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Organische Polymere spielen in der Natur eine bedeutende Rolle. Darüber hinaus sind sie in der Industrie weit verbreitet. Als nächstes werden die Zusammensetzung, Eigenschaften und Anwendung von organischen Polymeren betrachtet.

Besonderheiten

Die betrachteten Materialien bestehen aus Monomeren, die durch sich wiederholende Fragmente einer Struktur aus mehreren Atomen dargestellt werden. Sie werden durch Polykondensation oder Polymerisation zu dreidimensionalen Strukturen oder Ketten verzweigter oder linearer Form kombiniert. Oft in der Struktur manifestieren sie sich deutlich.

Es sei darauf hingewiesen, dass sich der Begriff "Polymere" hauptsächlich auf organische Varianten bezieht, obwohl es auch anorganische Verbindungen gibt.

Das Prinzip der Benennung der betrachteten Materialien besteht darin, das Präfix poly- an den Namen des Monomers anzuhängen.

Die Eigenschaften von Polymeren werden durch die Struktur und Größe von Makromolekülen bestimmt.

Die meisten Polymere enthalten neben Makromolekülen weitere Substanzen, die der Verbesserung funktioneller Eigenschaften durch Eigenschaftsmodifizierung dienen. Sie werden vorgestellt:

• Stabilisatoren (verhindern Alterungsreaktionen);
• Füllstoffe (Einschlüsse eines anderen Phasenzustands, die dazu dienen, bestimmte Eigenschaften zu verleihen);
• Weichmacher (Frostbeständigkeit erhöhen, Verarbeitungstemperatur senken und Elastizität verbessern);
• Schmiermittel (um ein Anhaften von Metallelementen zu vermeiden, die in Verarbeitungsgeräten verwendet werden);
• Farbstoffe (servieren in dekorative Zwecke und zum Erstellen von Markierungen);
• Flammschutzmittel (reduzieren die Entflammbarkeit einiger Polymere);
• Fungizide, Antiseptika, Insektizide (gibt antiseptische Eigenschaften und Resistenz gegen Insekten und Schimmelpilze).

In der Natur werden die betrachteten Stoffe in Organismen gebildet.

Darüber hinaus gibt es Verbindungen, die in ihrer Struktur Polymeren ähnlich sind, sogenannte Oligomere. Ihre Unterschiede bestehen in einer geringeren Anzahl von Verknüpfungen und einer Änderung der anfänglichen Eigenschaften, wenn eine oder mehrere von ihnen entfernt oder hinzugefügt werden, während die Parameter der Polymere erhalten bleiben. Darüber hinaus gibt es keine eindeutige Meinung bezüglich der Beziehung zwischen diesen Verbindungen. Einige betrachten Oligomere als Varianten von Polymeren mit niedrigem Molekulargewicht, während andere sie als eine separate Art von Verbindungen betrachten, die nicht zu denen mit hohem Molekulargewicht gehören.

Einstufung

Polymere werden nach der Zusammensetzung der Glieder unterschieden in:

• organisch;
• Organoelement;
• anorganisch.

Erstere dienen als Basis für die meisten Kunststoffe.

Substanzen des zweiten Typs umfassen Kohlenwasserstoff- (organische) und anorganische Fragmente in den Verbindungen.

Nach der Struktur werden sie unterschieden in:

• Optionen, bei denen Atome verschiedener Elemente von organischen Gruppen eingerahmt werden;
• Substanzen, bei denen sich Kohlenstoffatome mit anderen abwechseln;
• Materialien mit Kohlenstoffketten, die von Organoelementgruppen eingerahmt sind.

Alle vorgestellten Typen haben Hauptketten.

Die häufigste unter anorganische Polymere sind Alumosilikate und Silikate. Dies sind die wichtigsten Mineralien der Erdkruste.

Basierend auf der Herkunft werden Polymere eingeteilt in:

• natürlich;
• synthetisch (synthetisiert);
• modifiziert (modifizierte Varianten der ersten Gruppe).

Letztere werden je nach Art der Gewinnung unterteilt in:

• Polykondensation;
• Polymerisation.

Polykondensation ist der Prozess der Bildung von Makromolekülen aus Monomermolekülen, die mehr als eine funktionelle Gruppe enthalten, unter Freisetzung von NH 3 , Wasser und anderen Substanzen.

Unter Polymerisation versteht man den Vorgang der Bildung von Makromolekülen mit Mehrfachbindungen aus einem Monomer.

Die Klassifizierung nach makromolekularer Struktur umfasst:

• verzweigt;
• linear;
• dreidimensionale genäht;
• Treppe.

Nach der Reaktion auf thermische Belastung werden Polymere unterschieden in:

• Duroplast;
• Thermoplast.

Substanzen des ersten Typs werden durch räumliche Varianten mit einem starren Rahmen repräsentiert. Beim Erhitzen tritt bei ihnen Zerstörung auf, einige leuchten auf. Dies liegt an der gleichen Stärke von inneren Bindungen und Kettenbindungen. Infolgedessen führt die thermische Einwirkung zum Bruch sowohl der Ketten als auch der Struktur, daher tritt eine irreversible Zerstörung auf.

Thermoplastische Varianten sind lineare Polymere, die beim Erhitzen reversibel erweichen und beim Abkühlen aushärten. Ihre Eigenschaften bleiben dann erhalten. Die Plastizität dieser Substanzen beruht auf dem Aufbrechen der intermolekularen und Wasserstoffbindungen der Ketten bei mäßiger Erwärmung.

Schließlich werden organische Polymere nach den strukturellen Merkmalen in mehrere Klassen eingeteilt.

1. Schwache und unpolare Thermoplaste. Präsentiert als Optionen mit symmetrischer Molekülstruktur oder mit schwach polaren Bindungen.
2. Polare Thermoplaste. Dieser Typ umfasst Substanzen mit einer asymmetrischen Molekülstruktur und intrinsischen Dipolmomenten. Manchmal werden sie als Niederfrequenzdielektrika bezeichnet. Aufgrund der Polarität ziehen sie Feuchtigkeit gut an. Außerdem sind die meisten von ihnen benetzbar. Diese Substanzen unterscheiden sich von der vorherigen Klasse auch durch ihren geringeren elektrischen Widerstand. Gleichzeitig zeichnen sich viele der polaren Thermoplaste durch hohe Elastizität, chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit aus. Eine zusätzliche Verarbeitung ermöglicht es, diese Verbindungen in flexible gummiartige Materialien umzuwandeln.
3. duroplastische Polymere. Wie oben erwähnt, handelt es sich dabei um Substanzen mit einem räumlichen System kovalenter Bindungen. Sie unterscheiden sich von thermoplastischen Varianten durch Härte, Hitzebeständigkeit und Sprödigkeit, einen großen Elastizitätsmodul und einen geringeren Längenausdehnungskoeffizienten. Außerdem werden solche Polymere nicht durch übliche Lösungsmittel angegriffen. Sie dienen als Grundlage für viele Substanzen.
4. Laminierte Kunststoffe. Vertreten durch laminierte Materialien aus mit Harz, Glasfaser, Holzfurnier, Stoff usw. imprägnierten Papierbögen. Solche Polymere zeichnen sich durch die größte Anisotropie der Eigenschaften und Festigkeit aus. Aber zum Erstellen von Objekten mit komplexer Konfiguration sind sie von geringem Nutzen. Sie werden in der Funktechnik, Elektrotechnik, im Instrumentenbau eingesetzt.
5. Metall-Kunststoff. Dies sind Polymere, einschließlich Metallfüllstoffe in Form von Fasern, Pulvern, Geweben. Diese Zusätze werden verwendet, um bestimmte Eigenschaften zu verleihen: magnetisch, Dämpfungsverbesserung, elektrische und thermische Leitfähigkeit, Absorption und Reflexion von Funkwellen.

