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52. Polymere, Kunststoffe Polymere sind Stoffe, deren Makromoleküle aus zahlreichen sich wiederholenden Elementareinheiten bestehen, die dieselbe Atomgruppe darstellen. Das Molekulargewicht der Moleküle liegt zwischen 500 und 1.000.000. Polymermoleküle werden unterteilt

Anorganisch sind Polymere und Makromoleküle
die über anorganische Hauptketten verfügen und keine organischen Nebenreste (Rahmengruppen) enthalten.

Anorganische Polymere werden nach Herkunft (synthetisch und natürlich), Konfiguration von Makromolekülen (linear, verzweigt, Leiter, regelmäßiges und unregelmäßiges planares Netzwerk, regelmäßiges und unregelmäßiges räumliches Netzwerk usw.), chemischer Struktur der Hauptkette – Homokette (homoatomar) und klassifiziert Heterokette ( heteroatomar). Natürliche anorganische Polymere, die zur Netzwerkgruppe gehören, kommen sehr häufig vor und sind in Form von Mineralien Teil der Erdkruste.

Anorganische Polymere unterscheiden sich in chemischen und physikalische Eigenschaften aus organischen oder elementorganischen Polymeren, hauptsächlich aufgrund der unterschiedlichen elektronischen Struktur der Hauptkette und des Fehlens organischer Rahmengruppen. Der Existenzbereich anorganischer Polymere ist auf Elemente der Gruppen III–IV des Periodensystems beschränkt. Die meisten anorganischen Polymere fallen in die Kategorie der Mineralien und siliziumhaltigen Materialien.

BENTONITE

Bentonit-Tone sind günstige natürliche Rohstoffe. Aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften haben sie bei Forschern auf der ganzen Welt große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Bentonite sind dispergierte Systeme mit einer Partikelgröße von weniger als 0,01 mm.

Tonmineralien haben eine komplexe Zusammensetzung und bestehen hauptsächlich aus Alumohydrosilikaten.

Unterschied in der Struktur Kristallgitter verursacht eine ungleiche Verteilung der Tonmineralien. Der Dispersionsgrad von Kaolinitpartikeln ist gering und liegt in der Größenordnung von mehreren Mikrometern, während Montmorillonite während der Zersetzung in Elementarzellen dispergiert werden.

Bentonite zeichnen sich durch eine aktive physikalische und chemische Wechselwirkung mit Wasser aus. Durch die Bildung einer Hydratationshülle sind Tonmineralpartikel in der Lage, Wasser festzuhalten.

Bentonite werden häufig bei der Herstellung von Zahnpasten verwendet. Nach bestehenden Rezepturen enthalten Zahnpasten bis zu 50 % Glycerin. Allerdings ist die Produktion von Glycerin durch die Knappheit der Rohstoffe begrenzt, so dass es notwendig ist, einen günstigeren und leichter zugänglichen Glycerinersatz zu finden.

Glycerin in Zahnpasten hilft, feste wasserunlösliche Stoffe zu stabilisieren, schützt die Paste vor dem Austrocknen, stärkt den Zahnschmelz und konserviert ihn in hohen Konzentrationen. Montmorillonit-Tone werden in letzter Zeit häufig zur Stabilisierung unlöslicher Feststoffe verwendet. Es wurde auch vorgeschlagen, Kaolinit anstelle von Calciumcarbonat als Schleifmittel in Zahnpasten zu verwenden. Die Verwendung von Tonmineralien (Montmorillonit in Form von 8 % Gel und Kaolinit) in Zahnpasten ermöglicht die Freisetzung erheblicher Mengen an Glycerin (bis zu 27 %), ohne deren Eigenschaften zu verschlechtern, insbesondere bei längerer Lagerung.

Montmorillonite können zur Erhöhung der Viskosität von Zäpfchengrundlagen in Zäpfchen enthaltend eingesetzt werden große Mengen Medikamente. Es wurde festgestellt, dass die Zugabe von 5-15 % Montmorillonit die Viskosität der Zäpfchenbasis erhöht, was eine gleichmäßige Verteilung der suspendierten Arzneistoffe in der Basis gewährleistet. Aufgrund ihrer Adsorptionseigenschaften werden Tonmineralien zur Reinigung verschiedener Antibiotika, Enzyme, Proteine, Aminosäuren und Vitamine verwendet.

AEROSILE

Aerosile gehören wie Bentonite zu den anorganischen Polymeren. Im Gegensatz zu Bentoniten, die natürliche Rohstoffe sind, handelt es sich bei Aerosilen um synthetische Produkte.

