Introduksjon
1. Funksjoner av polymerer
2. Klassifisering
3. Typer av polymerer
4. Søknad
5. Vitenskap om polymerer
Konklusjon
Liste over kilder brukt

Introduksjon

Kjeder av polypropylenmolekyler.

Polymerer(Gresk. Πολύ- - mye, helsetiden - del) - uorganisk og organisk, amorf og krystallinske stofferMottatt ved å gjenta ulike grupper av atomer kalt "monomere linker", koblet til lange makromolekyler med kjemiske eller koordineringsobligasjoner. Polymeren er en høy molekylær forbindelse: Antall monomerenheter i polymeren (polymeriseringsgraden) bør være ganske stor. I mange tilfeller kan antall koblinger anses å være tilstrekkelig til å tilordne et molekyl til polymerer, hvis når, når du legger til en annen monomerenhet, endres ikke molekylære egenskaper. Som regel er polymerer stoffer med en molekylvekt fra flere tusen til flere millioner.

Hvis forholdet mellom makromolekyler utføres ved hjelp av de svake kreftene til Van der Waals, kalles de termoplast, hvis ved hjelp av kjemiske bindinger - reaktorer. Lineære polymerer inkluderer for eksempel cellulose, forgrenet, for eksempel amylopektin, er det polymerer med komplekse romlige tredimensjonale strukturer.

I polymerens struktur kan en monomerskobling isoleres - et repeterende strukturfragment omfattende flere atomer. Polymerene består av et stort antall gjentatte grupper (lenker) av samme struktur, så som polyvinylklorid (-CH2-CHCl-) N, naturgummi, etc. Høye molekylære forbindelser, som inneholder flere typer gjentatte grupper, kalles kopolymerer eller heteropolymerer.

Polymeren dannes fra monomerer som følge av polymerisasjons- eller polykondensasjonsreaksjoner. Polymerer innbefatter mange naturlige forbindelser: proteiner, nukleinsyrer, polysakkarider, gummi og annet organisk materiale. I de fleste tilfeller refereres konseptet til organiske forbindelserDet er imidlertid mange uorganiske polymerer. Et stort antall polymerer oppnås ved syntetisk av de enkleste forbindelsene av elementer av naturlig opprinnelse av reaksjonene av polymerisasjon, polykondensering og kjemiske transformasjoner. Navnene på polymerene dannes av monomeren med poly-polyetylen prefiks, polypropylen, polyvinylacetat etc.

1. Funksjoner av polymerer

Spesielle mekaniske egenskaper:

elastisitet - evnen til høy reversible deformasjoner i en relativt liten belastning (gummi);

liten skrøbelighet av glassete og krystallinske polymerer (plast, organisk glass);

makromolekylens evne til orientering under virkningen av et retningsmekanisk felt (brukt i fremstilling av fibre og filmer).

Funksjoner av polymerer løsninger:

høy viskositet av løsningen ved lav polymerkonsentrasjon;

oppløsningen av polymeren skjer gjennom trinnet av hevelse.

Spesiell kjemiske egenskaper:

evnen til å dramatisk endre sine fysikomekaniske egenskaper under virkningen av små mengder reagens (gummi vulkanisering, lær kasting, etc.).

Spesielle egenskaper av polymerer forklares ikke bare av en stor molekylvekt, men også av det faktum at makromolekyler har en kjedestruktur og har fleksibilitet.

2. Klassifisering

Ved kjemisk sammensetning er alle polymerer delt inn i organisk, elementorganisk, uorganisk.

Organiske polymerer.

Elementorganiske polymerer. De inneholder uorganiske atomer (SI, TI, AL) i hovedkjeden av organiske radikaler, kombinert med organiske radikaler. Det er ingen dem i naturen. Kunstig oppnådd representative - silikonforbindelser.

Det bør bemerkes at i tekniske materialer. Bruk ofte kombinasjoner av forskjellige grupper av polymerer. Dette er komposittmaterialer (for eksempel glassfiber).

I form av makromolekyler er polymerer delt inn i lineær, forgrenet (spesiell sak - stjerneformet), tape, flat, kamformet, polymergitter etc.

Polymerer er delt i henhold til polaritet (påvirker oppløselighet i forskjellige væsker). Polariteten til polymerenhetene bestemmes ved tilstedeværelsen av dipoler i deres sammensetning - molekyler med en demontert fordeling av positive og negative ladninger. I ikke-polare enheter er dipolmomentene til obligasjoner av atomer gjensidig kompensert. Polymerer hvis lenker har betydelig polaritet, kalt hydrofil eller polar. Polymerer med ikke-polare lenker - ikke-polar, hydrofob. Polymerer som inneholder både polare og ikke-polare koblinger kalles amfiliner. Homopolymerer, hver lenke som inneholder både polare og ikke-polare store grupper, foreslått å bli kalt amfile homopolymerer.

I forhold til oppvarming er polymerene delt inn i termoplastisk og termohærdende. Termoplastiske polymerer (polyetylen, polypropylen, polystyren) er myknet under oppvarming, de smeltet til og med, og ved avkjølt størknet. Denne prosessen er reversibel. Termoreaktive polymerer når oppvarmet er irreversibel kjemisk ødeleggelse uten smelting. Termoreaktivt polymerer Molekyler har en ikke-lineær struktur oppnådd ved tverrbinding (for eksempel vulkanisering) av kjedepolymermolekyler. De elastiske egenskapene til termosaktive polymerer er høyere enn den for termoplastikk, men termohærdende polymerer har praktisk talt ikke fluiditeten, som følge av hvilken som har mer lav spenning ødeleggelse.

Naturlige organiske polymerer dannes i plante- og dyrorganismer. Den viktigste av disse er polysakkarider, proteiner og nukleinsyrer, hvorav i stor grad består av planter og dyr og som sikrer livets funksjon på jorden. Det antas at det avgjørende stadiet i forekomsten av livet på jorden var dannelsen av enkle organiske molekyler av mer kompleks - høy molekylvekt (se kjemisk evolusjon).

3. Typer av polymerer

Syntetiske polymerer. Kunstige polymere materialer

En person har lenge brukt naturlige polymere materialer i sitt liv. Det er skinn, pels, ull, silke, bomull, etc., brukt til fremstilling av klær, forskjellige bindemidler (sement, lime, leire), som danner tredimensjonale polymere legemer med passende behandling, mye brukt som bygningsmaterialer. Imidlertid begynte industriell produksjon av kjedepolymerer i begynnelsen av XX-tallet, selv om forutsetningene for dette dukket opp tidligere.

Nesten umiddelbart utviklet industriproduksjon av polymerer i to retninger - ved å behandle naturlige organiske polymerer i kunstige polymermaterialer og ved å oppnå syntetiske polymerer fra organiske lavmolekylære forbindelser.

I det første tilfellet er stor tonnasjeproduksjon basert på cellulose. Det første polymere materialet fra fysisk modifisert cellulose - celluloid - ble oppnådd i begynnelsen av XX-tallet. Storskala produksjon av enkle og estere av cellulose ble organisert før og etter andre verdenskrig og eksisterer til dags dato. Basert på dem produserer filmer, fiber, maling og lakk Og fortykningsmidler. Det skal bemerkes at utviklingen av kino og fotografier var mulige bare på grunn av utseendet transparent film Fra nitrocellulose.

Produksjonen av syntetiske polymerer begynte i 1906, da L. Belland patenterte den såkalte bakelittharpiksen - produktet av kondensering av fenol og formaldehyd, som vender seg til en tredimensjonal polymer. I flere tiår ble det brukt til fremstilling av elektriske instrumenter, batterier, fjernsyn, stikkontakter, etc., og er for tiden oftere brukt som et bindemiddel og lim.

Takket være Henry Fords innsats, begynte den turbulente utviklingen av bilindustrien først på grunnlag av naturlig, da begynte den syntetiske gummi på første verdenskrig. Produksjonen av sistnevnte ble mestret på Eva av andre verdenskrig i Sovjetunionen, England, Tyskland og USA. I samme år, industriell produksjon av polystyren og polyvinylklorid, som er gode elektrisk isolerende materialer, så vel som polymetylmetakrylat - uten organisk glass Under navnet "Plexiglas" ville være umulig å masse fly i krigsårene.

