Класифікація полімерів

ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ

План:

1. Загальна характеристика матеріалів на основі високомолекулярних сполук (полімерів).

2. Класифікація полімерів.

3. Синтез полімерів.

4. Особливості властивостей полімерних матеріалів.

5. Механічні властивості полімерів.

6. Перспективні полімери. Сучасні технології виробництва полімерів

1. Загальна характеристика матеріалів на основі високомолекулярних сполук (полімерів)

Пластичними масами називають матеріали, основу яких складають полімери, що знаходяться в період формування виробів у в'язко текучому чи високоеластичному стані, а в процесі експлуатації в твердому: кристалічному чи склоподібному стані.

Полімерами називають високомолекулярні сполуки, макромолекули яких складаються з великого числа елементарних повторюваних ланок (полімерів) однакової структури.

Саме від хімічного складу високомолекулярних сполук, величини їхньої молекулярної маси, гнучкості ланцюгів, ступеня їхньої впорядкованості й інших факторів залежать властивості матеріалів, у тому числі й пластмас, що створюються на основі високомолекулярних сполук.

Високомолекулярні сполуки характеризуються низкою властивостей, притаманних тільки цьому класу речовин, а саме:

-великою молекулярною масою макромолекул, що складає від 510³ до 10⁷;

-макромолекули високомолекулярних сполук складаються з багаторазово повторюваних ділянок (мономерів);

-велика гнучкість макромолекул, що дозволяє високомолекулярним сполукам змінювати свою конформацію, тобто розташування в просторі;

-здатність до прояву великих деформацій (до декількох сотень відсотків) і наявність для низки сполук особливого стану - високоеластичності;

-наявність релаксаційних процесів, зумовлених встановленням у таких матеріалах статичної рівноваги; не здатні переходити в газоподібний стан без розкладання, тобто зі збереженням хімічної структури та молекулярної маси; для них температура кипіння вище температури розм'якшення (Т_кип > Т_розл);

- макромолекула полімеру є ланцюжками, що складаються з окремих ланок; довжини ланцюга в кілька тисяч разів більше їхнього поперечного перерізу (довжина від 4-Ю³ до 8-Ю³ А, а «товщина» - усього 3,5... 7,5А).

Для зручності вивчення зв'язку складу, структури з властивостями полімерів їх можна класифікувати по різних ознаках (складу, походженню і т.ін.).

І. За складом макромолекули полімери можна гццрозділити на органічні, елементоорганічні, неорганічні.

1. Органічні полімери складають найбільш велику групу сполук. Якщо основний молекулярний ланцюг таких сполук утворений тільки вуглецевими атомами, то вони називаються карболанцюговими полімерами. До них відносяться: поліетилен, полівінілхлорид, полістирол, поліметилметакрилат (органічне скло) і ін.

Гетероланцюгові - це органічні полімери, в основному ланцюзі яких крім вуглецевих атомів містяться атоми інших елементів: азоту, кремнію, кисню, фосфору, хлору, сірки, фтору. Ці атоми істотно змінюють властивості полімеру. Так, присутність у макромолекулах атомів кисню сприяє підвищенню гнучкості ланцюга, атома фосфору та хлору - підвищенню вогнестійкості, атоми сірки додають газонепроникність, атоми фтору повідомляють полімеру високу хімічну стійкість і т. ін. Органічними полімерами є смоли (епоксидні, фенолоформальдегідні та ін.).

2. Елементоорганічні містять у складі основного ланцюга неорганічні атоми (Si, Ті, Al), що сполучаються з органічними радикалами (СН₃, СбН₃, СН₂). Ці радикали додають матеріалу міцність і еластичність, а неорганічні атоми повідомляють підвищену теплостійкість. До таких сполук належать: кремнійорганічні, бор- і фосфорвміщуючі полімери.

3. До неорганічних полімерів належать сполуки на основі сірки, кремнію, фосфору й інших неметалів: силікатне скло, деякі види кераміки, слюда, азбест. У складі цих сполук вуглецевого кістяка немає.

II. За походженням полімери поділяються на:

1. Природні. Характерними представниками таких сполук є природні білки, натуральний каучук, шовк, вовна й ін.

2. Штучні, одержувані шляхом хімічної обробки натуральних лолімерів. До числа таких матеріалів належать: нітроцелюлоза (використовувана для одержання целулоїду та етролу), ксантогенат целюлози (віскоза), ацетат целюлози.

3. Синтетичні, що є продуктами процесів полімеризації чи поліконденсації низькомолекулярних сполук. До цього найбільш важливого класу високомолеку-лярних сполук належать поліетилен, полівінілхлорид, полістироли, поліаміди, поліуретани, фенолоформальдегідні смоли та багато інших сполук.

III. За типам реакції одержання полімери поділяються на:

1. Полімеризаційні, одержувані з низькомолекулярних сполук (мономерів) за допомогою реакції полімеризації. Хімічний склад таких сполук однаковий зі складом низькомолекулярних сполук (мономерів), з яких отриманий полімер, тому що реакції полімеризації протікають без виділення побічних продуктів. Типовими представниками їх є: поліетилен, полівінілхлорид, полістирол та ін.

2. Поліконденсаційні, одержувані з низькомолекулярних сполук за допомогою реакцій поліконденсації, що протікають з виділенням побічних продуктів (води, спирту й ін.). У зв'язку з цим хімічний склад таких полімерів відрізняється від складу вихідних продуктів (мономерів). До поліконденсаційних сполук належать поліаміди, поліефіри, епоксидні смоли, фенолоформальдегідні смоли й ін.

IV. Стосовно дії підвищених температур полімери поділяються на:

• ■

1. Термопластичні - високомолекулярні сполуки, зміни властивостей яких

під час нагрівання (вище температур плавлення чи розм'якшення) носять зворотний характер. До матеріалів такого типу відносяться поліетилен, полівінілхлорид, полістирол, поліаміди, полікарбонати й ін.

2. Термореактивні - високомолекулярні сполуки, що переходять під час
нагрівання до відповідних температур у неплавкі та нерозчинні стани.

До таких сполук належать фенолоформальдегідні, меламіноальдегідні і епоксидні смоли.

V. За структурою (формою) макромолекул полімери поділяються на:

1. Лінійні макромолекули, що характеризуються витягнутою чи зигзагоподібною формою без бічних відгалужень чи з відгалуженнями малої довжини. Це поліетилен, полівінілхлорид, поліаміди, полістирол та ін.

2. Розгалужені макромолекули, у яких довжина основного ланцюга порівнянна з довжиною бічних відгалужень. До таких сполук належить низка поліакрилатів, різні сополімери та блок-сополімери, крохмаль та ін.

3. Просторові макромолекули_(сітчасті, просторові, тривимірні), що є зв'язаними хімічними зв'язками у всіх трьох напрямках простору відрізки макромолекул. Представниками цього класу сполук є затверділі фенолоформальдегідні, епоксидні карбомідні смоли, що зшиті (вулканізовані), каучук (гуми, ебоніт) та ін.

Класифікувати полімери можна за низкою інших ознак, наприклад, за фазовим станом (аморфні та кристалічні) чи за полярністю макромолекул (полярні та неполярні), нарешті, стосовно води (гідрофільні та гідрофобні) і т.ін.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Періодика Галичини часів ЗУНР.	\|	Синтез полімерів

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.