Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Поликонденсационные полимеры





 

Х имические свойства

Можно предложить три вида классификаций химических реакций в полимерах. Первая классификация такая же, как и в органической химии: реакции замещения, присоединения. Вторая классификация химических реакций - в зависимости от молекулярной природы реагентов при различной их химической природе. Третья классификация основана на характере изменения химической структуры макромолекул в результате химической реакции. Эта классификация наиболее информативна с точки зрения состояния и свойств продуктов реакции. По этой квалификации различают реакции: гидролиза, гидрирования, нитрования, хлорирования, отщепления, деструкции и старения. Рассмотрим реакции деструкции и старения.

Реакции деструкции – это реакции, в результате которых ухудшаются свойства полимеров, за счёт распада молекулярных цепей

6Н10О5)n nC6H12O6

Деструкция бывает: механическая; деструкция под влиянием химических реагентов; окислительная; термическая; фотохимическая; радиационная; деструкция под влиянием биологических факторов.

Старение полимеров. В процессе хранения и эксплуатации изделий из полимеров может происходить потеря работоспособности изделий из полимеров, вызванная старением полимеров. Под старением полимеров понимается комплекс химических и физических изменений, приводящих к ухудшению механических свойств и снижению работоспособности изделий из полимеров. В более широком смысле старением может быть названо всякое изменение молекулярной, надмолекулярной или фазовой структуры полимеров и полимерных материалов, приводящее к изменению физико-механических свойств в процессе хранения и эксплуатации изделий из полимеров. Например, распад молекул целлюлозы под действием кислот, выступающих в роли катализаторов

Кроме того, существует термическая деструкция полимеров, которая используется в аналитических целях для изучения структуры полимерных макромолекул.

Применение

 

Пластические массы используются как конструктивные материалы при изготовлении разнообразных узлов и деталей, так как имеют ряд преимуществ: 1) легче металлов в 4…6 раз; 2) стойки к атмосферным воздействиям; 3) коррозионностойки; 4) обладают высокой механической стойкостью; 5) возможно получать изделие различной конфигурации. Однако, они имеют и ряд недостатков: 1) низкая термостойкость (< 150 оС); 2) подвержены старению.

Сегодня можно говорить о четырёх основных направлениях использования полимерных материалов в сельском хозяйстве: плёнки, мелиорация, строительство и сельскохозяйственное машиностроение. И в отечественной и в мировой практике первое место принадлежит плёнкам. Благодаря применению мульчирующей перфорированной плёнки на полях урожайность некоторых культур повышается до 30 %, а сроки созревания ускоряются на 10-14 дней. Но главная область использования плёночных полимерных материалов в сельском хозяйстве – строительство и эксплуатация плёночных теплиц. В таких теплицах можно все сельскохозяйственные работы проводить механизировано; более того все теплицы позволяют выращивать продукцию круглогодично. В холодное время теплицы обогреваются опять-таки с помощью полимерных труб, заложенных в почву на глубину 60-70 см. С точки зрения химической структуры полимеров, используемых в тепличных хозяйствах такого рода, преимущественно применяют полиэтилен, полипропилен, непластифицированный поливинилхлорид и в меньшей степени полиамиды.

Полиэтиленовые пленки отличаются лучшей светопроницаемостью, лучшими прочностными свойствами, но худшей погодоустойчивостью и сравнительно высокими теплопотерями. Пленки из полипропилена значительно прозрачнее и прочнее полиэтиленовых, пищевые продукты в упаковке из полипропилена можно подвергать стерилизации, варке и разогреванию.

Поливинилхлорид (ПВХ) используется для изготовления плёночных материалов, в качестве электроизоляции проводов и кабелей, в быту он известен как материал для изготовления линолеума и искусственной кожи.