Etter krigen ble produksjonen av polyamidfibre og vev (Kapron, nylon) gjenopptatt, startet før krigen. På 50-tallet. Xx århundre Polyesterfiber ble utviklet og produksjonen av vev basert på den kalt Loven eller polyetylentereftalat ble utviklet. Polypropylen og nitrone - Kunstig ull laget av polyakrylonitril, - Lukking En liste over syntetiske fibre som bruker moderne mann For klær og produksjonsaktiviteter. I det første tilfellet blir disse fibrene svært ofte kombinert med naturlige cellulosefibre eller protein (bomull, ull, silke). En epokbar hendelse i polymerens verden var oppdagelse i midten av 50-tallet i det 20. århundre og den raske industrielle utviklingen av katalysatorer i Tsigler-Natta, som førte til utseendet polymere materialer basert på polyolefiner og fremfor alt polypropylen og polyetylen lavtrykk (Før det ble polyetylenproduksjonen mestret ved et trykk på ca. 1000 atm.), Så vel som stereoregulære polymerer som er i stand til krystallisering. De ble deretter introdusert i masseproduksjon av polyuretaner - de vanligste tetningsmidler, lim og porøse myke materialer (skumgummi), samt polysiloksaner - elementanganiske polymerer, som er høyere sammenlignet med organiske polymerer med varmebestandighet og elastisitet.

Listen er stengt av de såkalte unike polymerene syntetisert i 60-70 gg. Xx århundre Disse inkluderer aromatiske polyamider, polyimider, polyestere, polyester-ketoner, etc.; uunnværlig attributt Disse polymerene er tilstedeværelsen av aromatiske sykluser og (eller) aromatiske kondenserte strukturer. De er preget av en kombinasjon av enestående styrke og varmebestandighet.

Brannsikre polymerer

Mange polymerer, som polyuretaner, polyester og epoksyharpikser, tilbøyelig til tenning, som ofte er uakseptabelt i praktisk anvendelse. For å forhindre dette anvendes forskjellige tilsetningsstoffer eller halogenerte polymerer anvendes. Halogenerte umettede polymerer syntetiseres ved innlemmelse i kondensering av klorerte eller bromerte monomerer, for eksempel heksahlor(HCHEMTFC), dibromneopentylglykol eller tetrabrompactosyre. Den største ulempen med slike polymerer er at når de er forbrenning, er de i stand til å tildele gasser som forårsaker korrosjon, som kan være ødeleggende som påvirker en nærliggende elektronikk. Gitt de høye kravene til miljøsikkerhet, spesiell oppmerksomhet Det er betalt til halogengadskomponenter: fosforforbindelser og metallerhydroksyd.

Virkningen av aluminiumhydroksyd er basert på det faktum at vann som hindrer brenningen, skilt under høy temperatureksponering. For å oppnå effekten er det nødvendig med store mengder aluminiumhydroksyd: i vekt 4 av delen til en del av umettede polyesterharpikser.

Ammoniumpyrofosfat virker på et annet prinsipp: Det forårsaker at det er, sammen med et glasslignende lag av pyrofosfater, isolering av plast fra oksygen, hemmer spredningen av brann.

Nytt lovende fyllstoff er lagdelt aluminosilikater, produksjonen av som er opprettet i Russland.

4. Søknad

Takk verdifulle egenskaper Polymerer brukes i maskinteknikk, tekstilindustrien, landbruk og medisin, bil og skipsbygging, flytproduksjon, i hverdagen (tekstil og lærvarer, tallerkener, hansker og lakk, dekorasjoner og andre elementer). Basert på høymolekylære forbindelser, gummi, fibre, plast, filmer og maling belegg er produsert. Alle stoffer av levende organismer representerer høymolekylære tilkoblinger.

5. Vitenskap om polymerer

Vitenskapen om polymerer begynte å utvikle seg som et uavhengig kunnskapsområde til begynnelsen av andre verdenskrig og ble dannet som helhet på 50-tallet. XX århundre, når polymers rolle i utviklingen av teknisk fremgang og vitale aktivitet av biologiske gjenstander ble anerkjent. Det er nært knyttet til fysikk, fysisk, kolloidal og organisk kjemi og kan betraktes som et av de grunnleggende grunnlagene for moderne molekylærbiologi, gjenstandene for å studere biopolymerer.

Liste over kilder brukt

1. Encyklopedi av polymerer, t. 1 - 3, ch. ed. V. A. KARGIN, M., 1972 - 77;
2. Mahlis F. A., Fedyukin D. L., Terminologi Directory On Gummi, M., 1989;
3. KrivoShi v.n., polymermaterialer Tara, M., 1990;
4. SHEFEL V. O., Skadelige stoffer i plast, M., 1991;

Abstrakt på emnet "Polymers" Oppdatert: 18. januar 2018 av forfatteren: Vitenskapelige artikler.ru.

Polymermaterialer er kjemiske høymolekylære forbindelser som består av mange molekylvektsmonomerer (lenker) av samme struktur. Ofte brukes følgende monomerkomponenter til fremstilling av polymerer: etylen, vinylklorid, vintyldumklorid, vinylcetat, propylen, metylmetakrylat, tetrafluoretylen, styren, urea, melamin, formaldehyd, fenol. I denne artikkelen vil vi vurdere i detalj hvilke polymermaterialer som er, hva er deres kjemiske og fysiske egenskaper, klassifisering og typer.

Typer av polymerer

Har molekyler dette materialet er en stor som samsvarer med følgende verdi: m\u003e 5 * 103. Tilkoblinger med et mindre nivå på denne parameteren (M \u003d 500-5000) kalles oligomerer. Ved lave molekylvektsforbindelser som er mindre enn 500. Følgende typer polymere materialer skiller seg ut: syntetisk og naturlig. Sistnevnte er tatt for å forholde seg til naturlig gummi, glimmer, ull, asbest, cellulose, etc. Imidlertid er hovedstedet okkupert av polymerer av syntetisk natur, som oppnås som et resultat av prosessen med kjemisk syntese fra forbindelser med lav molekylvekt. Avhengig av fremgangsmåten for fremstilling av materialer med høyt molekylvekt, preges polymerer, som er opprettet eller ved polykondensering, eller ved anvendelse av festreaksjonen.

Polymerisering

Denne prosessen er en forening av lavmolekylære komponenter i høy molekylvekt for å oppnå lange kjeder. Størrelsen på polymerisasjonsnivået er antall "tiltak" i molekylene i denne sammensetningen. Oftest inneholder polymere materialer fra tusen til ti tusen av sine enheter. Følgende frekvensforbindelser oppnås ved polymerisasjon: polyetylen, polypropylen, polyvinylklorid, polytetrafluoretylen, polystyren, polybutadien, etc.

Polykondensasjon

Denne prosessen er en trappet reaksjon, som ligger i forbindelsen eller det store antallet single-type monomerer, eller et par av forskjellige grupper (A og B) i polykondensatorer (makromolekyler) med samtidig dannelse av følgende biprodukter: karbondioksid , klorid, ammoniakk, vann, etc. Polykondensasjonshjelp er oppnådd silikoner, polysulfoner, polykarbonater, aminoplaster, fenoplaster, polyestere, polyamider og andre polymermaterialer.

PolyPrinting.

Under denne prosessen, dannelsen av polymerer som et resultat av reaksjonene av flere forbindelser av monomere komponenter, som inneholder grense reaksjonære foreninger, til monomerer av uforutsette grupper (aktive sykluser eller dobbeltbindinger). I motsetning til polykondensasjon fortsetter polyprinting-reaksjonen uten å utheve biprodukter. Den viktigste prosessen med denne teknologien anses å være herding og oppnå polyuretaner.

Klassifisering av polymerer

I sammensetning er alle polymere materialer delt inn i uorganisk, organisk og elementorganisk. Den første av dem glimmer, asbest, keramikk, etc.) inneholder ikke atomkarbon. Aluminiums, magnesium, silisium, etc., organiske polymerer er den mest omfattende klassen, de inneholder karbon, hydrogen, nitrogen, svovel, halogen og oksygenatomer. Elementorganiske polymermaterialer er forbindelser som i sammensetningen av hovedkjedene, i tillegg til de nevnte, og atomer av silisium, aluminium, titan og andre elementer som kan kombineres med organiske radikaler. I naturen oppstår slike kombinasjoner ikke. Dette er utelukkende syntetiske polymerer. De karakteristiske representanter for denne gruppen er forbindelser på silisiumbasert basis, hvor hovedkjeden er basert på oksygen- og silisiumatomer.

