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Classificação por método de produção (origem)

Classificação de inflamabilidade

Classificação por comportamento quando aquecido

Classificação dos polímeros de acordo com a estrutura das macromoléculas

CLASSIFICAÇÃO DE POLÍMEROS

Síntese de polímeros.

Um polímero é uma substância química que possui um grande peso molecular e consiste em um grande número de fragmentos que se repetem periodicamente, ligados por ligações químicas. Esses fragmentos são chamados de unidades elementares.

Assim, as características dos polímeros são as seguintes: 1. Peso molecular muito elevado (dezenas e centenas de milhares). 2. Estrutura da cadeia de moléculas (geralmente ligações simples).

Deve-se notar que os polímeros hoje competem com sucesso com todos os outros materiais utilizados pela humanidade desde os tempos antigos.

Aplicação de polímeros:

Polímeros para fins biológicos e médicos

Materiais de troca iônica e eletrônica

Plásticos resistentes ao calor e ao calor

Isoladores

Materiais de construção e estruturais

Surfactantes e materiais resistentes a ambientes agressivos.

A rápida expansão da produção de polímeros fez com que o risco de incêndio (e todos eles queimam melhor que a madeira) se tornasse um desastre nacional para muitos países. Quando queimam e se decompõem, formam-se diversas substâncias, principalmente tóxicas para os seres humanos. Conhecer as propriedades perigosas das substâncias resultantes é necessário para combatê-las com sucesso.

Classificação dos polímeros de acordo com a composição da cadeia principal de macromoléculas (mais comum):

EU. DIU de cadeia de carbono - as principais cadeias poliméricas são construídas apenas a partir de átomos de carbono

II. BMCs de heterocadeia - as principais cadeias poliméricas, além dos átomos de carbono, contêm heteroátomos (oxigênio, nitrogênio, fósforo, enxofre, etc.)

III. Compostos poliméricos de organoelementos - as cadeias principais de macromoléculas contêm elementos que não fazem parte de compostos orgânicos naturais (Si, Al, Ti, B, Pb, Sb, Sn, etc.)

Cada aula é dividida em grupos separados dependendo da estrutura da cadeia, da presença de ligações, do número e da natureza dos substituintes e das cadeias laterais. Os compostos de heterocadeia são classificados, além disso, levando em consideração a natureza e o número de heteroátomos, e os polímeros de organoelementos - dependendo da combinação de unidades de hidrocarbonetos com átomos de silício, titânio, alumínio, etc.

a) polímeros com cadeias saturadas: polipropileno – [-CH 2 -CH-] n,

polietileno – [-CH 2 -CH 2 -] n; Capítulo 3

b) polímeros com cadeias insaturadas: polibutadieno – [-CH 2 -CH=CH-CH 2 -] n;

c) polímeros substituídos por halogênio: Teflon - [-CF 2 -CF 2 -] n, PVC - [-CH 2 -CHCl-] n;

d) álcoois poliméricos: álcool polivinílico – [-CH 2 -CH-] n;

e) polímeros de derivados de álcool: acetato de polivinila – [-CH 2 -CH-] n;

f) aldeídos e cetonas poliméricos: poliacroleína – [-CH 2 -CH-] n;

g) polímeros de ácidos carboxílicos: ácido poliacrílico – [-CH 2 -CH-] n;

h) nitrilas poliméricas: PAN – [-CH 2 -CH-] n;

i) polímeros de hidrocarbonetos aromáticos: poliestireno – [-CH 2 -CH-] n.

a) poliéteres: poliglicóis – [-CH 2 -CH 2 -O-] n;

b) poliésteres: tereftalato de polietilenoglicol –

[-O-CH 2 -CH 2 -O-C-C 6 H 4 -C-] n;

c) peróxidos poliméricos: peróxido de estireno polimérico – [-CH 2 -CH-O-O-] n;

2. Polímeros contendo átomos de nitrogênio na cadeia principal:

a) aminas poliméricas: polietilenodiamina – [-CH 2 –CH 2 –NH-] n;

b) amidas poliméricas: policaprolactama – [-NН-(СH 2) 5 -С-] n;

3. Polímeros contendo átomos de nitrogênio e oxigênio na cadeia principal - poliuretanos: [-С-NН-R-NN-С-О-R-О-] n;

4.Polímeros contendo átomos de enxofre na cadeia principal:

a) politioéteres [-(CH 2) 4 – S-] n;

b) politetrassulfetos [-(CH 2) 4 -S - S-] n;

5.Polímeros contendo átomos de fósforo na cadeia principal

por exemplo: Ó

[- P – O-CH 2 -CH 2 -O-] n ;

1. Compostos poliméricos de organossilício

a) compostos de polissilano R R

b) compostos de polissiloxano

[-Si-O-Si-O-]n;

c) compostos de policarbossilano

[-Si-(-C-) n -Si-(-C-) n -] n ;

d) compostos de policarbosiloxano

[-O-Si-O-(-C-)n-]n ;

2. Compostos poliméricos de organotitânio, por exemplo:

OC 4 H 9 OC ​​4 H 9

[-O – Ti – O – Ti-] n ;

OC 4 H 9 OC ​​4 H 9

3. Compostos poliméricos de organoalumínio, por exemplo:

[-O – Al – O – Al-] n ;

As macromoléculas podem ter uma estrutura tridimensional linear, ramificada e espacial.

