Полімер - що це таке? Виробництво полімерів
Дивно, наскільки різноманітні навколишні нас предмети і матеріали, з яких вони виготовлені. Раніше, приблизно в XV-XVI століттях, основними матеріалами були метали і дерево, трохи пізніше скло, майже у всі часи фарфор і фаянс. А ось сьогоднішній століття - це час полімерів, про які й піде мова далі.
Поняття про полімери
Полімер. Що це таке? Відповісти можна з різних точок зору. З одного боку, це сучасний матеріал, що використовується для виготовлення безлічі побутових і технічних предметів.
З іншого боку, можна сказати, це спеціально синтезоване синтетична речовина, одержуване з наперед заданими властивостями для використання в широкій спеціалізації.
полімер що це таке
Кожне з цих визначень вірне, тільки перше з точки зору побутової, а друге - з погляду хімічної. Ще одним хімічним визначенням є наступне. Полімери - це макромолекулярні сполуки, в основі яких лежать короткі ділянки ланцюга молекули - мономери. Вони багато разів повторюються, формуючи макроланцюга полімеру. Мономерами можуть бути як органічні, так і неорганічні сполуки.
Тому питання: "полімер - що це таке?" - Вимагає розгорнутої відповіді та розгляду по всіх властивостях і областям застосування цих речовин.
Види полімерів
Існує безліч класифікацій полімерів за різними ознаками (хімічної природі, термостійкості, будовою ланцюга і так далі). У нижче наведеній таблиці коротко розглянемо основні види полімерів.
| Принцип | Види | Визначення | Приклади |
| За походженням (виникнення) | Природні (натуральні) | Ті, що зустрічаються в природних умовах, в природі. Створені природою. | ДНК, РНК, білки, крохмаль, бурштин, шовк, целюлоза, каучук натуральний |
| Синтетичні | Отримані в лабораторних умовах людиною, не мають відношення до природи. | ПВХ, поліетилен, фенолформальдегідні смоли, поліпропілен, поліуретан та інші | |
| Штучні | Створені людиною в лабораторних умовах, але на основі природних полімерів. | Целулоїд, ацетатцеллюлозе, нитроцеллюлоза | |
| З точки зору хімічної природи | Органічної природи | Велика частина всіх відомих полімерів. В основі мономер органічної речовини (складається з атомів С, можливе включення атомів N, S, O, P та інших). | Всі синтетичні полімери |
| Неорганічної природи | Основу складають такі елементи, як Si, Ge, O, P, S, H та інші. Властивості полімерів: чи не бувають еластичними, не утворюють макроланцюга. | Полісілани, полідіхлорфосфазен, полігермани, полікремнієві кислоти | |
| Елементоорганічеськой природи | Суміш органічних і неорганічних полімерів. Головна ланцюг - неорганіка, бічні - органіка. | Полісілоксани, полікарбоксилати, поліорганоціклофосфазени. | |
| Різниця головною ланцюжка | Гомоцепні | Головний ланцюг представлена або вуглецем, або кремнієм. | Полісілани, полістирол, поліетилен та інші. |
| Гетероцепні | Основний кістяк із різних атомів. | Полімери приклади - поліаміди, білки, етиленгліколь. |
Також розрізняють полімери лінійного, сітчастого і розгалуженого будови. Основа полімерів дозволяє бути їм термопластичними або термореактивними. Також вони мають відмінності за здатністю до деформації при звичайних умовах.
Фізичні властивості полімерних матеріалів
Основні два агрегатних стану, характерні для полімерів, це:
- аморфное;
- кристалічний.
Кожне характеризується своїм набором властивостей і має важливе практичне значення. Наприклад, якщо полімер існує в аморфному стані, значить, він може бути і вязкотекущей рідиною, і стеклоподобную речовиною і високоеластичним з'єднанням (каучуки). Це знаходить широке застосування в хімічних галузях промисловості, будівництві, техніці, виробництві промислових товарів.
хімія полімерів
Кристалічний стан полімери мають достатньо умовне. Насправді даний стан перемежовується з аморфними ділянками ланцюга, і в цілому вся молекула виходить дуже зручною для отримання еластичних, але в теж час високоміцних і твердих волокон.
Температури плавлення для полімерів різні. Багато аморфні плавляться при кімнатній температурі, а деякі синтетичні кристалічні витримують досить високі температури (оргскло, скловолокно, поліуретан, поліпропілен).
