неорганічні полімери

1. Основні характеристики
2. Види неорганічних полімерів
3. застосування

Наши партнеры ArtmMisto

Полімери - високомолекулярні сполуки, які складаються з безлічі мономерів. Полімери варто відрізняти від такого поняття як олігомери, на відміну від яких при додаванні ще одного номерного ланки властивості полімеру не змінюються.

неорганічні полімери

Зв'язок між ланками мономерів може здійснюватися за допомогою хімічних зв'язків, в такому випадку вони називаються реактопластами, або завдяки силі междумолекулярного впливу, що характерно для так званих термопластів.

З'єднання мономерів при утворенні полімеру може відбуватися в результаті реакції поліконденсації або полімеризації.

У природі зустрічається безліч подібних з'єднань, найбільш відомі з яких: білки, каучук, полісахариди і нуклеїнова кислота. Такі матеріали називаються органічними.

На сьогоднішній день велика кількість полімерів виробляються синтетичним шляхом. Такі сполуки називаються неорганічними полімерами. Неорганічні полімери отримують шляхом з'єднання природних елементів за допомогою реакції поліконденсації, полімеризації і хімічного перетворення. Це дозволяє замінити дорогі або рідкісні природні матеріали, або створити нові, що не мають аналоги в природі. Головна умова, щоб полімер не містив в складі елементів органічного походження.

Неорганічні полімери, завдяки своїм властивостям, знайшли широку популярність. Спектр їх використання досить широкий, при цьому постійно знаходять нові сфери застосування і розробляються нові види неорганічних матеріалів.

Основні характеристики

На сьогоднішній день існує безліч видів неорганічних полімерів, як природних, так і синтетичних, які володіють різними складом, властивостями, сферою застосування та агрегатного стану.

Сучасний рівень розвитку хімічної промисловості дозволяє виробляти неорганічні полімери у великих обсягах. Щоб отримати такий матеріал потрібно створити умови підвищеного тиску і високої температури. Сировиною для виробництва виступає чиста речовина, яке піддається процесу полімеризації.

полімери бору

Неорганічні полімери характерні тим, що мають підвищену міцність, гнучкістю, важко піддаються впливу хімічних речовин і стійкі до високих температур. Але деякі види можуть бути крихкими і не мати еластичність, але при цьому досить міцними. Найбільш відомими з них вважаються графіт, кераміка, азбест, мінеральне скло, слюда, кварц і алмаз.

Найбільш поширені полімери в основі мають ланцюжка таких елементів, як кремній і алюміній. Це пов'язано з поширеністю цих елементів в природі, особливо кремнію. Найбільш відомі серед них такі неорганічні полімери як силікати і алюмосилікати.

Властивості і характеристики різняться не тільки в залежності від хімічного складу полімеру, але і від молекулярної маси, ступеня полімеризації, будови атомної структури і полідисперсності.

Полідісперсность - це присутність в складі макромолекул різної маси.

Більшість неорганічних сполук характеризуються такими показниками:

1. Еластичність. Така характеристика, як еластичність, показує можливість матеріалу збільшиться в розмірах під впливом сторонньої сили і повернуться в початковий стан після зняття навантаження. Наприклад, каучук здатний збільшитися в сім-вісім разів без зміни структури і різних пошкоджень. Повернення форми і розмірів можливий завдяки збереженню розташування макромолекул в складі, переміщаються лише окремі їх сегменти.
2. Кристалічна структура. Від розташування в просторі складових елементів, що називається кристалічною структурою, і їх взаємодії залежать властивості і особливості матеріалу. Виходячи з цих параметрів, полімери поділяють на кристалічні і аморфні.

Кристалічні мають стабільну структуру, в якій дотримується певне розташування макромолекул. Аморфні складаються з макромолекул ближнього порядку, які тільки в окремих зонах мають стабільну структуру.

Структура і ступінь кристалізації залежить від декількох факторів, таких як температура кристалізації, молекулярна маса і концентрованість розчину полімеру.

1. Стеклообразного. Ця властивість характерна для аморфних полімерів, які при зниженні температури або підвищенні тиску знаходять стеклообразную структуру. В такому випадку припиняється тепловий рух макромолекул. Температурні інтервали, при яких відбувається процес стеклообразованія, залежить від типу полімеру, його структури і властивостей структурних елементів.
2. В'язкотекучий стан. Це властивість, при якому відбуваються незворотні зміни форми і об'єму матеріалу під впливом сторонніх сил. У вязотекущем стані структурні елементи переміщаються в лінійному напрямку, що стає причиною зміни його форми.

Будова неорганічних полімерів

Така властивість дуже важливо в деяких сферах промисловості. Найбільш часто його використовують при переробки термопластів за допомогою таких методів як лиття під тиском, екструзія, вакуум-формування і інших. При цьому полімер розплавляється при підвищених температурах і високому тиску.

