Органик бус полимер: жишээ ба хэрэглээ

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Байгальд органик элемент, органик болон органик бус полимерууд байдаг. Органик бус материалд үндсэн гинж нь органик бус, хажуугийн салбарууд нь нүүрсустөрөгчийн радикал биш материалууд орно. Химийн элементүүдийн үечилсэн системийн III-VI бүлгийн элементүүд нь органик бус гаралтай полимер үүсэхэд хамгийн өртөмтгий байдаг.

Ангилал

Органик болон органик бус полимерүүдийг идэвхтэй судалж, шинэ шинж чанарыг нь тодорхойлж байгаа тул эдгээр материалын тодорхой ангилал хараахан гараагүй байна. Гэсэн хэдий ч тодорхой бүлэг полимерүүдийг ялгаж болно.

Бүтэцээс хамаарч:

• шугаман;
• хавтгай;
• салбарласан;
• полимер тор;
• гурван хэмжээст болон бусад.

Полимерийг бүрдүүлдэг үндсэн атомуудаас хамааран:

• гомочейн төрөл (-M-)n – нэг төрлийн атомаас тогтоно;
• гетерогинжний төрөл(-M-L-)n - өөр өөр төрлийн атомуудаас тогтдог.

Гарал үүслээр нь:

• байгалийн;
• хиймэл.

Хатуу төлөвт байгаа макромолекулууд болох бодисыг органик бус полимер гэж ангилахын тулд тэдгээр нь орон зайн бүтцийн тодорхой анизотропи, харгалзах шинж чанартай байх ёстой.

Гол онцлог

Илүү түгээмэл гетерогинжин полимерууд нь цахилгаан эерэг ба электрон сөрөг атомуудын ээлжлэн солигддог, жишээлбэл, B ба N, P ба N, Si ба O. Гетерогинжний органик бус полимер (NP) авах нь поликонденсацийн урвалыг ашиглаж болно. Оксоанионуудын поликонденсац нь хүчиллэг орчинд хурдасдаг бол гидрат катионуудын поликонденсац нь шүлтлэг орчинд хурдасдаг. Поликонденсацийг өндөр температурт уусмал болон хатуу бодисын аль алинд нь хийж болно.

Олон гетерогинжин органик бус полимерийг зөвхөн өндөр температурт нийлэгжсэн нөхцөлд, жишээлбэл, энгийн бодисоос шууд гаргаж авах боломжтой. Полимер биетүүд болох карбид үүсэх нь зарим исэл нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх, түүнчлэн өндөр температуртай үед үүсдэг.

Урт гомо гинж (полимержих зэрэгтэй n>100) нь нүүрстөрөгч болон VI бүлгийн p-элементүүдийг үүсгэдэг: хүхэр, селен, теллур.

Органик бус полимер: жишээ ба хэрэглээ

БЦГ-ын онцлог нь боловсролд оршдогмакромолекулуудын тогтмол гурван хэмжээст бүтэцтэй полимер талст биетүүд. Химийн холбоо бүхий хатуу бүтэц байгаа нь ийм нэгдлүүдийг ихээхэн хатуулагтай болгодог.

Энэ шинж чанар нь органик бус полимерийг зүлгүүрийн материал болгон ашиглах боломжийг олгодог. Эдгээр материалын хэрэглээ нь салбартаа хамгийн өргөн хэрэглээ болсон.

NP-ийн онцгой химийн болон дулааны эсэргүүцэл нь бас үнэ цэнэтэй шинж чанар юм. Жишээлбэл, органик полимерээр хийсэн арматурын утас нь 150-220 ˚C температурт агаарт тогтвортой байдаг. Үүний зэрэгцээ борын эслэг ба түүний деривативууд нь 650 ˚С температурт тогтвортой хэвээр байна. Тийм ч учраас органик бус полимерууд нь химийн болон халуунд тэсвэртэй шинэ материал бүтээх ирээдүйтэй юм.

Практик үнэ цэнэ нь мөн органик шинж чанараараа ойролцоо, өвөрмөц шинж чанараа хадгалдаг NP юм. Үүнд фосфат, полифосфазен, силикат, янз бүрийн хажуугийн бүлэгтэй полимер хүхрийн исэл орно.

Нүүрстөрөгчийн полимер

Даалгавар: Химийн сурах бичигт ихэвчлэн байдаг "Органик бус полимерүүдийн жишээг өг". Үүнийг хамгийн шилдэг NP - нүүрстөрөгчийн деривативуудын талаар дурдах нь зүйтэй. Эцсийн эцэст, үүнд алмаз, бал чулуу, карабин зэрэг өвөрмөц шинж чанартай материалууд орно.