Aerosil kolloidales Siliciumdioxid, ein sehr hellweißes Pulver, das in einer dünnen Schicht transparent und bläulich erscheint. Hierbei handelt es sich um ein hochdisperses, mikronisiertes Pulver mit einer Partikelgröße von 4 bis 40 Mikrometer (meist 10–30 Mikrometer) und einer Dichte von 2,2 g/cm3. Die Besonderheit von Aerosil ist seine große spezifische Oberfläche – von 50 bis 400 m2/g.

Es gibt mehrere Aerosil-Marken, die sich hauptsächlich in der Größe der spezifischen Oberfläche, dem Grad der Hydrophilie oder Hydrophobie sowie Kombinationen von Aerosil mit anderen Substanzen unterscheiden. Die Standard-Aerosil-Typen 200, 300, 380 haben eine hydrophile Oberfläche.

Aerosil wird durch Dampfphasenhydrolyse von Coämiumtetrachlorid in einer Wasserstoffflamme bei einer Temperatur von 1100–1400 °C gewonnen.

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Aerosil bei oraler Verabreichung von Patienten gut vertragen wird und eine wirksame Behandlung von Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts und anderen entzündlichen Prozessen darstellt. Es gibt Hinweise darauf, dass Aerosil die Kontraktion glatter Muskeln und Blutgefäße fördert und bakterizide Eigenschaften besitzt.

Aufgrund der pharmakologischen Aktivität von Aerosil findet es in der Pharmazie breite Anwendung in verschiedenen Darreichungsformen, sowohl bei der Entwicklung neuer als auch bei der Verbesserung bestehender.

Aerosil wird häufig zur Stabilisierung von Suspensionen mit verschiedenen Dispersionsmedien und Suspensionsöl-Linimenten verwendet. Die Einführung von Aerosil in die Zusammensetzung von Öl- und Wasser-Alkohol-Glycerin-Suspensionseinreibungen trägt dazu bei, die Sedimentations- und Aggregationsstabilität dieser Systeme zu erhöhen und eine ausreichend starke räumliche Struktur zu schaffen, die in der Lage ist, eine immobilisierte flüssige Phase mit suspendierten Partikeln in den Zellen zu halten. Es wurde festgestellt, dass die Sedimentation von Festphasenpartikeln in mit Aerosil stabilisierten Öl-Linimenten fünfmal langsamer erfolgt als in nicht stabilisierten.

In wässrigen und wasseralkoholischen Suspensionen beruht die stabilisierende Wirkung von Aerosil hauptsächlich auf elektrostatischen Kräften.

Eine der Eigenschaften von Aerosil ist seine Dämpfungsfähigkeit. Diese Eigenschaft wird genutzt, um aerosilhaltige Gele zu gewinnen, die als Salbengrundlage oder als eigenständige Arzneimittel zur Behandlung von Wunden, Geschwüren und Verbrennungen verwendet werden können.

Eine Untersuchung der biologischen Eigenschaften aerosilhaltiger Gele ergab, dass diese keine reizende oder allgemein toxische Wirkung haben.

Für Neomycin- und Neomycin-Prednisolon-Salben (die 2 bzw. 0,5 % Neomycinsulfat und Prednisolonacetat enthalten) wurde eine Esilon-Aerosol-Basis vorgeschlagen. Salben mit Aerosil sind hydrophob, lassen sich leicht aus Tuben pressen, haften gut auf der Haut und haben eine langanhaltende Wirkung.

Aerosil wird häufig als Hilfsstoff bei der Herstellung von Tabletten verwendet: Es verkürzt die Zerfallszeit von Tabletten, erleichtert die Granulierung und Hydrophilierung lipophiler Arzneimittel, verbessert die Fließfähigkeit und ermöglicht die Einführung inkompatibler und chemisch instabiler Arzneimittel.

Das Einbringen von Aerosil in die Zäpfchenmasse trägt zur Erhöhung der Viskosität bei, reguliert das Schwimmintervall, verleiht der Masse einen homogenen Charakter und verringert die Schichtung, gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung der Arzneimittel und eine höhere Dosierungsgenauigkeit und ermöglicht das Einbringen flüssiger und hygroskopischer Substanzen. Zäpfchen, die Aerosil enthalten, reizen die Rektumschleimhaut nicht. Aerosil wird in Pillen verwendet, um diese trocken zu halten.

Aerosil ist in Zahnfüllungsmaterialien als Füllstoff enthalten, der dem Füllungsmaterial gute strukturelle und mechanische Eigenschaften verleiht. Es wird auch in verschiedenen Lotionen verwendet, die in Parfüms und Kosmetika verwendet werden.