For å oppnå polymerer med de nødvendige egenskapene, ikke "rene" stoffer, men deres kombinasjoner med organiske eller uorganiske komponenter, brukes ofte i teknikken. Godt eksempel Polymerbyggematerialer serveres: Metallplast, plast, glassfiber, polymerbetong.

Struktur av polymerer

Originalen av egenskapene til disse materialene skyldes deres struktur, som i sin tur er delt inn i følgende typer: lineært forgrenet, lineær, romlig med store molekylære grupper og svært spesifikke geometriske strukturer, samt trapp. Vurder kort hver og en av dem.

Polymermaterialer med en lineær forgrenet struktur, bortsett fra hovedkjeden av molekyler, har side grener. Disse polymerene inkluderer polypropylen og polyisobutylen.

Materialer med en lineær struktur har lang zigzag enten vridd i spiralkjedene. Deres makromolekyler preges primært av repetisjoner av områder i en strukturell gruppe av linken eller en kjemisk kjedeenhet. Polymerene med en lineær struktur preges av tilstedeværelsen av svært lange makromolekyler med signifikante forskjeller i forholdet til forholdet langs kjedet og mellom dem. Meanwriting intermolekylær og kjemiske bindinger. Macromolekyler av slike materialer er svært fleksible. Og denne eiendommen er grunnlaget for polymerkjeder, som fører til kvalitativt nye egenskaper: høy elastisitet, samt fraværet av skjørhet i størknet tilstand.

Og nå lærer vi hvilke polymere materialer med en romlig struktur. Disse stoffene dannes ved å kombinere makromolekyler med faste kjemiske bindinger i tverrretningen. Som et resultat oppnås en mesh-struktur, hvor en ujevn eller romlig base av rutenettet. Polymerer av denne typen har større varmebestandighet og stivhet enn lineær. Disse materialene er grunnlaget for mange strukturelle ikke-metalliske stoffer.

Molekyler av polymere materialer med en trapp består av et par kjeder som er forbundet med et kjemisk binding. Disse inkluderer silisiumpolymerer, som er preget av økt stivhet, varmebestandighet, i tillegg samhandler de ikke med organiske løsningsmidler.

Fasesammensetning av polymerer

Disse materialene er systemer som består av amorfe og krystallinske regioner. Den første av dem bidrar til en reduksjon i stivhet, gjør en polymer elastisk, det vil si, som er i stand til reversible deformasjoner. Den krystallinske fasen bidrar til en økning i deres styrke, hardhet, elastisitetsmodul, så vel som andre parametere, samtidig som det reduserer stoffets molekylære fleksibilitet. Forholdet mellom volumet av alle slike områder til det totale volumet kalles graden av krystallisering, hvor maksimalnivået (opptil 80%) har polypropylen, fluoroplaster, polyetylen med høy tetthet. Litt nivå av krystallisering er polyvinylklorider, polyetylen med lav tetthet.

Avhengig av hvordan polymermaterialer oppfører seg under oppvarming, blir de tatt for å dele dem til termohærdende og termoplast.

TerveActive Polymers.

Disse materialene har hovedsakelig en lineær struktur. Når de oppvarmet, mykner de imidlertid som følge av strømmen av kjemiske reaksjoner, strukturen endres til den romlige, og stoffet blir et fast stoff. I fremtiden er denne kvaliteten bevart. I dette prinsippet er polymer etterfølgende oppvarming konstruert ikke mykgjør stoffet, men fører bare til nedbrytningen. Den ferdige termohærdende blanding er ikke løselig og smelter ikke, derfor er resirkuleringen uakseptabel. Denne arten av materialer inkluderer epoksys silikon, fenol-formaldehyd og andre harpikser.

Termoplastiske polymerer

Disse materialene når de oppvarmes først mykner og smeltet, og med etterfølgende kjøling. Termoplastiske polymerer gjennomgår ikke kjemiske endringer med slik behandling. Det gjør det denne prosessen Fullt reversibel. Stoffene i denne typen har en lineær forgrenet eller lineær struktur av makromolekyler, mellom hvilke det er små krefter og absolutt ingen kjemiske bindinger. Disse inkluderer polyetylen, polyamider, polystyren et al. Teknologien til polymermaterialer av termoplastisk type inkluderer fremstilling av sprøytestøping i vannkjølte former, pressing, ekstrudering, blåser og andre metoder.

Kjemiske egenskaper

Polymerer kan overveldes i de følgende tilstandene: Fast, flytende, amorf, krystallinsk fase, så vel som svært elastisk, viskøs og glassaktig deformasjon. Den utbredte bruken av polymere materialer skyldes deres høye motstand mot forskjellige aggressive medier, så som konsentrerte syrer og alkali. De påvirkes ikke i tillegg, med en økning i molekylvekten, en reduksjon i oppløseligheten av materialet i organiske løsningsmidler reduseres. Og polymerer med en romlig struktur er ikke påvirket av de nevnte væskene.

Fysiske egenskaper

De fleste polymerer er dielektriske, i tillegg relaterer de til ikke-magnetiske materialer. Av alle de strukturelle stoffene som bare brukes, har de den laveste termiske ledningsevnen og den største varmekapasiteten, så vel som varmekrympingen (omtrent tjue ganger mer enn metallet). Årsaken til tetthetstap ved forskjellige tetningsnoder under lave temperaturforhold er den såkalte glasset av gummi, samt en skarp forskjell mellom koeffisientene til utvidelsen av metaller og gummi i den glaserte tilstand.

Mekaniske egenskaper

Polymermaterialer er preget av et bredt spekter. mekaniske egenskapersom sterkt avhenger av deres struktur. I tillegg til denne parameteren kan en stor innflytelse på stoffets mekaniske egenskaper ha forskjellige eksterne faktorer. Disse inkluderer: temperatur, frekvens, varighet eller hastighet på lasting, type intens tilstand, trykk, karakter omgivende, varmebehandling, etc.-funksjonen mekaniske egenskaper Polymere materialer er deres relativt høye styrke med svært lav stivhet (sammenlignet med metaller).

Polymerene tas for å dele seg på fast, den elastiske modulen som tilsvarer E \u003d 1-10 GPA (fibre, filmer, plast) og myke høyelastiske stoffer, hvor den elastiske modulen er E \u003d 1-10 MPa ( gummi). Mønstrene og mekanismen for ødeleggelsen av dem og andre er forskjellige.

For polymere materialer er uttalt anisotropi av egenskaper karakterisert, samt redusert styrke, kryputvikling under betingelse av langvarig lasting. Tenk på dette, de har en ganske høy motstand av tretthet. Sammenlignet med metaller, varierer de i en skarpere avhengighet av temperaturens mekaniske egenskaper. En av de viktigste egenskapene til polymermaterialer er deformabilitet (etterlevelse). Ifølge denne parameteren, i et bredt temperaturområde, godkjennes deres hovedoperasjonelle og teknologiske egenskaper.

Polymer gulvmaterialer

Nå vurdere en av varianter av den praktiske bruken av polymerer som beskriver hele mulige rekkevidde av disse materialene. Disse stoffene ble mye brukt i bygging og reparasjon og etterbehandling, særlig i flytende gulv. Stor popularitet forklares av egenskapene til stoffene som er under behandling: de er motstandsdyktige mot sletting, feil, har en liten vannabsorpsjon, er sterke nok og hardt, de har høye maling og lakkegenskaper. Produksjon av polymere materialer kan deles kondisjonering i tre grupper: linoleum (rullet), fliser produkter og blandinger for anordningen av sømløse gulv. Nå vurdere nå hver av dem.

Linoleum er produsert på grunnlag av forskjellige typer Fyllstoffer og polymerer. De kan også inkludere myknere, teknologiske tilsetningsstoffer og pigmenter. Avhengig av hvilken type polymermateriale, polyester (glypfortalisk), polyvinylklorid, gummi, skriker kolloxylin og andre belegg. I tillegg, ifølge strukturen, er de delt inn i utvilsomt og lyd, termisk isolerende base, enkeltlag og flerlag, med en jevn, porøs og bølgepapp, så vel som single og multicolor.

Materialer for sømløse gulv er den mest komfortable og hygieniske i drift, de har høy styrke. Disse blandingene deles vanligvis i polymerer, polymerbeton og polyvinylacetat.

