Under de sista åren av 1800-talet började forskare fundera på att skaffa material som kunde ersätta trä, elfenben eller pärlemor. Med hjälp av naturliga makromolekylära ämnen skapades de första polymererna och plasterna.
Naturen själv har kommit med inte ett litet antal sådana sällsynta föreningar. Först av allt, proteinpolymerer, gummiblandning, polysackarid och nukleinsyra. Efter några år försvann behovet av att använda organiska föreningar, eftersom de lärde sig att syntetisera fenol-formaldehydhartser. På grundval av dessa extraheras material som i egenskaper liknar trä, metall och andra hållbara legeringar. Endast i de erhållna föreningarna förbättras egenskaperna.
Varför behövs de?
Med hjälp av artificiellt skapade ämnen skapas ett stort antal plastprodukter. Anledningen till detta var förmågan på molekylär nivå att bygga om och ta en ny form, tänkt av tillverkaren.
Asbest efterfrågas i byggandet. Tillverkning av skiffer och alla typer av rör. I textilindustrin sys brandsäkra dräkter av den.
Diamanten är högt värderad i smyckesindustrin. Dess hårdhet har funnits vid skärning av olika höghållfasta material. Den används med en hel sten eller enkelt damm.
När du hör grafit är det första du tänker på pennor. Men tillämpningen är bred: maskinteknik, kärnkraftsindustri etc. Slipande material, skärelement eller slipskivor är få som tillverkas av borpolymer. Iriserande i solens strålar, elegant servis gjord av bergkristall är resultatet av syntes under inverkan av en mycket hög temperatur av kvarts och kol. Så här används selenkarbid.
Polymerer: få plast
Material med högt innehåll av polymerer tas som grund. Egenskaperna hos den befintliga basen studeras, förmågan att ändra sin form från en fast till en flytande eller viskös massa och vice versa. Baserat på erhållna data avser basmaterialet termoplastiska polymerer eller termoplaster.
Se en video om vad polymerer är.
För variation kan ett fyllmedel (det kan vara fast eller gasformigt) eller en tillsats läggas till processen. Deras syntes med basmaterialet kan avsevärt förlänga produktens livslängd, lägga till färg och mättnad till dess utseende. Med hjälp av ett korrekt valt extra element är det möjligt att förenkla produktionstekniken, vilket minskar kostnaden för den färdiga produkten.
Fasta fyllmedel har en annan natur, så föreningar med tillsats kan kännas igen:
- asboplastik;
- boroplast;
- grafitoplast;
- organoplastik;
- metallpolymer;
- kol plast;
- glasfiber.
Det finns också dispergerade fyllda fogar, där olika partiklar tillsätts, och förstärkta, där olika sorters fibrer tillsätts.
Allt större användningsområden för polymerer tvingar forskare att tänka på utvecklingen av ny teknik för att skapa dem, samt att uppfinna nya oorganiska föreningar.
Polymerer, oorganiska
Om kolatomer inte deltar i strukturen av ett ämne, dess kedja av molekyler, så är det oorganiskt. Naturliga oorganiska polymerer har länge studerats och använts i stor utsträckning. Dessa inkluderar: grafit, keramik, glimmer, kvarts, diamanter, etc. De vanligaste syntetiserade är silikoner.
Kedjan av denna förening är baserad på kisel- och syreatomer. På grund av den starka bindningen mellan atomer, men samtidigt flexibla, får dessa oorganiska polymerer följande fysikaliska egenskaper:
I vardagen kan silikon hittas inte bara med lim, kitt eller gummiband, det används till och med i kosmetologi.
Polysilan är en föga studerad polymer, upptäckt empiriskt, men inte helt förstådd. Den är också baserad på kiselatomen, men med tillsats av klorid och fenolföreningar. En bra ledare av ström (även om det naturliga elementet – koppar, är mer att föredra). En annan karakteristisk egenskap är värmebeständighet. Polysilangranulat kan värmas till mycket höga temperaturer. Det enda som kan hända i det här fallet är ett slipmedel.
Empiriskt skapade långa kedjor baserade på tenn och germanium. Användningen av dessa föreningar är ännu inte utbredd, eftersom dessa metallbaserade föreningar endast studeras.
En annan kedja baserad på kiselatomen har utvecklats. En fosforatom och en kväveatom sattes också till basen. Denna växling i kedjan har en otrolig flexibilitet. Därför används det resulterande polyfosfazenet med sin förmåga att sträcka sig till otroliga storlekar och återgå till sin ursprungliga form utan synlig deformation.
Karakteristiska egenskaper
Den karakteristiska egenskapen hos en förening påverkas inte bara av dess kemiska sammansättning. Molekylvikten, polydispersiteten, polymerisationsgraden, strukturen hos atomerna som utgör dess struktur beaktas.