Arten anorganischer Polymere. Rotes Selen ist eine weniger stabile amorphe Modifikation. Schwarz Grau Rot Grau Selen

ANORGANISCHE POLYMERE

Sie haben eine anorganische Wirkung Hauptketten und enthalten keine org. Nebenradikale. Die Hauptketten sind aus kovalenten oder ionisch-kovalenten Bindungen aufgebaut; In einigen N. p. kann die Kette ionisch-kovalenter Bindungen durch einzelne Koordinationsverbindungen unterbrochen werden. Charakter. Struktureller N. p. wird nach den gleichen Merkmalen wie org durchgeführt. oder elementoorg. Polymere (vgl Verbindungen mit hohem Molekulargewicht). Unter den natürlichen N. p. Retikuläre sind weit verbreitet und gehören zu den meisten Mineralien der Erdkruste. Viele von ihnen bilden eine Art Diamant oder Quarz. Die oberen Elemente sind in der Lage, lineare n.p. zu bilden. Reihen III-VI gr. periodisch Systeme. Innerhalb von Gruppen nimmt mit zunehmender Reihenzahl die Fähigkeit der Elemente, homo- oder heteroatomare Ketten zu bilden, stark ab. Halogene, wie in org. Polymere spielen die Rolle von Kettenabbruchmitteln, obwohl alle möglichen Kombinationen davon mit anderen Elementen Seitengruppen bilden können. Elemente VIII gr. können in die Hauptkette einbezogen werden und eine Koordination bilden. N. p. Letztere unterscheiden sich grundsätzlich von org. Koordinationspolymere, Wo ist das Koordinatensystem? Bindungen bilden nur eine Sekundärstruktur. Mn. oder Metallsalze unterschiedlicher Wertigkeit makroskopisch. St. du siehst aus wie Mesh N. p.

Lange homoatomare Ketten (mit Polymerisationsgrad n >= 100) bilden nur die Elemente der Gruppe VI – S, Se und Te. Diese Ketten bestehen nur aus Grundgerüstatomen 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 car-bin ChS = SChS = MF... (siehe Kohlenstoff); Darüber hinaus bildet Kohlenstoff zweidimensionale bzw. dreidimensionale kovalente Kristalle. Graphit Und Diamant. Schwefel und Tellur bilden Atomketten mit einfachen und sehr hohen Bindungen P. Sie haben den Charakter eines Phasenübergangs und der Temperaturbereich der Stabilität des Polymers weist eine verschwommene untere und eine klar definierte obere Grenze auf. Unterhalb und oberhalb dieser Grenzen sind sie jeweils stabil. zyklisch Oktamere und zweiatomige Moleküle.

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

KOMBINATIONEN VON ELEMENTEN, DIE BINÄRE BILDEN HETEROCYNISCHE ANORGANISCHE POLYMERE TYP [HMMHLH] N(GEKENNZEICHNET MIT A+-ZEICHEN)

* Bildet auch inorg. Polymere der Zusammensetzung [CHVCHRCH] N.

Die Besonderheiten der elektronischen Struktur der Hauptketten von Homokettennukleotiden machen sie sehr anfällig für Angriffe durch Nukleophile. oder Elektroph. Agenten. Allein aus diesem Grund sind Ketten, die als Komponente L oder andere in der Periodizität benachbarte Komponenten enthalten, relativ stabiler. System. Aber diese Ketten benötigen in der Natur meist auch eine Stabilisierung. N.P. ist mit der Bildung von Netzwerkstrukturen und einer sehr starken intermolekularen Struktur verbunden. Interaktion Seitengruppen (einschließlich der Bildung von Salzbrücken), wodurch die meisten sogar linearen N.-Elemente unlöslich und makroskopisch sind. St. Sie ähneln dem retikulären N. p.

Praktisch Von Interesse sind lineare N.-Elemente, die am häufigsten vorkommen. Grade ähneln organischen – sie können in den gleichen Phasen-, Aggregat- oder Relaxationszuständen existieren und ähnliche Supermole bilden. Strukturen usw. Solche Nanopartikel können hitzebeständige Gummis, Gläser, faserbildende Materialien usw. sein und weisen auch eine Reihe von Eigenschaften auf, die org nicht mehr innewohnen. Polymere. Diese beinhalten Polyphosphazene, polymere Schwefeloxide (mit unterschiedlichen Seitengruppen), Phosphate, . Bestimmte Kombinationen von M und L bilden Ketten, die keine Analoga unter den organischen Verbindungen haben. Polymere, z.B. mit breitem Leitungsband und . Eine gut ausgebaute Wohnung oder ein gut ausgestatteter Raum verfügt über ein breites Leitungsband. Struktur. Ein üblicher Supraleiter bei Temperaturen nahe 0 K ist das Polymer [ЧSNЧ] X; Bei erhöhten Temperaturen verliert es seine Supraleitung, behält aber seine Halbleitereigenschaften. Hochtemperatur-supraleitende Nanopartikel müssen eine keramische Struktur haben, das heißt, sie müssen in ihrer Zusammensetzung (in den Seitengruppen) Sauerstoff enthalten.

Die Verarbeitung von Nitrat zu Glas, Fasern, Keramik usw. erfordert ein Schmelzen, das normalerweise mit einer reversiblen Depolymerisation einhergeht. Zur Stabilisierung mäßig verzweigter Strukturen in Schmelzen werden daher üblicherweise Modifizierungsmittel eingesetzt.