Карбин нь зохиомлоор бүтээгдсэн, бага судлагдсан шугаман полимер юм.графенээс давуу. Гэсэн хэдий ч карбин бол нууцлаг бодис юм. Эцсийн эцэст, бүх эрдэмтэд үүнийг бие даасан материал гэж хүлээн зөвшөөрдөггүй.

Гаднаа харахад металл талст хар нунтаг шиг. Энэ нь хагас дамжуулагч шинж чанартай байдаг. Гэрлийн нөлөөн дор карбины цахилгаан дамжуулах чанар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Энэ нь 5000 ˚С хүртэлх температурт ч гэсэн эдгээр шинж чанараа алддаггүй бөгөөд энэ нь бусад материалаас хамаагүй өндөр юм. Материалыг 60-аад онд В. В. Коршак, А. М. Сладков, В. И. Касаточкин, Ю. П. Кудрявцев ацетиленийн катализаторын исэлдэлтээр. Хамгийн хэцүү зүйл бол нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондын холбоог тодорхойлох явдал байв. Дараа нь ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академийн Органоэлементийн нэгдлүүдийн хүрээлэнгээс нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд зөвхөн давхар холбоо бүхий бодисыг олж авсан. Шинэ нэгдлийг поликумулен гэж нэрлэсэн.

Графит - энэ материалын полимер захиалга нь зөвхөн хавтгайд хамаарна. Түүний давхаргууд нь химийн холбоогоор биш, харин молекул хоорондын сул харилцан үйлчлэлээр холбогддог тул дулаан, гүйдэл дамжуулж, гэрэл дамжуулдаггүй. Графит ба түүний деривативууд нь нэлээд түгээмэл органик бус полимер юм. Тэдгээрийн хэрэглээний жишээ: харандаанаас цөмийн үйлдвэр хүртэл. Бал чулууг исэлдүүлснээр завсрын исэлдэлтийн бүтээгдэхүүнийг гаргаж авах боломжтой.

Алмаз - түүний шинж чанар нь үндсэндээ өөр. Алмаз бол орон зайн (гурван хэмжээст) полимер юм. Бүх нүүрстөрөгчийн атомууд хүчтэй ковалент холбоогоор холбогддог. Учир нь энэ полимер нь маш бат бөх байдаг. Алмаз нь гүйдэл, дулаан дамжуулдаггүй, тунгалаг бүтэцтэй.

Борын полимер

Хэрэв танаас ямар органик бус полимер мэддэг гэж асуувал борын полимер (-BR-) гэж хариулна уу. Энэ бол үйлдвэрлэл, шинжлэх ухаанд өргөн хэрэглэгддэг NP-ийн нэлээд өргөн хүрээтэй анги юм.

Бор карбид - түүний томъёо нь иймэрхүү (B12C3) илүү зөв харагдаж байна. Түүний нэгж эс нь ромбоэдр юм. Хүрээ нь ковалентаар холбогдсон борын арван хоёр атомаас бүрддэг. Үүний голд гурван ковалент холбоо бүхий нүүрстөрөгчийн атомын шугаман бүлэг байдаг. Үр дүн нь маш хүчтэй бүтэц юм.

Боридууд - тэдгээрийн талстууд нь дээр дурдсан карбидтай төстэй үүсдэг. Эдгээрээс хамгийн тогтвортой нь HfB2 бөгөөд зөвхөн 3250°С-т хайлдаг. TaB2 нь химийн хамгийн өндөр эсэргүүцэлтэй тул хүчил ба тэдгээрийн хольц ч нөлөө үзүүлэхгүй.

Борын нитрид - төстэй байдгаараа ихэвчлэн цагаан тальк гэж нэрлэдэг. Энэ ижил төстэй байдал нь үнэндээ зөвхөн өнгөцхөн юм. Бүтцийн хувьд бал чулуутай төстэй. Бор эсвэл түүний ислийг аммиакийн орчинд халааж авна.

Боразон

Элбор, боразон, киборит, кингсонгит, кубонит нь хэт хатуу органик бус полимер юм. Тэдгээрийн хэрэглээний жишээ: нунтаглах дугуй үйлдвэрлэх, зүлгүүрийн материал, металл боловсруулах. Эдгээр нь бор дээр суурилсан химийн идэвхгүй бодис юм. Хатуулаг нь бусад материалаас алмаазтай ойрхон байдаг. Ялангуяа, боразон нь алмазан дээр зураас үлдээдэг бол сүүлийнх нь мөн боразоны талст дээр зураас үлдээдэг.

