Какво е полимер? Определение, характеризиране, видове и класификации

Следващата статия ще се опита да отговори на въпроса какво представлява полимерът. Тук ще разгледаме дефиницията на подобен термин, особеностите на взаимоотношенията, които се срещат в молекулите, образованието, историческите данни и много други.

въведение

Какво е полимер? Това е вещество с неорганична или органична природа, образувано чрез химични връзки, които причиняват и им придават аморфна или кристална форма. Полимерът произтича от комбинацията от голям брой прости мономерни единици и получената структура се нарича макромолекула. Типът връзка може да бъде: координация или химически видове. Понятието полимер е тясно свързано с пластмасите.

Молекулна връзка

Отговаряйки на въпроса какво представлява полимерът, важно е да знаем как молекулите в такова вещество се свързват заедно. В случай, когато макромолекулите се комбинират чрез слаба ван дер ваалсова сила, те се отнасят до термопласти. Ако връзката, с която са свързани, е от химическа природа, тогава тя е реактопласт.

Има линейни форми на полимери (целулоза) и разклонени (амилопектини). Последната има сложна триизмерна структура. Структурата на полимера определя наличието на мономерна единица. Това е фрагмент от верига, който се повтаря редовно и се състои от няколко атома.

образуване

Полимер (полимер) - вещество, което се образува в редица различни явления реакции на полимеризация и поликондензация. Тази група съединения включва много естествени съставки на храната, сред които можем да разграничим: протеини (протеин), полизахаридни въглехидрати, преподават, редица нуклеинови киселини и др. Въпреки факта, че предимно органични вещества, неорганичните съединения също имат голям брой подобни химически образувания. Много от тях са получени чрез изкуствен синтез.

специфичност

Разглежданите в този член вещества имат много характеристики, които предизвикват голяма нужда от тяхното използване от хора.
Характеристиките на механичните свойства включват тяхната еластичност, малка крехкост на стъклените и кристалоподобни серии полимери, както и способността, с която макромолекулите са ориентирани в съединението, чрез активността на насочените механични полета.

Полимерните разтвори имат висок индекс на вискозитет при ниски концентрации. Може да се разтвори след преминаване на етапа на подуване.
Основното свойство на химичния тип е способността им бързо да променят набора от техните физико-механични свойства под въздействието на малко количество реагенти. Молекулите се характеризират с висока гъвкавост.

видове

Класификацията на полимерите се определя по няколко параметъра.

Разглеждането им от гледна точка на химията дава възможност да се изолират не- и органични, както и органо-елементарни. Последните включват вещества, съдържащи набори от неорганични радикали във веригата. Тук се проследява способността на полимерите да образуват взаимоотношения между вещества от различно естество. Пример за това е органосиликоновото съединение, получено по изкуствен път. Неорганичните типове полимери се освобождават от въглерод в повтарящи се единици, но могат да го включат в странични заместители.

В съответствие с формата се разграничават няколко основни вида съединения: линейни, мрежести, гребенообразни, плоски, разклонени, понякога звездообразни (включени в разклонена група) и други.

Други видове полимери могат да се различат чрез определяне на тяхната полярност, чиято стойност може да се намери чрез изчисляване на броя на диполите. Какво е това?

Диполът е молекула с дисперсна форма на разпределение на "+" и "-" заряди. Неполярната връзка взаимно компенсира диполния момент на връзката между атомите. Полимерите, които се характеризират с наличието на значителна степен на полярност, принадлежат към хидрофилната група. Амфифилното вещество е мономерно съединение, което има както неполярни, така и полярни единици.

Реакциите на полимерите към нагряване позволяват да се разграничат между тях термореактивни и термопластични. Първите са вещества, които се омекотяват по време на нагряване и се втвърдяват при ниски температури. Процесът е обратим. Термореактивните полимери под въздействието на високи температури не се възстановяват и реакцията се счита за необратима.