Eigenschaften

Viele organische Polymere haben gute elektrische Isoliereigenschaften über einen weiten Bereich von Spannungen, Frequenzen und Temperaturen bei hoher Feuchtigkeit. Darüber hinaus haben sie gute Schall- und Wärmedämmeigenschaften. Außerdem zeichnen sich gewöhnlich organische Polymere durch eine hohe Beständigkeit gegen chemischen Angriff aus, unterliegen keiner Fäulnis und Korrosion. Schließlich haben diese Materialien eine hohe Festigkeit bei geringer Dichte.

Die obigen Beispiele demonstrieren die allgemeinen Eigenschaften von organischen Polymeren. Darüber hinaus unterscheiden sich einige von ihnen spezielle Eigenschaften: Transparenz und geringe Sprödigkeit (organisches Glas, Kunststoffe), makromolekulare Orientierung unter gerichteter mechanischer Einwirkung (Fasern, Filme), hohe Elastizität (Gummi), schnelle Änderung physikalischer und mechanischer Parameter unter Einwirkung eines Reagenzes in geringer Menge (Gummi, Leder usw.) .), sowie hohe Viskosität bei niedriger Konzentration, Radiotransparenz, Gleiteigenschaften, Diamagnetismus usw.

Anwendung

Aufgrund der oben genannten Parameter haben organische Polymere ein breites Anwendungsspektrum. So ermöglicht die Kombination von hoher Festigkeit mit geringer Dichte, Materialien mit hoher spezifischer Festigkeit zu erhalten (Stoffe: Leder, Wolle, Fell, Baumwolle etc.; Kunststoffe).

Neben den genannten werden aus organischen Polymeren weitere Materialien hergestellt: Kautschuke, Farben und Lacke, Klebstoffe, Elektroisolierlacke, Faser- und Filmstoffe, Compounds, Bindemittel (Kalk, Zement, Ton). Sie werden für den industriellen und häuslichen Bedarf verwendet.

Organische Polymere haben jedoch einen erheblichen praktischen Nachteil – Alterung. Unter diesem Begriff versteht man eine Veränderung ihrer Eigenschaften und Abmessungen infolge physikalisch-chemischer Umwandlungen, die unter dem Einfluss verschiedener Faktoren erfolgen: Abrieb, Erwärmung, Bestrahlung usw. Die Alterung erfolgt durch das Auftreten bestimmter Reaktionen, je nach Art des Materials und der Beeinflussung Faktoren. Die häufigste unter ihnen ist die Zerstörung, was die Bildung von Substanzen mit niedrigerem Molekulargewicht aufgrund des Aufbrechens der chemischen Bindung der Hauptkette impliziert. Aufgrund der Ursachen wird die Zerstörung in thermische, chemische, mechanische und photochemische unterteilt.

Geschichte

Die Untersuchung von Polymeren begann sich in den 40er Jahren zu entwickeln. 20. Jahrhundert und Mitte des Jahrhunderts als eigenständiges Wissenschaftsgebiet gebildet. Dies war auf die Entwicklung des Wissens über die Rolle dieser Substanzen in der organischen Welt und die Aufklärung der Möglichkeiten ihrer Anwendung in der Industrie zurückzuführen.

Gleichzeitig wurden Anfang des 20. Jahrhunderts Kettenpolymere hergestellt.

Mitte des Jahrhunderts beherrschten sie die Herstellung von elektrisch isolierenden Polymeren (Polyvinylchlorid und Polystyrol), Plexiglas.

Zu Beginn der zweiten Hälfte des Jahrhunderts erweiterte sich die Produktion von Polymergeweben durch die Rückführung früher produzierter Materialien und das Aufkommen neuer Möglichkeiten. Unter ihnen - Baumwolle, Wolle, Seide, Lavsan. Im gleichen Zeitraum begann dank der Verwendung von Katalysatoren die Produktion von Polyethylen und Polypropylen bei niedrigem Druck und kristallisierenden stereoregulären Varianten. Wenig später beherrschten sie die Massenproduktion der berühmtesten Dichtstoffe, porösen und klebenden Materialien, vertreten durch Polyurethane, sowie organoelementische Polymere, die sich von organischen Gegenstücken durch größere Elastizität und Hitzebeständigkeit (Polysiloxane) unterscheiden.

In den 60er - 70er Jahren. Es wurden einzigartige organische Polymere mit aromatischen Komponenten geschaffen, die sich durch hohe thermische Stabilität und Festigkeit auszeichnen.

Die Produktion organischer Polymere entwickelt sich noch intensiv. Dies liegt an der Möglichkeit, billige Materialien wie Kohle, Begleitgase aus der Ölraffination und -produktion und Erdgas zusammen mit Wasser und Luft als Rohstoffe für die meisten von ihnen zu verwenden.

Polymere sind makromolekulare Verbindungen, die aus vielen Monomeren aufgebaut sind. Polymere sollten von einem solchen Konzept wie Oligomere unterschieden werden, im Gegensatz dazu ändern sich die Eigenschaften des Polymers nicht, wenn eine weitere nummerierte Einheit hinzugefügt wird.

Die Verbindung zwischen Einheiten von Monomeren kann durch chemische Bindungen erfolgen, in diesem Fall werden sie als Thermoplaste bezeichnet, oder aufgrund der Kraft der intermolekularen Wirkung, die für die sogenannten Thermoplaste typisch ist.

Die Verbindung von Monomeren während der Bildung eines Polymers kann als Ergebnis einer Polykondensationsreaktion oder Polymerisation erfolgen.

Es gibt viele solcher Verbindungen in der Natur, von denen die bekanntesten Proteine, Kautschuk, Polysaccharide und Nukleinsäuren sind. Solche Materialien werden als organisch bezeichnet.

Bis heute wird eine Vielzahl von Polymeren synthetisch hergestellt. Solche Verbindungen werden anorganische Polymere genannt. Anorganische Polymere werden durch Kombination natürlicher Elemente durch die Reaktion von Polykondensation, Polymerisation und chemischer Umwandlung erhalten. Dadurch können Sie teuer oder selten ersetzen natürliche Materialien, oder erstellen Sie neue, die keine Analoga in der Natur haben. Die Hauptbedingung ist, dass das Polymer keine Elemente organischen Ursprungs enthält.

Anorganische Polymere haben aufgrund ihrer Eigenschaften große Popularität erlangt. Ihr Einsatzspektrum ist recht breit, ständig werden neue Anwendungsgebiete erschlossen und neuartige anorganische Materialien entwickelt.

Hauptmerkmale

Bis heute gibt es viele Arten von anorganischen Polymeren, sowohl natürliche als auch synthetische, die unterschiedliche Zusammensetzung, Eigenschaften, Umfang und Aggregatzustand aufweisen.

Der aktuelle Entwicklungsstand der chemischen Industrie erlaubt die Herstellung von anorganischen Polymeren 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 sich für den Polymerisationsprozess eignet.