Zündete.: Encyclopedia of Polymers, Bd. 2, M., 1974, S. 363-71; Bartenev G.M., Ultrastarke und hochfeste anorganische Gläser, M., 1974; Korshak V.V., Kozyreva N.M., „Advances in Chemistry“, 1979, V. 48, V. 1, S. 5-29; Anorganische Polymere, in: Encyclopedia of Polymer Science and Technology, v. 7, N.Y.-L.-Sydney, 1967, S. 664-91. S. Ya. Frenkel.

Chemische Enzyklopädie. - M.: Sowjetische Enzyklopädie. Ed. I. L. Knunyants. 1988 .

Sehen Sie, was „ANORGANISCHE POLYMERE“ in anderen Wörterbüchern sind:

Polymere, deren Moleküle über anorganische Hauptketten verfügen und keine organischen Nebenreste (Rahmengruppen) enthalten. In der Natur sind dreidimensionale Netzwerke anorganischer Polymere weit verbreitet, die in Form von Mineralien Teil von... ...

Polymere, die keine CC-Bindungen in der Wiederholungseinheit enthalten, aber in der Lage sind, einen organischen Rest als Nebensubstituenten zu enthalten. Inhalt 1 Klassifizierung 1.1 Homokettenpolymere ... Wikipedia

Polymere, deren Moleküle über anorganische Hauptketten verfügen und keine organischen Nebenreste (Rahmengruppen) enthalten. Dreidimensional vernetzte anorganische Polymere, die in Form von Mineralien Bestandteil von... ...sind in der Natur weit verbreitet. Enzyklopädisches Wörterbuch

Polymere mit einer anorganischen (keine Kohlenstoffatome enthaltenden) Hauptkette eines Makromoleküls (siehe Makromolekül). Seitengruppen (Rahmengruppen) sind normalerweise ebenfalls anorganisch; Polymere mit organischen Seitengruppen werden jedoch häufig auch als H klassifiziert.

Polymere und Makromoleküle sind anorganisch CH. Ketten und enthalten keine organischen Seitenketten. Radikale (Rahmengruppen). Praktisch synthetische Angelegenheiten. Polymer Polyphosphonitrilchlorid (Polydichlorphasphazen) [P(C1)2=N]n. Andere werden daraus gewonnen... ... Großes enzyklopädisches polytechnisches Wörterbuch

Polymere, Moleküle mit anorganischen Eigenschaften CH. Ketten und enthalten keine organischen Stoffe. Nebenradikale (Rahmengruppen). In der Natur sind dreidimensional vernetzte NP weit verbreitet, die in Form von Mineralien in die Zusammensetzung der Erdkruste eingehen (z. B. Quarz). IN… … Naturwissenschaft. Enzyklopädisches Wörterbuch

- (von poly... und griech. meros Anteilsteil), Stoffe, deren Moleküle (Makromoleküle) aus einer Vielzahl sich wiederholender Einheiten bestehen; Das Molekulargewicht von Polymeren kann zwischen mehreren Tausend und vielen Millionen variieren. Polymere nach Herkunft... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Ov; pl. (Einheit Polymer, a; m.). [aus dem Griechischen Polys zahlreich und Meros Anteil, Teil] Hochmolekulare chemische Verbindungen, die aus homogenen, sich wiederholenden Atomgruppen bestehen und in der modernen Technologie weit verbreitet sind. Natürliche, synthetische Produkte... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

- (von griech. polymeres, bestehend aus vielen Teilen, vielfältig) chemische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (von mehreren tausend bis vielen Millionen), deren Moleküle (Makromoleküle (siehe Makromolekül)) aus einer großen Anzahl bestehen ... .. . Große sowjetische Enzyklopädie

Anorganische Polymere

• Anorganische Polymere- Polymere, die keine C-C-Bindungen in der Wiederholungseinheit enthalten, aber in der Lage sind, einen organischen Rest als Nebensubstituenten zu enthalten.

Klassifizierung von Polymeren

1. Homokettige Polymere

Kohlenstoff und Chalkogene (plastische Modifikation von Schwefel).

Mineralfaserasbest

Eigenschaften von Asbest

• Asbest(griech. ἄσβεστος, – unzerstörbar) ist die Sammelbezeichnung für eine Gruppe feinfaseriger Mineralien aus der Klasse der Silikate. Bestehen aus feinsten flexiblen Fasern.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - Formel

• Die beiden Hauptarten von Asbest sind Serpentinasbest (Chrysotilasbest oder Weißasbest) und Amphibolasbest.

Chemische Zusammensetzung

• Von der chemischen Zusammensetzung her handelt es sich bei Asbest um wässrige Silikate aus Magnesium, Eisen und teilweise Kalzium und Natrium. Zur Klasse der Chrysotilasbest gehören folgende Stoffe:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

Sicherheit

• Asbest ist praktisch inert und löst sich nicht in Körperflüssigkeiten, hat aber eine spürbare krebserregende Wirkung. Menschen, die Asbest abbauen und verarbeiten, haben ein um ein Vielfaches höheres Risiko, Tumore zu entwickeln als die Allgemeinbevölkerung. Am häufigsten verursacht es Lungenkrebs, Tumoren des Bauchfells, des Magens und der Gebärmutter.