Tenk på følgende situasjon. Du forlater butikken og skynder deg raskt kaste posen i bilen. Det er gjort. Du sjekker raskt telefonen og blir full. Å gå inn i leiligheten din, du tørker bena om en gummimatte, ta den ut av pakkene: en stekepanne med non-stick belegg, leker for et barn, barbering skum, et par skjorter, bakgrunnsbilder. Det virker som ikke glemt. Du tar en flaske med vann med deg og går til datamaskinen - det er på tide å jobbe. Alt som ble diskutert ovenfor, inneholder polymerer. Opp til butikken.

Polymerer - hva er det?

Polymerer er materialer som består av lange repeterende kjeder av molekyler. De har unike egenskaper avhengig av hvilken type molekyler som er koblet til og på hvordan de er tilkoblet. Noen av dem bøyer og strekker seg, som gummi og polyester. Andre faste og harde som epoksyder og organisk glass.

Begrepet "polymer" brukes vanligvis til å beskrive plast, som er syntetiske polymerer. Vær så som det kan, finnes naturlige polymerer også: For eksempel er gummi og tre naturlige polymerer som består av enkel hydrokarbon, isopren. Proteiner er også naturlige polymerer, de består av aminosyrer. Nukleinsyrer (DNA og RNA) - Polymerer av nukleotid - komplekse molekyler som består av nitrogenholdige baser, sukker og fosforsyre.

Hvem trodde før?

Polymers far anses som en lærer av organisk kjemi fra den sveitsiske høyere teknisk skole Zürich Herman Stauderinger.

Herman Staudinger. Kilde: Wikimedia

Hans studier av 1920-tallet. Passet banen for påfølgende arbeid, både med naturlige og syntetiske polymerer. Han introduserte to termer som er nøkkelen til å forstå polymerer: polymerisering og makromolekyl. I 1953 mottok Staudering en velfortjent Nobelpris "for sin oppdagelse innen makromolekylær kjemi."

Polymerisering er en fremgangsmåte for å skape syntetiske polymerer ved å kombinere mindre molekyler, monomerer, i en kjede, festet av kovalente bindinger. Diverse kjemiske reaksjonerFor eksempel, de som er forårsaket av varme og trykk, endrer de kjemiske bindingene som binder monomerer. Prosessen forårsaker at molekylene binder seg i en lineær, forgrenet eller romlig struktur, og vender dem til polymerer. Disse monomerkjedene kalles også makromolekyler. En makromolekyl kan bestå av hundrevis av tusen monomerer.

Typer av polymerer

Typen av polymer avhenger av sin struktur. Fra det ovenfor forstår vi at slike arter skal være tre.

Lineære polymerer. Disse er forbindelser hvor monomerer er kjemisk inerte i forhold til hverandre og er bare forbundet med van der Waals (intermolekylære (og interatomiske krefter) av interaksjon med energi 10-20 KJ / mol. Ca. rød.).). Begrepet "lineær" indikerer ikke engang det rettlinjede arrangementet av molekyler i forhold til hverandre. Tvert imot er det mer karakteristisk tann eller spiralkonfigurasjon, som gir en slik polymerer mekanisk styrke.

Forgrenede polymerer. De er dannet av kjeder med sidegrener (antall grener og lengden er forskjellige). Forgrenede polymerer er mer holdbare enn lineære.

Linjære og forgrenede polymerer myknet når de oppvarmes og er herdes under avkjøling. Denne egenskapen kalles termoplasticitet, og polymerene selv er termoplastiske eller termoplaster. Koblingene mellom molekyler i slike polymerer kan brytes og forbines av en ny. Det betyr at plast flasker Du kan bruke for produksjon av andre polymerholdige ting, fra teppet til fleecejakker. Selvfølgelig kan du lage flere flasker. Alt som trengs for behandling er - varme. Termoplastiske polymerer kan ikke bare smeltes, men oppløses også, siden van der Waals-tilkoblinger er lett under virkningen av reagenser. Termoplaster inkluderer polyvinylklorid, polyetylen, polystyren, etc.

Hvis makromolekyler inneholder reaktive monomerer, så når de er oppvarmet, er de forbundet med flere tverrbindinger, og polymeren kjøper en romlig struktur. Slike polymerer kalles termoaktiv, eller reagerer plast.

På den ene siden har reaktorer positive egenskaper: de er mer solide og varmebestandige. På den annen side, etter ødeleggelsen av koblinger mellom molekylene av termoaktive polymerer, vil det ikke være mulig å etablere andre gang. Gjenvinning i dette tilfellet forsvinner, og dette er veldig dårlig. De vanligste polymerene i denne gruppen er polyester, vinilester og epoksy.

Basert på polymerer, fibre, filmer, gummi, lakk, lim, plast og komposittmaterialer (kompositter) oppnås.

Fiber Den er oppnådd ved smeltingsløsninger eller smelter av polymerer gjennom tynne hull (dø) i platen etterfulgt av størkning. De fiberdannende polymerene inkluderer polyamider, polyakrylonitriler, etc.

Polymerfilmer Den er oppnådd fra polymerer smelter ved fremgangsmåten for å picing gjennom fyllstoffer med nedgangshull, eller ved anvendelse av løsninger av polymerer på et bevegelige tape, eller ved kalandreringspolymerer. Filmer brukes som elektrisk isolerende og emballasjemateriale, Grunnleggende om magnetiske bånd, etc.

Calaceland- Behandlingspolymerer på Calendra, bestående av to eller flere ruller som er plassert parallelt og roterende mot hverandre.

Lakk - Løsninger av filmdannende stoffer i organiske løsningsmidler. I tillegg til polymerer inneholder lakkene stoffer som øker plastisiteten (myknere), oppløselige fargestoffer, herdere, etc. brukes til elektriske isolerende belegg, så vel som grunnlaget for primermateriale og maling emaljer.

Lim - Komposisjoner som er i stand til å koble til ulike materialer På grunn av dannelsen av sterke bånd mellom deres overflater og klebende lag. Syntetiske organiske lim er sammensatt på grunnlag av monomerer, oligomerer, polymerer eller blandinger derav. Sammensetningen inkluderer herdemidler, fyllstoffer, myknere, etc. Lim er delt inn i termoplastisk, termohærdende og gummi. Termoplastiske lim danner en forbindelse med overflaten som følge av størkning når den avkjøles fra strømningstemperaturen til romtemperatur Eller fordampning av løsningsmidlet. Termeactive lim danner en forbindelse med overflaten som følge av herding (kryss-shiver-formasjon), gummi lim - Som et resultat av vulkanisering.

Plast- Dette er materialer som inneholder en polymer, som i dannelsen av produktet er i en viskøs tilstand, og under driften - i glassaktig. Alle plast er delt inn i reaktor og termoplast. Når støping reactoplasts. Det er en irreversibel reaksjon av herding, som består i dannelsen av en mesh-struktur. Reaksjonsplaster inkluderer materialer basert på fenolormaldehyd, ureaformaldehyd, epoksy og andre harpikser. Termoplarer evner kan gjentatte ganger flyttes inn i en viskøs tilstand når den er oppvarmet og glassaktig - når den er avkjølt. Termoplaster inkluderer polyetylen, polytetrafluoretylen, polypropylen, polyvinylklorid, polystyren, polyamider og andre polymerer.

Elastomerer- Disse er polymerer og kompositter basert på dem, for hvilke temperaturområdet for glassovergangstemperaturen - fluiditetstemperaturen er høy nok og fanger konvensjonelle temperaturer.

I tillegg til polymerer inkluderer plast og elastomerer myknere, fargestoffer og fyllstoffer. Myknere - for eksempel dioctylftalat, dibutylsebacinat, klorert paraffin - reduserer glassovergangstemperaturen og øker polymerens fluiditet. Antioksidanter reduserer ødeleggelsen av polymerer. Fyllstoffer forbedrer polymeriske fysikomekaniske egenskaper. Pulver (grafitt, sot, kritt, metall, etc.), papir, stoff brukes som fyllstoffer.

Forsterkende fibre og krystaller Kan være metallisk, polymer, uorganisk (for eksempel glass, karbid, nitrid, borogne). Forsterkende fyllstoffer bestemmer i stor grad de mekaniske, termofysiske og elektriske egenskapene til polymerer. Mange komposittpolymermaterialer er ikke dårligere enn metaller. Polymererbaserte kompositter forsterket glassfiber (glassfiber), har høy mekanisk styrke (Styrke når du bryter 1300-2500 MPa) og gode elektriske isolerende egenskaper. Kompositter basert på polymerer forsterket kullfibre (Crawlestics), kombinerer høy styrke og vibrasjon, med økt termisk ledningsevne og kjemisk motstand. Boroplastikk (fyllstoffer - borfibre) har høy styrke, hardhet og lavt kryp.