Abschluss

Beim Zusammenfassen Kursarbeit, können wir schließen, dass bedeutende Rolle hochmolekulare Verbindungen in der Arzneimitteltechnologie. Aus der obigen Klassifizierung wird deutlich, wie breit das Einsatzspektrum der betreffenden Verbindungen ist, und daraus folgt die Schlussfolgerung über die Wirksamkeit ihres Einsatzes in der pharmazeutischen Produktion. In vielen Fällen können wir nicht darauf verzichten. Dies geschieht bei der Verwendung längerer Darreichungsformen, um die Stabilität des Arzneimittels während der Lagerung aufrechtzuerhalten und bei der Verpackung fertiger Arzneimittel. Bei der Herstellung neuer Darreichungsformen (zum Beispiel TDS) spielen hochmolekulare Substanzen eine wichtige Rolle.

Doch nicht nur in der Pharmazie haben hochmolekulare Verbindungen ihre Anwendung gefunden. Sie werden effektiv in Industrien wie der Lebensmittelindustrie, bei der Herstellung von SMS, in der chemischen Synthese und in anderen Industrien eingesetzt.

Heute glaube ich, dass die von mir in Betracht gezogenen Verbindungen vollständig in der pharmazeutischen Produktion eingesetzt werden, obwohl die Methoden und Methoden ihrer Verwendung seit langem bekannt sind und sich bewährt haben positive Seite, ihre Rolle und Zwecke bei der Herstellung von Arzneimitteln immer eingehender untersuchen.

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Im Jahr 1833 prägte J. Berzelius den Begriff „Polymerismus“, mit dem er eine der Arten der Isomerie bezeichnete. Solche Stoffe (Polymere) mussten die gleiche Zusammensetzung, aber unterschiedliche Molekulargewichte haben, wie zum Beispiel Ethylen und Butylen. Die Schlussfolgerung von J. Berzelius entspricht nicht dem modernen Verständnis des Begriffs „Polymer“, da echte (synthetische) Polymere zu diesem Zeitpunkt noch nicht bekannt waren. Die ersten Erwähnungen synthetischer Polymere stammen aus den Jahren 1838 (Polyvinylidenchlorid) und 1839 (Polystyrol).

Die Polymerchemie entstand erst, nachdem A. M. Butlerov die Theorie der chemischen Struktur organischer Verbindungen erstellt und erhalten hatte weitere Entwicklung dank einer intensiven Suche nach Methoden zur Synthese von Kautschuk (G. Bushard, W. Tilden, K. Harries, I. L. Kondakov, S. V. Lebedev). Seit Beginn der 20er Jahre des 20. Jahrhunderts begannen sich theoretische Vorstellungen über die Struktur von Polymeren zu entwickeln.

DEFINITION

Polymere — Chemische Komponenten mit hohem Molekulargewicht (von mehreren tausend bis vielen Millionen), deren Moleküle (Makromoleküle) aus einer Vielzahl sich wiederholender Gruppen (Monomereinheiten) bestehen.

Klassifizierung von Polymeren

Die Klassifizierung von Polymeren basiert auf drei Merkmalen: ihrer Herkunft, ihrer chemischen Beschaffenheit und Unterschieden in der Hauptkette.

Aus Sicht der Herkunft werden alle Polymere in natürliche (natürliche) Polymere unterteilt, zu denen Nukleinsäuren, Proteine, Cellulose, Naturkautschuk und Bernstein gehören. synthetisch (im Labor durch Synthese gewonnen und ohne natürliche Analoga), zu denen Polyurethan, Polyvinylidenfluorid, Phenol-Formaldehyd-Harze usw. gehören; künstlich (im Labor durch Synthese gewonnen, aber auf Basis natürlicher Polymere) - Nitrozellulose usw.

Aufgrund ihrer chemischen Natur werden Polymere in organische Polymere (basierend auf einem Monomer – einer organischen Substanz – alle synthetischen Polymere), anorganische (basierend auf Si, Ge, S und anderen anorganischen Elementen – Polysilane, Polykieselsäuren) und Organoelemente (a Mischung aus organischen und anorganischen Polymeren – Polysoxane) der Natur.

Es gibt homokettige und heterokettige Polymere. Im ersten Fall besteht die Hauptkette aus Kohlenstoff- oder Siliziumatomen (Polysilane, Polystyrol), im zweiten Fall aus einem Gerüst aus verschiedenen Atomen (Polyamide, Proteine).

Physikalische Eigenschaften von Polymeren

Polymere zeichnen sich durch zwei Aggregatzustände – kristallin und amorph – und besondere Eigenschaften aus – Elastizität (reversible Verformungen bei leichter Belastung – Gummi), geringe Zerbrechlichkeit (Kunststoffe), Orientierung unter Einwirkung eines gerichteten mechanischen Feldes, hohe Viskosität und Auflösung des Polymers erfolgt durch dessen Quellung.

