Неорганические полимерные материалы
Полимерные материалы – высокомолекулярные соединения, состоящих из большинства мономеров. Полимерные материалы стоит отличать от подобного понятия как олигомеры, в отличии от них при добавлении еще одного номерного звена свойства полимерного материала не меняются.
Связь между звеньями мономеров может выполняться при помощи химических связей, в данном случае их называют реактопластами, или благодаря силе междумолекулярного влияния, что отличительно для называемых по другому термопластов.
Соединение мономеров при образовании полимерного материала может происходить в результате реакции поликонденсации или полимеризации.
В природе встречается много аналогичных соединений, самые популярные из которых: белки, каучук, полисахариды и нуклеиновая кислота. Такой материал называются органическими.
На данное время очень много полимерных материалов производятся искусственным путем. Такие соединения называются неорганическими полимерными материалами. Неорганические полимерные материалы получают путем соединения природных компонентов при помощи реакции поликонденсации, полимеризации и химического превращения. Это дает возможность заменить дорогие или редкие натуральные материалы, или создать новые, которые не имеют аналоги в природе. Важное требование, чтобы полимерный материал не содержал в составе компонентов органического происхождения.
Неорганические полимерные материалы, благодаря собственным особенностям, обрели большую популярность. Спектр их применения очень широк, при этом регулярно находят новые области использования и разрабатываются новые виды неорганических материалов.
Главные характеристики
На данный момент есть очень много видов неорганических полимерных материалов, как природных, так и искусственных, которые обладают разными составом, качествами, областью использования и агрегатного состояния.
Современный уровень развития химической промышленности дает возможность делать неорганические полимерные материалы в значительных объемах. Дабы получить материал такого рода необходимо создать условия очень высокого давления и большой температуры. Сырьем для изготовления выступает чистое вещество, которое поддается процессу полимеризации.
Неорганические полимерные материалы свойственны тем, что обладают очень высокой прочностью, гибкостью, сложно поддаются действию веществ на основе химии и устойчивые к большим температурам. Однако некоторые виды могут быть хрупкими и не владеть эластичностью, однако при этом очень прочными. Самыми популярными из них считаются графит, керамика, асбест, минеральное стекло, слюда, кварц и алмаз.
Самые популярные полимерные материалы в основе имеют цепочки подобных элементов, как кремний и алюминий. Это связано с популярностью таких элементов в природе, особенно кремния. Самые популярные среди них такие неорганические полимерные материалы как силикаты и алюмосиликаты.
Свойства и характеристики различаются не только в зависимости от химического полимерного состава, но и от молекулярной массы, степени полимеризации, сооружения атомной структуры и полидисперсности.
Полидисперсность – это присутствие в составе полимерных молекул различной массы.
Большинство неорганических соединений отличаются такими критериями:
- Пластичность. Подобная характеристика, как пластичность, показывает возможность материала становится больше в размерах под влиянием посторонней силы и вернутся в изначальное состояние после снятия нагрузки. К примеру, каучук способен увеличиться в семь-восемь раз без изменения структуры и разных повреждений. Возврат формы и размеров возможен благодаря сохранению расположения полимерных молекул в составе, перемещаются лишь некоторые их участки.
- Кристаллическая структура. От расположения в пространстве составных компонентов, что именуется кристаллической структурой, и их взаимные действия зависят свойства и специфики материала. Исходя из таких параметров, полимерные материалы делят на кристаллические и аморфные.
Кристаллические имеют стабильную структуру, в которой выполняется определенное расположение полимерных молекул. Аморфные состоят из полимерных молекул ближнего порядка, которые только в некоторых зонах имеют стабильную структуру.
Структура и степень кристаллизации зависит от определенных факторов, например как температура кристаллизации, молекулярная масса и концентрированность раствора полимерного материала.
- Стеклообразность. Данное свойство отличительно для аморфных полимерных материалов, которые при снижении температуры или увеличении давления обретают стеклообразную структуру. В данном случае заканчивается тепловое движение полимерных молекул. Температурные интервалы, при которых происходит процесс стеклообразования, зависит от типа полимерного материала, его структуры и параметров структурных компонентов.
- Вязкотекучее состояние. Данное свойство, при котором происходят необратимые изменения формы и объема материала под влиянием посторонних сил. В вязотекущем состоянии структурные детали перемещаются в линейном направлении, что оказывается основой изменения его формы.
Строение неорганических полимерных материалов
Это свойство чрезвычайно важно в определенных промышленных отраслях. Наиболее нередко его применяют при переработки термопластов при помощи подобных вариантов как литье под давлением, экструзия, вакуум-формирования и прочих. При этом полимерный материал расплавляется при очень высоких температурах и большом давлении.