Anorganische Polymere zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine erhöhte Festigkeit, Flexibilität aufweisen, von Chemikalien schwer angreifbar und hochtemperaturbeständig sind. Einige Arten sind jedoch möglicherweise zerbrechlich und haben keine Elastizität, sind aber gleichzeitig stark genug. Die bekanntesten davon sind Graphit, Keramik, Asbest, Mineralglas, Glimmer, Quarz und Diamant.

Die gängigsten 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 unter ihnen sind solche anorganischen Polymere wie Silikate und Alumosilikate.

Eigenschaften und Charakteristika unterscheiden sich nicht nur in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Polymers, sondern auch von Molekulargewicht, Polymerisationsgrad, atomarer Struktur und Polydispersität.

Polydispersität ist das Vorhandensein von Makromolekülen unterschiedlicher Masse in der Zusammensetzung.

Die meisten anorganischen Verbindungen sind durch folgende Indikatoren gekennzeichnet:

1. Elastizität. Eine solche Eigenschaft wie Elastizität zeigt die Fähigkeit eines Materials, unter dem Einfluss einer äußeren Kraft an Größe zuzunehmen und nach dem Entfernen der Belastung in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Beispielsweise kann Gummi sieben- bis achtmal zunehmen, ohne die Struktur zu verändern und verschiedene Schäden zu verursachen. Die Rückkehr von Form und Größe ist möglich, da die Anordnung der Makromoleküle in der Zusammensetzung erhalten bleibt, nur ihre einzelnen Segmente bewegen sich.
2. Kristallstruktur. Die Eigenschaften und Merkmale des Materials hängen von der räumlichen Anordnung der Bestandteile, die als Kristallstruktur bezeichnet wird, und ihrer Wechselwirkung ab. Basierend auf diesen Parametern werden Polymere in kristallin und amorph unterteilt.

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

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

1. Glasigkeit. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für amorphe Polymere, die bei Temperaturerniedrigung oder Druckerhöhung eine glasartige Struktur annehmen. In diesem Fall stoppt die thermische Bewegung von Makromolekülen. Die Temperaturbereiche, in denen der Glasbildungsprozess abläuft, hängen von der Art des Polymers, seiner Struktur und den Eigenschaften von Strukturelementen ab.
2. viskoser Zustand. Hierbei handelt es sich um eine Eigenschaft, bei der es unter Einwirkung äußerer Kräfte zu irreversiblen Form- und Volumenänderungen eines Materials kommt. In einem Strickzustand Strukturelemente sich in linearer Richtung bewegen, was zu einer Änderung seiner Form führt.

Die Struktur anorganischer Polymere

Diese Eigenschaft ist in einigen Branchen sehr wichtig. Am häufigsten wird es bei der Verarbeitung von Thermoplasten mit Verfahren wie Spritzgießen, Extrudieren, Vakuumformen und anderen verwendet. Dabei wird das Polymer bei erhöhten Temperaturen und hohem Druck aufgeschmolzen.

Arten von anorganischen Polymeren

Bis heute gibt es bestimmte Kriterien, nach denen anorganische Polymere klassifiziert werden. Die wichtigsten sind:

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

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

Bis heute gibt es viele Arten von anorganischen Polymeren, von denen die am häufigsten verwendeten hervorstechen. Asbest ist einer davon.

Asbest ist ein feinfaseriges Mineral, das zur Gruppe der Silikate gehört. Die chemische Zusammensetzung von Asbest wird durch Silikate von Magnesium, Eisen, Natrium und Kalzium dargestellt. Asbest hat krebserregende Eigenschaften und ist daher sehr gefährlich für die menschliche Gesundheit. Es ist sehr gefährlich für Arbeiter, die an seiner Gewinnung beteiligt sind. Aber in Form von Fertigprodukten ist es ziemlich sicher, da es sich nicht in verschiedenen Flüssigkeiten auflöst und nicht mit ihnen reagiert.

Silikon ist eines der häufigsten synthetischen anorganischen Polymere. Es ist leicht darin zu finden Alltagsleben. Der wissenschaftliche Name für Silikon ist Polysiloxan. Seine chemische Zusammensetzung ist eine Bindung aus Sauerstoff und Silizium, die dem Silikon die Eigenschaften hoher Festigkeit und Flexibilität verleiht. Aus diesem Grund kann Silikon hohen Temperaturen und körperlicher Aktivität standhalten, ohne an Festigkeit zu verlieren, und behält seine Form und Struktur.

Kohlenstoffpolymere sind in der Natur weit verbreitet. Es gibt auch viele Arten, die vom Menschen unter industriellen Bedingungen synthetisiert werden. Diamant sticht unter den natürlichen Polymeren hervor. Dieses Material ist unglaublich langlebig und hat eine kristallklare Struktur.

Carbin ist ein synthetisches Kohlenstoffpolymer mit erhöhten Festigkeitseigenschaften, die denen von Diamant und Graphen nicht unterlegen sind. Es wird in Form von schwarzen Moltebeeren mit einer feinkristallinen Struktur hergestellt. Es hat die Eigenschaften der elektrischen Leitfähigkeit, die sich unter Lichteinfluss erhöht. Hält Temperaturen von 5000 Grad stand, ohne an Eigenschaften zu verlieren.

Graphit ist ein Kohlenstoffpolymer, dessen Struktur durch eine planare Orientierung gekennzeichnet ist. Aus diesem Grund ist die Struktur von Graphit geschichtet. Dieses Material leitet Strom und Wärme, lässt aber kein Licht durch. Seine Sorte ist Graphen, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffmolekülen besteht.

Borpolymere zeichnen sich durch eine hohe Härte aus, die Diamanten nicht viel nachsteht. Kann Temperaturen von mehr als 2000 Grad standhalten, was viel mehr ist als die Grenztemperatur von Diamant.

Selenpolymere sind eine ziemlich breite Palette von anorganischen Materialien. Das bekannteste davon ist Selencarbid. Selencarbid ist ein haltbares Material, das wie transparente Kristalle aussieht.

Polysilane haben besondere Eigenschaften, die sie von anderen Materialien unterscheiden. Diese Art leitet Strom und hält Temperaturen von bis zu 300 Grad stand.

Anwendung

Anorganische Polymere werden in nahezu allen Bereichen unseres Lebens eingesetzt. Je nach Art haben sie unterschiedliche Eigenschaften. Ihr Hauptmerkmal ist, dass künstliche Materialien im Vergleich zu organischen Materialien verbesserte Eigenschaften aufweisen.

Asbest wird in verschiedenen Bereichen verwendet, hauptsächlich im Bauwesen. Schiefer und verschiedene Arten von Rohren werden aus Mischungen von Zement mit Asbest hergestellt. Asbest wird auch verwendet, um die Säurebelastung zu reduzieren. In der Leichtindustrie wird Asbest zur Herstellung von Feuerwehranzügen verwendet.

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

Im Allgemeinen ist Silikon eines der funktionellsten anorganischen Polymere.

Diamant ist vor allem als Schmuckmaterial bekannt. Es ist aufgrund seiner Schönheit und der Schwierigkeit des Abbaus sehr teuer. Aber auch in der Industrie kommen Diamanten zum Einsatz. Dieses Material wird in Schneidegeräten zum Sägen sehr strapazierfähiger Materialien benötigt. Es kann in seiner reinen Form als Schneidemittel oder als Spray auf Schneideelementen verwendet werden.

Graphit ist in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, es wird zur Herstellung von Bleistiften verwendet, es wird im Maschinenbau, in der Nuklearindustrie und in Form von Graphitstäben verwendet.