Политетрафторэтилен выпускается в виде пластмассы, называемой тефлоном или фторопластом. Он обладает необыкновенным сочетанием эксплутационных свойств: механической прочностью, высокими диэлектрическими параметрами, исключительной химической стойкостью, низким коэффициентом трения, а также широкой областью рабочих температур (от -260 до +260 оС). Из фторопласта изготавливают пленки, волокна, шланги, электроизоляцию для проводов и кабелей, химические реакторы, контейнеры для агрессивных жидкостей, трущиеся детали, не требующие смазки, и даже протезы органов человека.

Полиметилакрилат и полиметилметакрилат – твердые, бесцветные, прозрачные, стойкие к нагреванию и действию света, пропускающие ультрафиолетовые лучи полимеры. Из них изготавливают листы прочного и легкого органического стекла, широко применяемого для различных изделий. Из полиакрилонитрила получают нитрон (или орлон) – синтетическое волокно, идущее на производство трикотажа, тканей.

Использование в строительстве полимерных вяжущих, главным образом фурановых, полиэфирных, эпоксидных или фенолформальдегидных смол позволило создать и широко применять принципиально новый строительный материал – полимербетон. Он представляет собой затвердевшую смесь высокомолекулярного вещества с минеральными наполнителями. В качестве наполнителей используют кварцевый песок, гранитную и т.п. щебёнку. Полимербетоны обычно имеют более высокую прочность на растяжение, низкую хрупкость, повышенную водонепроницаемость, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных жидкостей и газов. Применяют их для изготовления полов, дорожных и аэродромных покрытий, для заделки швов, трещин и выбоин.

Отвержденные эпоксидные смолы характеризуются высокой адгезией к металлам, стеклу, бетону и др. материалам, механической прочностью, тепло-, водо- и химстойкостью, хорошими диэлектрическими показателями. Их используют как основу высокопрочных связующих клеев, заливочных и пропиточных электроизоляционных материалов, герметиков, лаков, пенопластов.

Пенополиуретаны широко используются в быту; из них сделаны мягкая мебель, сиденья автомобилей, коврики, губки, полоски для утепления окон, детские игрушки. В промышленности эти полимеры применяют не только как амортизирующие и теплоизоляционные материалы, но и в качестве полиуретановых волокон, латексов, клеев. Пенополиуретаны считаются одними из наиболее перспективных материалов для медицины. В хирургической практике полиуретановые волокна применяются в виде шовных нитей и протезов сердечно-сосудистой системы. Способность пенополиуретанов сорбировать и прочно удерживать значительные количества разнообразных соединений была использована при разработке методик сорбционного концентрирования тяжёлых металлов и органических соединений. Это их свойство используют в аналитической химии.

Особое значение имеет проблема защиты металлических изделий от коррозии путем покрытия их полимерными плёнками, что дает возможность сэкономить сотни тонн металла. Так в последние годы металл консервной банки (так называли олово) полностью заменён на полимеры.

Перспективы использования синтетических ВМС в космосе неразрывно связаны с так называемым армированным пластиком – волокнистым материалом с полимерным связующим. Наибольшее применение нашли стеклопластики.

Проблема использования полимеров в медицине представляет два аспекта: создание искусственных внутренних органов из полимерных материалов и использование полимеров как физиологически активных веществ. Ими заменяются отдельные участки кровеносных сосудов, сухожилий, костей, сердца, легких и кожи. В настоящее время область применения полимеров в медицине – одна из наиболее важных в развитии полимерной химии.

 

Олигомеры

В химии олигомер (греч. ολιγος — малый, немногий, незначительный; μέρος - часть) — молекула в виде цепочки из небольшого числа одинаковых составных звеньев. Олигомеры, члены гомологических рядов, занимающие по размеру молекул область между мономерами и высокомолекулярными соединениями. В биохимии термин олигомер используется для обозначения коротких одноцепочечных фрагментов нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Такие олигомеры, размещенные на стеклянной подложке или нейлоновой мембране, используются в экспериментах с гибридизацией ДНК. Олигомерами также называются белковые комплексы, состоящие из двух и более субъединиц. При этом, комплексы из одинаковых субъединиц называются гомоолигомерами, а из разных — гетероолигомерами. Олигомеры, способные складываться в устойчивую вторичную структуру подобно белкам, называются фолдамерами. Различают реакционноспособные олигомеры, содержащие в молекулах одну или более функциональных групп, которые могут быть расположены не только на концах молекулы (полиолигомеры), и олигомеры, не содержащие функциональных групп (олигоолигомеры).