Kompositterbasert på polymerer som brukes som strukturelle, elektro- og termisk isolasjon, korrosjonsbestandige, antifriksjonsmaterialer i bilindustri, maskinverktøy, elektrisk, fly, radioteknisk, gruvedrift, romfartøy, kjemisk engineering og konstruksjon.

Redoksys.Bred bruk ble oppnådd av polymerer med redoksegenskaper - Redoksy (med Redox Magrupps, eller redoksioner).

Bruken av polymerer. For tiden er et stort antall brukt mye. ulike polymererhar forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper.

Tenk på noen polymerer og kompositter basert på dem.

Polyetylen[-CH2-CH2-] N er en termoplastisk oppnådd ved radikalpolymerisering ved temperaturer opp til 320 0 ° C og et trykk på 120-320 MPa (høytrykkspolyetylen) eller ved et trykk på opptil 5 MPa ved anvendelse av komplekse katalysatorer (lavt trykk polyetylen). Lavtrykkspolyetylen har høyere styrke, tetthet, elastisitet og mykningstemperatur enn høytrykkspolyetylen. Polyetylen er kjemisk rack i mange medier, men under virkningen av oksidanter aldre. Polyetylen er en god dielektrisk, kan drives innenfor temperaturer fra -20 til +100 0 C. Bestrålingen kan øke varmebestandigheten til polymeren. Polyetylen er laget av rør, elektriske produkter, detaljer om radioutstyr, isolerende filmer og kabelskjell (høyfrekvent, telefon, strøm), filmer, emballasjemateriale, fiberboard-erstatninger.

Polypropylen[-CH (CH3) -CH2 -] N er en krystallinsk termoplastisk oppnådd ved stereospesifikk polymerisering. Den har en høyere varmebestandighet (opptil 120-140 0 C), i stedet for polyetylen. Den har høy mekanisk styrke (se tabell. 14.2), motstand mot flere bøyninger og slitasje, elastisk. Den brukes til fremstilling av rør, filmer, batteridanker, etc.

Polystyren. - Termoplastisk oppnådd av den radikale polymerisasjonen av styren. Polymerstativ til virkningen av oksidasjonsmidler, men ustabile med virkningene av sterke syrer, det oppløses i aromatiske løsningsmidler, har høye mekaniske styrke og dielektriske egenskaper og brukes som høykvalitets elektrisk isolerende, samt strukturell og dekorativt og etterbehandlingsmateriale I Instrument Making, Elektroteknikk, Radio Engineering, husholdningsapparater. Fleksibel elastisk polystyren, oppnådd ved hette i en varm tilstand, brukes til kabelskjell og ledninger. Basert på polystyren produserte også skum.

Polyvinylklorid [-Cl-] N er en termoplastisk produsert av polymerisasjonen av vinylklorid, rack til virkningen av syrer, alkalier og oksydasjonsmidler; Oppløselig i cykloheksanon, tetrahydrofuran, begrenset - i benzen og aceton; hardhet, mekanisk holdbar; Dielektriske egenskaper verre enn polyetylen. Brukt som isolerende materialesom kan kobles til sveising. Fra det, gramplast, regnjakker, rør, etc. Produkter er produsert.

Polytetrafluoretylen (fluoroplastisk) [-CF 2 -CF2 -] N er termoplastisk oppnådd av den radikale polymerisasjonen av tetrafluoretylen. Den har eksepsjonell kjemisk motstand mot syrer, alkalier og oksidasjonsmidler; Vakker dielektrisk; Den har svært brede temperaturgrenser (fra -270 til +260 0 C). Ved 400 0 C dekomponerer med frigjøring av fluor, ikke fuktet av vann. Fluoroplast brukes som kjemisk resistent byggemateriale i kjemisk industri. Som det beste dielektriske gjelder under forhold når en kombinasjon er nødvendig elektriske isolerende egenskaper Med kjemisk motstand. I tillegg er det brukt til å anvende antifriksjon, hydrofobe og beskyttende belegg, stekepannebelegg.

Polymetylmetakrylat (plexiglass)

- Termoplastisk oppnådd av polymeriseringsmetoden for metylmetakrylat. Mekanisk holdbar; racks til virkningen av syrer; weatherposts; oppløses i dikloretan, aromatiske hydrokarboner, ketoner, estere; Forvirret og optisk gjennomsiktig. Den brukes i elektroteknikk som et strukturelt materiale, samt grunnlaget for lim.

Polyamida.- Termoplast som inneholder amidgruppe -NHCO-, for eksempel poly-ε-kapron [-NH- (CH2) 5 -CO-] N, polyhexametylendipamid (nylon) [-NH- (CH2) 5-N-0-CO - (CH2) 4 -CO-] N; Palidodadekanamid [-NH- (CH2) 11 -CO-] N, etc. De oppnås ved både polykondensasjon og polymerisering. Tettheten av polymerer er 1,0 ÷ 1,3 g / cm3. Preget av høy styrke, slitestyrke, dielektriske egenskaper; Motstandsdyktig i oljer, bensin, fortynnede syrer og konsentrerte alkalier. Brukes til å oppnå fibre, isolerende filmer, strukturelle, antifriksjoner og elektriske isolerende produkter.

Polyuretaner - Termoplast som inneholder i hovedkjeden av -NH-gruppen (CO) o-, samt essensielt, karbamat, etc. oppnås ved samspillet mellom isocyanter (forbindelser som inneholder en eller flere NCO-grupper) med polyspitater, for eksempel med glykel og glycerin. Motstandsdyktig mot virkningen av fortynnede mineralsyrer og alkalier, oljer og alifatiske hydrokarboner. Tilgjengelig i form av polyuretanskum (skum), elastomerer, inkludert i sammensetningen av lakk, klebemidler, tetningsmidler. Brukes til varme og elektrisk isolasjon, som filtre og emballasjemateriale, for fremstilling av sko, kunstig skinnGummi produkter.

Polyestere- Polymers S. generell formel Men [-RO-] NH eller [-OC-R-COO-R "-O-] n. De oppnås ved enten polymerisering av cykliske oksyder, så som etylenoksyd, laktoner (oksycyreestere), eller polykondensering av glykoler , dieters og andre forbindelser. Alifatiske polyestere er resistente mot virkningen av alkalisløsninger, aromatisk - også til virkningen av mineralsyrer og salter. Det brukes i produksjon av fibre, lakk og emaljer, filmer, koagulanter og fotoreagunts, komponenter av hydrauliske væsker, etc.

Syntetiske gummier (elastomerer)få emulsjon eller stereospesifikk polymerisering. Når vulkanisering omdannes til gummi, som er preget av høy elastisitet. Industrien produserer et stort antall forskjellige syntetiske gummier (CK), hvis egenskaper avhenger av typen monomerer. Mange gummi oppnås ved felles polymerisering av to eller flere monomerer. Det er CK vanlige og spesielle formål. CK med generell formål inkluderer butadien [-CH2 -CH \u003d CH-CH2 -] N og butadienestyren [-CH2 -CH \u003d CH-CH2 -] N - - [-CH2 -CH (C6H 5 ) -] n. Gummi basert på dem brukes i produkter. masse destinasjon (Dekk, beskyttende skall av kabler og ledninger, bånd, etc.). Fra disse gummiene mottar også en ebenholt, mye brukt i elektroteknikk. Gummi avledet fra CK-spesielle formål, i tillegg til elastisitet, er preget av noen spesielle egenskaper, for eksempel benzo- og oljemotstand (butadien-nitril CK [-CH2 -CH \u003d CH-CH2 -] N - [-CH 2 -CH (CN) -] n), benzo, olje- og varmebestandighet, ikke-klekket (kloropren CK [-CH2-C (CL) \u003d CH-CH2 -] n), slitestyrke (polyuretan etc. ), varme, lys, ozonresistens (butyluchet) [-s (CH3) 2 -CH2 -] N - [- CH2C (CH3) \u003d CH-CN 2 -] m. Den mest anvendte inkluderer butadienestyren (mer enn 40%), butadien (13%), isopren (7%), kloropren (5%) gummi og butylgummi (5%). Den viktigste andelen av gummi. (60 - 70%) går til produksjon av dekk, ca 4% - for produksjon av sko

Silisiumpolymerer (Silicons) - inneholder silisiumatomer i elementære enheter av makromolekyler. Den russiske forskeren K. A. Andrianov ble introdusert til utviklingen av silisiumorganiske polymerer. Et karakteristisk trekk ved disse polymerene er høy varme og frostmotstand, elastisitet; De er ikke løst til effekten av alkalier og oppløses i mange aromatiske og alifatiske løsningsmidler. Silisiumpolymerer brukes til å oppnå lakk, klebemidler, plast og gummi. Silikonorganiske gummier [-si (R2) -O-] N, for eksempel dimetylsiloksan og metylvinylsiloksan, har en tetthet på 0,96 - 0,98 g / cm3, glassovergangstemperaturen 130 0 C. Løselig i hydrokarboner, halogenhytodorod, eter. Valcated med organiske peroksyder. Gummi kan drives ved en temperatur på -90 til +300 0 C, de har atmosfærisk motstand, høye elektriske isolerende egenskaper. Brukes til produkter som opererer i en stor temperaturfall av temperaturer, for eksempel for beskyttende belegg romfartøy etc.