Graphen und Karabiner sind noch wenig erforscht, daher ist ihr Anwendungsbereich begrenzt.

Borpolymere werden zur Herstellung von Schleifmitteln, Schneidelementen u. Werkzeuge aus solchem ​​Material sind für die Metallbearbeitung notwendig.

Selencarbid wird zur Herstellung von Bergkristall verwendet. Es wird durch Erhitzen von Quarzsand und Kohle auf 2000 Grad gewonnen. Kristall wird zur Herstellung von hochwertigem Geschirr und Einrichtungsgegenständen verwendet.

Anorganische Polymere

Sie haben anorg. Hauptketten und enthalten keine org. Seitenradikale. Die Hauptketten sind aus kovalenten oder ionisch-kovalenten Bindungen aufgebaut; in manchen N. p. kann die Kette der ionisch-kovalenten Bindungen durch einzelne Koordinatenverbindungen unterbrochen werden. Charakter. Strukturelles N. p. wird auf der gleichen Grundlage wie org durchgeführt. oder elementoorg. Polymere (vgl makromolekulare Verbindungen). Unter den natürlichen N. p. Naib. Reticulate, die Bestandteil der meisten Mineralien der Erdkruste sind, sind weit verbreitet. Viele von ihnen bilden eine Art Diamant oder Quarz. Die oberen Elemente sind in der Lage, lineare N. p. Reihen III-VI Gr. periodisch Systeme. Innerhalb von Gruppen nimmt die Fähigkeit der Elemente, homo- oder heteroatomare Ketten zu bilden, mit zunehmender Anzahl der Reihen stark ab. Halogene, wie in org. Polymere, spielen die Rolle von Kettenabbruchmitteln, obwohl ihre verschiedenen Kombinationen mit anderen Elementen Seitengruppen bilden können. Elemente VIII Gr. kann die Hauptkette eingeben und Koordinaten bilden. N. p. Letztere unterscheiden sich grundsätzlich von org. Koordinationspolymere, wo ist das koordinatensystem. Bindungen bilden nur eine Sekundärstruktur. Mn. oder Salze von Metallen unterschiedlicher Wertigkeit entsprechend makroskopisch. St. Sie sehen aus wie Mesh N. p.

Lange homoatomare Ketten (mit einem Polymerisationsgrad n >= 100) bilden nur die Elemente von VI gr.-S, Se und Te. Diese Ketten bestehen nur aus basischen Atomen und enthalten keine Seitengruppen, aber die elektronischen Strukturen der Kohlenstoffketten und der S-, Se- und Te-Ketten sind unterschiedlich. Linearer Kohlenstoff - Cumulene=C=C=C=C= ... und Auto-Tonne ChS = SCHS = MF... (vgl Kohlenstoff); außerdem bildet Kohlenstoff zweidimensionale bzw. dreidimensionale kovalente Kristalle. Graphit und Diamant. Schwefel und Tellur bilden Atomketten mit einfachen Bindungen und sehr hoch P. Sie haben die Natur eines Phasenübergangs, und der Temperaturbereich der Stabilität des Polymers hat eine verschmierte untere und gut definierte obere Grenze. Darunter und darüber sind diese Grenzen stabil bzw. zyklisch Oktamere und zweiatomige Moleküle.

DR. Elemente, sogar die nächsten Nachbarn von Kohlenstoff auf dem Psriodikum. System-B und Si, sind nicht mehr in der Lage, homoatomare Ketten oder zyklische zu bilden. Oligomere mit n >= 20 (unabhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Seitengruppen). Dies liegt daran, dass nur Kohlenstoffatome rein kovalente Bindungen miteinander eingehen können. Aus diesem Grund sind binäre Heteroketten vom N. p.-Typ [HMCHLCH] häufiger n(siehe Tabelle), wobei die M- und L-Atome ionisch-kovalente Bindungen miteinander eingehen. Im Prinzip müssen heterokettige lineare N. p. nicht binär sein: ein sich regelmäßig wiederholender Abschnitt der Kette kann es sein. gebildet durch komplexere Kombinationen von Atomen. Der Einschluss von Metallatomen in die Hauptkette destabilisiert die lineare Struktur und reduziert u stark.

KOMBINATIONEN VON ELEMENTEN, DIE BINÄR BILDEN HETEROCHAIN ​​​​​INORGANISCHE POLYMERE TYP [HHHLH] n(GEKENNZEICHNET MIT A + ZEICHEN)

* Formulare auch inorg. Polymere der Zusammensetzung [HHFR] n.

Die Merkmale der elektronischen Struktur der Hauptketten von Homoketten-N. p. machen sie sehr anfällig für Angriffe durch Nucleophile. oder elektrof. Agenten. Allein aus diesem Grund sind Ketten, die als eine Komponente L oder andere benachbart dazu periodisch enthalten, relativ stabiler. System. Aber auch diese Ketten brauchen meist eine Stabilisierung, um in der Natur paradiesisch zu sein. N. Der Artikel ist mit der Bildung von Netzstrukturen und mit sehr starkem Meschmol verbunden. Interaktion Seitengruppen (einschließlich der Bildung von Salzbrücken), wodurch die meisten sogar linearen N.-Elemente unlöslich und makroskopisch sind. St. Sie sind ähnlich Mesh N. p.

Praktisch von Interesse sind lineare N. p., To-Roggen in der größten. Grade sind organischen ähnlich - sie können in der gleichen Phase, Aggregations- oder Entspannungszuständen existieren, ähnliche Spitzen bilden. Strukturen usw. Solche N.-Elemente können hitzebeständige Gummis, Gläser, faserbildende usw. sein und weisen auch eine Reihe von St. auf, die nicht mehr in org. Polymere. Diese beinhalten Polyphosphazene, polymere Schwefeloxide (mit verschiedenen Seitengruppen), Phosphate,. Einige Kombinationen von M und L bilden Ketten, die keine Analoga unter org haben. Polymere zum Beispiel. mit breitem Leitungsband und . Hat ein breites Leitungsband, mit einer gut entwickelten Wohnung oder Räumen. Struktur. Ein gewöhnlicher Supraleiter bei t-re nahe 0 K ist ein Polymer [HSNCh] X; bei erhöhten Temperaturen verliert es die Supraleitfähigkeit, behält aber Halbleitereigenschaften. Hochtemperatur-supraleitende Nanopulver müssen die Struktur von Keramiken haben, d. h. in ihrer Zusammensetzung (in Seitengruppen) zwangsläufig Sauerstoff enthalten.

Die Verarbeitung von Nanopartikeln zu Gläsern, Fasern, Keramiken etc. erfordert ein Aufschmelzen, das in der Regel mit einer reversiblen Depolymerisation einhergeht. Daher werden üblicherweise modifizierende verwendet, die es ermöglichen, mäßig verzweigte Strukturen in Schmelzen zu stabilisieren.