Linear os polímeros consistem em macromoléculas com estrutura linear; tais macromoléculas são uma coleção de unidades monoméricas (-A-) conectadas em longas cadeias não ramificadas:

nA ® (…-A - A-…) m + (…- A - A -…) R + …., onde (…- A - A -…) são macromoléculas poliméricas com diferentes pesos moleculares.

Ramificado os polímeros são caracterizados pela presença de ramificações laterais nas cadeias principais das macromoléculas, mais curtas que a cadeia principal, mas também constituídas por unidades monoméricas repetidas:

…- A – A – A – A – A – A – A- …

Espacial polímeros com estrutura tridimensional são caracterizados pela presença de cadeias de macromoléculas interligadas por forças de valências básicas por meio de pontes cruzadas formadas por átomos (-B-) ou grupos de átomos, por exemplo unidades monoméricas (-A-)

Um – Um – Um – Um – Um – Um – Um –

Um – Um – Um – Um – Um – Um –

Um – Um – Um – Um – Um – Um -

Polímeros tridimensionais com ligações cruzadas frequentes são chamados de polímeros de rede. Para polímeros tridimensionais, o conceito de molécula perde o sentido, pois neles as moléculas individuais se conectam entre si em todas as direções, formando enormes macromoléculas.

termoplástico- polímeros de estrutura linear ou ramificada, cujas propriedades são reversíveis com repetidos aquecimentos e resfriamentos;

termoendurecível- alguns polímeros lineares e ramificados, cujas macromoléculas, quando aquecidas, como resultado das interações químicas que ocorrem entre elas, estão ligadas entre si; neste caso, estruturas de redes espaciais são formadas devido a fortes ligações químicas. Após o aquecimento, os polímeros termoendurecíveis geralmente se tornam infusíveis e insolúveis - ocorre um processo de endurecimento irreversível.

Esta classificação é muito aproximada, uma vez que a ignição e combustão dos materiais dependem não só da natureza do material, mas também da temperatura da fonte de ignição, das condições de ignição, da forma do produto ou estruturas, etc.

De acordo com esta classificação, os materiais poliméricos são divididos em inflamáveis, pouco inflamáveis ​​e não inflamáveis. Dos materiais combustíveis, distinguem-se os que são difíceis de inflamar e os que são difíceis de queimar são autoextinguíveis.

Exemplos de polímeros combustíveis: polietileno, poliestireno, polimetilmetacrilato, acetato de polivinila, resinas epóxi, celulose, etc.

Exemplos de polímeros resistentes ao fogo: PVC, Teflon, resinas de fenol-formaldeído, resinas de ureia-formaldeído.

Natural (proteínas, ácidos nucléicos, resinas naturais) (animal e

origem vegetal);

Sintético (polietileno, polipropileno, etc.);

Artificial (modificação química de polímeros naturais - éteres

celulose).

Inorgânico: quartzo, silicatos, diamante, grafite, corindo, carabina, carboneto de boro, etc.

Orgânicos: borrachas, celulose, amido, vidro orgânico e

Polímeros inorgânicos

• Polímeros inorgânicos- polímeros que não contêm ligações C-C na unidade de repetição, mas são capazes de conter um radical orgânico como substituintes laterais.

Classificação de polímeros

1. Polímeros homocadeia

Carbono e calcogênios (modificação plástica do enxofre).

Amianto de fibra mineral

Características do amianto

• Amianto(Grego ἄσβεστος, - indestrutível) é o nome coletivo de um grupo de minerais de fibras finas da classe dos silicatos. Consiste nas melhores fibras flexíveis.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - fórmula

• Os dois principais tipos de amianto são o amianto serpentino (amianto crisotila ou amianto branco) e o amianto anfibólio.

Composição química

• Em termos de composição química, o amianto são silicatos aquosos de magnésio, ferro e, parcialmente, cálcio e sódio. As seguintes substâncias pertencem à classe do amianto crisotila:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

Segurança

• O amianto é praticamente inerte e não se dissolve nos fluidos corporais, mas tem um efeito cancerígeno notável. As pessoas envolvidas na mineração e processamento de amianto têm várias vezes mais probabilidade de desenvolver tumores do que a população em geral. Na maioria das vezes causa câncer de pulmão, tumores de peritônio, estômago e útero.

• Com base nos resultados de pesquisas científicas abrangentes sobre agentes cancerígenos, a Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer classificou o amianto como um dos agentes cancerígenos mais perigosos da primeira categoria.

Aplicação de amianto

• Produção de tecidos resistentes ao fogo (inclusive para confecção de macacões para bombeiros).

• Na construção (como parte de misturas de cimento-amianto para produção de tubos e ardósia).

• Em locais onde é necessário reduzir a influência de ácidos.

O papel dos polímeros inorgânicos na formação da litosfera

Litosfera

• Litosfera- a casca dura da Terra. Consiste na crosta terrestre e na parte superior do manto, até a astenosfera.

A litosfera abaixo dos oceanos e continentes varia consideravelmente. A litosfera abaixo dos continentes consiste em camadas sedimentares, graníticas e basálticas com uma espessura total de até 80 km. A litosfera sob os oceanos passou por vários estágios de derretimento parcial como resultado da formação da crosta oceânica, está muito empobrecida em elementos raros fusíveis, consiste principalmente em dunitos e harzburgitos, sua espessura é de 5 a 10 km, e o granito camada está completamente ausente.

