Полимерные материалы и их классификация. Полимерные материалы что это?

Полимерные материалы и их классификация. Полимерные материалы что это?

Смола — это соединение радикалов. В твердом состоянии он представляет собой аморфную массу и размягчается под воздействием температуры. Все известные искусственные полимеры – смолы.

Полимерные материалы и их классификация

Все, что окружает нас дома, на работе или в транспорте, состоит из из материалов, которые имеют различные свойства и характеристики. При производстве искусственных ресурсов используются передовые технологии, которые регулярно обновляются. Такой ресурс включает в себя полимерные материалы, как естественных, так и искусственных элементов.

С каждым годом доля искусственных материалов, сырья, используемого в различных отраслях экономики, возрастает в связи с разнообразием его природных свойств и структуры, как полимерные материалы. Из-за большого количества мономеров в структуре молекулы полимера, такой материал Он прочный, эластичный и практичный. Сырье имеет высокий молекулярный вес полимерного сырья имеет высокую молекулярную массу, составляющую от нескольких тысяч до нескольких миллионов единиц.

Полимерные материалы, Неорганическое сырье, в основном органическое, с некоторыми неорганическими включениями. полимер. Сырье производится синтетическим способом, при котором природные элементы смешиваются с полимеризацили путем конденсации или других химических процессов. Отдельные компоненты такого ресурса, как полимерные материалы являются:

• нуклеиновые кислоты;
• каучук;
• белки;
• полисахариды;
• другие подобные элементы.

Прочность материалов получают путем повторения групп атомов с высоким молекулярным весом; сырье называется сото.полимером или гетерополимером. Характерной особенностью поры является периодическое повторение структурного сегмента, называемого мономерным линкером. Примером такого повтора является поливинилхлорид или каучук.

Когда между макромолекулами существует слабая связь полимерные материалы называются термопластами; наличие химической связи между звеньями позволяет назвать сырье антипластом. Целлюлоза классифицируется как линейная, а амилопектин — как разветвленная. Существуют также варианты более сложных трехмерных пространственных соединений.

Классификации полимерных материалов

В зависимости от их происхождения полимеры Они делятся на синтетические и натуральные. Хотя натуральные компоненты пользуются спросом, материалы искусственные продукты, которые производятся с низким молекулярным весом, пользуются большим спросом благодаря своему составу.

Исходя из различий в химическом составе, можно различать полимерные материалы на:

• неорганические, у которых нет однотипных соединений, при этом есть органические радикалы, в качестве дополнительных составляющих;
• элементоорганические полимеры, отличаются способностью удерживать в органическом радикальном соединении, атомы неорганики, хорошо сочетающихся с органикой;
• органические, которые используют, как основу для пластмассовых изделий.

Характерное различие в структуре, влияющее на свойства материала макромолекула имеет. Его форма позволяет нам подразделять полимеры на:

• плоские;
• ленточного типа;
• разветвленной структуры;
• линейного характера;
• сетчатого типа;
• гребнеобразные полимеры;
• прочие виды.

В соответствии со свойствами вяжущих веществ, полимерные материалы они классифицируются в соответствии с их полярностью, которая влияет на их растворимость материалов в различных средствах массовой информации. Он определяется разделением положительных и отрицательных зарядов. Природа этих связей позволяет их разделить. полимеры на:

• гидрофильные;
• гидрофобные;
• амфильные.

Другими словами, упомянутые категории могут быть полярными, неполярными или смешанными. Кроме того, полимеры они имеют различные свойства при изменении температуры. Они могут быть:

• термопластичные, имеющие свойство размягчения, при увеличении градуса, а при понижении – твердеют;
• термореактивные, подвержены разрушению структурных связей между звеньями.

Очевидным примером, иллюстрирующим разницу в структуре, может служить письмо, отправленное по почте, которое предварительно заклеено в конверт. При транспортировке тщательно склеенные поверхности остаются неповрежденными. Однако если нагреть обработанный участок над огнем или нагретым металлическим предметом, клей теряет свои свойства, и конверт раскрывается.