Herstellung von Polymeren

Polymerisationsreaktionen sind Kettenreaktionen, bei denen es sich um die sequentielle Addition von Molekülen ungesättigter Verbindungen aneinander unter Bildung eines hochmolekularen Produkts – eines Polymers – handelt (Abb. 1).

Reis. 1. Allgemeines Schema Gewinnung eines Polymers

Beispielsweise wird Polyethylen durch Polymerisation von Ethylen hergestellt. Das Molekulargewicht des Moleküls erreicht 1 Million.

n CH 2 =CH 2 = -(-CH 2 -CH 2 -)-

Chemische Eigenschaften von Polymeren

Zunächst werden Polymere durch Reaktionen charakterisiert, die für die im Polymer vorhandene funktionelle Gruppe charakteristisch sind. Wenn das Polymer beispielsweise eine für die Klasse der Alkohole charakteristische Hydroxogruppe enthält, nimmt das Polymer daher an Reaktionen wie Alkohole teil.

Zweitens: Wechselwirkung mit Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, Wechselwirkung von Polymeren untereinander unter Bildung von Netzwerken oder verzweigten Polymeren, Reaktionen zwischen funktionellen Gruppen, die Teil desselben Polymers sind, sowie die Zersetzung des Polymers in Monomere (Kettenzerstörung). .

Anwendung von Polymeren

Die Herstellung von Polymeren hat in verschiedenen Bereichen des menschlichen Lebens breite Anwendung gefunden – in der chemischen Industrie (Kunststoffproduktion), im Maschinen- und Flugzeugbau, in Ölraffinerien, in der Medizin und Pharmakologie, Landwirtschaft(Herstellung von Herbiziden, Insektiziden, Pestiziden), Bauindustrie (Schall- und Wärmedämmung), Herstellung von Spielzeug, Fenstern, Rohren, Haushaltsartikeln.

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

BEISPIEL 1

Anorganische Polymere sind ein Begriff, der durch seine weit verbreitete Verwendung im Feinguss an Bedeutung gewonnen hat. Und das alles dank der Eigenschaften dieser Materialien. Doch die Bedeutung anorganischer Polymere für den Menschen ist viel umfassender und der Anwendungsbereich geht weit über den Rahmen dieser Technologie hinaus.

Was sind anorganische Polymere?

Häufiger sind anorganische Polymere natürlichen Ursprungs, die in der Erdkruste vorkommen.

Am häufigsten handelt es sich um ein Produkt der Synthese von Elementen der Gruppe III-VI Periodensystem Mendelejew. Sie werden als anorganisch bezeichnet, weil sie auf anorganischen Hauptketten basieren und keine organischen Nebenreste aufweisen. Bindungen entstehen durch einen von zwei Prozessen – Polykondensation oder Polymerisation.

Im Allgemeinen handelt es sich bei anorganischen Polymeren um künstlich synthetisierte Materialien, die natürliche Materialien ersetzen. Gleichzeitig verfolgten die Macher das Ziel, sie günstiger zu machen. Moderne Polymere sind in ihren Eigenschaften den bestehenden natürlichen Analoga überlegen. Es wurden Materialien geschaffen, die die Natur überhaupt nicht besitzt. Dies sichert ihre Popularität und Vielfalt.

Einstufung

Eine klare Liste der Typen wurde noch nicht erstellt, es gibt jedoch mehrere Hauptgruppen anorganischer Polymere, die sich in ihrer Struktur unterscheiden. Solche Materialien sind:

• linear;
• Wohnung;
• verzweigt;
• dreidimensional usw.

Auch nach Herkunft unterschieden:

• natürlich;
• künstlich.

Durch Kettenbildung:

• Heterokette;
• Homokette.

Arten anorganischer Polymere

Asbest ist eines der am häufigsten vorkommenden Polymere. Seine Struktur ist ein feinfaseriges Material - Silikat. Es enthält Moleküle aus Eisen, Magnesium, Kalzium und Natrium. Die Herstellung dieses Polymers gilt als schädlich für den Menschen, daraus hergestellte Produkte sind jedoch absolut sicher.

Silikon hat auch deshalb seine Anwendung gefunden, weil es Naturkautschuk in vielen Eigenschaften überlegen ist. Festigkeit und Elastizität werden durch die Kombination von Sauerstoff und Silizium erreicht. Polysiliconsan widersteht mechanischen, Temperatur- und Verformungseinflüssen. Dabei bleiben Form und Struktur unverändert.