• Basierend auf den Ergebnissen umfangreicher wissenschaftlicher Untersuchungen zu Karzinogenen hat die Internationale Agentur für Krebsforschung Asbest als eines der gefährlichsten Karzinogene der ersten Kategorie eingestuft.

Anwendung von Asbest

• Herstellung von feuerfesten Stoffen (u.a. zum Nähen von Feuerwehranzügen).

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

• An Orten, an denen es notwendig ist, den Einfluss von Säuren zu reduzieren.

Die Rolle anorganischer Polymere bei der Bildung der Lithosphäre

Lithosphäre

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

Die Lithosphäre unter Ozeanen und Kontinenten variiert erheblich. Die Lithosphäre unter den Kontinenten besteht aus Sediment-, Granit- und Basaltschichten mit einer Gesamtdicke von bis zu 80 km. Die Lithosphäre unter den Ozeanen hat infolge der Bildung der ozeanischen Kruste viele Stadien teilweisen Schmelzens durchlaufen, sie ist stark an schmelzbaren seltenen Elementen verarmt, besteht hauptsächlich aus Duniten und Harzburgiten, ihre Dicke beträgt 5–10 km und Granit Schicht fehlt vollständig.

Chemische Zusammensetzung

Die Hauptbestandteile der Erdkruste und des Oberflächenbodens des Mondes sind Si- und Al-Oxide und deren Derivate. Diese Schlussfolgerung kann auf der Grundlage bestehender Vorstellungen über die Verbreitung von Basaltgesteinen gezogen werden. Die Hauptsubstanz der Erdkruste ist Magma – eine flüssige Gesteinsform, die neben geschmolzenen Mineralien eine erhebliche Menge an Gasen enthält. Wenn Magma an die Oberfläche gelangt, bildet es Lava, die zu Basaltgestein erstarrt. Der wichtigste chemische Bestandteil 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 entstehen. Im Allgemeinen handelt es sich bei der Lithosphäre um eine Silikatmatrix mit Einschlüssen anderer Stoffe, die durch physikalische und chemische Prozesse entstanden sind, die in der Vergangenheit unter Bedingungen hoher Temperatur und hohem Druck abliefen. Sowohl die Silikatmatrix selbst als auch die darin enthaltenen Einschlüsse enthalten überwiegend Stoffe in Polymerform, also heterokettige anorganische Polymere.

Granit

• Granit - kieselsäurehaltiges magmatisches Intrusivgestein. Es besteht aus Quarz, Plagioklas, Kaliumfeldspat und Glimmer – Biotit und Muskovit. Granite sind in der kontinentalen Kruste sehr verbreitet.

Die größten Granitmengen entstehen in Kollisionszonen, wo zwei Kontinentalplatten kollidieren und es zu einer Verdickung der Kontinentalkruste kommt. Nach Ansicht einiger Forscher bildet sich in der verdickten Kollisionskruste auf Höhe der Mittelkruste (Tiefe 10–20 km) eine ganze Schicht Granitschmelze. Darüber hinaus ist granitischer Magmatismus charakteristisch für aktive Kontinentalränder und in geringerem Maße auch für Inselbögen.

• Mineralische Zusammensetzung von Granit:

• Feldspäte - 60-65 %;

• Quarz – 25–30 %;

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

Basalt

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

• Chemische Zusammensetzung. Der Kieselsäuregehalt (SiO2) liegt zwischen 45 und 52-53 %, die Summe der alkalischen Oxide Na2O+K2O 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, Kieselsäure)

Formel: SiO2

• Formel: SiO2

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

• Eigenschaftsfarbe: Weiß

• Scheinen: glasig, manchmal fettig in festen Massen

• Dichte: 2,6-2,65 g/cm³

• Härte: 7

Chemische Eigenschaften

Korund (Al2O3, Aluminiumoxid)

Formel: Al2O3

• Formel: Al2O3

• Farbe: blau, rot, gelb, braun, grau

• Eigenschaftsfarbe: Weiß

• Scheinen: Glas

• Dichte: 3,9-4,1 g/cm³

• Härte: 9

Tellur

Struktur der Tellurkette

• Kristalle sind sechseckig, die Atome in ihnen bilden helikale Ketten und sind durch kovalente Bindungen mit ihren nächsten Nachbarn verbunden. Daher kann elementares Tellur als anorganisches Polymer betrachtet werden. Kristallines Tellur zeichnet sich durch einen metallischen Glanz aus, kann jedoch aufgrund seiner komplexen chemischen Eigenschaften eher den Nichtmetallen zugerechnet werden.

Anwendungen von Tellur

• Herstellung von Halbleitermaterialien

• Gummiproduktion

• Hochtemperatur-Supraleitung

Selen

Struktur der Selenkette

Schwarz Grau Rot

Graues Selen

Graues Selen (manchmal auch metallisch genannt) hat Kristalle in einem hexagonalen System. Sein Elementargitter kann als leicht deformierter Würfel dargestellt werden. Alle seine Atome scheinen an spiralförmigen Ketten aufgereiht zu sein, und die Abstände zwischen benachbarten Atomen in einer Kette sind etwa eineinhalb Mal kleiner als der Abstand zwischen den Ketten. Daher sind die Elementarwürfel verzerrt.

Anwendungen von grauem Selen

• Gewöhnliches graues Selen hat halbleitende Eigenschaften; 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 Halbleiters Selen ist seine Fähigkeit, die elektrische Leitfähigkeit unter Lichteinfluss stark zu erhöhen. Auf dieser Eigenschaft beruht die Wirkungsweise von Selen-Fotozellen und vielen anderen Geräten.