Полимерные материалы Существует два типа клеев: синтетические (искусственные) и огнестойкие. Синтетические материалы можно найти в самых разных областях человеческой деятельности: строительстве, промышленности, быту и даже одежде. Производство синтетического сырья началось в первые годы двадцатого века. Первые запатентованные синтетические материалы были использованы при производстве первого сырья в первом веке. материалом была бакелитовая смола, которая меняла свою форму при нагревании.

Современные синтетические материалы материалы чувствительны к огню и высоким температурам, а некоторые из них могут воспламеняться. Чтобы избежать этого, используются добавки, а сырье синтезируется с хлором или бромом. Галогенированные полимерный материал, который образуется после переработки, при сгорании образует газ, усиливающий коррозию других материалов. материалов. Разнообразие структур полимеров Сырьевые материалы можно классифицировать на основе их химического состава материалы Большое разнообразие химического состава позволяет разделить его на различные виды, которые находят все большее применение в народном хозяйстве.

1. Полиэтилен Известен по широко применяемой упаковке различного назначения. Свойства и низкая себестоимость сделала такие материалы Использование химических составов популярно в самых разных отраслях промышленности. Различают полиэтилен низкого давления, имеющий прочную молекулярную структуру, и полиэтилен высокого давления, обладающий противоположными свойствами. Эти материалы имеют одинаковы по химическому составу, но различаются по структуре решетки.
2. Полипропилен Прозрачный полимер Он производится методом экструзии с водяным охлаждением или другими процессами раздува. Он не вступает в контакт с маслами и жирами, не деформируется при колебаниях температуры и не пропускает водяной пар. Эти свойства материала применяются в пищевой и строительной отрасли.
3. Поливинилхлорид Такие материалы с полимерной встречаются реже, поскольку он скорее хрупкий, чем эластичный. Он был очень популярен в 1960-х годах и при сжигании образует диоксин. Современный материалы вытесняют эти полимеры за счет более высокой экологичности и улучшения структуры сырья.
4. Полиолефин Благодаря разнообразному строению макромолекул, эти полимеры содержит компоненты пропилена и полиэтилена. Более половины производимой продукции полимерной продукты основаны на полиолефинах. Его устойчивость к разрыву, нагреванию и усадке позволит увеличить производство этого сырья в ближайшем будущем. Это тем более актуально, что экологическая безопасность таких материалы выше других полимеров, а при производстве и утилизации – не выделяет вредных веществ.

Свойства

Внутренняя структура трехмерных форм полимера, сваренный полимеризаци в некоторых случаях поликонденсация, хорошо видны и часто могут быть обнаружены при разрушении и трещинообразовании материала. Основная часть полимеров — являются органическими соединениями, в то время как неорганические варианты не являются редкостью.

Свойства полимерных материалов Скорее, они определяются структурой макромолекулы, из которой они состоят. Для изменения свойств используются различные добавки материала используются различные добавки:

• смазки, которые позволяют избежать прилипания полимерной структуры к металлическим поверхностям оборудования, на котором производится переработка;
• красители, применяемые в декоративных целях;
• инсектициды и антисептики, способствующие устойчивости к плесени и воздействию насекомых;
• антиперенами, позволяющими снизить горючесть полимеров;
• пластификаторами, с помощью которых снижается температура переработки, повышается морозоустойчивость и улучшается эластичность;
• наполнители в различном фазовом состоянии позволяют изменить специфические свойства материалов;
• стабилизаторы, способствующие улучшению прочности полимерных материалов и увеличению срока службы.

Для большинства полимеров Они характеризуются различными механическими свойствами в зависимости от структуры и внешних воздействий:

• нагрузки, давления, температуры. Из достоинств полимерных материалов можно выделить такие как: простота механической обработки;
• водо- и газонепроницаемость;
• способность к свариванию и склеиванию; химическая устойчивость; низкая теплопроводность;
• высокая прочность и эластичность;
• малая плотность;
• является диэлектриком.

Как и любой другой материал, полимеры у них есть недостатки:

• горючесть;
• слабая твердость;
• ускоренное старение;
• повышенная ползучесть;
• способность к тепловому расширению;
• низкая теплостойкость.

Главная особенность полимеров Основной характеристикой считается деформируемость. На основании этой характеристики свойства обычно оцениваются при различных температурных режимах. полимерных материалов.