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Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was "ANORGANISCHE POLYMERE" ist:

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Polymere, deren Moleküle anorganisch sind. CH. Ketten und enthalten keine organischen. Seitenreste (Rahmengruppen). In der Natur sind dreidimensionale retikulierte NP weit verbreitet, die in Form von Mineralien Bestandteil der Erdkruste sind (z. B. Quarz). BEIM… … Naturwissenschaft. Enzyklopädisches Wörterbuch

- (von poly ... und griech. meros share part), Substanzen, deren Moleküle (Makromoleküle) aus einer großen Zahl sich wiederholender Einheiten bestehen; Das Molekulargewicht von Polymeren kann von einigen Tausend bis zu vielen Millionen variieren. Polymere entstehen... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Ov; pl. (Einheitspolymer, a; m.). [aus dem Griechischen. Polys zahlreich und meros Anteil, Teil] Makromolekular Chemische Komponenten, bestehend aus homogenen, sich wiederholenden Atomgruppen, die in der modernen Technologie weit verbreitet sind. Natürliche, synthetische P. ... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

- (aus dem Griechischen Polymere bestehend aus vielen Teilen, vielfältig) chemische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (von mehreren Tausend bis zu vielen Millionen), deren Moleküle (Makromoleküle (siehe Makromolekül)) aus einer großen Anzahl bestehen ... .. . Große sowjetische Enzyklopädie

BEIM moderne Welt Es gibt praktisch niemanden, der nicht zumindest eine Ahnung von Polymeren hätte. Polymere gehen zusammen mit einem Menschen durchs Leben und machen sein Leben immer bequemer und komfortabler. Bei der Erwähnung von Polymeren werden die ersten Assoziationen zu synthetischen organischen Substanzen sein, da diese stärker sichtbar sind. Natürliche Polymere – natürliche organische Substanzen – treten in der assoziativen Wahrnehmung eines Menschen in der assoziativen Wahrnehmung eines Menschen in den Hintergrund, obwohl es mehr davon in der Welt um uns herum gibt. Sie umgeben uns immer, aber niemand denkt über die Art des Ursprungs von Flora und Fauna nach. Zellulose, Stärke, Lignin, Kautschuk, Proteine ​​und Nukleinsäuren sind die Hauptmaterialien, aus denen die Natur das Tier um uns herum und geschaffen hat Flora. Und absolut niemand wird als Polymere wahrnehmen Edelsteine, Graphit, Glimmer, Sand und Ton, Glas und Zement. Dennoch hat die Wissenschaft die Tatsache der Polymerstruktur vieler anorganischer Verbindungen festgestellt, einschließlich der oben aufgeführten. Polymere bestehen aus Makromolekülen. Bei der Bildung von Polymeren werden eine Vielzahl von Atomen oder Atomgruppen durch chemische Bindungen – kovalent oder koordinativ – miteinander verknüpft. Polymermakromoleküle enthalten zehn, hundert, tausend oder zehntausend Atome oder sich wiederholende Elementareinheiten. Informationen über die Polymerstruktur wurden durch Untersuchung der Eigenschaften von Lösungen, der Kristallstruktur, mechanischer und physikalischer Art erhalten chemische Eigenschaften anorganische Substanzen. Zur Unterstützung des oben Gesagten sei angemerkt, dass es eine ausreichende Anzahl gibt Wissenschaftliche Literatur, was die Tatsache der Polymerstruktur einiger anorganischer Substanzen bestätigt.

Es wäre logisch zu bemerken: Warum gibt es so viele Informationen über synthetische organische Polymere und so wenig über anorganische? Wenn es anorganische polymere Stoffe gibt, was genau sind sie und wo werden sie verwendet? Mehrere Beispiele für anorganische Polymere wurden oben angegeben. Dies sind bekannte Substanzen, die jeder kennt, aber nur wenige wissen, dass diese Substanzen als Polymere eingestuft werden können. Im Großen und Ganzen ist es dem Laien egal, ob Graphit auf Polymere zurückgeführt werden kann oder nicht, was Edelsteinen, für jemanden vielleicht sogar anstößig, gleichzusetzen ist teurer Schmuck mit billigem Plastikschmuck. Wenn es jedoch Grund gibt, einige anorganische Substanzen Polymere zu nennen, warum nicht darüber sprechen? Betrachten Sie einige Vertreter solcher Materialien, lassen Sie uns näher auf die interessantesten eingehen.
Die Synthese von anorganischen Polymeren erfordert meistens sehr reine Ausgangsmaterialien sowie hohe Temperaturen und Drücke. Die Hauptwege, um sie zu erhalten, sowie organische Polymere, sind Polymerisation, Polykondensation und Polykoordination. Zu den einfachsten anorganischen Polymeren gehören Homokettenverbindungen, die aus Ketten oder Gerüsten bestehen, die aus identischen Atomen aufgebaut sind. Neben dem bekannten Kohlenstoff, dem Hauptelement, das am Aufbau fast aller organischen Polymere beteiligt ist, können auch andere Elemente am Aufbau von Makromolekülen beteiligt sein. Zu diesen Elementen gehören Bor aus der dritten Gruppe, Silizium, Germanium und Zinn aus der vierten Gruppe, zu der auch Kohlenstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Wismut aus der fünften Gruppe gehören, Schwefel, Tellur, Selen aus der sechsten. Grundsätzlich werden aus diesen Elementen gewonnene Homokettenpolymere in der Elektronik und Optik eingesetzt. Die Elektronikindustrie entwickelt sich in einem sehr hohen Tempo und die Nachfrage nach synthetischen Quarzen übersteigt schon lange das Angebot. Besonders hervorzuheben sind jedoch Kohlenstoff und anorganische Polymere, die auf seiner Basis erhalten werden: Diamant und Graphit. Graphit, bekannter Stoff, die in verschiedenen Branchen Anwendung gefunden hat. Graphit wird zur Herstellung von Stiften, Elektroden, Tiegeln, Farben, Schmiermitteln verwendet. Tausende Tonnen Graphit werden aufgrund seiner Eigenschaften, Neutronen zu verlangsamen, für die Nuklearindustrie benötigt. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die interessante Vertreter anorganische Polymere - Edelsteine.
Die interessantesten, anspruchsvollsten, von Frauen geliebten Vertreterinnen anorganischer Polymere sind Diamanten. Diamanten sind sehr teure Mineralien, die auch auf anorganische Polymere zurückzuführen sind und von fünf großen Unternehmen in der Natur abgebaut werden: DeBeers, Alrosa, Leviev, BHPBilliton, RioTinto. Es war DeBeers, der den Ruf dieser Steine ​​begründete. Geschicktes Marketing läuft auf den Slogan „es ist für immer“ hinaus. DeBeers hat diesen Stein zu einem Symbol für Liebe, Wohlstand, Macht und Erfolg gemacht. Eine interessante Tatsache ist, dass Diamanten in der Natur ziemlich häufig vorkommen, wie Saphire und Rubine, seltenere Mineralien, aber sie werden niedriger bewertet als Diamanten. Das Interessanteste ist die Situation, die sich auf dem Markt für natürliche Diamanten entwickelt hat. Tatsache ist, dass es Technologien gibt, die es ermöglichen, synthetische Diamanten zu erhalten. 1954 erfand die Forscherin von General Electric, Tracy Hall, einen Apparat, der es ermöglichte, Diamantkristalle aus Eisensulfid bei einem Druck von 100.000 Atmosphären und einer Temperatur von über 2500 °C zu gewinnen. Die Qualität dieser Steine ​​war aus Schmucksicht nicht hoch, aber die Härte war die gleiche wie die eines Natursteins. Halls Erfindung wurde verbessert, und 1960 schuf General Electric eine Fabrik, die Diamanten in Edelsteinqualität produzieren konnte. Der negative Punkt war, dass der Preis für synthetische Steine ​​höher war als für natürliche.
Derzeit gibt es zwei Technologien für die Synthese von Diamanten. HPHT-Technologie (Hochdruck/Hochtemperatur) - Synthese von Diamanten in Kombination von Hochdruck und Hochtemperatur. CVD-Technologie (chemische Gasphasenabscheidung) - die Technologie der chemischen Gasphasenabscheidung gilt als fortschrittlicher und ermöglicht es Ihnen, einen Diamanten zu züchten, als ob Sie die natürlichen Bedingungen seines Wachstums simulieren würden. Beide Technologien haben Vor- und Nachteile. Kampagnen, die sie verwenden, lösen die Mängel der Technologie, indem sie ihre eigenen Erfindungen und Entwicklungen anwenden. Beispielsweise gelang es einer Gruppe sowjetischer Wissenschaftler aus Nowosibirsk bereits 1989, den Fusionsdruck auf 60.000 Atmosphären zu reduzieren. Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion wurden die Entwicklungen auf dem Gebiet der Diamantsynthese nicht gestoppt, dank vieler ausländischer Investoren, die an einer Technologie zur billigen Synthese hochwertiger Edelsteine ​​interessiert waren. Zum Beispiel finanzierte DeBeers die Arbeit einiger Wissenschaftler, um die Gelegenheit zur Kontrolle des Marktes nicht zu verpassen. Einige Privatunternehmer haben Diamantsyntheseanlagen in Russland gekauft, zum Beispiel begann das heute florierende amerikanische Unternehmen Gemesis 1996 mit dem Kauf einer Diamantenzuchtanlage in Russland für 60.000 US-Dollar. Jetzt produziert und verkauft "Gemesis" Diamanten in seltenen Farben: gelb und blau, und der Preisunterschied zwischen diesen und genau denselben Natursteinen beträgt 75%.