Rotes Selen

• Rotes Selen ist eine weniger stabile amorphe Modifikation.

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

• Hat keinen bestimmten Schmelzpunkt.

• Rotes amorphes Selen Mit zunehmender Temperatur (-55 °C) beginnt es sich in graues hexagonales Selen umzuwandeln

Schwefel

Strukturelle Eigenschaften

• Die plastische Modifikation von Schwefel wird durch helikale Ketten von Schwefelatomen mit linker und rechter Rotationsachse gebildet. Diese Ketten werden verdreht und in eine Richtung gezogen.

• Plastikschwefel ist instabil und verwandelt sich spontan in rhombischen Schwefel.

Gewinnung von plastischem Schwefel

Anwendung von Schwefel

• Herstellung von Schwefelsäure;

• In der Papierindustrie;

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

• bei der Herstellung von Farbstoffen und Leuchtmitteln;

• um schwarzes (Jagd-)Pulver zu erhalten;

• bei der Herstellung von Streichhölzern;

• Salben und Puder zur Behandlung bestimmter Hautkrankheiten.

Allotrope Modifikationen von Kohlenstoff

Vergleichsmerkmale

Anwendung allotroper Modifikationen von Kohlenstoff

• Diamant – in der Industrie: Er wird zur Herstellung von Messern, Bohrern und Fräsern verwendet. in der Schmuckherstellung. Die Zukunft liegt in der Entwicklung der Mikroelektronik auf Diamantsubstraten.

• Graphit – zur Herstellung von Schmelztiegeln und Elektroden; Kunststofffüllstoff; Neutronenmoderator in Kernreaktoren; Bestandteil der Zusammensetzung zur Herstellung von Minen für schwarze Graphitstifte (gemischt mit Kaolin)

Organische Polymere spielen in der Natur eine bedeutende Rolle. Darüber hinaus werden sie häufig in der Industrie eingesetzt. Als nächstes werden die Zusammensetzung, Eigenschaften und Verwendung organischer Polymere betrachtet.

Besonderheiten

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

Es sollte gesagt werden, dass sich der Begriff „Polymere“ hauptsächlich auf organische Optionen bezieht, obwohl es auch anorganische Verbindungen gibt.

Das Prinzip der Benennung der betrachteten Materialien besteht darin, dem Namen des Monomers das Präfix Poly hinzuzufügen.

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

Neben Makromolekülen enthalten die meisten Polymere weitere Stoffe, die der Verbesserung funktioneller Eigenschaften durch Modifizierung von Eigenschaften dienen. Sie werden vorgestellt:

• Stabilisatoren (verhindern Alterungsreaktionen);
• Füllstoffe (Einschlüsse unterschiedlicher Phasenzustände, die der Vermittlung spezifischer Eigenschaften dienen);
• Weichmacher (erhöhen die Frostbeständigkeit, senken die Verarbeitungstemperatur und verbessern die Elastizität);
• Schmiermittel (ermöglicht das Vermeiden des Anhaftens von Metallelementen der bei der Verarbeitung verwendeten Ausrüstung);
• Farbstoffe (dienen zu dekorativen Zwecken und zur Erstellung von Markierungen);
• Flammschutzmittel (verringern die Entflammbarkeit einiger Polymere);
• Fungizide, Antiseptika, Insektizide (verleihen antiseptische Eigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegen Insekten und Schimmelpilze).

In der natürlichen Umwelt werden die betreffenden Stoffe in Organismen gebildet.

Darüber hinaus gibt es Verbindungen, die in ihrer Struktur Polymeren ähneln, sogenannte Oligomere. Ihre Unterschiede bestehen in einer geringeren Anzahl von Einheiten und einer Änderung der ursprünglichen Eigenschaften, wenn eine oder mehrere von ihnen entfernt oder hinzugefügt werden, während die Parameter der Polymere erhalten bleiben. Darüber hinaus gibt es keine klare Meinung über die Beziehung zwischen diesen Verbindungen. Einige betrachten Oligomere als niedermolekulare Varianten von Polymeren, während andere sie als einen separaten Verbindungstyp ohne hohes Molekulargewicht betrachten.

Einstufung

Polymere werden nach der Zusammensetzung ihrer Einheiten unterschieden in:

• organisch;
• Organoelement;
• anorganisch.

Erstere dienen als Grundlage für die meisten Kunststoffe.

Stoffe der zweiten Art umfassen in ihren Einheiten Kohlenwasserstoff- (organische) und anorganische Fragmente.

Nach ihrer Struktur werden sie unterschieden in:

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

Alle vorgestellten Typen verfügen über Hauptstromkreise.

Die häufigsten anorganischen Polymere sind Alumosilikate und Silikate. Dies sind die Hauptmineralien der Erdkruste.

Basierend auf ihrer Herkunft werden Polymere in folgende Kategorien eingeteilt:

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

Letztere werden je nach Herstellungsverfahren unterteilt in:

• Polykondensation;
• Polymerisation

Unter Polykondensation versteht man den Prozess der Bildung von Makromolekülen aus Monomermolekülen mit mehr als einer funktionellen Gruppe unter Freisetzung von NH 3, Wasser und anderen Stoffen.

