Оглавление:
Углерод и кремний являются основой образующих полимера
Неметаллические материалы в качестве конструкционных материалов служат важными дополнениями metals.In в некоторых случаях они заменяются обычными, а в некоторых случаях неметаллический материал сам по себе незаменим.
Преимуществом неметаллических материалов является сочетание необходимого уровня химических, физических, механических свойств и низкой стоимости и высокой технологичности. Трудоемкость изготовления в 5-6 раз ниже,в 4-5 раз дешевле по сравнению с металлическими материалами. Они не будут разъедать.
Полимеры состоят в основном из таких элементов, как углерод, водород, кислород, хлор, фтор и азот.
Углерод и кремний являются основой низкомолекулярных структурных единиц, называемых мономерами.
Высокомолекулярные соединения получают из этих молекул путем полимеризации, ступенчатой полимеризации, поликонденсации.
Наиболее известен и популярен метод Радикальной (стартовой) полимеризации. Все материалы, полученные таким способом, например полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, являются термопластичными. Полимеризация включает в себя связывание мономеров, которые связываются друг с другом при нагревании или катализаторах, открывая двойные связи, присутствующие в мономерах.
- Реактивные радикалы, образующиеся в ходе экзотермических реакций, в основном связаны с цепью polymers. No образуются побочные продукты.
Элементный состав полимера определяется мономером, участвующим в структуре. Метод полимеризации предоставляет инженерам возможность изменять свойства высокомолекулярных материалов, воздействуя на процесс полимеризации. Для полимеризации характерны 3 фазы.
Во-первых, стартовая реакция продолжается. При достаточном воздействии энергии и (или) катализатора образуется большое количество реакционноспособных молекул мономера, из которых на второй стадии реакции должна образоваться цепь соответствующей длины.
Свойства материала существенно зависят от длины цепи, то есть от степени полимеризации (количества отдельных молекул мономера, связанных с 1 цепью). Исходя из этих данных, мы можем рассчитать молекулярные массы, которые часто используются для характеристики полимерных материалов.
Улучшения свойств
В качестве примера можно упомянуть полиэтилен (48), который часто используется в упаковочной технике в виде пленки и используется в качестве конструкционного материала для трубопроводов, различных емкостей, работающий под высоким давлением. Исходным мономером является этилен газа.
- В зависимости от степени полимеризации, от 2000 до 40 000 частиц мономера объединяются в усы. По сравнению с высокомолекулярным полиэтиленом, низкомолекулярный полиэтилен характеризуется высокой пластичностью, низкой прочностью, высокими механическими свойствами, низкой устойчивостью к агрессивным средам и низкой stiffness. To улучшая свои свойства, они стремятся достичь максимально возможного размера макромолекул на стадии роста, ограничить разветвление молекулярных цепей и получить самые длинные и наименее разветвленные цепи.
Дело в том, что цепочка получается разной длины, поэтому степень полимеризации не может быть выражена в 1 числе. Поэтому вместе со средней степенью полимеризации и средней молекулярной массой необходимо использовать понятие молекулярно-массового распределения.
Под молекулярно-массовым распределением понимаются количественные фракции (по длине цепи), в которых присутствуют более мелкие макромолекулы и более крупные макромолекулы, а также молекулы с определенной массой в продукте, полученном полимеризацией.
Широкое молекулярно-массовое распределение не способствует оптимизации свойств материала. Когда молекулярная масса большинства макромолекул низкая, можно быть уверенным, что свойства материала далеки от оптимальных. Если все макромолекулы близки по размеру, можно ожидать оптимизации некоторых свойств материала.
Это особенно верно, если, кроме того, молекулярная масса этих макромолекул очень высока. В связи с увеличением молекулярной массы предполагается, что механические свойства и термическая стабильность материала улучшаются. Поэтому уже в синтезе высокомолекулярных соединений, на стадии роста цепи, закладывается фундамент будущей эксплуатационной способности материала.
- Чтобы контролировать длину цепи, нужно знать возможную реакцию разомкнутой цепи. Катализатор также может быть вовлечен в прекращение процесса полимеризации. Поэтому для создания высококачественных материалов обязательным условием становится интенсивный процесс.
Существует много вариантов полимеризации process. It недостаточно знать молекулярную массу и молекулярно-массовое распределение о том, как могут быть связаны мономерные единицы. Например, для полностью симметричной структуры мономера, такого как полиэтилен или тетрафторэтилен, это не важно. Но большинство мономеров имеют асимметричную структуру. Structure. In в этом случае, как указано на рисунке 50, возможны различные вложения.
Есть так называемые голова к голове, голова к хвосту и смешанные arrangements. To достигая желаемых свойств материала, полимеризация осуществляется таким образом, что имеется максимальное количество Соединенных звеньев в очень специфическом way. As в результате можно будет получить стереоизомеры.
Например, если атом углеводорода присоединен к другому атому или атомной группе, то возможны 2 положения этих атомов (заместителей).
То есть изомеры являются possible. In так называемая изотактическая структура, мономерное соединение регулярно повторяется с заместителем или группой атомов на одной стороне основной цепи.
Например, в полипропилене только порядок соединения таких мономерных звеньев является необходимым условием для получения материала, необходимого для этого method. In синдиотаксическое добавление, регулярное расположение мономерных единиц также наблюдается, но все атомы углерода с заместителями или группами атомов занимают противоположные позиции. Если нет закономерности в чередовании положений заместителей (или групп атомов), то мы будем говорить об атактической структуре.