Смола — это соединение радикалов. В твердом состоянии он представляет собой аморфную массу и размягчается под воздействием температуры. Все известные искусственные полимеры – смолы.

Полимеры — что это такое?

Полимеры — это материалы, состоят из длинных, повторяющихся цепочек молекул. Они обладают уникальными свойствами в зависимости от типа связанной молекулы и способа ее соединения. Некоторые из них гибкие и эластичные, например, резина и полиэстер. Другие — твердые и неподатливые, например, эпоксидные смолы и органическое стекло.

Термин «полимерТермин «пластик» обычно используется для описания пластмасс, которые являются синтетическими. полимерами. Однако естественные полимеры Резина и дерево, например, являются натуральными. полимеры, в природе состоят из простого углеводорода под названием изопрен. Протеины также являются натуральными. полимеры, Они состоят из аминокислот. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — полимеры Нуклеотиды — это сложные молекулы, состоящие из азотистого основания, сахаров и фосфорной кислоты.

Кто до этого додумался?

Отцом полимеров В качестве автора указан Герман Штаудингер, профессор органической химии Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе.

Герман Штаудингер. Источник.

mydoublelineЕго исследования в 1920-х годах проложили путь для последующей работы с физическими и синтетическими веществами. полимерами. Он ввел два термина, которые важно понимать полимеров: полимеризаци макромолекулы. В 1953 году Штаудингер был заслуженно удостоен Нобелевской премии «за открытия в области макромолекулярной химии».

Полимеризация — это метод получения синтетических соединений полимеров путем соединения более мелких молекул, мономеров, в цепь, удерживаемую вместе ковалентными связями. Различные химические реакции, такие как нагревание и давление, изменяют химические связи, которые связывают мономеры вместе. В этом процессе молекулы связываются между собой, образуя линейную, разветвленную или пространственную структуру, что делает их в полимеры. Эти цепочки мономеров также называются макромолекулами. Одна макромолекула может состоять из сотен тысяч мономеров.

Виды полимеров

Вид полимера Количество молекул в молекуле может достигать нескольких сотен молекул. Из вышесказанного ясно, что должно быть три типа.

Линейные полимеры. Это соединения, в которых мономеры химически инертны друг к другу и связаны только силами Ван-дер-Ваальса (силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия с энергией 10-20 кДж/моль — прим. автора). Термин «линейный» ни в коем случае не подразумевает линейного расположения молекул между собой. Скорее, они характеризуются зазубренной или спиралевидной формой, что придает им полимерам механическая прочность.

Разветвленные полимеры. Они состоят из цепочек с боковыми ответвлениями (количество и длина ответвлений варьируются). Разветвленная полимеры сильнее, чем линейные цепи.

Линейные и разветвленные цепи полимеры Размягчаются при нагревании и снова затвердевают при охлаждении. Это свойство называется термопластичностью. полимеры — Термопластики. Связи между молекулами в таких полимерах могут быть разорваны и вновь соединены. Это означает, что пластиковые бутылки могут быть использованы для производства других изделий. полимерсодержавые вещи, от ковров до курток. Конечно, можно изготовить и большее количество бутылок. Для переработки нужна только высокая температура. Термопластик полимеры Термопласты не только огнеопасны, но и растворимы, поскольку ван-дер-ваальсовы связи легко разрушаются при контакте с химическими веществами. К термопластам относятся поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и т.д.

Когда макромолекулы содержат реакционноспособные мономеры, при нагревании они соединяются между собой многочисленными поперечными связями, и полимер они приобретают пространственную структуру. Эти полимеры называются термореактивными или термореактивными пластмассами.

С одной стороны, термореактивные пластмассы обладают такими положительными свойствами, как твердость и термостойкость. С другой стороны, если связи между молекулами термореактивных материалов полимеров нельзя установить во второй раз. Переработка в таком случае уже невозможна, и это нехорошо. Наиболее распространенные полимеры группа включает полиэфиры, виниловые эфиры и эпоксиды.

Процесс поликонденсации — это объединение большого количества одинаковых и разных полиреактивных молекул низкомолекулярных веществ в высокомолекулярное вещество. При поликонденсации выделяются вода, хлористый водород, аммиак и другие вещества.