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

Die Klassifizierung nach makromolekularer Struktur umfasst:

• verzweigt;
• linear;
• dreidimensional genäht;
• Treppen

Aufgrund ihrer Reaktion auf thermische Einwirkungen werden Polymere unterschieden in:

• duroplastisch;
• Thermoplast.

Stoffe der ersten Art werden durch räumliche Varianten mit starrem Rahmen dargestellt. Beim Erhitzen werden sie zerstört und einige fangen Feuer. Dies liegt an der gleichen Stärke von Innenverbindungen und Kettenverbindungen. Infolgedessen führt der thermische Effekt zum Bruch sowohl der Ketten als auch der Struktur, sodass es zu einer irreversiblen Zerstörung kommt.

Thermoplastische Optionen werden durch lineare Polymere repräsentiert, die beim Erhitzen reversibel erweichen und beim Abkühlen aushärten. Ihre Eigenschaften bleiben dann erhalten. Die Plastizität dieser Stoffe beruht auf dem Aufbrechen intermolekularer und Wasserstoffbrückenbindungen von Ketten bei mäßiger Erwärmung.

Schließlich werden organische Polymere entsprechend ihren Strukturmerkmalen in mehrere Klassen eingeteilt.

1. Schwache und unpolare Thermoplaste. Sie werden in Varianten mit symmetrischer Molekülstruktur oder mit schwach polaren Bindungen dargestellt.
2. Polare Thermoplaste. Zu diesem Typ gehören Stoffe mit asymmetrischer Molekülstruktur und eigenen Dipolmomenten. Sie werden manchmal als Niederfrequenzdielektrika bezeichnet. Aufgrund ihrer Polarität ziehen sie Feuchtigkeit gut an. Außerdem sind die meisten von ihnen benetzbar. Diese Stoffe unterscheiden sich von der vorherigen Klasse auch durch einen geringeren elektrischen Widerstand. Darüber hinaus zeichnen sich viele der polaren Thermoplaste durch eine hohe Elastizität, chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit aus. Durch zusätzliche Verarbeitung können diese Verbindungen in flexible gummiartige Materialien umgewandelt werden.
3. Duroplastische Polymere. Wie oben erwähnt handelt es sich dabei um Stoffe mit einem räumlichen System kovalenter Bindungen. Sie unterscheiden sich von thermoplastischen Optionen durch Härte, Hitzebeständigkeit und Zerbrechlichkeit, einen höheren Elastizitätsmodul und einen niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten. Darüber hinaus sind solche Polymere gegenüber herkömmlichen Lösungsmitteln unempfindlich. Sie dienen als Grundlage für viele Stoffe.
4. Laminierte Kunststoffe. Sie werden durch Schichtmaterialien aus harzimprägnierten Papierblättern, Glasfaser, Holzfurnier, Stoff usw. dargestellt. Solche Polymere zeichnen sich durch die größte Anisotropie der Eigenschaften und Festigkeit aus. Für die Erstellung von Objekten mit komplexer Konfiguration sind sie jedoch von geringem Nutzen. Sie werden im Radio, in der Elektrotechnik und im Instrumentenbau eingesetzt.
5. Metall-Kunststoff. Dabei handelt es sich um Polymere, die metallische Füllstoffe in Form von Fasern, Pulvern und Stoffen enthalten. Diese Zusätze dienen dazu, bestimmte Eigenschaften zu verleihen: magnetisch, verbessern die Dämpfung, die elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie die Absorption und Reflexion von Radiowellen.

Eigenschaften

Viele organische Polymere weisen über einen weiten Spannungs-, Frequenz- und Temperaturbereich sowie bei hoher Luftfeuchtigkeit gute elektrische Isolierparameter auf. Darüber hinaus verfügen sie über gute Schall- und Wärmedämmeigenschaften. Organische Polymere zeichnen sich zudem in der Regel durch eine hohe Beständigkeit gegenüber chemischen Angriffen aus und unterliegen weder Fäulnis noch Korrosion. Schließlich weisen diese Materialien eine große Festigkeit bei geringer Dichte auf.

Die obigen Beispiele zeigen gemeinsame Eigenschaften organischer Polymere. Darüber hinaus zeichnen sich einige von ihnen durch spezifische Merkmale aus: Transparenz und geringe Zerbrechlichkeit (organisches Glas, Kunststoffe), makromolekulare Orientierung mit gerichteter mechanischer Einwirkung (Fasern, Filme), hohe Elastizität (Gummi), schnelle Änderung physikalischer und mechanischer Parameter unter der Wirkung Einfluss eines Reagenzes in kleinen Mengen (Gummi, Leder usw.) sowie hohe Viskosität bei niedrigen Konzentrationen, 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 die Gewinnung von Materialien mit hoher spezifischer Festigkeit (Stoffe: Leder, Wolle, Pelz, Baumwolle usw.; Kunststoffe).

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

Allerdings haben organische Polymere einen erheblichen praktischen Nachteil – die Alterung. Unter diesem Begriff versteht man eine Veränderung ihrer Eigenschaften und Größen infolge physikalischer und chemischer Umwandlungen unter dem Einfluss verschiedener Faktoren: Abrieb, Erwärmung, Strahlung usw. Die Alterung erfolgt durch bestimmte Reaktionen, abhängig von der Art des Materials und den Einflussfaktoren. Die häufigste davon ist die Zerstörung, die die Bildung von Substanzen mit niedrigerem Molekulargewicht aufgrund des Aufbrechens der chemischen Bindung der Hauptkette impliziert. Basierend auf den Gründen wird die Zerstörung in thermische, chemische, mechanische und photochemische unterteilt.

