiskiriančių lakiųjų toksiškų medžiagų koncentracijos ir jų poveikis

12 tūrio proc.

20% tūrio

Sąmonės netekimas, mirtis per kelias minutes.

Staigus sąmonės netekimas ir mirtis.

Vandenilio chloridas, vandenilio chloridas, HCl

Sumažina žmogaus orientacijos galimybę: sąlytyje su šlapiu akies obuoliu jis virsta druskos rūgštimi.

Sukelia kvėpavimo spazmus, uždegiminę edemą ir dėl to kvėpavimo sutrikimus.Susidaro deginant chloro turinčius polimerus, ypač PVC.

2000-3000 mg / m 3

Mirtina koncentracija į veiksmą kelias minutes.

Vandenilio cianidas, (vandenilio cianidas, vandenilio cianido rūgštis), HCN

Tai sukelia audinių kvėpavimo pažeidimą dėl geležies turinčių fermentų, atsakingų už deguonies naudojimą oksidaciniuose procesuose, veiklos slopinimo. Sukelia nervų centrų paralyžių.Jis išsiskiria deginant azotą turinčias medžiagas (vilną, poliakrilnitrilį, poliuretano putas, laminuotą plastiką, poliamidus ir kt.)

240-360 mg / m 3

420-500 mg / m 3

Mirtis per 5-10 minučių

Greita mirtis

Vandenilio fluoridas, (vandenilio fluoridas, HF)

Sukelia opų susidarymą ant akių ir kvėpavimo takų gleivinės, kraujavimą iš nosies, gerklų ir bronchų spazmus, pažeidžia centrinę nervų sistemą, kepenis. Yra širdies ir kraujagyslių nepakankamumas.Jis išsiskiria deginant fluorintas polimerines medžiagas.

45-135 mg / m 3

Pavojingas gyvybei po kelių minučių poveikio

Azoto dioksidas, NE 2

Išleidžiant į kraują, susidaro nitritai ir nitratai, kurie oksihemoglobiną paverčia methemoglobinu, kuris dėl kvėpavimo takų pažeidimo sukelia organizmo deguonies trūkumą.Daroma prielaida, kad kilus gaisrui gyvenamuosiuose pastatuose nėra sąlygų, būtinų intensyviam degimui. Tačiau yra žinomas atvejis masinė mirtisžmonių klinikinėje ligoninėje dėl degančios rentgeno juostos .

510-760 mg / m 3

950 mg / m 3

Įkvėpus per 5 minutes išsivysto bronchopneumonija.

Plaučių edema

Amoniakas, NH 3

Jis turi stiprų dirginantį ir gijimą skatinantį poveikį gleivinėms. Sukelia stiprų ašarojimą ir akių skausmą, uždusimą, stiprų kosulio priepuolį, galvos svaigimą, vėmimą, edemą balso stygos ir plaučius.Susidaro deginant vilną, šilką, poliakrilnitrilį, poliamidą ir poliuretaną.

375 mg / m 3

1400 mg / m 3

Leidžiama 10 minučių

Mirtina koncentracija

Akroleinas (akrilo aldehidas, CH 2 = CH-CHO)

Lengvas galvos svaigimas, galvos paraudimas, pykinimas, vėmimas, lėtas pulsas, sąmonės netekimas, plaučių edema. Kartais pastebimas stiprus galvos svaigimas ir sumišimas.Garų išmetimo šaltiniai - polietilenas, polipropilenas, mediena, popierius, naftos produktai.

13 mg / m 3

75-350 mg / m 3

Galima gabenti ne ilgiau kaip 1 min

Mirtina koncentracija

Sieros dioksidas (sieros dioksidas, sieros dioksidas, SO 2 )

Ant šlapio paviršiaus gleivinės nuosekliai virsta sieros ir sieros rūgštimis. Sukelia kosulį, kraujavimą iš nosies, bronchų spazmą, sutrikdo medžiagų apykaitos procesus, skatina methemoglobino susidarymą kraujyje, veikia kraujodaros organus.Jis išsiskiria deginant vilną, veltinį, gumą ir kt.