Sonstiges Großunternehmen, das Diamanten synthetisiert - "Apollo Diamond", verbessert die HPHT-Technologie, indem die Synthese von Steinen in einer gasförmigen Atmosphäre einer bestimmten Zusammensetzung durchgeführt wird (Technologie-Symbiose von HPHT und CVD). Diese Methode bringt "Apollo Diamond" auf den Markt der Schmucksteine, während die Qualität der mit dieser Technologie gezüchteten synthetischen Diamanten sehr hoch ist. Gemmatologen finden es immer schwieriger, synthetische Steine ​​von natürlichen zu unterscheiden. Dies erfordert einen Komplex von Analysen auf einer ziemlich komplexen und teuren Ausrüstung. Synthetische Edelsteindiamanten von Apollo Diamond sind durch Standardanalysemethoden praktisch nicht von natürlichen Mineralien zu unterscheiden.

Die weltweite Diamantenproduktion beträgt jetzt 115 Millionen Karat oder 23 Tonnen pro Jahr. Theoretisch könnte dieser gigantische Markt zusammenbrechen und der Ruf von Diamanten als Edelsteine ​​für immer verloren sein. Monopolfirmen investieren, um die Situation zu stabilisieren und den Markt zu kontrollieren. Beispielsweise werden teure Marketingkampagnen durchgeführt, Patente für Technologien zur Herstellung von künstlichen Diamanten aufgekauft, damit diese Technologien niemals eingeführt werden, Zertifikate und Qualitätspässe für Markendiamanten ausgestellt, die ihre natürliche Herkunft bestätigen. Aber wird dies den Fortschritt der Fusionstechnologie aufhalten?

Apropos Diamanten, wir sind auf die Brillanz von Edelsteinen in der Schmuckindustrie abgeschweift, aber auch Industriesteine ​​sollten erwähnt werden. In diesem Fall arbeiten die meisten Unternehmen, die an der Kultivierung von Diamanten beteiligt sind, hauptsächlich für die Bedürfnisse der elektronischen und optischen Industrie. Der Industriesteinmarkt ist vielleicht nicht so faszinierend wie der Schmuckmarkt, aber er ist dennoch riesig. So ist beispielsweise das Haupteinkommen von „Apollo Diamond“ die Synthese dünner Diamantscheiben für Halbleiter. Übrigens kann jetzt eine Anlage zur Synthese von Diamanten mit einer Kapazität von etwa 200 kg Diamanten pro Monat für 30.000 Dollar gekauft werden.

Ein weiterer Vertreter der Edelsteine ​​ist der Rubin. Der erste synthetische Rubin wurde 1902 geboren. Es wurde von dem französischen Ingenieur Verneuil durch Schmelzen des Pulvers aus Aluminiumoxid und Chrom synthetisiert, das dann zu einem Sechs-Gramm-Rubin kristallisierte. Diese Einfachheit der Synthese ermöglichte eine relativ schnelle Entwicklung industrielle Produktion Rubine auf der ganzen Welt. Dieser Stein ist sehr gefragt. Jährlich werden weltweit etwa 5 Tonnen Rubine abgebaut, und der Marktbedarf beträgt Hunderte von Tonnen. Rubine werden von der Uhrenindustrie benötigt, sie werden bei der Herstellung von Lasern benötigt. Die von Verneuil vorgeschlagene Technologie lieferte später die Voraussetzungen für die Synthese von Saphiren und Granaten. Die meisten große Produktionen Künstliche Rubine findet man in Frankreich, der Schweiz, Deutschland, Großbritannien und den USA. Das ist die Ökonomie der Produktion. Der Löwenanteil der Kosten entfällt auf die Energiekosten. Gleichzeitig betragen die Kosten für die Synthese eines Kilogramms Rubine 60 US-Dollar und die Kosten für ein Kilogramm Saphire 200 US-Dollar. Die Rentabilität eines solchen Geschäfts ist sehr hoch, da der Einkaufspreis für Kristalle mindestens doppelt so hoch ist. Hier sollten eine Reihe von Faktoren berücksichtigt werden, wie z. B. die Tatsache, dass je größer der gezüchtete Einkristall ist, desto niedriger seine Kosten sind, auch bei der Herstellung von Produkten aus Kristallen wird ihr Preis viel höher sein als der Preis von verkauften Kristallen (zum Beispiel die Herstellung und der Verkauf von Brillen). Was die Ausrüstung betrifft, so kosten russische Anlagen zur Kristallzüchtung etwa 50.000 Dollar, westliche Anlagen sind um eine Größenordnung teurer, während die Amortisationszeit für eine organisierte Produktion im Durchschnitt zwei Jahre beträgt. Wie bereits erwähnt, ist der Bedarf des Marktes an synthetischen Kristallen enorm. Sehr gefragt sind zum Beispiel Saphirgläser. Jedes Jahr werden weltweit etwa tausend Tonnen Saphire synthetisiert. Der jährliche Produktionsbedarf erreicht eine Million Tonnen!
Smaragde werden ausschließlich für die Bedürfnisse der Schmuckindustrie synthetisiert. Im Gegensatz zu anderen Kristallen wird Smaragd nicht aus einer Schmelze, sondern aus einer Lösung von Borsäure bei einer Temperatur von 400 ° C und einem Druck von 500 Atmosphären in einer Hydrothermalkammer gewonnen. Es ist merkwürdig, dass die Gewinnung von Naturstein nur 500 Kilogramm pro Jahr beträgt. Synthetische Smaragde der Welt werden auch auf andere Weise hergestellt in großen Zahlen, wie andere Kristalle, etwa eine Tonne pro Jahr. Tatsache ist, dass die Technologie zur Synthese von Smaragden ineffizient ist, aber die Rentabilität einer solchen Produktion am besten ist. Bei der Herstellung von etwa 5 Kilogramm Kristallen pro Monat zu einem Preis von 200 USD pro Kilogramm entspricht der Verkaufspreis von synthetischen Smaragden fast dem Preis von natürlichen. Die Kosten für die Anlage zur Synthese von Smaragden betragen etwa 10.000 Dollar.
Aber der beliebteste synthetische Kristall ist Silizium. Vielleicht wird er jedem Edelstein eine Chance geben. Derzeit nimmt Silizium 80 % des Gesamtmarktes für synthetische Kristalle ein. Aufgrund der rasanten Entwicklung von Hochtechnologien herrscht auf dem Markt eine Siliziumknappheit. Derzeit liegt die Rentabilität der Siliziumproduktion bei über 100 %. Der Preis für ein Kilogramm Silizium beträgt etwa 100 US-Dollar pro Kilogramm, während die Synthesekosten 25 US-Dollar erreichen.