Верхний предел молярных масс олигомеров зависит от их химической природы и соответствует тому значению, при котором начинают проявляться высокоэластические деформации, вынужденная высокоэластичность и другие свойства, характерные для высокомолекулярных веществ. Свойства олигомеров сильно зависят от изменения количества повторяющихся звеньев в молекуле и природы концевых групп; с момента, когда химические свойства перестают изменяться с увеличением длины цепочки, вещество называется полимером. Полярные олигомеры охватывают более широкий интервал молярных масс (до ~1,5·104), чем неполярные (до ~5·103). По сравнению с мономерами олигомеры менее летучи и токсичны и их отверждение при химическом, радиационном или фотоинициировании происходит со значительно меньшими тепловыми эффектами и усадками. Олигомерам присущи значительные межмолекулярные взаимодействия, повышенная вязкость и высокие времена релаксации, возрастающие с увеличением размера молекул. Физико-химические свойства гомологов низкомолекулярных олигомеров существенно различаются, но с увеличением молекулярной массы эти различия становятся все менее выраженными. Вязкость олигомеров определяется молекулярной массой, природой основной цепи, наличием и полярностью функциональных групп. Чем выше молекулярная масса олигомеров и полярность функциональность групп, тем больше их вязкость.

Большинство методов синтеза олигомеров основано на реакциях ограничения роста макромолекул в процессах полимеризации и поликонденсации. При олигомеризации химический процесс формирования цепочки из мономеров протекает только до достижения определенной степени полимеризации (обычно в пределах от 10 до 100). Кроме того, олигомеры получают деструкцией высокомолекулярных полимеров, а также ступенчатым синтезом с выделением продуктов реакции на каждой стадии. В последнем случае образуются монодисперсные олигомеры. Получил распространение прием временной пластификации высокомолекулярных полимеров реакционноспособными олигомерами, что позволило упростить переработку полимера в изделие и модифицировать его свойства.

Из большого числа реакционноспособных олигомеров следует упомянуть полиэфирные смолы, эпоксидные смолы, фенолоальдегидные смолы, алкидные смолы и др., широко применяемые в производстве слоистых пластиков, пенопластов, лаков, клеев, компаундов, наибольшее практическое значение имеют меламиноформальдегидные смолы, мочевиноформалъдегидные смолы, фенолоалъдегидные смолы, алкидные смолы, эпоксидные смолы, олигомеры акриловые. Олигоолефины используют в качестве моторных топлив, смазочных масел, для гидрофобизации бумаги, как компоненты полировальных паст (синтетического воска), олигомеры фторзамещенных этилена — как высококипящие масла, теплоносители, жидкости для гидроприводов. Нереакционноспособные олигомеры применяют в качестве пластификаторов, масел, теплоносителей и олигомеры на основе окисей олефинов нашли широкое применение как поверхностно-активные вещества (ПАВ). Они играют немаловажную роль в природе (окситоцин — нонапептид, антибиотики — циклоолигопептиды и т.д.).

Олигомеры широко распространены в природе (битумы, высокомолекулярные парафины, компоненты нефти) и входят в состав живых организмов (олигопептиды, олигонуклеотиды), но наибольшее практическое применение находят синтетические олигомеры, в первую очередь реакционноспособные. Наиболее широко олигомеры используют в качестве связующих для наполненных, особенно слоистых пластиков, таких, как клеи синтетические и лаки (алкидные смолы, кремнийорганические лаки, полиэфирные лаки, эпоксидные лаки), в компаундах полимерных, для получения пенопластов (пенофеноплас-тов), герметиков.

 

 







Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.