Фарбуватися полімери можуть в самі різні кольори, без обмежень. Завдяки своїй структурі вони здатні поглинати фарбу і набувати найяскравіші і незвичайні відтінки.
Хімічні властивості полімерів
Хімічні властивості полімерів відрізняються від таких у низькомолекулярних речовин. Це пояснюється розміром молекули, наявністю різних функціональних угруповань в її складі, загальним запасом енергії активації.
В цілому можна виділити кілька основних типів реакцій, характерних для полімерів:
- Реакції, які визначатимуться функціональною групою. Тобто якщо до складу полімеру входить група ОН, характерна для спиртів, значить, і реакції, в які вони будуть вступати, будуть ідентичні таким у спиртів (дегідратація, окислення, відновлення, дегидрирование і так далі).
- Взаємодія з НМС (низькомолекулярними сполуками).
- Реакції полімерів між собою з утворенням зшитих мереж макромолекул (сітчасті полімери, розгалужені).
- Реакції між функціональними угрупуваннями в межах однієї макромолекули полімеру.
- Розпад макромолекули на мономери (деструкція ланцюга).
Всі перераховані реакції мають в практиці велике значення для отримання полімерів з наперед заданими і зручними людині властивостями. Хімія полімерів дозволяє створювати термостійкі, кислотно та щелочеупорние матеріали, що володіють при цьому достатньою еластичністю і стабільністю.
властивості полімерів
Застосування полімерів в побуті
Застосування цих сполук повсюдно. Мало можна згадати областей промисловості, народного господарства, науки і техніки, в яких не потрібен був би полімер. Що це таке - полімерне господарство і повсюдне застосування, і чим воно вичерпується?
- Хімічна промисловість (виробництво пластмас, дубильних речовин, синтез найважливіших органічних сполук).
- Машинобудування, авіабудування, нафтопереробні підприємства.
- Медицина та фармакологія.
- Отримання барвників та вибухових речовин, пестицидів і гербіцидів, інсектицидів сільського господарства.
- Будівельна промисловість (легування сталей, конструкції звуко- і теплоізоляції, будівельні матеріали).
- Виготовлення іграшок, посуду, труб, вікон, предметів побуту і домашнього начиння.
Хімія полімерів дозволяє отримувати все нові і нові, абсолютно універсальні за властивостями матеріали, рівних яким немає ні серед металів, ні серед дерева або скла.
полімери приклади
Приклади виробів із полімерних матеріалів
Перш ніж називати конкретні вироби з полімерів (їх неможливо перелічити всі, занадто велика їх різноманіття), для початку потрібно розібратися, що дає полімер. Матеріал, який отримують з ВМС, і буде основою для майбутніх виробів.
Основними матеріалами, виготовленими з полімерів, є:
- пластмасси;
- поліпропілени;
- поліуретани;
- полістіроли;
- поліакрілати;
- фенолформальдегідні смоли;
- епоксидні смоли;
- капрони;
- віскози;
- нейлони;
- поліефірні волокна;
- клеі;
- пленкі;
- дубильні речовини та інші.
Це тільки невеликий список з того різноманіття, що пропонує сучасна хімія. Ну а тут вже стає зрозумілим, які предмети і вироби виготовляються з полімерів - практично будь-які предмети побуту, медицини та інших областей (пластикові вікна, труби, посуд, інструменти, меблі, іграшки, плівки та інше).
основа полімерів
Полімери в різних галузях науки і техніки
Ми вже піднімали питання про те, в яких областях застосовуються полімери. Приклади, що показують їх значення в науці і техніці, можна навести такі:
- застосування резіни;
- антистатичні покриття;
- електромагнітні екрани;
- корпуси практично всієї побутової техніки;
- транзістори;
- світлодіоди і так далі.
Немає жодних обмежень фантазії по застосуванню полімерних матеріалів в сучасному світі.
полімер матеріал
Виробництво полімерів
Полімер. Що це таке? Це практично все, що нас оточує. Де ж вони виробляються?
- Нафтохімічна (нафтопереробна) промисловість.
- Спеціальні заводи з виробництва полімерних матеріалів і виробів з них.
виробництво полімерів
Це основні бази, на основі яких отримують (синтезують) полімерні матеріали.