Composição química

Os principais componentes da crosta terrestre e do solo superficial da Lua são os óxidos de Si e Al e seus derivados. Esta conclusão pode ser feita com base nas ideias existentes sobre a prevalência de rochas basálticas. A substância primária da crosta terrestre é o magma - uma forma fluida de rocha que contém, junto com minerais fundidos, uma quantidade significativa de gases. Quando o magma atinge a superfície, forma lava, que se solidifica em rochas basálticas. O principal componente químico da lava é a sílica, ou dióxido de silício, SiO2. Porém, em altas temperaturas, os átomos de silício podem ser facilmente substituídos por outros átomos, como o alumínio, formando vários tipos de aluminossilicatos. Em geral, a litosfera é uma matriz de silicato com inclusão de outras substâncias formadas a partir de processos físicos e químicos ocorridos no passado em condições de alta temperatura e pressão. Tanto a própria matriz de silicato quanto as inclusões nela contidas contêm predominantemente substâncias na forma de polímero, ou seja, heterocadeias polímeros inorgânicos.

Granito

• Granito - rocha ígnea intrusiva silícica. É composto por quartzo, plagioclásio, feldspato potássico e micas - biotita e muscovita. Os granitos estão muito difundidos na crosta continental.

Maiores volumes os granitos são formados em zonas de colisão, onde duas placas continentais colidem e ocorre o espessamento da crosta continental. Segundo alguns pesquisadores, toda uma camada de granito fundido é formada na crosta de colisão espessada ao nível da crosta média (profundidade de 10 a 20 km). Além disso, o magmatismo granítico é característico das margens continentais ativas e, em menor extensão, dos arcos insulares.

• Composição mineral do granito:

• feldspatos - 60-65%;

• quartzo - 25-30%;

• minerais de cor escura (biotita, raramente hornblenda) - 5-10%.

Basalto

• Composição mineral. A massa principal é composta por micrólitos de plagioclásio, clinopiroxênio, magnetita ou titanomagnetita, além de vidro vulcânico. O mineral acessório mais comum é a apatita.

• Composição química. O teor de sílica (SiO2) varia de 45 a 52-53%, a soma de óxidos alcalinos Na2O+K2O até 5%, em basaltos alcalinos até 7%. Outros óxidos podem ser distribuídos da seguinte forma: 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%;

Quartzo (óxido de silício (IV), sílica)

Fórmula: SiO2

• Fórmula: SiO2

• Cor: incolor, branco, violeta, cinza, amarelo, marrom

• Cor da característica: branco

• Brilhar: vítreo, às vezes gorduroso em massas sólidas

• Densidade: 2,6-2,65g/cm³

• Dureza: 7

Propriedades quimicas

Corindo (Al2O3, alumina)

Fórmula: Al2O3

• Fórmula: Al2O3

• Cor: azul, vermelho, amarelo, marrom, cinza

• Cor da característica: branco

• Brilhar: vidro

• Densidade: 3,9-4,1g/cm³

• Dureza: 9

Telúrio

Estrutura da cadeia de telúrio

• Os cristais são hexagonais, os átomos neles formam cadeias helicoidais e estão conectados por ligações covalentes aos seus vizinhos mais próximos. Portanto, o telúrio elementar pode ser considerado um polímero inorgânico. O telúrio cristalino é caracterizado por um brilho metálico, embora devido ao seu complexo de propriedades químicas possa ser classificado como um não metal.

Aplicações de telúrio

• Produção de materiais semicondutores

• Produção de borracha

• Supercondutividade de alta temperatura

Selênio

Estrutura da cadeia de selênio

Preto Cinza Vermelho

Selênio cinza

O selênio cinza (às vezes chamado de metálico) possui cristais em um sistema hexagonal. Sua rede elementar pode ser representada como um cubo ligeiramente deformado. Todos os seus átomos parecem estar amarrados em cadeias em forma de espiral, e as distâncias entre os átomos vizinhos em uma cadeia são aproximadamente uma vez e meia menores que a distância entre as cadeias. Portanto, os cubos elementares estão distorcidos.

Aplicações de selênio cinza

• O selênio cinza comum tem propriedades semicondutoras; é um semicondutor do tipo p, ou seja, a condutividade nele é criada principalmente não por elétrons, mas por “buracos”.

• Outra propriedade praticamente muito importante do selênio semicondutor é sua capacidade de aumentar drasticamente a condutividade elétrica sob a influência da luz. A ação das fotocélulas de selênio e de muitos outros dispositivos é baseada nesta propriedade.

Selênio vermelho

• O selênio vermelho é uma modificação amorfa menos estável.

• Um polímero com estrutura em cadeia, mas estrutura mal ordenada. Na faixa de temperatura de 70-90°C, adquire propriedades semelhantes à borracha, passando a um estado altamente elástico.

• Não possui ponto de fusão específico.

• Selênio amorfo vermelho com o aumento da temperatura (-55) começa a se transformar em selênio hexagonal cinza

Enxofre

Características estruturais

• A modificação plástica do enxofre é formada por cadeias helicoidais de átomos de enxofre com eixos de rotação esquerdo e direito. Essas correntes são torcidas e puxadas em uma direção.

• O enxofre plástico é instável e transforma-se espontaneamente em enxofre rômbico.