Als Halbleiter wird hochreines Silizium verwendet. Seine Kristalle werden zur Herstellung von Solarzellen mit hohem Koeffizienten verwendet nützliche Aktion. Silizium kann wie Kohlenstoff lange Molekülketten aus seinen Atomen bilden. Auf diese Weise werden Silane und Kautschuke erhalten, die erstaunliche Eigenschaften haben. Vor einigen Jahren war die ganze Welt begeistert von dem Bericht über die Experimente des amerikanischen Ingenieurs Walter Robbs, dem es gelang, einen Film aus Silikonkautschuk mit einer Dicke von 0,0025 Zentimetern herzustellen. Mit diesem Gummi bedeckte er den Käfig, in dem der Hamster lebte, und senkte den Hamster in das Aquarium. Mehrere Stunden lang atmete der weltweit erste U-Boot-Hamster in Wasser gelösten Sauerstoff ein und war gleichzeitig wachsam, zeigte keine Anzeichen von Angst. Es stellt sich heraus, dass der Film die Rolle einer Membran spielt, die die gleichen Funktionen erfüllt wie die Kiemen bei Fischen. Der Film lässt Moleküle des Gases des Lebens hinein, während Kohlendioxid durch den Film herausgedrückt wird. Eine solche Entdeckung ermöglicht es, das menschliche Leben unter Wasser zu organisieren, indem Flaschen mit Atemmischung und Sauerstoffgeneratoren beiseite geschoben werden.

Silizium wird in drei Arten hergestellt: metallurgisches Silizium (MG), Silizium für die Elektronikindustrie (EG) und Silizium für die Produktion Solarplatten(SG). Angesichts einer Reihe von Energiekrisen werden alternative Energieerzeugungstechnologien intensiv eingeführt. Dazu gehört die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie, also die Nutzung von Solaranlagen, die durch Sonnenkollektoren gespeist werden. Silizium ist ein wichtiger Bestandteil von Solarzellen. In der Ukraine wurde im Titan- und Magnesiumwerk Zaporizhia Silizium für Solarbatterien hergestellt. Unter der Sowjetunion produzierte dieses Unternehmen 200 Tonnen Silizium bei einem unionsweiten Produktionsvolumen von 300 Tonnen. Der Autor weiß nichts über den Stand der Dinge bei der Produktion von Silizium in Zaporozhye. Die Kosten für die Organisation einer modernen Produktion von polykristallinem Silizium für die Bedürfnisse der Energiewirtschaft mit einer Kapazität von 1000 Tonnen pro Jahr betragen etwa 56 Millionen Dollar. Die Synthese von Silizium für unterschiedliche Bedarfe weltweit nimmt in Bezug auf die Nachfrage den ersten Platz ein und wird diese Position noch lange halten.

In dem Artikel haben wir nur einige Vertreter anorganischer Polymere betrachtet. Vielleicht wurden viele der oben beschriebenen Dinge für jemanden mit Überraschung und echtem Interesse aufgenommen. Jemand hat das Konzept des Steins der Weisen neu betrachtet, wenn nicht Gold, aber Edelsteine ​​aus unscheinbaren Metalloxiden und anderen unauffälligen Substanzen erhalten werden können. Wir hoffen, der Artikel hat zum Nachdenken angeregt und den Leser zumindest mit interessanten Fakten unterhalten.

Anorganische Polymere

• Anorganische Polymere- Polymere, die keine C-C-Bindungen in der sich wiederholenden Verknüpfung enthalten, aber in der Lage sind, einen organischen Rest als Seitensubstituenten zu enthalten.

Klassifizierung von Polymeren

1. Homokettenpolymere

Kohlenstoff und Chalkogene (plastische Modifikation von Schwefel).

Mineralfaser Asbest

Eigenschaften von Asbest

• Asbest(griechisch ἄσβεστος, – unverwüstlich) – Sammelbezeichnung für eine Gruppe feinfaseriger Mineralien aus der Klasse der Silikate. Bestehen aus feinsten flexiblen Fasern.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - Formel

• Die zwei Hauptarten von Asbest sind Serpentin-Asbest (Chrysotil-Asbest oder weißer Asbest) und Amphibol-Asbest.

Chemische Zusammensetzung

• Der chemischen Zusammensetzung nach handelt es sich bei Asbest um wasserhaltige Silikate aus Magnesium, Eisen, teilweise Calcium und Natrium. Zur Klasse der Chrysotilasbeste gehören folgende Stoffe:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3Н2О

Sicherheit

• Asbest ist praktisch inert und löst sich nicht in Körperflüssigkeiten, hat aber eine merkliche krebserzeugende Wirkung. Menschen, die in der Gewinnung und Verarbeitung von Asbest beschäftigt sind, erkranken um ein Vielfaches häufiger an Tumoren als die allgemeine Bevölkerung. Verursacht am häufigsten Lungenkrebs, Tumore des Bauchfells, des Magens und der Gebärmutter.

• Basierend auf den Ergebnissen umfassender wissenschaftlicher Studien zu Karzinogenen hat die Internationale Agentur für Krebsforschung Asbest in die erste, gefährlichste Kategorie der Liste der Karzinogene eingestuft.

Asbest Anwendung

• Herstellung von feuerfesten Stoffen (ua zum Schneidern von Feuerwehranzügen).

• Im Bauwesen (als Bestandteil von Asbest-Zement-Mischungen zur Herstellung von Rohren und Schiefer).

• An Stellen, an denen es erforderlich ist, die Wirkung von Säuren zu reduzieren.

Die Rolle anorganischer Polymere bei der Bildung der Lithosphäre

Lithosphäre

• Lithosphäre- feste Hülle der Erde. Sie besteht aus der Erdkruste und dem oberen Teil des Erdmantels bis hin zur Asthenosphäre.

Die Lithosphäre unter Ozeanen und Kontinenten ist sehr unterschiedlich. Die Lithosphäre unter den Kontinenten besteht aus Sediment-, Granit- und Basaltschichten mit einer Gesamtmächtigkeit von bis zu 80 km. Die Lithosphäre unter den Ozeanen hat viele Stadien des teilweisen Schmelzens infolge der Bildung der ozeanischen Kruste durchlaufen, sie ist stark an niedrigschmelzenden seltenen Elementen erschöpft, besteht hauptsächlich aus Duniten und Harzburgiten, ihre Dicke beträgt 5-10 km und die Granitschicht fehlt vollständig.