Geschichte

In den 40er Jahren begann sich die Polymerforschung zu entwickeln. 20. Jahrhundert und entwickelte sich Mitte des Jahrhunderts zu einem eigenständigen Wissenschaftsgebiet. Dies war auf die Entwicklung des Wissens über die Rolle dieser Stoffe in der organischen Welt und die Identifizierung der Möglichkeiten ihrer Verwendung in der Industrie zurückzuführen.

Gleichzeitig wurden zu Beginn des 20. Jahrhunderts Kettenpolymere hergestellt.

Mitte des Jahrhunderts beherrschten sie die Herstellung elektrisch isolierender Polymere (Polyvinylchlorid und Polystyrol) und Plexiglas.

Zu Beginn der zweiten Hälfte des Jahrhunderts weitete sich die Produktion von Polymergeweben aufgrund der Rückkehr zuvor produzierter Materialien und der Entstehung neuer Optionen aus. Darunter sind Baumwolle, Wolle, Seide, Lavsan. Im gleichen Zeitraum begann dank der Verwendung von Katalysatoren die Produktion von Niederdruck-Polyethylen und -Polypropylen sowie die Kristallisation stereoregulärer Varianten. Wenig später beherrschten sie die Massenproduktion der berühmtesten Dichtstoffe, porösen und klebenden Materialien, repräsentiert durch Polyurethane, sowie organoelementarer Polymere, die sich von organischen Analoga durch größere Elastizität und Wärmebeständigkeit (Polysiloxane) unterscheiden.

In den 60er - 70er Jahren. Es entstanden einzigartige organische Polymere mit aromatischen Komponenten, die sich durch hohe Hitzebeständigkeit und Festigkeit auszeichnen.

Die Herstellung organischer Polymere entwickelt sich immer noch intensiv. Dies ist auf die Möglichkeit zurückzuführen, billige Materialien wie Kohle, Begleitgase aus der Ölraffinierung und -produktion sowie Erdgase sowie Wasser und Luft als Ausgangsstoffe für die meisten davon zu verwenden.

Folie 2

ANORGANISCHE Polymere sind Polymere, deren Moleküle über anorganische Hauptketten verfügen und keine organischen Nebenreste (Rahmengruppen) enthalten.

In der Natur sind dreidimensionale Netzwerke anorganischer Polymere weit verbreitet, die in Form von Mineralien Teil der Erdkruste sind (z. B. Quarz).

Folie 3

Im Gegensatz zu organischen Polymeren können solche anorganischen Polymere nicht in einem hochelastischen Zustand vorliegen. Beispielsweise können Polymere aus Schwefel, Selen, Tellur und Germanium synthetisch gewonnen werden. Von besonderem Interesse ist anorganischer Synthesekautschuk – Polyphosphonitrilchlorid. Hat eine erhebliche hochelastische Verformung

Folie 4

Die Hauptketten sind aus kovalenten oder ionisch-kovalenten Bindungen aufgebaut; In einigen anorganischen Polymeren kann die Kette ionisch-kovalenter Bindungen durch einzelne Verbindungen koordinativer Natur unterbrochen sein. Strukturelle Klassifizierung von anorganischen Stoffen
Die Entwicklung von Polymeren erfolgt nach den gleichen Eigenschaften wie organische oder Polymere.

Folie 5

Unter den natürlichen anorganischen Polymeren am meisten. Retikuläre sind weit verbreitet und gehören zu den meisten Mineralien der Erdkruste. Viele von ihnen bilden diamantartige Kristalle oder
Quarz.

Folie 6

Struktur anorganischer Polymere

Elemente der oberen Reihen von III-VI gr. sind in der Lage, lineare anorganische Polymere zu bilden. periodisch Systeme. Innerhalb von Gruppen nimmt mit zunehmender Reihenzahl die Fähigkeit der Elemente, homo- oder heteroatomare Ketten zu bilden, stark ab.

Halogene, wie in org. Polymere spielen die Rolle von Kettenabbruchmitteln, obwohl alle möglichen Kombinationen davon mit anderen Elementen Seitengruppen bilden können.

Folie 7

Lange homoatomare Ketten (bilden nur Kohlenstoff und Elemente der Gruppe VI – S, Se und Te. Diese Ketten bestehen nur aus Hauptatomen und enthalten keine Seitengruppen, die elektronischen Strukturen der Kohlenstoffketten und der S-, Se- und Te-Ketten jedoch anders.

Folie 8

Lineare Polymere aus Kohlenstoff - Cumulenen =C=C=C=C= ... und Carbin -C=C-C=C-...; Darüber hinaus bildet Kohlenstoff zweidimensionale und dreidimensionale kovalente Kristalle – Graphit bzw. Diamant

Allgemeine Formel von Cumulenen: RR¹CnR²R³

Folie 9

Arten anorganischer Polymere

Schwefel, Selen und Tellur bilden Atomketten mit einfachen Bindungen.

Ihre Polymerisation hat den Charakter eines Phasenübergangs, und der Temperaturbereich der Stabilität des Polymers hat eine verschwommene untere und eine klar definierte obere Grenze. Unterhalb und oberhalb dieser Grenzen sind sie jeweils stabil. zyklisch Oktamere und zweiatomige Moleküle.