Fenol og amino-formaldehydharpikser Få polykondensasjonsformaldehyd med fenol eller aminer. Disse er termohærdende polymerer der, som et resultat av dannelsen av tverrgående koblinger, en mesh-romlig struktur dannes, som ikke kan omdannes til en lineær struktur, dvs. Prosessen er irreversibelt. De brukes som grunnlag for lim, lakk, ionites, plast.

Plast basert på fenolormaldehydharpikser fikk et navn fenoplaster , basert på ureheraformaldehydharpikser - aminoplaster . Fillestoplaster og aminoplast fyllstoffer er papir eller papp (ghetinax), stoff (tekstolitt), tre, kvarts og glimmer mel og andre fenoplaster stativ til virkningen av vann, løsninger av syrer, salter og baser, organiske løsningsmidler, herding, værbestandig og er gode dielektriske. Brukes i produksjon av trykte kretskort, hus av elektriske og radioteknikkprodukter, folie dielektriske.

Aminoplasterkarakterisert av høye dielektriske og fysiske og mekaniske egenskaper, motstandsdyktig overfor virkningen av lys og UV-stråler, vanskeligheter, rack til virkningen av svake syrer og baser og mange løsningsmidler. De kan males i noen farger. Den brukes til fremstilling av elektriske produkter (enheter og enheter, brytere, plafoons, varme- og lydisolasjonsmaterialer, etc.).

For tiden brukes ca 1/3 av alle plastene i elektroteknikk, elektronikk og maskinteknikk, 1/4 - i konstruksjon og ca 1/5 - for emballasje. Økende interesse for polymerer kan vises på eksemplet på bilindustrien. Mange spesialister anslår nivået av perfeksjon av bilen for andelen av bruk av polymerer. For eksempel har massen av polymere materialer økt fra 32 kg i Vaz-2101 til 76 kg i Vaz-2108. I utlandet er gjennomsnittlig masse av plast 75 ÷ 120 kg per maskin.

Således finner polymerer ekstremt utbredt bruk i form av plast og kompositter, fibre, klebemidler og lakk, og skalaen og områdene av deres bruk øker stadig.

Spørsmål til selvkontroll:

1. Hva er polymerer? Deres typer.

2. Hva er en monomer, oligomer?

3. Hva er metoden for å oppnå polymerpolymerer? Skape eksempler.

4. Hva er metoden for å oppnå polymerpolymerer ved polykondensering? Skape eksempler.

5. Hva er den radikale polymerisasjonen?

6. Hva er den ioniske polymerisasjonen?

7. Hva er polymerisasjonen i massen (blokk)?

8. Hva er emulsjonspolymerisasjonen?

9. Hva er suspensjonspolymerisasjonen?

10. Hva er gasspolymerisasjonen?

11. Hva er polykondensasjonen i smelten?

12. Hva er polykondensasjonen i løsning?

13. Hva er polykondensasjonen på grensesnittet?

14. Hva er form og struktur av makromolekylene av polymerer?

15. Hva er preget av den krystallinske tilstanden av polymerer?

16. Hva er funksjonene i den fysiske tilstanden til amorfe polymerer?

17. Hva er de kjemiske egenskapene til polymerer?

18. Hva er de fysiske egenskapene til polymerer?

19. Hvilke materialer er basert på polymerer?

20. Hva er bruken av polymerer i ulike bransjer?

Spørsmål for uavhengig arbeid:

1. Polymerer og deres bruk.

2. Brannfare for polymerer.

Litteratur:

1. Semenova E. V., Kostromov V.N., Fedyukina U. V. Kjemi. - Voronezh: Vitenskapelig bok - 2006, 284 s.

2. Artimenko A.I. Organisk kjemi. - m.: Høyere. shk. - 2002, 560 p.

3. Korovin N.V. Generell kjemi. - m.: Høyere. shk. - 1990, 560 p.

4. Glinka N.L. Generell kjemi. - m.: Høyere. shk. - 1983, 650 s.

5. Glinka N.L. Innsamling av oppgaver og øvelser for generell kjemi. - m.: Høyere. shk. - 1983, 230 s.

6. Akhmetov N.S. Generell og uorganisk kjemi. M.: Høyere SHK. - 2003, 743 s.

Forelesning 17 (2 H)

Emne 11. Kjemisk identifikasjon og analyse av stoffet

Formålet med forelesningen: Bli kjent med høy kvalitet og kvantitativ analyse av stoffer og gi en generell karakteristikk som brukes på samme måte

Spørsmål studert:

11.1. Kvalitativ analyse av stoffet.

11.2. Kvantitativ analyse av substans. Kjemiske analysemetoder.

11.3. Instrumental analyse metoder.

11.1. Kvalitativ analyse av stoffer

I praktisk aktivitet er det ofte nødvendig å identifisere (detektering) et stoff, samt en kvantitativ vurdering (måling) av innholdet. Vitenskap som er engasjert i høy kvalitet og kvantitativ analyse kalles analytisk kjemi . Analysen utføres i etapper: Første gjennomfører kjemisk identifikasjon av stoffet (høykvalitetsanalyse), og deretter bestemme hvor mye substans som er i prøven (kvantitativ analyse).

Kjemisk identifikasjon (deteksjon) - Dette er etableringen av skjemaet og tilstanden til faser, molekyler, atomer, ioner og andre komponent deler Stoffer basert på sammenligning av eksperimentelle og relevante referansedata for kjente stoffer. Identifikasjon er formålet med høy kvalitet analyse. Identifikasjonen bestemmes vanligvis av settet av egenskaper av stoffer: farge, fase tilstand, tetthet, viskositet, smeltepunkt, koking og faseovergang, oppløselighet, elektrodpotensial, ioniseringsenergi og (eller ) etc. For å legge til rette for identifikasjon, opprettes banker med kjemiske og fysisk-kjemiske data. Når man analyserer multikomponentstoffer, brukes universelle enheter ofte (spektrometre, spektrofotometre, kromatografer, polarografer, etc.), utstyrt med datamaskiner der referanse kjemisk og analytisk informasjon er tilgjengelig. På grunnlag av disse universelle installasjoner Laget et automatisert system for analyse og behandling av informasjon.

Avhengig av hvilken type identifiserbare partikler, er elemental-, molekylære, isotopiske og faseanalyser preget. Derfor er definisjonens metoder, klassifisert av arten av den definerte egenskapen, eller ved fremgangsmåten for registrering av et analytisk signal, den viktigste verdien.

1) kjemisk metoder analyse som er basert på bruk av kjemiske reaksjoner. De er ledsaget av eksterne effekter (dannelsen av nedbør, gassisolering, utseende, forsvinning eller fargeendring);

2) fysiske metoder, som er basert på et bestemt forhold mellom stoffets fysiske egenskaper og dens kjemisk oppbygning;

3) physico-Chemical Methods , som er basert på fysiske fenomener som følger med kjemiske reaksjoner. De er mest vanlige på grunn av høy nøyaktighet, selektivitet (selektivitet) og følsomhet. Først og fremst vil element og molekylære tester bli vurdert.

Avhengig av massen av tørrstoff eller volumet av løsningen av analytten, utmerker stoffet macketodeode (0,5 - 10 g eller 10 - 100 ml), semi-chrometer (10 - 50 mg eller 1 - 5 ml), mikrometode (1-5 GMG eller 0,1 - 0,5 ml) og ultramicReter (under 1 mg eller 0,1 ml) identifikasjoner.