Obtenção de enxofre plástico

Aplicação de enxofre

• Preparação de ácido sulfúrico;

• Na indústria de papel;

• na agricultura (para combater doenças de plantas, principalmente uva e algodão);

• na produção de corantes e composições luminosas;

• para obter pólvora negra (de caça);

• na produção de fósforos;

• pomadas e pós para o tratamento de certas doenças de pele.

Modificações alotrópicas do carbono

Características comparativas

Aplicação de modificações alotrópicas de carbono

• Diamante - na indústria: é utilizado na fabricação de facas, brocas, cortadores; na fabricação de joias. O futuro é o desenvolvimento da microeletrônica em substratos de diamante.

• Grafite – para fabricação de cadinhos de fusão, eletrodos; enchimento de plástico; moderador de nêutrons em reatores nucleares; componente da composição para fabricação de minas para lápis de grafite preto (misturado com caulim)

§ 12. POLÍMEROS

Via de regra, o plástico é uma mistura de diversas substâncias, e o polímero é apenas uma delas, mas a mais importante. É isso que une todos os componentes do plástico em um todo único, mais ou menos homogêneo. Portanto, o polímero do plástico é chamado de aglutinante. É claro que é conveniente transformar em produtos acabados aqueles plásticos que endurecem e amolecem de forma reversível. Esses plásticos são chamados de termoplásticos ou polímeros termoplásticos. Esses plásticos incluem polietileno, poliestireno, cloreto de polivinila e poliamidas. Se durante o processo de moldagem de um produto ocorre a reticulação de macromoléculas e o polímero, à medida que endurece, adquire uma estrutura espacial, então tais plásticos são chamados de termofixos, ou polímeros termoendurecíveis. Estes incluem resinas de fenol-formaldeído, ureia e poliéster. Tais polímeros não podem retornar a um estado de fluxo viscoso.

Além do polímero aglutinante, vários aditivos são frequentemente adicionados aos plásticos: cargas, corantes, bem como substâncias que aumentam as propriedades mecânicas, a resistência ao calor e ao envelhecimento. Os enchimentos não apenas reduzem significativamente o custo dos plásticos, mas também lhes conferem muitas propriedades específicas. Por exemplo, plásticos preenchidos com pó de diamante e carborundo são abrasivos, ou seja, material de moagem. O uso generalizado de plásticos é facilitado pelo seu baixo custo e facilidade de processamento. As propriedades dos plásticos muitas vezes não são inferiores às dos metais e ligas, e às vezes até superiores a eles.
Os principais consumidores de plásticos são a indústria da construção, engenharia mecânica, engenharia elétrica, transportes, produção de materiais de embalagem e bens de consumo (Fig. 1).

Arroz. 1. Aplicações de plásticos
O conceito de “polímeros” é frequentemente percebido como uma categoria química, como algo inventado e sintetizado por inventores químicos. No entanto, muitos polímeros são encontrados na natureza, e não na forma de resíduos abandonados pelos humanos e poluindo-os, mas como substâncias naturais sintetizadas por organismos vegetais e animais.
Assim, a árvore Liuamber orientalis que cresce na Ásia Menor secreta uma resina odorífera chamada styrax, que os antigos egípcios usavam há 3.000 anos para embalsamar os mortos. Styrax, como o “sangue de dragão” secretado pela palmeira de rattan malaia, nada mais é do que poliestireno. Em caso de perigo, o besouro Abax ater dispara no atacante um líquido, constituído principalmente por metacrilato de metila monomérico, que, polimerizando-se no corpo do inimigo, o deixa imóvel.

Os principais plásticos e suas áreas de aplicação são apresentados na Tabela 1.

Plásticos e suas aplicações

O segundo grupo de materiais poliméricos inclui fibras.

Fibras naturais de acordo com a origem eles são divididos em vegetal, animais E mineral.

Fibras vegetais pode ser dividido em:

– fibras formadas na superfície das sementes (algodão);
– fibras do caule vegetal – fibras liberianas (linho, juta, cânhamo);
– fibras da casca da fruta (nozes de copra do coqueiro).
A fibra de origem vegetal mais importante - o algodão - possui boas propriedades mecânicas, resistência ao desgaste, estabilidade térmica e higroscopicidade moderada. É utilizado na produção de diversos tecidos e malhas, linhas de costura e algodão hidrófilo. O linho é utilizado na fabricação de linho, vestuário e tecidos decorativos. As fibras liberianas são utilizadas na produção de tecidos com os quais são feitos recipientes (sacos), cordas e cordões.

Para as fibras origem animal incluem lã e seda.
A lã natural é caracterizada por baixa resistência e alta elasticidade. É utilizado na fabricação de tecidos para uso doméstico e técnico, malhas, produtos de feltragem.
A seda natural é produzida por inúmeras lagartas e aranhas. A seda mais famosa é produzida pelo bicho-da-seda Bombyx mori (Fig. 2).