Karabiner ersetzt Diamant. Außerdem ist es langlebig, was in vielen Branchen notwendig ist. Dieses Polymer zeichnet sich durch eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 5.000 ºC aus. Eine Besonderheit ist eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit unter dem Einfluss von Lichtwellen.

Graphit ist jedem bekannt, der jemals einen Bleistift in die Hand genommen hat. Eine Besonderheit von Kohlenwasserstoffpolymeren ist ihre planare Struktur. Sie leiten elektrische Entladungen und Wärme, absorbieren die Lichtwelle jedoch vollständig.

Es werden auch Polymere auf Basis von Selen, Bor und anderen Elementen hergestellt, die vielfältige Eigenschaften bieten.

Eigenschaften anorganischer Polymere

Bei der Herstellung von Polymermaterialien basieren die Eigenschaften des Endprodukts auf:

• Flexibilität und Elastizität;
• Druck-, Torsions- und Zugfestigkeit;
• Aggregatzustand; Temperaturbeständigkeit;
• elektrische Leitfähigkeit;
• Fähigkeit, Licht zu übertragen usw.

Bei der Herstellung wird ein reiner Stoff entnommen und diesem ausgesetzt spezifische Prozesse Polymerisation, und das Ergebnis sind synthetische (anorganische) Polymere, die:

1. Hält extremen Temperaturen stand.
2. Kann nach Verformung unter dem Einfluss äußerer mechanischer Kräfte wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehren.
3. Beim Erhitzen auf eine kritische Temperatur werden sie glasig.
4. Sie sind in der Lage, beim Übergang von volumetrisch zu planar die Struktur zu verändern, was für Viskosität sorgt.

Die Fähigkeit zur Transformation wird beim Formenguss genutzt. Nach dem Abkühlen härten anorganische Polymere aus und erhalten zudem unterschiedliche Eigenschaften von dauerhaft hart bis flexibel-elastisch. Gleichzeitig ist eine Umweltsicherheit gewährleistet, mit der gewöhnlicher Kunststoff nicht aufwarten kann. Polymermaterialien reagieren nicht mit Sauerstoff und starke Bindungen verhindern die Freisetzung von Molekülen.

Geltungsbereich

Es gibt eine große Vielfalt an Polymeren. Jedes Jahr entwickeln Wissenschaftler neue Technologien, die es ermöglichen, Materialien mit unterschiedlichen Qualitätsindikatoren herzustellen. Und mittlerweile finden sich Polymere sowohl in der Industrie als auch im Alltag. Ohne Asbest ist kein Bau vollständig. Es kommt in Schiefer, Spezialrohren usw. vor. Als Bindemittel wird Zement verwendet.

Silikon ist ein ausgezeichnetes Dichtmittel, das von Bauherren verwendet wird. Die Automobilindustrie, die Produktion von Industrieanlagen und Konsumgütern basieren auf Polymeren, die eine hohe Festigkeit, Haltbarkeit und Dichtheit ermöglichen.

Und um auf Asbest zurückzukommen: Es ist unmöglich, nicht zu erwähnen, dass die Fähigkeit, Wärme zu speichern, die Herstellung von Anzügen für Feuerwehrleute ermöglichte.

Wenn es um Diamanten geht, ist es üblich, sie mit geschliffenen Diamanten (geschliffenen Diamanten) zu identifizieren. Einige anorganische Polymere stehen diesem natürlichen Kristall in nichts nach, der in verschiedenen Industriebereichen, einschließlich der Herstellung von Diamanten, notwendig ist. Dieses Material wird in Form von Krümeln auf die Schnittkanten aufgetragen. Das Ergebnis sind Schneidezähne, die alles schneiden können. Dies ist ein ausgezeichnetes Schleifmittel zum Schleifen. Elbor, Borazon, Cyborit, Kingsongit und Cubonit sind superstarke Verbindungen.

Ist die Bearbeitung von Metall oder Stein erforderlich, kommen anorganische Polymere zum Einsatz, die durch Borsynthese hergestellt werden. Alle in Bau-Supermärkten verkauften Schleifscheiben enthalten dieses Material. Zur Herstellung dekorativer Elemente wird beispielsweise Selencarbid verwendet. Es entsteht ein Analogon von Bergkristall. Die Liste der Vorteile und die Liste der Einsatzmöglichkeiten beschränkt sich jedoch nicht darauf.

Phosphornitridchloride entstehen durch die Verbindung von Phosphor, Stickstoff und Chlor. Die Eigenschaften können variieren und hängen von der Masse ab. Wenn es groß ist, entsteht ein Analogon von Naturkautschuk. Erst jetzt hält es Temperaturen bis zu 350 Grad stand. Unter dem Einfluss organischer Verbindungen werden keine Reaktionen beobachtet. Und im zulässigen Temperaturbereich verändern sich die Eigenschaften der Produkte nicht.