Kvalitativ analyse er karakterisert begrens deteksjon (detektert med et minimum) av tørrstoff, dvs. minimumsmengden av pålitelig identifiserbar substans og den begrensende konsentrasjonen av løsningen. I høykvalitetsanalyse gjelder bare slike reaksjoner, deteksjonsgrensene som minst 50 μg.

Det er noen reaksjoner som gjør at du kan oppdage et stoff eller ion i nærvær av andre stoffer eller andre ioner. Slike reaksjoner kalles spesifikk . Et eksempel på slike reaksjoner kan være deteksjon av NH 4 + alkali-ioner eller oppvarming

NH4CL + NaOH \u003d NH 3 + H 2 O + NaCl

eller jodreaksjon med stivelse (mørkblå farging), etc.

Imidlertid, i de fleste tilfeller er deteksjonsreaksjonen av stoffet ikke spesifikt, og derfor utfelles imidlertid å forstyrre stoffet av stoffet, en svakt underkant eller omfattende forbindelse. En analyse av en ukjent substans utføres i en viss sekvens, hvorved et stoff identifiseres etter deteksjon og fjerning som forstyrrer analysen av andre stoffer, dvs. Påfør ikke bare deteksjonsreaksjonene av stoffer, men også reaksjonen av å skille dem fra hverandre.

Derfor er en kvalitativ analyse av stoffet avhengig av innholdet av urenheter i den, dvs. dens renhet. Hvis urenheter er inneholdt i svært små mengder, kalles de "spor". Vilkårene reagerer på molarfraksjoner i%: "spor" 10 -3 ÷ 10 -1, "Mikrosoller" - 10 -6 ÷ 10 -3, "UltramicRose" - 10 -9 ÷ 10 -6, undercyles - Mindre enn 10 -9. Stoffet kalles høy renhet når urenhetsinnholdet på ikke mer enn 10 -4 ÷ 10 -3% (de sier. Aksjer) og spesielt ren (Ultrachy) Med innholdet av urenheter under 10 -7% (mol. Aksjer). Det er også en annen definisjon av spesielt rene stoffer i henhold til hvilke de inneholder urenheter i slike mengder som ikke påvirker de viktigste konkrete egenskapene til stoffene. Imidlertid er verdien ikke noen urenhet, men urenheter som påvirker egenskapene til det rene stoffet. Slike urenheter kalles grense eller kontrollerende.

Ved identifisering av uorganiske stoffer utføres en kvalitativ analyse av kationer og anioner. Analysemetoder av høy kvalitet er basert på ioniske reaksjonersom lar deg identifisere elementene i form av visse ioner. Som med hvilken som helst form for høykvalitetsanalyse, i løpet av reaksjonene, er hardoppløselige forbindelser, malte komplekse forbindelser dannet, oksidasjon eller reduksjon med en endring i fargen på løsningen oppstår. For å identifisere, ved dannelsen av hardoppløselige forbindelser, benyttes både gruppe og individuelle utfellinger.

Når du identifiserer kationene av uorganiske stoffergruppeutfellingere for AG +, PB 2+ ioner, HG 2+ Ser NaCl; For ioner CA 2+, SR 2+, BA 2+ - (NH 4) 2 CO 3, for Al 3+ ioner, Cr 3+, Fe 2+, Fe 3+, MN 2+, CO 2+, NI 2 +, Zn 2+, etc. - (NH4) 2 S.

Hvis det er flere kationer, så bruk fraksjonell analyse hvor alle smertefulle forbindelser er avsatt, og deretter detekteres de resterende kationene ved en eller annen fremgangsmåte, eller en trinnvis tilsetning av reagenset utføres, hvor forbindelsene blir avsatt først den minste meningen PR, og deretter forbindelser med en høyere verdi av PR. Enhver kation kan identifiseres ved hjelp av en bestemt reaksjon hvis du fjerner andre kationer som forstyrrer denne identifikasjonen. Det er mange organiske og uorganiske reagenser som danner nedbør eller malte komplekse forbindelser med kationer (tabell 9).

1. Basert på polymerer oppnås fibre ved å forbedre løsninger eller smelter gjennom filtre med påfølgende størkning - disse er polyamider, polyakrylonitriler, etc.

2. Polymerfilmer oppnås ved å smelte gjennom fyllstoffer med glidende hull eller påføre et bevegelig tape. De brukes som elektrisk isolerende og emballasjemateriale, det grunnleggende av magnetiske bånd.

3. Lucky - Løsninger av filmdannende stoffer i organiske løsningsmidler.

4. Lim, komposisjoner som er i stand til å kombinere forskjellige materialer på grunn av dannelsen av sterke forbindelser mellom limlagsflatene.

5. Plast

6. Kompositter (komposittmaterialer) - Polymerbase forsterket av fyllstoff.

10.4.2. Observasjoner av polymerer

1. Polyetylen er motstandsdyktig mot et aggressivt medium, fuktproof, er et dielektrisk. Rør, elektriske produkter, radioutstyr deler, isolerende filmer, kabelskjell av telefon og kraftledninger er laget av det.

2. Polypropylen - mekanisk slitesterk, rack å bøye, slitasje, elastisk. Søk om produksjon av rør, filmer, batteridanker, etc.

3. Polystyren er motstandsdyktig mot syrehandling. Det er mekanisk holdbart, er et dielektrisk anvendt som et elektrisk isolerende og strukturelt materiale i elektroteknikk, radioteknikk.

4. Polyvinylklorid er vanskelig, mekanisk slitesterkt, elektrisk isolerende materiale.

5. Polytetrafluoretylen (fluoroplast) - En dielektrisk oppløses ikke i organiske løsningsmidler. Den har høye dielektriske egenskaper i et bredt spekter av temperaturer (fra -270 til 260ºС). Den brukes også som antifriksjon og hydrofobt materiale.

6. Polymetylmetakrylat (plexiglass) - påført i elektroteknikk som et designmateriale.

7. Polyamid - har høy styrke, slitestyrke, høye dielektriske egenskaper.

8. Syntetiske gummier (elastomerer).

9. Fenolformaldehydharpikser - grunnlaget for lim, lakk, plast.

10.5. Organiske polymermaterialer

10.5.1. Polymerisering Termoplastiske harpikser

Polypropylen- termoplastisk polymer avledet fra propylengass C3H6. (CH 2 \u003d CH - CH 3)

Strukturell formel

[-CH2 -CH (CH3) -] n.

Polymerisering utføres i bensin ved en temperatur på 70 ° C ved fremgangsmåten i Natta. Polymeren med en vanlig struktur oppnås. Den har en høy kjemisk motstand og ødelegges bare under handlingen av 98% H2SO4 og 50% HNO3 ved temperaturer over 70 °.

Elektriske egenskaper som polyetylen. Filmen har en liten gass- og damppermeabilitet. Den brukes til isolasjon av høyfrekvente kabler og monteringsråd, som en dielektrisk av høyfrekvente kondensatorer.

Polyisobutylen- Produkt av polymerisering av gass isobutylen. Strukturell formel:

Det finnes flere typer polyisobutylen, flytende lavmolekylvekt (1000) og fast høy molekylvekt (400000). De. Avhengig av graden av polymerisering, kan det være flytende med forskjellig viskositet og elastisk som gummi. Molekyler har en strategisk symmetrisk struktur med forgrening i sidegrupper. Dette kan forklare materialets klebrig, stor elastisitet, sammenlignet med polyetylen. Dette er en dielektrisk med ρ \u003d 10 15 - 10 16 Ω cm, ε = 2,25 – 2,35, elektrisk styrke - 16 - 23 kV / mm.

Frostmotstanden av polyisobutylen avhenger av molekylvekten enn vekten er større, desto mer polyisobutylen er frost.

I ren form eller i sammensetningene brukes polyisobutylen til fremstilling av isolerende bånd; Isolering av høyfrekvente kabler (i sammensetninger med polyetylen); tetninger; isolerende fyllingsforbindelser; Limmaterialer.

På grunn av den kalde fluiditeten av polyisobutylen for isolering av høyfrekvente kabler, anvendes en gummiaktig blanding av 90% polyisobutylen og 10% polystyren med et lag av polystyrenfilm (Styroflex). Denne blandingen har høye elektriske egenskaper med høy luftfuktighet.

Polystyren.- Polymeriseringsprodukt av styren - umettet HC - vinylbenzen eller fenyletylen -CH2CH6H5.

