Szervetlen polimerek: példák és alkalmazások

A természetben vannak organoelementális,szerves és szervetlen polimerek. A szervetlen anyagok közé tartoznak olyan anyagok, amelyek fő lánca szervetlen, és az oldalsó ágak nem szénhidrogéncsoportok. A kémiai elemek időszakos rendszerének III-VI csoportjainak elemei leginkább szervetlen eredetű polimereket alkotnak.

besorolás

Szerves és szervetlen polimerek aktívakvizsgálják, új tulajdonságaik vannak meghatározva, így ezeknek az anyagoknak a világos osztályozása még nem készült el. Azonban lehetséges bizonyos polimerek csoportok azonosítása.

A szerkezettől függően:

• lineáris;
• lapos;
• elágazó;
• polimer háló;
• háromdimenziós és mások.

A polimert alkotó fő lánc-atomoktól függően:

• Homochain típusú (-M-) n - egyfajta atomot tartalmaz;
• heterokán típusú (-M-L-) n - különböző atomokból áll.

A származástól függően:

• természetes;
• mesterséges.

Az anyagok szervetlen polimereire történő hivatkozás céljából,amelyek szilárd állapotban makromolekulák, szükséges, hogy bennük egy bizonyos anizotrópia legyen a térszerkezet és a megfelelő tulajdonságokkal.

Főbb jellemzők

A gyakoribbak a heterochainpolimerek, amelyekben váltakozó elektroposzív és elektronegatív atomok alakulnak ki, például B és N, P és N, Si és O. A heterookaiin szervetlen polimerek (NP) polikondenzációs reakciókból nyerhetők. Az oxoanionok polikondenzációját egy savas közegben felgyorsítják, és a hidratált kationok polikondenzációja lúgos. Polikondenzáció végezhető mind az oldatban, mind a szilárd anyagokban magas hőmérsékleten.

Sok heterokán szervetlen polimercsak magas hőmérsékletű szintézis körülmények között lehet előállítani, például közvetlenül az egyszerű anyagoktól. A karbidok képződése, amelyek polimer testek, akkor következik be, amikor bizonyos oxidok kölcsönhatásba lépnek a szénnel és magas hőmérséklet jelenlétében is.

Hosszú, homokkapcsoló láncok (n> 100 polimerizációs fokúak) a VI csoport szén- és p-elemeit képezik: kén, szelén, tellúr.

Szervetlen polimerek: példák és alkalmazások

A NP specificitása a polimer kialakulásában rejlikkristályos testek a rendszeres háromdimenziós makromolekulák szerkezetével. A kémiai kötések merev keretének jelenléte jelentős keménységű ilyen vegyületeket eredményez.

Ez a tulajdonság lehetővé teszi a szervetlen polimerek csiszolóanyagként történő felhasználását. Ezen anyagok felhasználása az iparág legszélesebb körű alkalmazását találta.

Kivételes kémiai és hőállóságNP is értékes eszköz. Például a szerves polimerekből készült szálak stabilizálása a levegőben 150-220 ° C hőmérsékleten stabil. Eközben a bórszálak és származékai 650 ° C-ig tartanak. Ezért a szervetlen polimerek ígéretesek új kémiai és termikusan stabil anyagok létrehozására.

A gyakorlati érték NPUgyanakkor mindketten közelítenek a tulajdonságokhoz a szerves anyagokhoz, és megtartják sajátos tulajdonságaikat. Ilyenek például a foszfátok, polifoszfazének, szilikátok, kémiai polimer oxidok, különböző oldalláncokkal.

Szénpolimerek

beállítás: "Adjunk példákat a szervetlen polimerekről" - gyakran a kémiai tankönyvekben. Célszerű ezt elvégezni a legszembetűnőbb NP-származékok említésével. Ez magában foglalja az egyedülálló tulajdonságokkal rendelkező anyagokat: gyémántokat, grafitokat és karabélyokat.

Carbine - mesterségesen létrehozott, kevéssé tanulmányozottlineáris polimer, felülmúlhatatlan erősségű mutatókkal, nem rosszabb, de számos tanulmány szerint és jobb a grafénnél. Azonban a karabély egy titokzatos anyag. Végül is, nem minden tudós ismeri el létezését, mint önálló anyagot.

Külsőleg fémkristályosnak tűnikfekete por. Van félvezető tulajdonsága. A karabiner elektromos vezetőképességét nagymértékben növeli a fény hatása. Ezeket a tulajdonságokat még 5000 ° C-os hőmérsékleten sem veszíti el, ami sokkal magasabb, mint más hasonló célú anyagoknál. Fogadott anyag a 60-as években V.V. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin és Yu.P. Kudryavtsev az acetilén katalitikus oxidációjával. A legnehezebb dolog az volt, hogy meghatározzuk, milyen típusú kötések vannak a szénatomok között. Ezt követően egy anyagot csak a Szovjetunió Tudományos Akadémiája Organoelement vegyületeiben a szénatomok közötti kettős kötésekkel nyertek. Egy új vegyületet polikamulénnek neveztek.

Grafit - ebben a polimer anyagbana megrendelés csak a síkban terjed. A rétegei nem kötődnek kémiai kötésekkel, hanem gyenge intermolekuláris kölcsönhatásokkal, ezért hő és áram vezet, és nem ad fényt. A grafit és annak származékai meglehetősen gyakori szervetlen polimerek. Példák felhasználásukra: a ceruzaitól a nukleáris iparig. Oxidáló grafit, lehetséges köztes oxidációs termékek előállítása.