Види неорганічних полімерів

На сьогоднішній день існують певні критерії, за якими класифікуються неорганічні полімери. Основні з яких:

• природа походження;
• види хімічних елементів і їх різноманітність;
• кількість мономерних ланок;
• будову полімерного ланцюга;
• фізичні і хімічні властивості.

Залежно від природи походження класифікують синтетичні і натуральні полімери. Натуральні формуються в природних умовах без участі людини, а синтетичні виробляються і модифікуються в промислових умовах для досягнення необхідних властивостей.

На сьогоднішній день існує безліч видів неорганічних полімерів, серед яких виділяються найбільш широко використовувані. До таких належить азбест.

Азбест - тонковолокнистий мінерал, який відноситься до групи силікатів. Хімічний склад азбесту представлений силікатами магнію, залози, натрію і кальцію. Азбест має канцерогенні властивості, тому дуже небезпечний для здоров'я людини. Він дуже небезпечний для працівників, зайнятих на його видобутку. Але у вигляді готових виробів він досить безпечний, тому що не розчиняється в різних рідинах і не вступає з ними в реакцію.

Силікон - один з найбільш поширених синтетичних неорганічних полімерів. Його легко зустріти в повсякденному житті. Наукова назва силікону - полісілоксан. Його хімічний склад являє собою зв'язок кисню і кремнію, яка надає силікону властивості високої міцності і гнучкості. Завдяки цьому, силікон здатний витримати високі температури і фізичні навантаження не втрачаючи міцності, зберігаючи форму і структуру.

силіконовий герметик

Полімери вуглецю дуже поширені в природі. Існує також безліч видів, що синтезуються людиною в промислових умовах. Серед природних полімерів виділяється алмаз. Цей матеріал неймовірно міцний і володіє кристально чистою структурою.

Карбин - це синтетичний вуглецевий полімер, який має підвищені властивості міцності, що не поступаються алмазу і графену. Виробляється у вигляді чорного морошка мелкокристаллической структури. Має властивості електропровідності, яка збільшується під впливом світла. Здатний витримати температуру в 5000 градусів не втрачаючи властивостей.

Графіт - вуглецевий полімер, структура якого відрізняється площинний орієнтацією. Через це структура графіту шарувата. Цей матеріал проводить електрику, тепло, але не пропускає світло. Його різновидом є графен, який складається з одного шару молекул вуглецю.

графіт

Полімери бору відрізняються високою твердістю, не сильно поступаючись алмазам. Здатні витримати температуру понад 2000 градусів, що набагато більше прикордонної температури алмазу.

Полімери селену - досить широкий ряд неорганічних матеріалів. Найбільш відомий з них - карбід селену. Карбід селену - міцний матеріал, який має вигляд прозорих кристалів.

Полісілани володіють особливими властивостями, які відрізняють їх від інших матеріалів. Цей вид проводить електрику і витримує температуру до 300 градусів.

застосування

Неорганічні полімери застосовуються практично у всіх сферах нашого життя. Залежно від виду, вони мають різні властивості. Головна їхня особливість у тому, що штучні матеріали мають поліпшені властивості в порівнянні з органічними матеріалами.

Азбест застосовується в різних сферах, в основному, в будівництві. З сумішей цементу з азбестом виробляють шифер і різні типи труб. Також азбест застосовують для зниження кислотного впливу. У легкій промисловості азбест застосовується для пошиття протипожежних костюмів.

азбест

Силікон застосовується в різних сферах. З нього виробляють трубки для хімічної промислової, елементи, які використовуються в харчовій промисловості, а також використовують в будівництві в якості герметика.

В цілому, силікон один з найбільш функціональних неорганічних полімерів.

Алмаз найбільш відомий як ювелірний матеріал. Він дуже дорогий завдяки своїй красі і складності видобутку. Але алмази також використовуються в промисловості. Це матеріал необхідний в ріжучих пристроях для розпилу дуже міцних матеріалів. Він може використовуватися в чистому вигляді як різець або у вигляді напилення на ріжучі елементи.

Графіт широко використовується в різних сферах, з нього роблять олівці, він застосовується в машинобудуванні, в атомній промисловості і у вигляді графітових стрижнів.

Графен і карбін поки маловивчені, тому сфера їх застосування обмежена.

Полімери бору використовуються для виробництва абразивних матеріалів, ріжучих елементів і шліфувальних кругів . Інструменти з такого матеріалу необхідні для обробки металу.

Карбід селену застосовується для виробництва гірського кришталю. Його отримують шляхом нагрівання до 2000 градусів кварцового піску і вугілля. Кришталь використовують для виробництва високоякісного посуду та предметів інтер'єру.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.