Styrenmolekylet er noe asymmetrisk, på grunn av tilstedeværelsen av fenoliske grupper i den.

Ved normal temperatur er styren en fargeløs gjennomsiktig væske. Fra metodene for styrenpolymerisering og fremstilling av fast dielektrisk, er metodene for blokk og emulsjonspolymerisering mest vanlige.

Styren giftig, forårsaker irritasjon av hud, øyne og respiratoriske organer. Polystyren støv danner eksplosive konsentrasjoner med luft.

Tetthet - 1,05 g / cm 3

ρ , Ohm · cm, 10 14 - 10 17

ε \u003d 2.55 - 2.52

Polystyren - kjemisk stativer, konsentrerte syrer (HNO 3 - Unntak) og alkali virker ikke på den, det oppløses i eter, ketoner, aromatiske hydrokarboner og oppløses ikke i alkoholer, vann, vegetabilske oljer.

Graden av polymerisering avhenger av forholdene. Du kan få en polymer med en molekylvekt opp til 600 000. Disse vil være faste polymerer. Bruken av polymerer med M.M. Fra 40.000 til 150000. Ved oppvarmet 180 - 300 ºС, er depolymerisering mulig. Elektriske egenskaper avhenger også av polymeriseringsmetoden og tilstedeværelsen av polare urenheter, spesielt emulgatorer.

Polystyrenprodukter produserer presserende og sprøytestøping. Den er laget av: film (styrooflex), lampepaneler, spiralrammer, isolerende deler av brytere, antennerisolatorer; Filmer for kondensatorer og annen polystyren i form av bånd, skiver, caps brukes til isolasjon av høyfrekvente kabler.

Ulemper: Lav oppvarmestandighet og tilbøyelighet til rask aldring - utseendet på overflaten av rutenettet av små sprekker; Dette reduserer den elektriske styrken og øker ε.

Polydiklorestyrol- Avskjærer fra polystyren i hver kobling av kjeden av to kloratomer og som et resultat av dette, en stor varmebestandighet, oppvarming.

ε \u003d 2.25 - 2.65

Polychlorvinyl- Termoplastisk syntetisk høypolymerforbindelse med den lineære struktur av molekyler av den asymmetriske strukturen. En kraftig uttalt asymmetri og polaritet av polyklorvinyl er forbundet med klor.

Oppnådd ved polymerisering av klorvinyl H2C \u003d CH -Cl. Det opprinnelige råmaterialet for å oppnå er dikloretan og acetylen. Klorvinyl er et halogenderivat av etylen. Ved normal temperatur er det en fargeløs gass, ved en temperatur på 12-14 ºс-væske, og ved -159 ºС fast. Klorvinylpolymerisering kan fremstilles på tre måter: blokk, emulsjon og løsninger. Den mest anvendelige er en vannemulsjon. Det finnes merker av Polychlorvinyl med additiv myknere og fyllstoffer med forskjellige mekaniske egenskaper, frostmotstand og oppvarmestandighet.

Polychlorvinylmolekyl har utsikten

ε \u003d 3.1 - 3.4 (ved 800 Hz)

ρ = 10 15 - 10 16 ohm. cm.

Polychlorvinyl-minoregroskopisk, en endring i dielektriske egenskaper i en fuktig atmosfære er ubetydelig.

Produktene er laget ved å trykke, sprøytestøping, stempling, støping.

Polyklorvinyl anvendes i form av plast av forskjellige elastisitet, i form av lakk for beskyttende belegg. Det er kjemisk rack mot effektene av alkalier, syrer, alkohol, bensin og mineraloljer. Esters, ketoner, aromatiske hydrokarboner oppløses delvis det eller forårsaker hevelse.

Polychlorvinyl brukes i den elektriske industrien i de følgende produktene:

a) oppladbare banker;

b) slanger for elektrisk isolasjon og kjemisk beskyttelse;

c) Isolering av telefonledninger og kabler (bly erstatning);

d) Isolerende pakninger, ermer og andre produkter.

Det gjelder ikke i høyfrekvente kretser som en dielektrisk på grunn av høye dielektriske tap (høy ledningsevne), og ved temperaturer over 60-70 ºс.

Polyvinilacetat- Polymerer av flytende vinylacetat oppnådd som et resultat av kjemisk interaksjon av acetylen (C2H2) og eddiksyre:

eller ch 2 \u003d chococh 3. Fra det mottar vinilacetat.- Fargeløs lettvæske med en viktig lukt, dekomponert ved 400 ° C.

Materiale polyvinilacetat- Fargeløs, luktfri, okkuperer midtstedet mellom harpikser og gummi. Egenskaper avhenger av graden av polymerisering. MM. Fra 10.000 til 100000. Mykningstemperaturen er 40 - 50 ° C.

Høye polimiske produkter ved 50 - 100 ° C blir gummi-lignende, og ved negative temperaturer - fast, ganske elastisk.

Alle polymerer har lysbestandighet, selv ved 100 ° C. Ved oppvarmet er polyvinylacetatet ikke depolymerisert til monomeren, og dekomponerer med spaltning av eddiksyre. Ikke brannfarlig. Dette er en polar polymer. Oppløselig i eter, ketoner (aceton), metyl (CH30H) og etyl (C2H50H) alkoholer, ikke løselig i bensin. Vann svulmer litt, men oppløses ikke.

Det brukes hovedsakelig til produksjon av mistenkt glass "triplex". Den brukes i elektrisk isolerende teknologi. Heldig på grunnlag er verdsatt for gode elektriske isolerende egenskaper, elastisitet, lysmotstand, fargeløshet.

Polymetylmetakrylat(organisk glass, plexiglass) - en stor gruppe av høyt fettetere av metakrylsyre som har en stor teknisk anvendelse

I den elektriske industrien brukes den som hjelpemateriale.

Den er oppnådd med polymerisasjonen av metakrylsyre metakrylester (metylmetakrylat) i nærvær av initiatoren.

Ved 573 til polymetylmetakrylat, depolymeriserer de med dannelsen av det opprinnelige metomermetylmetakrylat.

I sammensetningen av polyvinylacetatet predes det av tilstedeværelsen av en metylgruppe i sidekjeden i stedet for hydrogen og tilstedeværelsen av valensbinding av karbon hovedkjede med en etergruppe ikke gjennom oksygen, men gjennom karbon.

Har lav varmebestandighet (ca. 56 ° C); ε \u003d 3.3 - 4.5; ρ. \u003d 2,3 · 10 13 - 2 · 10 12 ohm. m. Ikke egnet for elektrisk isolasjon.

Den brukes som et strukturelt, optisk og dekorativt materiale malt av anilinfarger i forskjellige farger. Fra det er husets hus og skalaer laget, gjennomsiktige vernebriller og caps, gjennomsiktige deler av utstyret etc. Organisk glass er lett behandlet: tørket, såket, det er kuttet, polert, polert. Det høres bra ut, frimerker og limt med løsninger av polymetylmetakrylat i dikloretan.

Polyvinylalkohol- Solid polymersammensetning (-CH2 -CHOH-) N. Det viser seg i hydrolysen av polyvinylacetat med syre eller alkali. Polyvinylalkoholformel

Lineær polymer asymmetrisk struktur. Tilstedeværelsen av en gruppe definerer den høy hygroskopisitet og polaritet av alkohol i hver kjedeledning. Oppløses bare i vann. Den har r \u003d 10 7 ohm · cm. Brukes som hjelpemateriale i fremstillingen av trykt radioskam.

Motstandsdyktig mot mugg og bakterier. Godt materiale for produksjon av olje og benzustable membraner, slanger, paneler. Oppvarming ved 170 ° C i 3 til 5 timer øker vannmotstanden og reduserer oppløseligheten av polyvinylalkohol.

Oligoefirarilat

Oligomerer- Kjemiske forbindelser med middels molekylvekt (mindre enn 1000), stor sammenlignet med monomerer og mindre sammenlignet med polymerer. Hovedegenskapen er evnen til polymerisering på grunn av umettede obligasjoner som bestemmer den romlige eller lineære strukturen til det ferdige produktet. Under polymerisering utmerker ikke lave molekylvektprodukter, slik at isolasjon oppnådd ved fylling med oligomerer er forskjellig i monolitium, uten hulrom og porer. De krever ikke spesielle forhold for polymerisasjonen (høytrykk, temperatur, medium, etc.).

Næringen produserer polyester, polyuretan, silikonoligomere forbindelser og modifikasjoner.