Folie 10

Von praktischem Interesse sind vor allem lineare anorganische Polymere Grade ähneln organischen – sie können in den gleichen Phasen-, Aggregat- oder Relaxationszuständen existieren und ähnliche Supermole bilden. Strukturen usw.

Solche anorganischen Polymere können hitzebeständige Kautschuke, Gläser, faserbildende Polymere etc. sein und weisen zudem eine Reihe von Eigenschaften auf, die organischen Polymeren nicht mehr eigen sind. Polymere. Dazu gehören Polyphosphazene, polymere Schwefeloxide (mit unterschiedlichen Seitengruppen), Phosphate und Silikate.

Folie 11

Anwendung anorganischer Polymere

Die Verarbeitung anorganischer Polymere zu Gläsern, Fasern, Glaskeramiken usw. erfordert ein Aufschmelzen, das meist mit einer reversiblen Depolymerisation einhergeht. Zur Stabilisierung mäßig verzweigter Strukturen in Schmelzen werden daher meist modifizierende Additive eingesetzt.

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Polymere sind hochmolekulare Verbindungen, die aus vielen Monomeren bestehen. Polymere sind von Oligomeren zu unterscheiden, bei denen sich die Eigenschaften des Polymers bei Hinzufügung einer weiteren Zahleneinheit nicht ändern.

Die Verbindung zwischen den Monomereinheiten kann durch chemische Bindungen erfolgen, dann spricht man von Duroplasten, oder durch die Kraft der intermolekularen Wirkung, die typisch für die sogenannten Thermoplaste ist.

Die Verbindung von Monomeren zu einem Polymer kann als Ergebnis einer Polykondensations- oder Polymerisationsreaktion erfolgen.

Es gibt viele ähnliche Verbindungen in der Natur, die bekanntesten davon sind Proteine, Gummi, Polysaccharide und Nukleinsäure. Solche Materialien werden als organisch bezeichnet.

Heutzutage werden viele Polymere synthetisch hergestellt. Solche Verbindungen werden anorganische Polymere genannt. Anorganische Polymere werden durch die Kombination natürlicher Elemente durch Polykondensationsreaktionen, Polymerisation und chemische Umwandlung hergestellt. Auf diese Weise können Sie teure oder seltene Naturmaterialien ersetzen oder neue Materialien schaffen, die in der Natur keine Analogien haben. Die Hauptbedingung ist, dass das Polymer keine Elemente organischen Ursprungs enthält.

Anorganische Polymere erfreuen sich aufgrund ihrer Eigenschaften großer Beliebtheit. Ihr Einsatzspektrum ist recht breit gefächert, es werden ständig neue Anwendungsgebiete gefunden und neuartige anorganische Materialien entwickelt.

Hauptmerkmale

Heutzutage gibt es viele Arten anorganischer Polymere, sowohl natürliche als auch synthetische, die unterschiedliche Zusammensetzungen, Eigenschaften, Anwendungsbereiche und Aggregatzustände aufweisen.

Der aktuelle Entwicklungsstand der chemischen Industrie ermöglicht die Herstellung anorganischer Polymere 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 dem Polymerisationsprozess zugänglich ist.

Anorganische Polymere zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine erhöhte Festigkeit und Flexibilität aufweisen, durch Chemikalien schwer angreifbar sind und beständig gegen hohe Temperaturen sind. Einige Arten können jedoch zerbrechlich und mangelhaft an Elastizität sein, sind aber gleichzeitig recht stark. Die bekanntesten davon sind Graphit, Keramik, Asbest, Mineralglas, Glimmer, Quarz und Diamant.

Die gebräuchlichsten 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 davon sind anorganische Polymere wie Silikate und Alumosilikate.

Eigenschaften und Eigenschaften variieren nicht nur in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Polymers, sondern auch von Molekulargewicht, Polymerisationsgrad, Atomstruktur und Polydispersität.

Unter Polydispersität versteht man das Vorhandensein von Makromolekülen unterschiedlicher Masse in der Zusammensetzung.

Die meisten anorganischen Verbindungen zeichnen sich durch folgende Indikatoren aus:

1. Elastizität. Eine Eigenschaft wie Elastizität zeigt die Fähigkeit eines Materials an, unter dem Einfluss einer äußeren Kraft an Größe zuzunehmen und nach Wegnahme der Belastung in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Beispielsweise kann sich Gummi um das Sieben- bis Achtfache ausdehnen, ohne seine Struktur zu verändern oder Schäden zu verursachen. Die Wiederherstellung von Form und Größe ist möglich, indem die Position der Makromoleküle in der Zusammensetzung beibehalten wird. Nur ihre einzelnen Segmente bewegen sich.
2. Kristallstruktur. Die Eigenschaften und Eigenschaften des Materials hängen von der räumlichen Anordnung der Bestandteile, der sogenannten Kristallstruktur, und ihren Wechselwirkungen ab. Basierend auf diesen Parametern werden Polymere in kristalline und amorphe Polymere unterteilt.

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

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

1. Glasigkeit. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für amorphe Polymere, die bei sinkender Temperatur oder steigendem Druck eine glasartige Struktur annehmen. In diesem Fall stoppt die thermische Bewegung von Makromolekülen. Die Temperaturbereiche, in denen der Glasbildungsprozess stattfindet, hängen von der Art des Polymers, seiner Struktur und den Eigenschaften der Strukturelemente ab.
2. Viskoser Fließzustand. Hierbei handelt es sich um eine Eigenschaft, bei der es unter dem Einfluss äußerer Kräfte zu irreversiblen Form- und Volumenänderungen eines Materials kommt. Im viskosen Fließzustand bewegen sich Strukturelemente in linearer Richtung, was zu einer Formänderung führt.