Diamond - tulajdonságai alapvetően különböznek. A gyémánt egy térbeli (háromdimenziós) polimer. Valamennyi szénatomot erős kovalens kötések kötik össze. Mivel ez a polimer rendkívül tartós. A gyémánt nem vezet áramot és hőt, átlátható szerkezettel rendelkezik.

Bórpolimerek

Ha megkérdezik, hogy milyen szervetlen polimerekről van szó, nyugodtan válaszoljon - bórpolimerek (-BR-). Ez egy meglehetősen széles körű NP, amelyet széles körben használnak az iparban és a tudományban.

Bórkarbid - a képlet jobbnak látszik(B12C3) n. Elemi sejtje romboéderes. A keretet tizenkét kovalensen kötött bóratom alkotja. És annak közepén - három kovalensen kötődő szénatomok lineáris csoportja. Ennek eredményeképpen kialakul egy nagyon erős szerkezet.

Boridák - kristályuk formálódnaka fentiekben ismertetett karbid. Ezek közül a leginkább ellenálló a HfB2, amely csak 3250 ° C hőmérsékleten olvad. A legnagyobb kémiai ellenállást a TaB2 jelöli - nincs hatással sem a savakra, sem a keverékekre.

Bór-nitrid - gyakran hasonlónak nevezhető fehér talkum. Ez a hasonlóság valójában csak külső. Szerkezetileg hasonló a grafithoz. Ezt a bórt vagy annak oxidját ammónia-atmoszférában melegítik.

borazon

Elbor, borazon, cyborite, kingingsit, cubonit -szupergyökér-szervetlen polimerek. Alkalmazási példák: csiszoló kerekek, csiszolóanyagok, fémfeldolgozás. Ezek kémiailag inert anyagok bórra alapozva. A keménység sokkal közelebb áll más anyagokhoz, mint a gyémántoké. Különösen a borazon hagy karcolásokat a gyémánt, az utóbbi is hagy karcolások borazon kristályok.

Az NP-k azonban számos előnnyel rendelkeznektermészetes gyémánt: Ezek nagy termikus ellenállás (hőálló akár 2000 ° C, a gyémánt lebomlik sebességgel tartományban 700-800 ° C), és a nagy ellenállás a mechanikai terhelések (ezek nem törékeny). A borazonot 1350 ° C hőmérsékleten és 62 000 atmoszférikus nyomáson Robert Wentorf 1957-ben nyerték. A leningrádi tudósok hasonló anyagokat kaptak 1963-ban.

Kén szervetlen polimerei

Homopolimer - a kén módosítása lineárismolekulát. Az anyag nem stabil, a hőmérséklet ingadozása miatt az osztaédiás ciklusokba bomlik. A kén olvadékának éles hűtése esetén keletkezik.

Kénes anhidrid polimer módosítása. Nagyon hasonló az azbeszthez, rostos szerkezete van.

Szelén polimerek

A szürke szelén egy spirálisan lineáris polimermakromolekulák párhuzamosan helyezkednek el. Láncokban a szelénatomok kovalensen kötődnek, és a makromolekulák molekuláris kötésekkel kapcsolódnak. Még az olvadt vagy oldott szelén sem szakad el az egyes atomokba.

A vörös vagy amorf szelén egy láncpolimer is,de egy kicsit rendezett szerkezet. A 70-90 ° C-os hőmérsékleti tartományban gumiszerű tulajdonságokkal rendelkezik, és nagyon rugalmas állapotba kerül, amely szerves polimerekhez hasonlít.

Szelén-karbid vagy kőzetkristály. Termikusan és kémiailag stabil, elegendően erős térkristály. Piezoelektromos és félvezető. Mesterséges körülmények között kvarc homok és szén reakcióját egy elektromos kemencében, körülbelül 2000 ° C hőmérsékleten kaptuk meg.

Más szelén polimerek:

• Monoklinikus szelén - több rendezett, mint amorf vörös, de gyengébb a szürke.
• A szelén-dioxid vagy (SiO 2) n egy háromdimenziós hálózati polimer.
• Az azbeszt a szelén-oxid rostszerkezetű polimer.

Foszfor polimerek

Sok módosítás van a foszforról: fehér, piros, fekete, barna, lila. A vörös - NP egy finom szemcsés szerkezet. Ezt úgy lehet elérni, hogy fűtött fehér foszforot levegő nélkül 2500 ° C hőmérsékleten melegítenek. A fekete foszfort P. Bridgman készítette a következő körülmények között: 200 000 atmoszférikus nyomás 200 ° C-os hőmérsékleten.

Foszforonitrid-kloridok - foszfor nitrogénvegyületekés klór. Ezen anyagok tulajdonságai változó tömeggel változnak. Nevezetesen, a szerves anyagokban való oldhatóságuk csökken. Amikor a molekulatömeg a polimer eléri a több ezer egység, képződött gumiszerű anyag. Ez az egyetlen eléggé hőálló szénmentes gumi. Csak 350 ° C feletti hőmérsékleten pusztul el.

következtetés

Szervetlen polimerek a többségben -egyedi tulajdonságokkal rendelkező anyagok. A termelésben, az építőiparban, az innovatív és még forradalmi anyagok kifejlesztéséhez használják őket. Ahogy tanulmányozod az ismert NP-k tulajdonságait, és újakat hoztál létre, alkalmazási területe kiterjed.