Polimerii sunt o clasă specială de substanțe care, datorită structurii și naturii lor, au un set original de proprietăți, majoritatea dielectrice, rezistente la coroziune, flexibilitate.
Polimeri compuse din macromolecule (MM) și au o masă molară mare, astfel încât acestea sunt numite compuși cu masa moleculară înaltă (BMC), sau substanțe cu greutate moleculară ridicată (BMB).
Dacă masa moleculară mică (HMW), M (H2SO4) = 98 g / mol, masa molară a polimerului este de 10 ... 5 ... 10 ... 6 g / mol.
Macromoleculele (MM) constau dintr-un număr mare de unități repetate legate între ele prin legături covalente
În exterior există atomi laterali sau formațiuni mai complexe
N numărul de legături din MM se numește gradul de polimerizare
Dacă n = 1 (etilenă) monomer
2) Articole artificiale derivate din DIU naturale, mătase vâscoză,
3) Sintetic - obținut chimic din HBM: kapron, polietilenă, lavsan,
Majoritatea polimerilor, ca lanț principal, au carboceni, adică constau din atomi de carbon,
-homochain (lanțul principal constă din atomi de același tip)
Dacă lanțul principal constă în atomi diferiți, atunci aceștia sunt MM-uri heterociclice
Coloana vertebrală a copolimerului este formată din legături alternante de diferite substanțe, de exemplu, stiren,
Stabilitatea lanțului lung depinde într-o mare măsură de electronegativitatea atomilor care participă la legătura covalentă care leagă lanțul,
Cu medie carbon electronegativitate la fel de bine dă și primește electroni care nu creează o tensiune în circuit, ceea ce duce la formarea circuitului stabil,
acest circuit este mai scurt, t, k, există o tensiune în circuit
Există două metode pentru producerea unui polimer
47) Polimeri naturali, artificiali și sintetici (definiție și exemple).
Polimerii sintetici sunt materiale polimerice ne-naturale produse pentru a înlocui materialele naturale.
Producția industrială de polimeri artificiali se realizează în mai multe moduri - prin modificarea polimerilor organici naturali, polimeri artificiali, precum și metoda de obținere a „“ polimeri artificiali ai compușilor organici cu greutate moleculară mică.
Dintre polimerii sintetici există un grup separat, inclusiv cauciucuri și polimeri asemănători cauciucului. Aceste materiale sunt caracterizate de o deformare surprinzătoare și de proprietăți foarte elastice, motiv pentru care li se dă numele de elastomer.
Sunt formați polimeri sintetici datorită polimerizării și policondensării. Polimerii carbochain sunt deseori sintetizați prin polimerizarea monomerilor cu una sau mai multe legături de carbon sau monomeri care conțin fragmente carbociclice instabile.
Primul material a fost fabricat din celuloză modificată fizic încă de la începutul secolului al XX-lea și până în prezent fibrele, filmele, agenții de îngroșare și lacurile sunt fabricate din același material. Acesta a obținut numele Celluloid, cunoscut tuturor ca celuloză.
51) Proprietățile fizice și chimice ale polimerilor (polimeri termostatici și termoactivi)
Proprietățile fizice ale polimerilor
DIU sunt doar în două stări agregate - solide și lichide. Cu privire la starea de fază. Ele pot fi amorfe sau cristaline. Structura amorfă are polimeri ale căror macromolecule sunt dezorientate, haotice. Un astfel de aranjament este caracteristic macromoleculelor cu structură neregulată. De exemplu, polipropilena atactică, multe cauciucuri, sunt amorfe. Polimerii amorfi sunt materiale moi, elastice. Ele pot exista în următoarele stări fizice - vâscoase, foarte elastice și vitrioase.
polimeri vâscoși având o structură amorfă (de exemplu, o poliizobutilenă cu greutate moleculară mică, rășini fenol formaldehidă - Rezolii), in permanenta schimbare forma sub influența unor sarcini mecanice chiar ușoare.
Polimerii foarte elastici având o structură amorfă în stare netensionată (de exemplu, cauciucuri și cauciucuri) suferă o deformare reversibilă sub influența încărcăturilor mici. Când sunt încălzite, mulți polimeri solizi (polistiren, clorură de polivinil etc.) devin foarte elastici.
Polimerii ca polimer sunt polimeri solizi amorfi care nu au timp să cristalizeze la răcire, dar și-au pierdut fluiditatea. Ei au o structură amorfă sau cristalină și își schimba puțin forma chiar și sub presiuni mecanice grele. După eliminarea efectului celor din urmă, aceștia își pot restabili forma primară.
Polimerii care trec de la o stare foarte elastică la vitrozi la temperaturi sub temperatura camerei sunt denumiți elastici și la temperaturi mai înalte față de materialele plastice.
Structura cristalină are polimeri cu o structură stereoregulară. Ele sunt caracterizate de un aranjament ordonat de macromolecule. Polimerii cristalini sunt, de obicei, materiale plastice. Spre deosebire de solidele cristaline convenționale, polimerii cristalini nu constau în cristale unice. Chiar și conceptul de "cristal" pentru un polimer este oarecum diferit de cel obișnuit. Polimerii cristalini au zone (zone) în care secțiunile individuale ale macromoleculelor au o plăcuță densă asemănătoare de ambalare a unor cristale originale în formă de diamant. Aceste regiuni sunt adiacente masei amorfe principale a polimerului. Astfel, părțile și amorfi constau din aceeași macromoleculă, ci o parte amorfă, ele sunt aranjate aleatoriu, ca în cristal - bine ambalate din cauza unui aranjament ordonat.
