Органические полимерные материалы

Органические полимерные материалы играют важную роль в природе. Вдобавок их широко применяют в промышленности. Дальше рассмотрен состав, свойства, использование органических полимерных материалов.

Характерности

Рассматриваемые материалы состоят из мономеров, предоставленных повторяющимися фрагментами структуры из нескольких атомов. Они соединяются в трехмерные структуры либо цепи разветвленной или линейной формы вследствие поликонденсации либо полимеризации. Нередко в строении они четко проявлены.

Необходимо сказать, что термин «полимерные материалы» относится по большей части к органическим вариантам, хотя есть и неорганические соединения.

Принцип наименования рассматриваемых материалов состоит в присоединении приставки поли- к наименованию мономера.

Свойства полимерных материалов определяются строением и размерами полимерных молекул.

Кроме полимерных молекул, большинство полимерных материалов включает другие вещества, работающие с целью улучшения практичных параметров путем вариации параметров. Они предоставлены:

• стабилизаторами (предохраняют реакции старения);
• наполнителями (включения разного фазового состояния, работающие чтобы придать нестандартных параметров);
• водными ингибиторами (увеличивают устойчивость к морозам, уменьшают температуру переработки и совершенствуют пластичность);
• смазками (дают возможность избежать прилипания элементов из металла применяемого в переработке оборудования);
• красителями (служат для декора и для создания маркировок);
• антипиренами (делают меньше возгораемость отдельных полимерных материалов);
• фунгицидами, антисептическими средствами, инсектицидными препаратами (придают дезинфицирующие свойства и стойкость к влиянию насекомых и грибковой плесени).

В природной обстановке рассматриваемые материалы возникают в организмах.

Более того, есть близкие к полимерным материалам по зданию соединения, именуемые олигомерами. Их отличия заключаются в небольшом количестве звеньев и изменении начальных параметров при удалении или добавлении одного либо нескольких из них, тогда как параметры полимерных материалов при этом будут сохранены. Более того нет однозначного мнения относительно отношений между данными соединениями. Одни считают олигомеры низкомолекулярными вариантами полимерных материалов, прочие — индивидуальным типом соединений, не относящимся к высокомолекулярным.

Классификация

Полимерные материалы дифференцируют по составу звеньев на:

• органические;
• элементоорганические;
• неорганические.

Первые служат основой множества пластмасс.

Вещества второго типа включают в звеньях углеводородные (органические) и неорганические части.

По зданию их дифференцируют на:

• варианты, в которых атомы различных компонентов находятся в обрамлении органических групп;
• вещества, где углеродные атомы сменяются с прочими;
• материалы с углеродными цепями в обрамлении элементоорганических групп.

Все представленные типы имеют главные цепи.

Очень часто встречающимися среди неорганических полимерных материалов являются алюмосиликаты и силикаты. Это главные минеральные вещества коры планеты.

На основе происхождения полимерные материалы отмечают на:

• натуральные;
• искусственные (синтезируемые);
• модифицированные (измененные варианты первой группы).

Последние разделяют по методу получения на:

Классификация органических полимерных материалов

Поликонденсацией называют процесс формирования полимерных молекул из содержащих больше одной практичной группы молекул мономера с выделением NH₃, воды и других веществ.

Под полимеризацией знают процесс формирования из мономера полимерных молекул с кратными связями.

Классификация по макромолекулярному зданию включает:

• разветвленные;
• линейные;
• трехмерные пошитые;
• лестничные.

По реакции на термическое влияние полимерные материалы дифференцируют на:

Вещества первого типа предоставлены пространственными вариантами с жёстким каркасом. При нагревании с ними происходит деструкция, некоторые воспламеняются. Это вызвано равной прочностью внутренних связей и связей цепей. Благодаря этому термическое влияние ведет к разрыву как цепей, так и структуры, стало быть, происходит необратимое разрушение.

Термопластичные варианты предоставлены линейными полимерными материалами, обратимо размягчаемыми при нагревании и отверждаемыми при охлаждении. Их свойства после чего будут сохранены. Эластичность данных веществ вызвана разрывом при умеренном нагреве межмолекулярных и водородных связей цепей.

Напоследок, по свойствам сооружения органические полимерные материалы разделяют на несколько классов.