Гэсэн хэдий ч эдгээр ND нь байгалийн алмазаас хэд хэдэн давуу талтай: тэд илүү иххалуунд тэсвэртэй (2000 ° C хүртэл температурыг тэсвэрлэх, алмазыг 700-800 ° C-ийн хурдаар устгадаг) ба механик стресст тэсвэртэй (тэдгээр нь тийм ч эмзэг биш). Боразоныг 1957 онд Роберт Венторф 1350 ° C температур, 62,000 атмосферийн даралтаар гаргаж авсан. Үүнтэй төстэй материалыг 1963 онд Ленинградын эрдэмтэд олж авсан.

Органик бус хүхрийн полимер

Хомополимер - хүхрийн энэхүү өөрчлөлт нь шугаман молекултай. Энэ бодис нь тогтвортой биш, температурын хэлбэлзэл нь октаэдрийн мөчлөгт задардаг. Хүхрийн хайлмал огцом хөргөх үед үүсдэг.

Хүхрийн давхар ислийн полимер өөрчлөлт. Шөрмөсөн чулуутай маш төстэй, фиброз бүтэцтэй.

Селений полимер

Саарал селен нь зэрэгцээ үүрлэсэн мушгиа шугаман макромолекулуудтай полимер юм. Гинжинд селенийн атомууд нь ковалентаар холбогддог бол макромолекулууд нь молекулын холбоогоор холбогддог. Хайлсан эсвэл ууссан селен хүртэл бие даасан атомуудад задардаггүй.

Улаан эсвэл аморф селен нь мөн гинжин хэлхээний полимер боловч бага зэрэг эмх цэгцтэй бүтэцтэй. 70-90 ˚С температурт энэ нь резинтэй төстэй шинж чанарыг олж авч, органик полимертэй төстэй өндөр уян хатан төлөвт шилждэг.

Селений карбид буюу рок болор. Дулааны болон химийн хувьд тогтвортой, хангалттай хүчтэй орон зайн болор. Пьезо цахилгаан ба хагас дамжуулагч. Хиймэл нөхцөлд кварцын элс, нүүрсийг цахилгаан зууханд ойролцоогоор 2000°С-ийн температурт урвалд оруулах замаар гаргаж авсан.

Бусад селен полимер:

• Моноклиникселен - аморф улаанаас илүү эмх цэгцтэй, харин сааралаас доогуур.
• Селений давхар исэл буюу (SiO2)n нь гурван хэмжээст сүлжээний полимер юм.
• Шөрмөсөн чулуу нь утаслаг бүтэцтэй селенийн ислийн полимер юм.

Фосфорын полимер

Фосфорын олон төрлийн өөрчлөлтүүд байдаг: цагаан, улаан, хар, хүрэн, нил ягаан. Улаан - NP нарийн талст бүтэц. Энэ нь цагаан фосфорыг 2500 ˚С температурт агааргүй халаах замаар олж авдаг. Хар фосфорыг П. Бридгман дараах нөхцөлд авсан: даралт 200000 атмосфер 200 °C температурт.

Фосфорнитридын хлоридууд нь фосфорын азот, хлорын нэгдэл юм. Эдгээр бодисын шинж чанар нь масс нэмэгдэх тусам өөрчлөгддөг. Тухайлбал, тэдгээрийн органик бодис дахь уусах чадвар буурдаг. Полимерийн молекул жин хэдэн мянган нэгжид хүрэхэд резинэн бодис үүсдэг. Энэ нь хангалттай халуунд тэсвэртэй нүүрстөрөгчгүй цорын ганц резин юм. Энэ нь зөвхөн 350 °C-аас дээш температурт задардаг.

Дүгнэлт

Органик бус полимерууд нь ихэвчлэн өвөрмөц шинж чанартай бодисууд юм. Эдгээрийг үйлдвэрлэл, барилга байгууламж, шинэлэг, тэр ч байтугай хувьсгалт материалыг боловсруулахад ашигладаг. Мэдэгдэж буй NP-ийн шинж чанаруудыг судалж, шинээр бий болохын хэрээр тэдгээрийн хэрэглээний хамрах хүрээ өргөжиж байна.