Процес на развитие

Какво е полимер? Този въпрос произтича от древността. Въпреки това, в тази форма е формулирана сравнително наскоро. Човек използва такива вещества още от древни времена. Коприната, памучните материали, кожата, вълната и много други бяха използвани от нашите предци, за да създават елементи на облеклото, като свързващи съединения, по време на различни обработки и т.н. Текстът на въпроса се променя с хода на човешката еволюция, но винаги е от общ характер.
В промишлените предприятия верижните полимери започват да се произвеждат в началото на 20-ти век. От създаването на индустрията за тяхното производство, пътищата на образуване на съединения се разделят на два клона. Първият се занимава с обработката на полимери, органични и естествени форми. С тяхна помощ са създадени изкуствени видове. Процесът на синтез, като правило, се осъществява с участието на серии от съединения с ниско молекулно тегло.

В момента едно от най-мащабните и широкомащабни производства използва основата. Процесът не беше коригиран незабавно. Първият материал, който се получава с помощта на физичната модификация на целулозата, е целулоидният полимер. Първото му откритие обаче е направено преди двадесети век - в средата на деветнадесети. Притежаването на патент за бакелитна смола, създадено от Лео Бакеланд, даде тласък на началото на бързото развитие на индустриалните сектори, в които се правят полимери. Това се случи през 1906 година. Споменатата смола е продукт на процеса на кондензация на формалдехид, съчетан с фенол. Възможно е да се наблюдава трансформацията по време на нагряване и в резултат на това явление се образуват триизмерни съединения. Повече от десетилетие тази смола се използва при производството на кутията за различни механизми, като например батерия, телевизор, гнезда и др.

Приносът на Хенри Форд

Производството на полимери се дължи до голяма степен на усилията, които направи Г. Форд. Преди избухването на Първата световна война той активно развива индустрията в автомобилната индустрия. Първоначално той използва естествени каучуци и след това започва да ги синтезира изкуствено. Производството на последния е енергично изучено и усвоено през 1937-1939. Основните страни, които са инвестирали много време, пари и други средства в него, са СССР, Англия, Съединените американски щати и Германия. В същия период са овладени полистирол и поливинилхлорид, които перфектно изолират електрическите проводници. Откриването на полиметилметакрилат позволи широкомащабното производство на самолети през военните години.

След края на войната започва да се възобновява синтеза на полиамидни тъкани и влакна. Тяхното производство започва да се развива още преди втория конфликт между страните. През 50-те години на 20-ти век са разработени методи за производство на полиестерни влакна, както и производството на материали като лавсан и полиетилен терефталат. Полипропиленови вещества (изкуствено получена вълна) е друг жив пример за използването на влакна, получени в хода на поликондензационната и полимеризационната реакция.

Огнеупорна конструкция

Полимер - какво е това? Като се има предвид този въпрос, споменахме тяхната способност да реагират на топлинна обработка.

Важно е да се знае, че много полимери са запалими. Такива вещества са лесни за възпламеняване. Това обаче е неприемливо в повечето случаи по време на тяхното производство и експлоатация. За да се предотврати вероятността от такъв инцидент, към полимера се добавя специална серия добавки.

Съществува концепция за халогенирани полимери, които се създават чрез включване в реакциите на кондензация на различен набор от мономери от хлориран или бромиран тип. Такива съединения имат висока огнеустойчивост, но техният недостатък е, че когато са изложени на високи температури, те започват да образуват газове, което води до корозионни процеси. Това се отразява отрицателно върху електрическото оборудване, намиращо се наблизо.

Методи за работа

Да направим преглед на полимерите и пластмасите, можем да кажем, че те се характеризират с общо присъствие на качествени характеристики. И двете съединения се използват в различни области на човешката дейност, например в производството на машини за селскостопански цели, в медицината, в производството на въздухоплавателни средства, в корабостроенето и др. Поради високомолекулните съединения е възможно да се произвеждат различни влакна, каучук и всъщност пластмаси. Не забравяйте също, че тялото ни функционира поради наличието в него на голям брой полимери, които не само изграждат органи и тъкани, но и служат като средство за извличане на енергийни ресурси като АТР или NADP, образувани по време на биологичното окисляване и храносмилане.

Изследване на полимери

Определението за полимери е формулирано преди повече от 150 години. Но науката, която ги изучава, стана независима едва преди началото на Втората световна война, която започна през 1939 година. По-развити през петдесетте години на ХХ век и след това се изучават подробно. По това време се определя ролята на полимерите, тяхната връзка с развитието на технологичната природа, въздействието върху биологичните обекти и т.н. Клонът на науката, който изучава такива съединения, е тясно свързан с различни области на химията, физиката и биологията.