250-500 mg / m 3

1500-2000 mg / m 3

Pavojinga koncentracija

Mirtina koncentracija, kai veikiama kelias minutes.

Vandenilio sulfidas. H 2 S

Dirgina akis ir kvėpavimo takus. Traukulių atsiradimas, sąmonės netekimas.Susidaro deginant sieros turinčias medžiagas.

700 mg / m 3

1000 mg / m 3

Sunkus apsinuodijimas

Mirtis per kelias minutes

Dūmų, garų ir dujų aerozolių kompleksas

Jame yra kietų suodžių dalelių, skystų dervos dalelių, drėgmės, kondensato aerozolių, kurie kvėpavimo metu atlieka toksinių medžiagų transportavimo funkciją. Be to, dūmų dalelės adsorbuoja deguonį ant savo paviršiaus, sumažindamos jo kiekį dujų fazėje. Didelės dalelės (> 2,5 μm) nusėda viršutiniuose kvėpavimo takuose, sukeldamos mechaninį ir cheminį gleivinės dirginimą. Mažos dalelės prasiskverbia į bronchus ir alveoles. Jei jų imama daug, galimas kvėpavimo takų užsikimšimas.

Šiuo metu pavojingų gaisro veiksnių ribinės vertės, vertinamos nepriklausomai viena nuo kitos, yra normalizuotos. Šiuolaikiniai duomenys rodo, kad vienu metu į žmogaus organizmą patekus degimo produktams, pastebimas sudėtingas sąnarių poveikio poveikis. Skiriami trys efektų tipai: sumavimas / adityvumas (kelių nuodų vienalaikio veikimo galutinis rezultatas yra lygus kiekvieno iš jų poveikio sumai), stiprinimas / sinergizmas (galutinis rezultatas yra didesnis už atskirų asmenų aritmetinę sumą) poveikis) ir antagonizmas (bendro nuodų veikimo poveikio sumažėjimas, palyginti su apskaičiuota individualaus poveikio suma), tab. 2.

2 lentelė. Įvairių rūšių pavojingų gaisro veiksnių įtakos degimo metu pavyzdžiai

Produktai, kurių pagrindą sudaro polivinilchloridas (PVC), pavyzdžiui, linoleumo puošmenos, kai kurios pakuotės 3 , žaislai, dirbtinė oda, audiniai, padengti polimerine plėvele, izoliuoto elektros kabelio liekanos ir kt. degimo metu sudaro daugybę toksiškų medžiagų.

Jei dega žemesnėje nei 1100 ° C temperatūroje, chloro turintys polimerai virsta chloruotais poliaromatiniais angliavandeniliais (PAH), į kuriuos įeina labai toksiškos ir kancerogeninės medžiagos, tokios kaip dioksinai 4 ir dibenzofuranai. Deginant polivinilchlorido plastiką 6000 ° C temperatūroje deguonies trūkumo sąlygomis, susidaro praktiškai idealios sąlygosšio ir kitų dioksinų susidarymui. Tomis pačiomis sąlygomis nedidelis kiekis karbonilchlorido (COCl 2 ), geriau žinomas kaip fosgenas. Tai tik dalis dujų, susidarančių deginant PVC - iš viso susidaro mažiausiai 75 potencialiai toksiškos medžiagos.

Esant labai žemai degimo temperatūrai, žemesnei nei 600 ° C, poliuretano putos neišskiria cianido, o susidaro tankūs, dusinantys geltoni dūmai, kuriuose yra izocianatų, įskaitant tolueno diizocianatą, labai stiprų alergeną ir dirginančią medžiagą. Jei kursite ugnį iš baldų su poliuretano įdaru, ypač šaltu, drėgnu oru, gausite didelį geltonų tirštų dūmų debesį, kuris plačiai plinta ir labai ilgai kabo ore.