Arroz. 2. Bicho-da-seda. No cartão postal:
borboleta botando ovos, lagarta, casulo
e um casulo em seção (artista L.V. Aristov)
A seda era conhecida pelos chineses há mais de dois mil e quinhentos anos AC. O segredo de sua fabricação foi protegido pelo Estado até 556 DC. Os monges da Europa não contrabandeavam ovos de bicho-da-seda para fora da China, escondendo-os em bengalas ocas. A seda natural é uma fibra muito cara.
Por exemplo, no Japão, um quimono de seda custa cerca de US$ 30 mil. Anteriormente, a seda era tingida com corantes naturais, como a cochonilha várias cores: roxo, escarlate, lilás, etc. Essa seda era usada para costurar roupas para a realeza, o clero e as belezas seculares.
...E o rosto parece mais pálido
De seda lilás...
A. Ahmatova
A unidade de medida da seda é a múmia. Esta palavra não tem nada a ver com Múmias egípcias. Vem do japonês "mamãe". Múmia é uma unidade de massa de tecido (3,75 g) equivalente a um metro quadrado de tecido produzido na fábrica. Um metro quadrado da maioria das variedades de seda pesa de 16 a 22 múmias; no entanto, algumas variedades chinesas pesam apenas de 4 a 8 múmias.

Fibras químicas obtido a partir de soluções ou fundidos de polímeros formadores de fibras. Eles são divididos nos seguintes grupos:
– artificial(viscose, acetato, etc.), obtidos a partir de polímeros naturais ou produtos de seu processamento, principalmente a partir da celulose e seus ésteres;
– sintético(náilon, lavsan, enant, náilon), obtidos a partir de polímeros sintéticos.
Consideremos outro grupo de polímeros, que na consciência cotidiana raramente é associado a esse conceito. Esse polímeros inorgânicos .
Um polímero inorgânico, como o enxofre plástico, pode ser facilmente obtido a partir do enxofre cristalino, despejando-o em água fria. O resultado é uma substância semelhante à borracha, cuja estrutura pode ser representada da seguinte forma:

As unidades elementares deste polímero são átomos de enxofre.
Outros polímeros inorgânicos que possuem uma estrutura atômica são todas modificações alotrópicas de carbono (incluindo diamante e grafite), selênio e telúrio de estrutura em cadeia, fósforo vermelho e silício cristalino. Este último possui propriedades semicondutoras e é utilizado para a fabricação de células solares (Fig. 3).

Arroz. 3. Bateria solar no telhado de um edifício residencial
Demos exemplos de substâncias simples que possuem uma estrutura atômica polimérica. Um grupo ainda mais diversificado de polímeros inorgânicos são as substâncias complexas. Este é, por exemplo, óxido de silício (IV):

Variedades deste polímero, que forma a maior parte da litosfera, são quartzo, sílica, cristal de rocha e ágata (Fig. 4).

Figura 4. Ágata

Não menos comum é um polímero tão importante para a litosfera como o óxido de alumínio. Na maioria das vezes, ambos os polímeros formam minerais chamados coletivamente de aluminossilicatos. Estes incluem, por exemplo, argila branca (caulim), feldspatos e mica (Fig. 5).

Arroz. 5. Paragonita (mica é um mineral natural em camadas)

Quase todos os minerais e rochas são polímeros naturais.
As fibras também são encontradas entre os polímeros inorgânicos.
As fibras minerais incluem o amianto (Fig. 6), que há muito é conhecido na Rússia como “linho da montanha”. A partir dele, no “Cinturão de Pedras” (como eram frequentemente chamados os Montes Urais), nas empresas de industriais e empresários dos Demidovs, foi preparado linho à prova de fogo, que eles deram como presentes exóticos a pessoas nobres, incluindo a Imperatriz Catarina, a Grande.

Hoje, o amianto é utilizado para a produção de produtos resistentes ao calor e ao fogo, resistentes a produtos químicos: tecidos técnicos, ardósia, tubos, etc.

1. O que é polímero, monômero, unidade elementar, grau de polimerização?
2. Quais biopolímeros você conhece? Descreva-os usando os conceitos listados na primeira questão.
3. O que são plásticos? Em que grupos estão divididos com base na origem e em relação ao aquecimento? Dar exemplos.
4. O que é polimerização e policondensação? Compare esses processos. Dar exemplos. Ao responder a esta pergunta, use, entre outras coisas, conhecimentos de biologia geral.
5. O que são fibras? Em quais grupos eles estão divididos? Dê exemplos e fale sobre a importância de representantes específicos de cada grupo, utilizando o poder da Internet.
6. Prepare uma mensagem sobre o tema: “Materiais sintéticos e seu papel na tecnologia moderna» usando recursos da Internet.
7. Quais polímeros inorgânicos você conhece? O que suas estruturas têm em comum? Qual o papel que eles desempenham na natureza inanimada?
8. Prepare uma mensagem sobre o tema “Polímeros - minerais naturais” utilizando recursos da Internet.
9. Escreva a unidade estrutural do quartzo. Conte-nos sobre as variedades de minerais naturais que possuem essa ligação estrutural.
10. O que são semicondutores? Como eles são diferentes de condutores e dielétricos? Qual é a importância dos semicondutores na tecnologia moderna? Para responder a essas perguntas, use recursos da Internet.
11. Prepare uma mensagem sobre o tema “Seda: história e desenvolvimento da indústria da seda” utilizando as capacidades da Internet.