Реакция на термическую обработку

Существует два типа:

— После нагрева они возвращаются к своей первоначальной форме. После нагрева они возвращаются в исходное состояние.

— Он может быть разрушен под воздействием высоких температур.

Различные процессы переработки отходов можно разделить на следующие четыре основные группы полимеры делятся на 4 основные группы:

— Полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, полиуретан,

— ацетатный шелк, вискоза,

— резина, каучук (вулканизированная резина),

— углеводы, белки, нуклеиновые кислоты.

Какие бывают полимеры – классификация

В современной промышленности существуют многие десятки сортов. Разделение основано на химическом составе, состоянии заполнителя и эксплуатационных характеристиках.

По происхождению

К ним относятся:

• • Синтетические. Являются самыми востребованными в производстве. Обладают исключительными особенностями из-за добавления и смешивания различных веществ.
• • Искусственные. Изделия из такого вида окружают нас в быту.
• • Природные (биополимеры).

По молекулярным соединениям

Различные химические свойства позволяют разделить их на:

• • Органические, которые используют для основания пластмассовой продукции.
• • Комплексные, где одновременно применяются натуральные и синтетические вещества.
• • Неорганические.

Виды полимерных материалов по агрегатному состоянию

Свойства материала, подвергающегося воздействию различных температур и давления:

• • Эластичный. Гибкость позволяет использование при производстве строительного товара (поролон, силикон). Также большое применение находит для изготовления автомобильных покрышек.
• • Твердый. В этой форме пластмасса обладает повышенной прочностью и пластичностью. Область применения широка: оргтехника, пылесосы, холодильники, садовая мебель и другие предметы домашней утвари.
• • Жидкий. На такой основе изготавливаются лакокрасочные материалы, герметики, монтажная пена.

По структуре, на которую влияет макромолекула

Они могут быть разветвленными, линейными, решетчатыми, плоскими, лентовидными или гребневидными.

Типы полимеров по полярности

В этом случае на структуру влияют положительные и отрицательные заряды, которые определяют тип растворимости в различных средах:

• • полярный (гидрофильный);
• • неполярный (гидрофобный);
• • смешанный (амфильный).

Особенности

Специфические механические свойства

• эластичность — способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки);
• малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров (пластмассы, органическое стекло);
• способность макромолекул к ориентации под действием направленного механического поля (используется при изготовлении волокон и плёнок).

Специфические механические свойства; специфические свойства растворителей. полимеров:

• высокая вязкость раствора при малой концентрации полимера;
• растворение полимера происходит через стадию набухания.

Специфические химические свойства:

• способность резко изменять свои физико-механические свойства под действием малых количеств реагента (вулканизация каучука, дубление кож и т. п.).

Особые свойства полимеров Они обусловлены не только высоким молекулярным весом, но и тем, что макромолекулы имеют цепную структуру и являются гибкими.

Процесс поликонденсации — это объединение большого количества одинаковых и разных полиреактивных молекул низкомолекулярных веществ в высокомолекулярное вещество. При поликонденсации выделяются вода, хлористый водород, аммиак и другие вещества.

Синтезированное волокно

Волокна и нити могут быть получены искусственно путем переработки целлюлозных волокон, полученных в результате химического разложения древесины. Вискоза, ацетат, штапельные волокна являются искусственными. материал. Полимерные волокна изготавливаются из синтетических волокон материалов с линейной и слегка разветвленной структурой. Термопласты с особенно длинными структурными цепями и молекулярной массой 80 000 — 15 000 образуют основу для формирования нитей. Состав позволяет создавать структуры, превосходящие натуральные структуры по эластичности, воздухопроницаемости и техническим свойствам. Синтетические смолы служат основой для тканых и нетканых полотен, изоляционных и наполнительных материалов со специальными свойствами. Виды синтетических волокон:

• Полиамидное, капрон, неустойчив к световому облучению, разрушается от кислот, используется для создания технических высокопрочных тканей.
• Полиэфирное, лавсан используется для бытовых и технических тканей, транспортерных лент, мешков безопасности.
• Полиакрилонитрильное, нитрон, напоминает шерсть, теплостойкие, устойчивы к УФ-лучам.
• Поливинилспиртовое, особо прочное, используется для армирования, текстильной обуви, спортивной одежды;
• Полипропиленовое волокно с хорошей эластичностью используется для изготовления ковров, технических тканей.
• Полиуретановое, спандекс, эластичный материал, по свойствам напоминающий каучук.
• Поливинилхлоридное, совиден, ПВХ волокно – негорючее, химически стойкое, используется для фильтров и защитной одежды.