Sintetinės medžiagos kurie yra gryni angliavandeniliai, tokie kaip polietilenas, polipropilenas ir polistirenas, nedaro didelės žalos, jei jie dega aukštoje temperatūroje - jie tiesiog virsta anglies dioksidu ir vandens garais. Tačiau ugnies temperatūros tam nepakanka - šios medžiagos dažniausiai smilksta lėtai, susidaro tankūs juodi dūmai, kuriuose yra kancerogeninių aromatinių angliavandenilių ir dirginančių medžiagų, tokių kaip akroleinas.

Pastaruoju metu vis dažniau užsidega medžio drožlių plokštės, medienos plaušų plokštės ir fanera. Juose yra daug formaldehido dervų, kurios degindamos išskiria cianidus ir formaldehidus.

Alternatyva paprastam deginimui yra terminis polimerinių medžiagų apdorojimas specialiose kamerose, siekiant iš jų gauti antrinių medžiagų.
Pabaigoje reikia pabrėžti, kad statybose dėl priežasčių aplinkos saugumas tik tos polimerinės medžiagos ir produktai ( apdailos dangos, lieti gaminiai, klijai, mastika ir kt.), kurie atitinka galiojančių GOST, TU reikalavimus ir turi patenkinamus sanitarinius ir higieninius rodiklius.
Pavyzdžiui, grindų dangai rekomenduojamos šių tipų PVC dangos: ant šilumą izoliuojančio pagrindo (GOST 18108-80), ant audinio pagrindo (GOST 7251-77), be pagrindo (GOST 14632-79) ir PVC plytelės grindims (GOST 16475-81), taip pat putų linoleumui (TU 21-29-102-84), dekolinui (TU 21-29-103-84), kilimui (TU 400-1-184-79).
Buvo leidžiama įrengti pertvaras ir grindų dangas medžio drožlių plokštės ant organinio-mineralinio rišiklio (TU 110-028-90), taip pat medžio drožlių plokštės-ant fenolio-formaldehido rišiklio (TU 0 ir TU 674045-90), pagaminto Krasnojarsko kombinate. Likusios plokštės neleidžiamos naudoti gyvenamosiose patalpose dėl jų toksiškumo.
Šiuo metu „Polimerinių medžiagų ir gaminių, patvirtintų naudoti statybose, sąrašo“ išleidimas buvo nutrauktas. Kiekvienam naujų polimerinių statybinių medžiagų ir gaminių tipui dabar reikalingas GOST ir atskiras higienos sertifikatas. Polimerinių medžiagų, esančių konstrukcijų storyje ir susisiekiančių su patalpų oru tik per jungtis ir įtrūkimus, bei klijų ir kitų mažai toksiškų medžiagų, naudojamų nedideliais kiekiais, naudojimas nėra reglamentuojamas ar ribojamas. Ši nuostata netaikoma labai toksiškoms medžiagoms, pavyzdžiui, iš poliuretano sandariklių išsiskiriantiems izociantams, kurie net ir labai mažomis dozėmis gali sukelti kvėpavimo takų ligas ir alergijas.
Kartu su higienos taisyklėmis ir sertifikavimu kritinė svarba siekiant padidinti naudojamų medžiagų saugos aplinkai lygį, buvo sukurta naujų rūšių netoksiškų polimerinių statybinių medžiagų ir gaminių kūrimas. Taip pat svarbu yra ekologiškesnis jų gamybos technologinis procesas, griežta pirminių žaliavų komponentų kokybės kontrolė.
Aplinkosaugos požiūriu, bendra polimerinių medžiagų naudojimo statyboje tendencija turėtų būti tokia: būtina kuo plačiau naudoti netoksiškas medžiagas, apriboti mažai toksiškų medžiagų naudojimą ir vengti toksiškų medžiagų.