POLÍMEROS INORGÂNICOS

Eles têm uma substância inorgânica cadeias principais e não contêm org. radicais laterais. As cadeias principais são construídas a partir de ligações covalentes ou iônico-covalentes; em alguns N. p. a cadeia de ligações iônico-covalentes pode ser interrompida por juntas de coordenação únicas. personagem. Estrutural N. p. é realizado de acordo com as mesmas características do org. ou elementoorg. polímeros (ver Compostos de alto peso molecular). Entre os N. p. naturais. os reticulares são comuns e fazem parte da maioria dos minerais da crosta terrestre. Muitos deles formam uma espécie de diamante ou quartzo. Os elementos superiores são capazes de formar n.p. linhas III-VI gr. periódico sistemas. Dentro dos grupos, à medida que o número de linhas aumenta, a capacidade dos elementos de formar cadeias homo ou heteroatômicas diminui drasticamente. Halogênios, como em org. polímeros, desempenham o papel de agentes de terminação de cadeia, embora todas as combinações possíveis deles com outros elementos possam formar grupos laterais. Elementos VIII gr. podem ser incluídos na cadeia principal, formando uma coordenação. N. p. Estes últimos, em princípio, são diferentes de org. polímeros de coordenação, onde está o sistema de coordenadas os títulos formam apenas uma estrutura secundária. Sr. ou sais metálicos de valência variável macroscopicamente. St. você parece malha N. p.

Cadeias homoatômicas longas (com grau de polimerização n >= 100) formam apenas os elementos do grupo VI – S, Se e Te. Essas cadeias consistem apenas em átomos da estrutura principal e não contêm grupos laterais, mas as estruturas eletrônicas das cadeias de carbono e das cadeias S, Se e Te são diferentes. Carbono linear - cumulenos=C=C=C=C= ... e carro-bin ChS = SCHS = MF... (ver Carbono); além disso, o carbono forma cristais covalentes bidimensionais e tridimensionais, respectivamente. grafite E diamante. Enxofre e telúrio formam cadeias atômicas com ligações simples e muito altas P. Eles têm o caráter de uma transição de fase, e a região de temperatura de estabilidade do polímero tem um limite inferior manchado e superior bem definido. Abaixo e acima desses limites são estáveis, respectivamente. cíclico octâmeros e moléculas diatômicas.

Dr. elementos, mesmo os vizinhos mais próximos do carbono em psiriódico. o sistema-B e o Si não são mais capazes de formar cadeias homoatômicas ou cíclicas. oligômeros com n >= 20 (independentemente da presença ou ausência de grupos laterais). Isto se deve ao fato de que apenas os átomos de carbono são capazes de formar ligações puramente covalentes entre si. Por esta razão, heterochain binária tipo n.p. [HMPLH] são mais comuns. n(ver tabela), onde os átomos M e L formam ligações iônico-covalentes entre si. Em princípio, as cadeias lineares de heterocadeias não precisam necessariamente ser binárias: uma seção da cadeia que se repete regularmente pode. formado por combinações mais complexas de átomos. A inclusão de átomos metálicos na cadeia principal desestabiliza a estrutura linear e reduz drasticamente i.

COMBINAÇÕES DE ELEMENTOS FORMANDO BINÁRIO POLÍMEROS INORGÂNICOS HETEROCÍNICOS TIPO [HMMHLH] n(MARCADO COM SINAL A +)

* Também forma inorg. polímeros de composição [CHVCHRCH] n.

As peculiaridades da estrutura eletrônica das cadeias principais de nucleotídeos homocadeias as tornam muito vulneráveis ​​ao ataque de nucleófilos. ou eletrof. agentes. Só por esta razão, cadeias contendo como componente L ou outros adjacentes a ele em periodicidade são relativamente mais estáveis. sistema. Mas essas cadeias geralmente também precisam de estabilização na natureza. N.P. está associado à formação de estruturas de rede e a um intermolecular muito forte. interação grupos laterais (incluindo a formação de pontes salinas), como resultado dos quais a maioria dos itens N. mesmo lineares são insolúveis e macroscópicos. St. você é semelhante ao reticular N. p.

Prático De interesse são os itens N. lineares, que são os mais comuns. os graus são semelhantes aos orgânicos - eles podem existir na mesma fase, estados agregados ou de relaxamento e formar supermoles semelhantes. estruturas, etc. Essas nanopartículas podem ser borrachas resistentes ao calor, vidros, materiais formadores de fibras, etc., e também exibem uma série de propriedades que não são mais inerentes ao org. polímeros. Esses incluem polifosfazenos,óxidos de enxofre poliméricos (com diferentes grupos laterais), fosfatos, . Certas combinações de M e L formam cadeias que não possuem análogos entre org. polímeros, por ex. com uma ampla banda de condução e . Ter um apartamento ou espaço bem desenvolvido possui uma ampla banda de condução. estrutura. Um supercondutor comum em temperaturas próximas de 0 K é o polímero [ЧSNЧ] X; no aumento da temperatura perde supercondutividade, mas mantém suas propriedades semicondutoras. Nanopartículas supercondutoras de alta temperatura devem possuir estrutura cerâmica, ou seja, devem conter oxigênio em sua composição (nos grupos laterais).

O processamento de nitrato em vidro, fibras, cerâmica, etc. requer fusão, e isso geralmente é acompanhado por despolimerização reversível. Portanto, agentes modificadores são geralmente usados ​​para estabilizar estruturas moderadamente ramificadas em fundidos.

Aceso.: Enciclopédia de Polímeros, vol. 2, M., 1974, p. 363-71; Bartenev G.M., Vidros inorgânicos ultrafortes e de alta resistência, M., 1974; Korshak V.V., Kozyreva N.M., "Advances in Chemistry", 1979, v. 1, pág. 5-29; Polímeros inorgânicos, em: Enciclopédia de ciência e tecnologia de polímeros, v. 7, NY-L.-Sydney, 1967, p. 664-91. S. Ya.