Виды неорганических полимерных материалов
На данное время есть конкретные параметры, по которой классифицируются неорганические полимерные материалы. Главные из которых:
- природа происхождения;
- виды элементов химии и их многообразие;
- кол-во мономерных звеньев;
- строение полимерной цепи;
- физические и химические свойства.
В зависимости от природы происхождения отмечают искусственные и настоящие полимерные материалы. Настоящие возникают в условиях природы без человеческого участия, а искусственные производятся и модифицируются в условиях в промышленности для достижения нужных параметров.
На данный момент есть очень много видов неорганических полимерных материалов, посреди которых выделяются довольно широко применяемые. К подобным относится асбест.
Асбест – тонковолокнистый минерал, который относится к группе силикатов. Состав асбеста представлен силикатами магния, железы, натрия и кальция. Асбест обладает канцерогенными качествами, по этому очень опасен для человеческого здоровья. Он очень опасен для сотрудников, занятых на его добычи. Однако в виде готовых изделий он довольно менее опасен, так как не растворяется в самых разнообразных жидкостях и не вступает с ними в реакцию.
Силикон – один из самых популярных искусственных неорганических полимерных материалов. Его легко повстречать в обычной жизни. Научное наименование силикона – полисилоксан. Его состав собой представляет связь кислорода и кремния, которая придаёт силикону свойства исключительной прочности и эластичности. Из-за этого, силикон выдерживает большие температуры и нагрузки физического плана не теряя прочности, сохраняя форму и структуру.
Полимерные материалы углерода очень популярны в природе. Есть также много видов, синтезирующихся человеком в условиях в промышленности. Среди природных полимерных материалов выделяется алмаз. Данный материал неимоверно крепкий и обладает кристально чистой структурой.
Карбин – это искусственный углеродный полимерный материал, который обладает высокими качествами прочности, не уступающими алмазу и графену. Изготавливается в виде черного морошка мелкокристаллической структуры. Обладает качествами электропроводимости, которая возрастает под влиянием света. Выдерживает температуру в 5000 градусов не теряя параметров.
Графит – углеродный полимерный материал, структура которого выделяется плоскостной ориентацией. Благодаря этому структура графита слоистая. Данный материал проводит электричество, тепло, однако не пропускает свет. Его вариацией считается графен, который состоит из одного слоя молекул углерода.
Полимерные материалы бора отличительны большой твердостью, не особенно уступая алмазам. Могут выдержать температуру более 2000 градусов, что гораздо выше пограничной температуры алмаза.
Полимерные материалы селена – очень и очень широкий ряд неорганических материалов. Самый популярный из них – карбид селена. Карбид селена – прочный материал, который имеет вид прозрачных кристаллов.
Полисиланы обладают специальными качествами, которые выделяют их от остальных материалов. Такой вид проводит электричество и может выдержать температуру до 300 градусов.
Использование
Неорганические полимерные материалы используются фактически во всех сферах нашей жизни. Все зависит от вида, они обладают разными качествами. Главная их характерность в том, что искусственные материалы обладают усовершенствованными качествами если сравнивать с органическими материалами.
Асбест применяется в разных областях, по большей части, в строительстве. Из цементных смесей с асбестом делают асбестоцементный волнистый кровельный лист и разные типы труб. Также асбест используют для снижения кислотного воздействия. В легкой промышленности асбест используется для пошива противопожарных костюмов.
Силикон применяется в разных областях. Из него делают трубки для химической промышленной, детали, применяемые в пищевой промышленности, а еще применяют в строительстве в качестве герметика.
В общем, силикон один из самых практичных неорганических полимерных материалов.
Алмаз наиболее известный как ювелирный материал. Он довольно дорогой из-за эстетичности и трудности добычи. Но алмазы также применяются в промышленности. Это материал нужен в режущих устройствах для распила очень качественных материалов. Он может применяться в чистом виде как резец либо в виде напыления на режущие детали.
Графит широко применяется в самых разных сферах, из него делают карандаши, он используется в автомобилестроении, в атомной промышленности и в виде графитовых стержней.
Графен и карбин пока малоизучены, по этому область их использования ограничена.
Полимерные материалы бора применяются для производства абразивных материалов, режущих компонентов и кругов для шлифовальных работ. Инструменты из подобного материала нужны для металлобработки.
Карбид селена применяется для изготовления горного хрусталя. Его получают путем нагрева до 2000 градусов кварцевого песка и угля. Хрусталь применяют для изготовления особо качественной посуды и интерьерных предметов.
Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