Vom Menschen genutzte besondere Eigenschaften

Unterm Strich entstehen durch die Synthese Makromoleküle vom dreidimensionalen (dreidimensionalen) Typ. Stärke entsteht durch starke Bindungen und Struktur. Als chemisches Element verhalten sich anorganische Polymere amorph und reagieren nicht mit anderen Elementen und Verbindungen. Diese Eigenschaft ermöglicht den Einsatz in der chemischen Industrie, Medizin und Lebensmittelproduktion.

Der Wärmewiderstand übertrifft alle Indikatoren, die er besitzt natürliche Materialien. Wenn Fasern zur Bildung eines verstärkten Rahmens verwendet werden, kann eine solche Struktur Temperaturen von bis zu 220 Grad an der Luft standhalten. Und sie haben gegessen wir reden über Bei Bormaterial steigt die Temperaturfestigkeitsgrenze auf 650 Grad. Deshalb wären Raumflüge ohne Polymersan unmöglich.

Dies ist jedoch der Fall, wenn wir über Eigenschaften sprechen, die den natürlichen überlegen sind. Die gleichen Produkte, die aus diesen Verbindungen hergestellt werden, die in ihrer Qualität den natürlichen ähneln, haben für den Menschen eine besondere Bedeutung. Dadurch ist es möglich, die Kosten für Kleidung zu senken, indem beispielsweise Leder ersetzt wird. Dabei gibt es äußerlich praktisch keine Unterschiede.

In der Medizin werden besondere Hoffnungen auf anorganische Polymere gesetzt. Es ist geplant, diese Materialien zur Herstellung künstlicher Gewebe und Organe, Prothesen usw. zu verwenden. Durch die chemische Beständigkeit können Produkte mit Wirkstoffen behandelt werden, was die Sterilität gewährleistet. Das Werkzeug wird langlebig, nützlich und sicher für den Menschen.

Polymere sind hochmolekulare Verbindungen, die aus vielen Monomeren bestehen. Polymere sind von Oligomeren zu unterscheiden, bei denen sich die Eigenschaften des Polymers beim Hinzufügen einer weiteren Zahleneinheit nicht ändern.

Die Verbindung zwischen Monomereinheiten kann durch chemische Bindungen erfolgen, dann spricht man von Duroplasten, oder durch die Kraft der intermolekularen Wirkung, die typisch für die sogenannten Thermoplaste ist.

Die Verbindung von Monomeren zu einem Polymer kann als Ergebnis einer Polykondensations- oder Polymerisationsreaktion erfolgen.

Es gibt viele ähnliche Verbindungen in der Natur, die bekanntesten davon sind Proteine, Kautschuk, Polysaccharide und Nukleinsäure. Solche Materialien werden als organisch bezeichnet.

Heute große Menge Polymere werden synthetisch hergestellt. Solche Verbindungen werden anorganische Polymere genannt. Anorganische Polymere werden durch die Kombination natürlicher Elemente durch Polykondensationsreaktionen, Polymerisation und chemische Umwandlung hergestellt. Auf diese Weise können Sie teure oder seltene Naturmaterialien ersetzen oder neue Materialien schaffen, die in der Natur keine Analogien haben. Die Hauptbedingung ist, dass das Polymer keine Elemente organischen Ursprungs enthält.

Anorganische Polymere erfreuen sich aufgrund ihrer Eigenschaften großer Beliebtheit. Ihr Einsatzspektrum ist recht breit gefächert, gleichzeitig werden ständig neue Anwendungsgebiete gefunden und neue Typen entwickelt. anorganische Materialien.

Hauptmerkmale

Heutzutage gibt es viele Arten anorganischer Polymere, sowohl natürliche als auch synthetische, die unterschiedliche Zusammensetzungen, Eigenschaften, Anwendungsbereiche und Aggregatzustände aufweisen.

Der aktuelle Entwicklungsstand der chemischen Industrie ermöglicht die Herstellung anorganischer Polymere in großen Mengen. Um ein solches Material zu erhalten, müssen Bedingungen mit hohem Druck und hoher Temperatur geschaffen werden. Der Rohstoff für die Produktion ist eine reine Substanz, die dem Polymerisationsprozess zugänglich ist.

Anorganische Polymere zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine erhöhte Festigkeit und Flexibilität aufweisen und schwer zu beeinflussen sind. Chemikalien und beständig gegen hohe Temperaturen. Einige Arten können zwar zerbrechlich und mangelhaft an Elastizität sein, sind aber dennoch recht stabil. Die bekanntesten davon sind Graphit, Keramik, Asbest, Mineralglas, Glimmer, Quarz und Diamant.