Enciclopédia Química. - M.: Enciclopédia Soviética. Ed. IL Knunyants. 1988 .

Veja o que são "POLÍMEROS INORGÂNICOS" em outros dicionários:

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Polímeros com uma cadeia principal inorgânica (sem átomos de carbono) de uma macromolécula (Ver Macromolécula). Os grupos laterais (enquadramento) geralmente também são inorgânicos; no entanto, polímeros com grupos laterais orgânicos também são frequentemente classificados como H...

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Ah; por favor. (polímero unitário, a; m.). [do grego polys numerosos e meros compartilham, parte] Alto peso molecular compostos químicos, consistindo em grupos homogêneos de átomos repetidos, amplamente utilizados na tecnologia moderna. Produtos naturais, sintéticos... ... dicionário enciclopédico

- (dos polímeros gregos que consistem em muitas partes, diversas) compostos químicos com alto peso molecular (de vários milhares a muitos milhões), cujas moléculas (macromoléculas (ver macromolécula)) consistem em um grande número ... .. . Grande Enciclopédia Soviética

Polímeros são compostos de alto peso molecular que consistem em muitos monômeros. Os polímeros devem ser diferenciados de oligômeros, em contraste com os quais, ao adicionar outra unidade numerada, as propriedades do polímero não mudam.

A ligação entre as unidades monoméricas pode ser feita por meio de ligações químicas, caso em que são chamadas de termofixos, ou pela força de ação intermolecular, típica dos chamados termoplásticos.

A combinação de monômeros para formar um polímero pode ocorrer como resultado de uma reação de policondensação ou polimerização.

Existem muitos compostos semelhantes encontrados na natureza, sendo os mais famosos as proteínas, a borracha, os polissacarídeos e o ácido nucléico. Esses materiais são chamados de orgânicos.

Hoje, um grande número de polímeros é produzido sinteticamente. Tais compostos são chamados de polímeros inorgânicos. Os polímeros inorgânicos são produzidos pela combinação de elementos naturais através de reações de policondensação, polimerização e transformação química. Isso permite que você substitua itens caros ou raros materiais naturais, ou criar novos que não tenham análogos na natureza. A principal condição é que o polímero não contenha elementos de origem orgânica.

Os polímeros inorgânicos, devido às suas propriedades, ganharam grande popularidade. A gama de sua utilização é bastante ampla, novas áreas de aplicação são constantemente encontradas e novos tipos de materiais inorgânicos são desenvolvidos.

Características principais

Hoje, existem muitos tipos de polímeros inorgânicos, tanto naturais quanto sintéticos, que possuem diferentes composições, propriedades, escopo de aplicação e estado de agregação.

O atual nível de desenvolvimento da indústria química permite a produção de polímeros inorgânicos em grandes volumes. Para obter tal material é necessário criar condições de alta pressão e alta temperatura. A matéria-prima para produção é uma substância pura passível de processo de polimerização.

Os polímeros inorgânicos são caracterizados pelo fato de terem maior resistência, flexibilidade e serem difíceis de influenciar. substancias químicas e resistente a altas temperaturas. Mas alguns tipos podem ser frágeis e sem elasticidade, mas ainda assim são bastante fortes. Os mais famosos são grafite, cerâmica, amianto, vidro mineral, mica, quartzo e diamante.

Os polímeros mais comuns são baseados em cadeias de elementos como silício e alumínio. Isso se deve à abundância desses elementos na natureza, principalmente o silício. Os mais famosos entre eles são os polímeros inorgânicos, como silicatos e aluminossilicatos.

As propriedades e características variam não apenas dependendo da composição química do polímero, mas também do peso molecular, grau de polimerização, estrutura atômica e polidispersidade.

Polidispersidade é a presença de macromoléculas de diferentes massas na composição.

A maioria dos compostos inorgânicos é caracterizada pelos seguintes indicadores:

1. Elasticidade. Uma característica como a elasticidade mostra a capacidade de um material aumentar de tamanho sob a influência de uma força externa e retornar ao seu estado original após a remoção da carga. Por exemplo, a borracha pode expandir de sete a oito vezes sem alterar sua estrutura ou causar qualquer dano. O retorno da forma e do tamanho é possível mantendo a localização das macromoléculas na composição, apenas seus segmentos individuais se movem;
2. Estrutura de cristal. As propriedades e características do material dependem do arranjo espacial dos elementos constituintes, que é chamado de estrutura cristalina, e de suas interações. Com base nesses parâmetros, os polímeros são divididos em cristalinos e amorfos.

Os cristalinos possuem uma estrutura estável na qual se observa um certo arranjo de macromoléculas. As amorfas consistem em macromoléculas de ordem de curto alcance, que possuem estrutura estável apenas em determinadas zonas.

A estrutura e o grau de cristalização dependem de vários fatores, como temperatura de cristalização, peso molecular e concentração da solução polimérica.

1. Vitrificação. Essa propriedade é característica dos polímeros amorfos, que, quando a temperatura diminui ou a pressão aumenta, adquirem uma estrutura vítrea. Nesse caso, o movimento térmico das macromoléculas é interrompido. As faixas de temperatura nas quais ocorre o processo de formação do vidro dependem do tipo de polímero, de sua estrutura e das propriedades dos elementos estruturais.
2. Estado de fluxo viscoso. Esta é uma propriedade na qual ocorrem mudanças irreversíveis na forma e no volume de um material sob a influência de forças externas. Em estado de fluxo viscoso elementos estruturais mover-se em uma direção linear, o que causa uma mudança em sua forma.