1. Слабо- и неполярные термопласты. Предоставлены вариантами с симметричной молекулярной структурой или со слабополярными связями.
2. Полярные термопласты. К этому типу относят вещества с несимметричной молекулярной структурой и своими дипольными моментами. Порой их называют низкочастотными диэлектриками. Ввиду полярности они отлично привлекают влагу. Также большое количество из них способны смачиваться. Это вещества отличительны от предыдущего класса также меньшим электросопротивлением. При этом большинство из полярных термопластов отличаются большими показателями гибкости, устойчивости к химии, механической прочности. Повторная обработка дает возможность превратить данные соединения в гибкие резинообразные материалы.
3. Термореактивные полимерные материалы. Как говорилось выше, данные вещества с пространственной системой ковалентных связей. Они выделяются от термопластичных вариантов твердостью, нагревоустойчивостью и хрупкостью, большим модулем упругости и низким показателем линейного увеличения. Более того такие полимерные материалы не склонны к действию обыкновенных растворителей. Они служат базой для многих веществ.
4. Слоистые пластмассы. Представлены слоистыми материалами из пропитанных смолой бумажных листов, стеклоткани, деревянного шпона, ткани и др. Такие полимерные материалы отличаются самой большой анизотропией параметров и прочностью. Однако они непригодны для создания предметов сложной формы. Используются в радио-, электротехнике, приборостроении.
5. Металлопласты. Это полимерные материалы, включающие железные наполнители в виде волокон, порошков, тканей. Данные добавки служат чтобы придать нестандартных параметров: магнитных, улучшения демпфирования, электро- и теплопроводимости, поглощения и отражения радиоволн.

Многие органические полимерные материалы отличительны хорошими электроизоляционными параметрами в обширном интервале стрессов, частот и температур, при высокой влажности. Они также имеют хорошие тепло- и звукоизоляционные характеристики. Также в большинстве случаев органические полимерные материалы отличаются большой устойчивостью к воздействию химии, не подвергаются загниванию и коррозии. Напоследок, эти материалы обладают высокопрочностью при небольшой плотности.

Вышеприведенные варианты показывают общие для органических полимерных материалов характеристики. Кроме этого, отдельные из них отличительны характерными особенностями: светопроницаемостью и небольшой хрупкостью (плексиглас, пластмассы), макромолекулярным ориентированием при направленном механическом воздействии (волокна, пленки), большой эластичностью (каучук), быстрым изменением физико-механических показателей под влиянием реагента в небольшом количестве (каучук, кожа и т. д.), а еще большой вязкостью при небольшой концентрации, радиопрозрачностью, антифрикционными свойствами, диамагнетизмом, и т. д.

Использование

Благодаря вышеназванным показателям, органические полимерные материалы имеют очень широкую сферу использования. Так, комбинирование высокопрочности с меньшей плотностью дает возможность получить материалы большой удельной прочности (ткани: кожа, шерсть, мех, хлопок и т. д.; пластмассы).

Кроме названных, из органических полимерных материалов выпускают другие материалы: резины, лакокрасочные материалы, клеи, электроизоляционные лаки, волокнистые и пленочные вещества, компаунды, связующие материалы (известь, цемент, глина). Их используют для промышленных и домашних потребностей.

Крахмал также считается органическим полимерным материалом

Впрочем органические полимерные материалы обладают значительным практическим минусом — старением. Под данным термином знают изменение их параметров и размеров в результате физико-химических преобразований, происходящих под действием самых разных факторов: истирания, нагрева, облучения и т. д. Старение происходит путем протекания конкретных реакций все зависит от вида материала и воздействующих факторов. Самой популярной среди них считается деструкция, подразумевающая формирование более низкомолекулярных веществ вследствие разрыва химической связи главной цепи. На основе причин деструкцию разделяют на термическую, химическую, механическую, фотохимическую.

Изыскание полимерных материалов начало формироваться к 40 гг. XX в. и сформировалось в качестве самостоятельной научной области в середине века. Это было связано с появлением знаний о роли данных веществ в органическом мире и выяснением возможностей их использования в промышленности.

При этом цепные полимерные материалы делали еще в начале Двадцатого столетия.

К середине столетия осилили выпуск электроизолирующих полимерных материалов (ПВХ и полистирола), гибкого стекла.

В начале второй половины века расширилось производство полимерных тканей за счёт возврата выпускавшихся прежде материалов и возникновения новых вариантов. Среди них — хлопок, шерсть, шелк, лавсан. В тот же период, благодаря использованию катализаторов, начали выпуск полимерного этилена и полипропилена при малом давлении и кристаллизующихся стереорегулярных вариантов. Чуть-чуть позднее осилили групповой выпуск очень знаменитых герметиков, пористых и адгезивных материалов, представленных полиуретанами, а еще элементоорганических полимерных материалов, выделяющихся от органических заменителей большей эластичностью и термической устойчивостью (полисилоксаны).

В 60 — 70 гг. были сделаны уникальные органические полимерные материалы с ароматическими элементами, характеризующиеся большой термической устойчивостью и прочностью.

Производство органических полимерных материалов активно развивается и в настоящий момент. Это вызвано возможностью применения недорогих материалов, например как уголь, попутные газы переработки нефти и добычи и сетевые газы, все вместе с водой и воздухом в виде начального сырья для многих из них.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.