Bibliografija

1. Vrublevsky A.V., Butylina I.B. Polimerai ir jų pagrindu pagamintos medžiagos.

2. Pisarenko A.P., Khavin Z.Ya. Organinės chemijos kursas.

3. Nechajevas A.P. Organinė chemija.

4. Artemenko A.I. Organinė chemija.

5. Berezinas B.D. Modernios organinės chemijos kursas.

6. Kim A.M. Organinė chemija.

7. Knunyants I.L. Cheminė enciklopedija, 2 tomas.

8. Kargin VA, Slonimsky GL, Trumpi esė apie fizinę polimerų chemiją.

9. Cheminiai pluoštai, red. MM. Lamašas.

Šiam darbui paruošti buvo naudojamos medžiagos iš svetainės

Išsami informacija paskelbta: 2013 m. Gruodžio 25 d

Terminas polimeras šiandien plačiai naudojamas plastiko ir kompozicinių medžiagų pramonėje, gana dažnai žodis „polimeras“ vartojamas kalbant apie plastiką. Tiesą sakant, terminas „polimeras“ reiškia daug, daug daugiau.

Įmonės LLC „NPP Simplex“ specialistai nusprendė išsamiai pasakyti, kas yra polimerai:
Polimeras yra medžiaga, turinti cheminę molekulių sudėtį, sujungtas ilgomis pasikartojančiomis grandinėmis. Dėl to visos medžiagos, pagamintos iš polimerų, turi unikalių savybių ir gali būti pritaikytos priklausomai nuo jų paskirties.
Polimerai yra dirbtinės ir natūralios kilmės. Gamtoje labiausiai paplitęs yra natūralus kaučiukas, kuris yra nepaprastai naudingas ir kurį žmonija naudoja kelis tūkstančius metų. Guma (guma) pasižymi puikiu elastingumu. Taip yra dėl to, kad molekulės grandinės molekulėje yra labai ilgos. Visiškai visų tipų polimerai turi padidėjusio elastingumo savybes, tačiau kartu su šiomis savybėmis jie gali parodyti daugybę papildomų naudingų savybių. Priklausomai nuo tikslo, polimerai gali būti smulkiai susintetinti, kad būtų patogiausia ir naudingiau panaudoti jų specifines savybes.

Pagrindinės fizinės polimerų savybės:

• Atsparumas smūgiams
• Tvirtumas
• Skaidrumas
• Lankstumas
• Elastingumas

  Chemikai jau seniai pastebėjo vieną įdomią polimerų savybę: jei pažvelgsite į polimerų grandinę mikroskopu, pamatysite, kad grandinės molekulės vizualinė struktūra ir fizinės savybės imituos faktines polimero fizines savybes.

  Pavyzdžiui, jei polimerų grandinė susideda iš monomerų, tvirtai susuktų tarp sruogų ir juos sunku atskirti, greičiausiai šis polimeras bus stiprus ir elastingas. Arba, jei polimero grandinė pasižymi elastingumu molekuliniu lygmeniu, tikėtina, kad polimeras taip pat turės lanksčių savybių.

  Polimerų apdorojimas
  Daugumą polimerinių produktų galima keisti ir deformuoti veikiant aukštai temperatūrai, tačiau molekuliniu lygmeniu pats polimeras gali nepasikeisti ir iš jo bus galima sukurti naują produktą. Pavyzdžiui, galite išlydyti plastikinius indus ir butelius, o tada gaminti iš šių polimerų plastikiniai indai arba automobilių dalys.

  Polimerų pavyzdžiai
  Žemiau pateikiamas dažniausiai naudojamų polimerų sąrašas ir jų pagrindiniai naudojimo būdai:

  • Polipropilenas (PP) - gamyba kilimai, maisto indai, kolbos.
  • Neoprenas - šlapieji kostiumai
  • Polivinilchloridas) (PVC) - Vamzdynų, gofruotojo kartono gamyba
  • Mažo tankio polietilenas (LDPE) - bakalėjos maišeliai
  • Didelio tankio polietilenas (DTPE) - indai plovikliams, buteliams, žaislams
  • Polistirenas (PS) - žaislai, putplastis, baldai be rėmų
  • Politetrafluoretilenas (PTFE, PTFE) - nelipnios keptuvės, elektros izoliacija
  • Polimetilmetakrilatas (PMMA, organinis stiklas, organinis stiklas) - oftalmologija, akrilo vonių gamyba, apšvietimo įranga
  • (PVA) - dažai, klijai