Totuși, trebuie remarcat faptul că în polimer între formele de structură exterioară - amorfă și cristalină - (. ambalaje amorfe, globulelor și așa mai departe), există mai multe forme diferite de ordonare (fibrile monocristale, sferulite, etc ...) și dezordine.
Deci, principala condiție pentru cristalizarea polimerilor este structura stereoregulară a macromoleculelor lor. Orice încălcare a regularității împiedică procesul de cristalizare. De aceea, de exemplu, polietilenă liniară are o cristalinitate mai mare decât polietilenă cu lanțuri ramificate. Crosslink-urile ("punțile") între lanțurile de polimeri interferează cu cristalizarea în aceeași măsură ca și ramificarea lanțului. Macromoleculele de polimer trebuie să fie suficient de flexibile, mobile, ceea ce facilitează ambalarea lor în structuri dense. Dacă lanțul polimer este rigid, atunci nu are loc cristalizarea.
Gradul de cristalinitate al aceluiași polimer poate varia. De exemplu, atunci când polimerul este întins, macromoleculele sale își asumă un aranjament paralel unul față de celălalt. În același timp, crește cristalinitatea. Polimerii cristalini au proprietăți mecanice mai mari decât cele amorfe.
materiale care au o structură spațială a moleculelor. Sunt substanțe solide insolubile și ne-topite din sticlă. Aceste materiale se întăresc atunci când sunt încălzite. Acest grup de polimeri este reprezentat de fenol-formaldehidă, rășini epoxi și poliester, precum și polimeri organosiliciu.
48) Polimeri de homocaină și heterociclu.
Conform compoziției chimice a elementelor care intră în lanțul principal al macromoleculei, polimerii sunt împărțiți în homohain și heterochain. În polimerii homoerici, lanțul principal al unei macromolecule constă din elemente identice, de exemplu, atomi de carbon
(polimeri de lanț de carbon: polietilenă
polipropilenă etc.).
În polimerii heterociclici, lanțul principal al unei macromolecule constă din diferite elemente: carbon, oxigen, azot, siliciu și alți atomi, de exemplu polimorfaldehidă
sau în polimetilsiloxan
Pentru a caracteriza structura macromoleculelor polimerice, nu este suficientă stabilirea compoziției chimice a elementelor de legătură și ordinea alternării lor. De asemenea, este necesară determinarea formei geometrice a macromoleculei. Pe această bază, macromoleculele polimerilor sunt împărțite în linii, ramificate și spațiale.
Macromoleculele liniare (figura 2, a) sunt sub formă de lanțuri care nu conțin ramuri laterale. Lanțul unei macromolecule poate consta numai din atomi de carbon și hidrogen, de exemplu, polietilenă (-CH2-CH2-) n. Dar, împreună cu aceasta, compoziția lanțului poate include atomi de oxigen, clor, fluor, azot etc., de exemplu în poliformaldehidă (-CH2-0-) n. clorură de polivinil (-CH2-CHCI-) n. Absența ramificare și prezența atomilor electronegative sau grupări polare cresc forțele intermoleculare, creșterea densității de ambalare a macromoleculelor și a temperaturii de înmuiere polimer. În același timp, rezistența mecanică a polimerului este în mod corespunzător mărită, dar solubilitatea sa în solvenți organici se deteriorează.
Macromoleculele ramificate (figura 2, b) sunt sub formă de lanțuri cu ramificații laterale. Prezența ramificării în lanțuri conduce la o slăbire a forțelor intermoleculare și, prin urmare, la o scădere a rezistenței mecanice și a temperaturii de înmuiere a polimerului. În același timp, există polimeri cu o densitate mare de ambalare a macromoleculelor, dintre care lanțurile conțin ramuri laterale. Densitatea mare de ambalare este obținută datorită aranjamentului spațial regulat sau stereoregular al grupurilor laterale din jurul lanțului principal.
Diferitele forme de macromolecule ale polimerilor
Copolimerii sunt o varietate de polimeri. Lanțurile moleculelor constau din două sau mai multe legături structurale diferite. Există copolimeri obișnuiți și neregulați (cei mai mulți dintre ei). Diferitele legături structurale ale copolimerilor neregulați sunt aranjate aleatoriu de-a lungul lanțului. În copolimerii obișnuiți, diferitele unități structurale sunt aranjate într-un mod ordonat și, prin urmare, copolimerii obișnuiți pot fi reprezentați ca polimeri convenționali cu unități structurale mari. În mod separat, copolimerii bloc constând din mai multe blocuri (homo) polimeri pot fi numiți.
Se obțin copolimeri ca urmare a reacțiilor de copolimerizare.
Monomerii din care sunt realizați copolimerii pot fi combinați în moduri diferite. Cele mai probabile moduri:
Concepte despre compozite. Definiția. Principalele componente ale materialelor compozite. Dați exemple și arătați cum se schimbă proprietățile matricei când se introduce una sau o altă fază de întărire (de exemplu, AI2O3 într-o fibră metalică sau metalică într-o matrice polimerică).
Materialul compozit - material solid heterogen artificial, format din două sau mai multe componente cu o interfață clară între ele. Materialele compozite constau dintr-o componentă de matrice care este continuă pe tot volumul și un element de armare - discontinuu, deconectat. Matricea este realizată din metal sau polimer, element de armare - fibre tăiate.