- Полимеры, допускающие наличие изомеров такого типа, отличаются многими физическими свойствами, но их основные единицы обозначаются одной и той же брутто-формулой.
Еще одним важным критерием комплекса свойств и поведения при различных воздействиях является структура, то есть фазовое состояние материала. Термопластичные смолы характеризуются как аморфными, так и частичными кристаллическими структурами.
Аморфные состояния характеризуются более или менее четко выраженным расстройством макромолекулы sequence. In в этом случае нитевидная молекула имеет встроенный атом с большим radius. An примером может служить атом хлора поливинилхлорида. Если цепная молекула имеет нерегулярную структуру, и она появляется при наличии прикрепления голова-Голова, хвост-хвост, голова-хвост, то однородность взаимного расположения цепных молекул маловероятна.
Прежде всего, растворитель проникает в аморфную область и создает предпосылки для процесса набухания. Напротив, при регулярной структуре возможно образование небольших упорядоченных областей кристалличности.
Поведение материала в такой частичной кристаллической системе определяется степенью кристалличности, то есть соотношением размеров кристаллической области:<аморфная.
| Чем меньше аморфная часть, тем выше плотность, прочность, модуль упругости, жесткость, термостойкость и температура плавления материала. |
| Однако, с увеличением кристаллической части, набухание, растворимость, проницаемость и прозрачность снижаются. |
Это не просто полимеризация.
Более 50% всех полимерных соединений получают Радикальной полимеризацией, но это не означает, что другие механизмы реакции при получении полимеров имеют второстепенное значение. Как термопластичные, так и термореактивные материалы получают путем polycondensation. In в этом случае, в отличие от полимеризации, взаимодействуют различные типы мономеров или промежуточных продуктов.
- Обязательным условием является наличие по меньшей мере 2 реактивных терминальных групп. Протекание реакций поликонденсации характеризуется появлением летучих побочных продуктов. Чаще всего образуется вода, но это более или менее усложняет процесс синтеза.
Широкое молекулярно-массовое распределение
Продукты поликонденсации имеют различный исходный состав и элементный состав. Поликонденсированные термопласты, такие как полиамид и линейный полиэфир, образуются, когда мономер имеет только 2 взаимодействующие концевые группы. В зависимости от количественного соотношения мономеров и других условий реакции образуются нитевидные молекулы различной длины.
- Поэтому, когда мономер имеет 3 или более реакционноспособных концевых групп, реакционноспособные пласты образуются в процессе поликонденсации. Типичными представителями этих материалов являются амино и phenoplasts. In поликонденсация, степень сшивания или поликонденсации увеличивается поэтапно.
Для. Термореактивный материал характеризуется дальнейшим использованием высокой температуры и высокого давления при формовании и отверждении.
Строение полимеров
Однако, полимеры также могут быть составлены по принципу ступенчатой полимеризации. Они образуются путем добавления различных реакционных групп, которые, как правило, предполагают перенос атомов водорода, не удаляя летучих веществ products. In таким образом, термопластичные и термореактивные материалы также получают в зависимости от того, являются ли 2 или более реакционноспособными группами. Available. In в отличие от поликонденсации, летучие вещества не выделяются во время реакции, поэтому процесс осуществляется при нормальном давлении.
Стадия полимеризации получила широкое применение в синтезе полимеров в последние годы. Наиболее важными представителями из них являются эпоксидная смола, хлорированный полиэфир и широкий спектр полиуретанов.
Наш краткий обзор демонстрирует широту спектра полимерных соединений и в то же время дает представление о возможном воздействии, направленном на структуру и свойства полимерных материалов.
- Что такое соединение и операция?
Реальная основа термопластов, полученных полимеризацией, образована более или менее переплетенными макромолекулами.
Характерной особенностью полимерных молекул является их большая молекулярная масса (m≥5-103). Соединение с низкой молекулярной массой (m = 500-5000) называют олигомером, а соединение с низкой молекулярной массой m≤500. Различают природные и синтетические полимеры.
| Реферат на тему | На заказ | Образец и пример |
| Строение полимера ключ к свойствам пластмасс | Полимеры, встречающиеся в природе, включают натуральный каучук, целлюлозу, слюду, асбест и шерсть. | Но основное положение занимают синтетические полимеры, которые получают в процессе химического синтеза из низкомолекулярных соединений. |
В зависимости от способа образования высокомолекулярных синтетических соединений существуют полимеры, полученные в процессе полимеризации или в процессе поликонденсации, или в результате реакции присоединения.
По составу все полимеры подразделяются на органические, органические элементы и неорганические. Органические полимеры состоят из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы и др. Halogens. In элементоорганические соединения, помимо перечисленных, включают в основную цепь атомы кремния, титана, алюминия и др.
- Характерным представителем их является кремнийорганическое соединение, основная цепь которого состоит из атомов кремния и атомов кислорода.
Получения материалов с заданными свойствами
Неорганические полимеры (силикатное стекло, керамика, слюда, асбест и др.) не содержат атомов углерода. Основу их составляют оксиды кремния, алюминия, магния и др.
Для получения материала с желательными свойствами в этой технике часто используют не сам полимер, а комбинацию с другими материалами органического и неорганического происхождения (металлопластик, пластик, полимербетон, стекловолокно.
Свойства свойства полимера обусловлены его структурой. Различают следующие типы полимерных структур: линейные, линейные бифуркационные, лестничные и пространственные с большими молекулярными группами.
| Полимерные материалы в машиностроении. | Стекло и керамика материалы для промышленности. |
| Эластомеры родственники пластмасс. | Взаимозаменяемость материалов в промышленности. |