Estrutura de polímeros inorgânicos

Esta propriedade é muito importante em algumas indústrias. É mais frequentemente utilizado no processamento de termoplásticos utilizando métodos como moldagem por injeção, extrusão, formação a vácuo e outros. Neste caso, o polímero funde a temperaturas elevadas e alta pressão.

Tipos de polímeros inorgânicos

Hoje, existem certos critérios pelos quais os polímeros inorgânicos são classificados. Os principais:

• natureza de origem;
• tipos elementos químicos e sua diversidade;
• número de unidades monoméricas;
• estrutura da cadeia polimérica;
• propriedades físicas e químicas.

Dependendo da natureza de origem, os polímeros sintéticos e naturais são classificados. Os naturais são formados em condições naturais sem intervenção humana, enquanto os sintéticos são produzidos e modificados em condições industriais para atingir as propriedades exigidas.

Hoje, existem muitos tipos de polímeros inorgânicos, entre os quais estão os mais utilizados. Isso inclui amianto.

O amianto é um mineral de fibra fina que pertence ao grupo dos silicatos. A composição química do amianto é representada por silicatos de magnésio, ferro, sódio e cálcio. O amianto tem propriedades cancerígenas e, portanto, é muito perigoso para a saúde humana. É muito perigoso para os trabalhadores envolvidos na sua extração. Mas na forma de produtos acabados é bastante seguro, pois não se dissolve em diversos líquidos e não reage com eles.

O silicone é um dos polímeros inorgânicos sintéticos mais comuns. É fácil encontrar-se na vida cotidiana. O nome científico do silicone é polissiloxano. Dele composição químicaé uma ligação de oxigênio e silício, que confere ao silicone propriedades de alta resistência e flexibilidade. Graças a isso, o silicone é capaz de suportar altas temperaturas e esforços físicos sem perder resistência, mantendo sua forma e estrutura.

Os polímeros de carbono são muito comuns na natureza. Existem também muitas espécies sintetizadas por humanos em condições industriais. Entre os polímeros naturais destaca-se o diamante. Este material é incrivelmente durável e possui uma estrutura cristalina.

Carbyne é um polímero de carbono sintético que possui propriedades de resistência aumentadas que não são inferiores ao diamante e ao grafeno. É produzido na forma de amora preta com fina estrutura cristalina. Possui propriedades de condutividade elétrica, que aumenta sob a influência da luz. Capaz de suportar temperaturas de 5.000 graus sem perder propriedades.

A grafite é um polímero de carbono cuja estrutura é caracterizada pela orientação planar. Por causa disso, a estrutura do grafite é em camadas. Este material conduz eletricidade e calor, mas não transmite luz. Sua variedade é o grafeno, que consiste em uma única camada de moléculas de carbono.

Os polímeros de boro são caracterizados por alta dureza, não muito inferior aos diamantes. Capaz de suportar temperaturas superiores a 2.000 graus, o que é muito superior à temperatura limite do diamante.

Os polímeros de selênio são uma gama bastante ampla de materiais inorgânicos. O mais famoso deles é o carboneto de selênio. O carboneto de selênio é um material durável que se apresenta na forma de cristais transparentes.

Os polissilanos possuem propriedades especiais que os distinguem de outros materiais. Este tipo conduz eletricidade e pode suportar temperaturas de até 300 graus.

Aplicativo

Os polímeros inorgânicos são utilizados em quase todas as áreas das nossas vidas. Dependendo do tipo, eles têm várias propriedades. Sua principal característica é que os materiais artificiais possuem propriedades melhoradas em comparação aos materiais orgânicos.

O amianto é usado em vários campos principalmente na construção. Misturas de cimento e amianto são utilizadas para produzir ardósia e diversos tipos de tubos. O amianto também é usado para reduzir o efeito ácido. EM indústria leve o amianto é usado na fabricação de roupas de combate a incêndio.

O silicone é usado em vários campos. É utilizado na produção de tubos para a indústria química, elementos utilizados na indústria alimentícia e também na construção civil como selante.

Em geral, o silicone é um dos polímeros inorgânicos mais funcionais.

O diamante é mais conhecido como material de joalheria. É muito caro devido à sua beleza e dificuldade de extração. Mas os diamantes também são usados ​​na indústria. Este material é necessário em dispositivos de corte para cortar materiais muito duráveis. Pode ser utilizado puro como cortador ou como spray em elementos de corte.

O grafite é amplamente utilizado em diversas áreas; a partir dele são feitos lápis, é utilizado na engenharia mecânica, na indústria nuclear e na forma de bastões de grafite.

O grafeno e o carbino ainda são pouco compreendidos, por isso o seu âmbito de aplicação é limitado.

Polímeros de boro são usados ​​para produzir abrasivos, elementos de corte, etc. Ferramentas feitas com esse material são necessárias para o processamento de metal.

O carboneto de selênio é usado para produzir cristal de rocha. É obtido aquecendo areia de quartzo e carvão a 2.000 graus. O cristal é usado para produzir talheres e itens de interior de alta qualidade.