В производстве используются не только тканые, но и формованные нетканые материалы различной толщины. Разработка углеродных волокон стала актуальной темой. Композитный материал превосходит металлическую нить по прочности, не изменяет свой объем при изменении температуры и имеет низкий коэффициент трения. Пластик, армированный углеродным волокном, легкий и прочный, технологически продвинутый материал, используется во многих отраслях промышленности.

Все материалы, Их долговечность соответствует свойствам шин. Длинная, линейная молекула вещества сворачивается в комок. Когда он растягивается, он изменяет свою конфигурацию. Эти вещества называются эластомерами. Синтетические шины очень хорошо известны

Характеристики полимерных клеящих материалов

Полимерные клеящие материалы выпускаются в виде жидкостей, в форме порошков и пленок.

Жидкие клеи делятся на два типа. Первый тип состоит из эластомеров, смол или производных целлюлозы, растворенных в летучем органическом растворителе (спирте или ацетоне). После испарения растворителя образуется прочное клеевое соединение. Второй тип клеевых композиций представляет собой водные растворы специально подготовленных смол для клеев. Эти растворы не затвердевают в течение нескольких месяцев. Жидкие клеи содержат 40-70% твердого клея.

Наиболее распространенными жидкими клеями являются меламино-формальдегидные, фенол-формальдегидные, мочевино-формальдегидные, каучуковые, эпоксидные, поливинилацетатные и силиконовые клеи.

КМЦ (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) используется для производства мастик и растворов для облицовки камня. материалами.

Карбинольный клей (винилацетиленовый углерод) представляет собой вязкую, прозрачную, светло-оранжевую жидкость с высокой адгезионной прочностью. По этой причине его также называют универсальным клеем. Он способен склеивать самые разные материалы. материалы, такие как бетон, камень, металл и дерево. Отвержденный карбинольный клей устойчив к маслам, кислотам, щелочам, бензину, ацетону и воде.

Концентрированная азотная кислота или перекись бензоила используются в качестве катализаторов для отверждения карбинольного клея. Перекись бензоила является взрывоопасным порошком и должна храниться вдали от огня.

Карбинольный клей производится на основе карбинольного сиропа (100 % масс.) из двух композиций: В качестве отвердителя к первому добавляют пероксид бензоила (1-3 % масс.), а ко второму — концентрированную азотную кислоту (1-2 % масс.).

Клей Carbino хранится при температуре 20 °C и в темноте, так как при воздействии света он теряет свою клейкость.

Эпоксидный клей представляет собой прозрачную, вязкую, светло-коричневую жидкость с высокой адгезионной прочностью. Используется для склеивания камня, бетона и керамической плитки. Отвержденные эпоксидные клеевые соединения устойчивы к кислотам, щелочам, растворителям, воде и высоким механическим нагрузкам. В качестве отвердителя для эпоксидной смолы используется полиэтиленполиамин или гексаметилендиамин, а в качестве пластификатора — дибутилфталат.

Свойства

Это производство синтетического сырья путем многократного объединения мономерных соединений в большую молекулу без отделения других веществ. Его получают с помощью таких растворителей, как пиридин, диметилсульфоксид, диметилформамид, в атмосфере азота при температуре от -20 до 110 градусов Цельсия.

Блок: 6/12 | Количество символов: 319 Источник: https://mirpl.ru/blog/sklad-obzor/polimernye-materialy-chto-takoe-osnovnye-vidy-prim/

Сущность

Состав и основа полимерных материалов — это группы атомов одного вида, из которых синтезируется вещество с высоким молекулярным весом. Обычно его производят из продуктов переработки нефти, угля и природного газа. Вторым способом получают из вторичного сырья (целлюлоза, лигнин).

https://uhistory.ru/education/chemistry/polimernye-materialy-i-ih-klassifikaciya-polimernye-materialy-chto-eto.html