Die gebräuchlichsten Polymere basieren auf Ketten von Elementen wie Silizium und Aluminium. Dies liegt an der Fülle dieser Elemente in der Natur, insbesondere an Silizium. Die bekanntesten davon sind anorganische Polymere wie Silikate und Alumosilikate.

Eigenschaften und Eigenschaften variieren nicht nur in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Polymers, sondern auch von Molekulargewicht, Polymerisationsgrad, Atomstruktur und Polydispersität.

Unter Polydispersität versteht man das Vorhandensein von Makromolekülen unterschiedlicher Masse in der Zusammensetzung.

Die meisten anorganischen Verbindungen zeichnen sich durch folgende Indikatoren aus:

1. Elastizität. Eine Eigenschaft wie Elastizität zeigt die Fähigkeit eines Materials an, sich unter dem Einfluss einer äußeren Kraft zu vergrößern und nach Wegnahme der Belastung in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Beispielsweise kann sich Gummi um das Sieben- bis Achtfache ausdehnen, ohne seine Struktur zu verändern oder Schäden zu verursachen. Die Wiederherstellung von Form und Größe ist möglich, indem die Position der Makromoleküle in der Zusammensetzung beibehalten wird. Nur ihre einzelnen Segmente bewegen sich.
2. Kristallstruktur. Die Eigenschaften und Eigenschaften des Materials hängen von der räumlichen Anordnung der Bestandteile, der sogenannten Kristallstruktur, und ihren Wechselwirkungen ab. Basierend auf diesen Parametern werden Polymere in kristalline und amorphe Polymere unterteilt.

Kristalline haben eine stabile Struktur, in der eine bestimmte Anordnung von Makromolekülen beobachtet wird. Amorphe bestehen aus Makromolekülen mit Nahordnung, die nur in bestimmten Zonen eine stabile Struktur aufweisen.

Die Struktur und der Kristallisationsgrad hängen von mehreren Faktoren ab, wie der Kristallisationstemperatur, dem Molekulargewicht und der Konzentration der Polymerlösung.

1. Glasigkeit. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für amorphe Polymere, die bei sinkender Temperatur oder steigendem Druck eine glasartige Struktur annehmen. In diesem Fall stoppt die thermische Bewegung von Makromolekülen. Die Temperaturbereiche, in denen der Glasbildungsprozess stattfindet, hängen von der Art des Polymers, seiner Struktur und den Eigenschaften der Strukturelemente ab.
2. Viskoser Fließzustand. Hierbei handelt es sich um eine Eigenschaft, bei der es unter dem Einfluss äußerer Kräfte zu irreversiblen Form- und Volumenänderungen eines Materials kommt. Im zähfließenden Zustand Strukturelemente bewegen sich in einer linearen Richtung, was zu einer Formänderung führt.

Struktur anorganischer Polymere

Diese Eigenschaft ist in einigen Branchen sehr wichtig. Es wird am häufigsten bei der Verarbeitung von Thermoplasten mit Methoden wie Spritzgießen, Extrudieren, Vakuumformen und anderen verwendet. Dabei schmilzt das Polymer bei erhöhter Temperatur und hohem Druck.

Arten anorganischer Polymere

Heutzutage gibt es bestimmte Kriterien, nach denen anorganische Polymere klassifiziert werden. Die wichtigsten:

• Art der Herkunft;
• Arten chemischer Elemente und ihre Vielfalt;
• Anzahl der Monomereinheiten;
• Polymerkettenstruktur;
• physikalische und chemische Eigenschaften.

Je nach Herkunft werden synthetische und natürliche Polymere unterschieden. Natürliche Stoffe werden unter natürlichen Bedingungen ohne menschliches Eingreifen gebildet, während synthetische Stoffe unter industriellen Bedingungen hergestellt und modifiziert werden, um die erforderlichen Eigenschaften zu erreichen.

Heutzutage gibt es viele Arten anorganischer Polymere, von denen die am weitesten verbreiteten sind. Dazu gehört auch Asbest.

Asbest ist ein feinfaseriges Mineral, das zur Gruppe der Silikate gehört. Die chemische Zusammensetzung von Asbest besteht aus Silikaten von Magnesium, Eisen, Natrium und Kalzium. Asbest hat krebserregende Eigenschaften und ist daher sehr gefährlich für die menschliche Gesundheit. Es ist sehr gefährlich für die Arbeiter, die an der Gewinnung beteiligt sind. In Form von Fertigprodukten ist es jedoch recht sicher, da es sich nicht in verschiedenen Flüssigkeiten auflöst und nicht mit diesen reagiert.