Chemische Zusammensetzung

Die Hauptbestandteile der Erdkruste und des Oberflächenbodens des Mondes sind Oxide von Si und Al und ihre Derivate. Diese Schlussfolgerung kann auf der Grundlage bestehender Vorstellungen über das Vorkommen von Basaltgesteinen gezogen werden. Die Hauptsubstanz der Erdkruste ist Magma – eine flüssige Gesteinsform, die zusammen mit geschmolzenen Mineralien eine beträchtliche Menge an Gasen enthält. Beim Erreichen der Oberfläche bildet Magma Lava, die sich verfestigt und Basaltgestein bildet. Der chemische Hauptbestandteil von Lava ist Kieselsäure oder Siliziumdioxid, SiO2. Bei hohen Temperaturen können Siliziumatome jedoch leicht durch andere Atome wie Aluminium ersetzt werden, wodurch verschiedene Arten von Alumosilikaten gebildet werden. Im Allgemeinen ist die Lithosphäre eine Silikatmatrix mit Einschlüssen anderer Substanzen, die als Ergebnis physikalischer und chemischer Prozesse entstanden sind, die in der Vergangenheit unter Bedingungen hoher Temperatur und hohen Drucks stattfanden. Sowohl die Silikatmatrix selbst als auch die darin enthaltenen Einschlüsse enthalten überwiegend Substanzen in polymerer Form, also heterokettige anorganische Polymere.

Granit

• Granit - saures Eruptivgestein. Besteht aus Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat und Glimmer - Biotit und Muskovit. Granite sind in der kontinentalen Kruste sehr weit verbreitet.

Die größten Volumina Granite entstehen in Kollisionszonen, in denen zwei Kontinentalplatten aufeinanderprallen und die kontinentale Kruste dicker wird. Nach Ansicht einiger Forscher bildet sich in der verdickten Kollisionskruste auf der Ebene der mittleren Kruste (Tiefe 10-20 km) eine ganze Schicht Granitschmelze. Darüber hinaus ist granitischer Magmatismus charakteristisch für aktive Kontinentränder und in geringerem Maße für Inselbögen.

• Die mineralische Zusammensetzung von Granit:

• Feldspäte - 60-65%;

• Quarz - 25-30%;

• dunkel gefärbte Mineralien (Biotit, selten Hornblende) - 5-10%.

Basalt

• Mineralische Zusammensetzung. Die Grundmasse besteht aus Plagioklas-, Klinopyroxen-, Magnetit- oder Titanomagnetit-Mikrolithen sowie vulkanischem Glas. Das häufigste Begleitmineral ist Apatit.

• Chemische Zusammensetzung. Der Gehalt an Kieselsäure (SiO2) reicht von 45 bis 52-53%, die Menge an alkalischen Oxiden Na2O + K2O beträgt bis zu 5%, in alkalischen Basalten bis zu 7%. Andere Oxide können wie folgt verteilt sein: TiO2 = 1,8–2,3 %; Al2O3 = 14,5–17,9 %; Fe2O3 = 2,8-5,1 %; FeO = 7,3–8,1 %; MnO = 0,1–0,2 %; MgO = 7,1–9,3 %; CaO = 9,1–10,1 %; P2O5 = 0,2–0,5 %;

Quarz (Silizium(IV)-oxid, Kieselerde)

Formel: SiO2

• Formel: SiO2

• Farbe: farblos, weiß, lila, grau, gelb, braun

• Strichfarbe: Weiß

• Scheinen: glasig, in kontinuierlichen Massen manchmal schmierig

• Dichte: 2,6-2,65 g/cm³

• Härte: 7

Chemische Eigenschaften

Korund (Al2O3, Aluminiumoxid)

Formel: Al2O3

• Formel: Al2O3

• Farbe: blau, rot, gelb, braun, grau

• Strichfarbe: Weiß

• Scheinen: Glas

• Dichte: 3,9-4,1 g/cm³

• Härte: 9

Tellur

Kettenstruktur von Tellur

• Kristalle sind sechseckig, die Atome in ihnen bilden spiralförmige Ketten und sind durch kovalente Bindungen mit ihren nächsten Nachbarn verbunden. Daher kann elementares Tellur als anorganisches Polymer angesehen werden. Kristallines Tellur zeichnet sich durch einen metallischen Glanz aus, obwohl es vom Komplex der chemischen Eigenschaften her eher den Nichtmetallen zuzuordnen ist.

Tellur-Anwendungen

• Herstellung von Halbleitermaterialien

• Gummiproduktion

• Hochtemperatur-Supraleitung

Selen

Selenkettenstruktur

Schwarz Grau Rot

graues Selen

Graues Selen (manchmal auch metallisches Selen genannt) hat Kristalle des hexagonalen Systems. Sein Elementargitter lässt sich als etwas deformierter Würfel darstellen. Alle seine Atome sind sozusagen an spiralförmigen Ketten aufgereiht, und die Abstände zwischen benachbarten Atomen in einer Kette sind ungefähr anderthalbmal kleiner als der Abstand zwischen den Ketten. Daher werden elementare Würfel verzerrt.

Anwendungen von grauem Selen

• Gewöhnliches graues Selen hat Halbleitereigenschaften, es ist ein Halbleiter vom p-Typ, d.h. Die Leitfähigkeit darin wird hauptsächlich nicht durch Elektronen, sondern durch "Löcher" erzeugt.

• Eine weitere praktisch sehr wichtige Eigenschaft des Selen-Halbleiters ist seine Fähigkeit, die elektrische Leitfähigkeit unter Lichteinwirkung stark zu erhöhen. Die Wirkung von Selen-Fotozellen und vielen anderen Geräten basiert auf dieser Eigenschaft.

rotes Selen

• Rotes Selen ist eine weniger stabile amorphe Modifikation.

• Ein Polymer mit einer Kettenstruktur, aber einer leicht geordneten Struktur. Im Temperaturbereich von 70-90°C nimmt es gummiartige Eigenschaften an und geht in einen hochelastischen Zustand über.

• Es hat keinen bestimmten Schmelzpunkt.

• Rotes amorphes Selen Wenn die Temperatur steigt (-55°C), beginnt es sich in graues hexagonales Selen umzuwandeln

Schwefel

Strukturelle Eigenschaften

• Die plastische Modifikation des Schwefels wird durch helikale Ketten von Schwefelatomen mit linker und rechter Rotationsachse gebildet. Diese Ketten sind verdreht und in eine Richtung gedehnt.

• Plastischer Schwefel ist instabil und wandelt sich spontan in rhombisch um.

Gewinnung von Kunststoffschwefel

Schwefelanwendung

• Gewinnung von Schwefelsäure;

• In der Papierindustrie;

• in der Landwirtschaft (zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten, hauptsächlich Trauben und Baumwolle);

• bei der Herstellung von Farbstoffen und Leuchtmassen;

• um schwarzes (Jagd-) Schießpulver zu erhalten;

• bei der Herstellung von Streichhölzern;

• Salben und Puder zur Behandlung bestimmter Hautkrankheiten.

Allotrope Modifikationen von Kohlenstoff

Vergleichende Eigenschaften

Anwendung allotroper Kohlenstoffmodifikationen

• Diamant - in der Industrie: Er wird zur Herstellung von Messern, Bohrern und Schneidwerkzeugen verwendet; im Schmuckgeschäft. Die Perspektive ist die Entwicklung von Mikroelektronik auf Diamantsubstraten.

• Graphit - zur Herstellung von Schmelztiegeln, Elektroden; Kunststoff-Füller; Neutronenmoderator in Kernreaktoren; Bestandteil der Zusammensetzung zur Herstellung von Kernen für schwarze Graphitstifte (gemischt mit Kaolin)