Silikon ist eines der am häufigsten vorkommenden synthetischen anorganischen Polymere. Es ist leicht, ihn zu finden Alltagsleben. Der wissenschaftliche Name für Silikon ist Polysiloxan. Sein chemische Zusammensetzung ist eine Bindung aus Sauerstoff und Silizium, die Silikon die Eigenschaften hoher Festigkeit und Flexibilität verleiht. Dadurch ist Silikon in der Lage, hohen Temperaturen und physikalischen Belastungen standzuhalten, ohne an Festigkeit zu verlieren und seine Form und Struktur beizubehalten.

Kohlenstoffpolymere kommen in der Natur sehr häufig vor. Es gibt auch viele Arten, die vom Menschen industriell synthetisiert wurden. Unter den natürlichen Polymeren sticht Diamant hervor. Dieses Material ist unglaublich langlebig und hat eine kristallklare Struktur.

Carbyne ist ein synthetisches Kohlenstoffpolymer mit erhöhten Festigkeitseigenschaften, die denen von Diamant und Graphen in nichts nachstehen. Es wird in Form einer schwarzen Moltebeere mit feiner Kristallstruktur hergestellt. Es verfügt über elektrische Leitfähigkeitseigenschaften, die unter Lichteinfluss zunehmen. Kann Temperaturen von 5000 Grad standhalten, ohne seine Eigenschaften zu verlieren.

Graphit ist ein Kohlenstoffpolymer, dessen Struktur durch planare Ausrichtung gekennzeichnet ist. Aus diesem Grund ist die Struktur von Graphit schichtförmig. Dieses Material leitet Strom und Wärme, lässt jedoch kein Licht durch. Seine Art ist Graphen, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffmolekülen besteht.

Borpolymere zeichnen sich durch eine hohe Härte aus und stehen Diamanten in nichts nach. Hält Temperaturen von mehr als 2000 Grad stand, was viel höher ist als die Grenztemperatur von Diamant.

Selenpolymere sind eine ziemlich breite Palette anorganischer Materialien. Das bekannteste davon ist Selencarbid. Selenkarbid ist ein langlebiges Material, das in Form transparenter Kristalle vorliegt.

Polysilane verfügen über besondere Eigenschaften, die sie von anderen Materialien unterscheiden. Dieser Typ leitet Strom und hält Temperaturen bis zu 300 Grad stand.

Anwendung

Anorganische Polymere kommen in fast allen Bereichen unseres Lebens zum Einsatz. Je nach Typ haben sie verschiedene Eigenschaften. Ihr Hauptmerkmal ist, dass künstliche Materialien im Vergleich zu organischen Materialien verbesserte Eigenschaften haben.

Asbest wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, vor allem im Bauwesen. Zur Herstellung von Schiefer und verschiedenen Rohrtypen werden Mischungen aus Zement und Asbest verwendet. Asbest wird auch verwendet, um die Säurewirkung zu reduzieren. IN Lichtindustrie Asbest wird zur Herstellung von Feuerwehranzügen verwendet.

Silikon wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Es wird zur Herstellung von Rohren für die chemische Industrie, Elementen für die Lebensmittelindustrie und auch im Bauwesen als Dichtungsmittel verwendet.

Im Allgemeinen ist Silikon eines der funktionellsten anorganischen Polymere.

Diamant ist vor allem als Schmuckmaterial bekannt. Aufgrund seiner Schönheit und der schwierigen Gewinnung ist es sehr teuer. Aber auch in der Industrie werden Diamanten eingesetzt. Dieses Material wird in Schneidgeräten zum Schneiden sehr haltbarer Materialien benötigt. Es kann in verwendet werden reiner Form als Fräser oder in Form des Aufsprühens auf Schneidelemente.

Graphit wird in verschiedenen Bereichen häufig verwendet; daraus werden Bleistifte hergestellt, es wird im Maschinenbau, in der Nuklearindustrie und in Form von Graphitstäben verwendet.

Da Graphen und Carbin noch wenig erforscht sind, ist ihr Anwendungsbereich begrenzt.

Borpolymere werden zur Herstellung von Schleifmitteln, Schneidelementen usw. verwendet. Für die Metallbearbeitung sind Werkzeuge aus diesem Material notwendig.

Selenkarbid wird zur Herstellung von Bergkristall verwendet. Es wird durch Erhitzen von Quarzsand und Kohle auf 2000 Grad gewonnen. Aus Kristall werden hochwertige Tisch- und Einrichtungsgegenstände hergestellt.