Struktur anorganischer Polymere

Diese Eigenschaft ist in einigen Branchen sehr wichtig. Es wird am häufigsten bei der Verarbeitung von Thermoplasten mit Methoden wie Spritzgießen, Extrudieren, Vakuumformen und anderen verwendet. Dabei schmilzt das Polymer bei erhöhter Temperatur und hohem Druck.

Arten anorganischer Polymere

Heutzutage gibt es bestimmte Kriterien, nach denen anorganische Polymere klassifiziert werden. Die wichtigsten:

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

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

Heutzutage gibt es viele Arten anorganischer Polymere, von denen die am weitesten verbreiteten sind. Dazu gehört auch Asbest.

Asbest ist ein feinfaseriges Mineral, das zur Gruppe der Silikate gehört. Die chemische Zusammensetzung von Asbest besteht aus Silikaten von Magnesium, Eisen, Natrium und Kalzium. Asbest hat krebserregende Eigenschaften und ist daher sehr gefährlich für die menschliche Gesundheit. Es ist sehr gefährlich für die Arbeiter, die an der Gewinnung beteiligt sind. In Form von Fertigprodukten ist es jedoch recht sicher, da es sich nicht in verschiedenen Flüssigkeiten auflöst und nicht mit diesen reagiert.

Silikon ist eines der am häufigsten vorkommenden synthetischen anorganischen Polymere. Es ist leicht, ihn im Alltag zu treffen. Der wissenschaftliche Name für Silikon ist Polysiloxan. Seine chemische Zusammensetzung ist eine Bindung von Sauerstoff und Silizium, die Silikon die Eigenschaften hoher Festigkeit und Flexibilität verleiht. Dadurch ist Silikon in der Lage, hohen Temperaturen und physikalischen Belastungen standzuhalten, ohne an Festigkeit zu verlieren und seine Form und Struktur beizubehalten.

Kohlenstoffpolymere kommen in der Natur sehr häufig vor. Es gibt auch viele Arten, die vom Menschen unter industriellen Bedingungen synthetisiert wurden. Unter den natürlichen Polymeren sticht Diamant hervor. Dieses Material ist unglaublich langlebig und hat eine kristallklare Struktur.

Carbyne ist ein synthetisches Kohlenstoffpolymer mit erhöhten Festigkeitseigenschaften, die denen von Diamant und Graphen in nichts nachstehen. Es wird in Form einer schwarzen Moltebeere mit feiner Kristallstruktur hergestellt. Es verfügt über elektrische Leitfähigkeitseigenschaften, die unter Lichteinfluss zunehmen. Kann Temperaturen von 5000 Grad standhalten, ohne seine Eigenschaften zu verlieren.

Graphit ist ein Kohlenstoffpolymer, dessen Struktur durch planare Ausrichtung gekennzeichnet ist. Aus diesem Grund ist die Struktur von Graphit schichtförmig. Dieses Material leitet Strom und Wärme, lässt jedoch kein Licht durch. Seine Art ist Graphen, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffmolekülen besteht.

Borpolymere zeichnen sich durch eine hohe Härte aus und stehen Diamanten in nichts nach. Hält Temperaturen von mehr als 2000 Grad stand, was viel höher ist als die Grenztemperatur von Diamant.

Selenpolymere sind eine ziemlich breite Palette anorganischer Materialien. Das bekannteste davon ist Selencarbid. Selenkarbid ist ein langlebiges Material, das in Form transparenter Kristalle vorliegt.

Polysilane verfügen über besondere Eigenschaften, die sie von anderen Materialien unterscheiden. Dieser Typ leitet Strom und hält Temperaturen bis zu 300 Grad stand.

Anwendung

Anorganische Polymere kommen in fast allen Bereichen unseres Lebens zum Einsatz. Je nach Typ haben sie unterschiedliche Eigenschaften. Ihr Hauptmerkmal ist, dass künstliche Materialien im Vergleich zu organischen Materialien verbesserte Eigenschaften haben.

Asbest wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, vor allem im Bauwesen. Zur Herstellung von Schiefer und verschiedenen Rohrtypen werden Mischungen aus Zement und Asbest verwendet. Asbest wird auch verwendet, um die Säurewirkung zu reduzieren. In der Leichtindustrie wird Asbest zum Nähen von Feuerwehranzügen verwendet.

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

Im Allgemeinen ist Silikon eines der funktionellsten anorganischen Polymere.

Diamant ist vor allem als Schmuckmaterial bekannt. Aufgrund seiner Schönheit und der schwierigen Gewinnung ist es sehr teuer. Aber auch in der Industrie werden Diamanten eingesetzt. Dieses Material wird in Schneidgeräten zum Schneiden sehr haltbarer Materialien benötigt. Es kann in reiner Form als Fräser oder als Spray auf Schneidelemente verwendet werden.

Graphit wird in verschiedenen Bereichen häufig verwendet; daraus werden Bleistifte hergestellt, es wird im Maschinenbau, in der Nuklearindustrie und in Form von Graphitstäben verwendet.

Da Graphen und Carbin noch wenig erforscht sind, ist ihr Anwendungsbereich begrenzt.

Borpolymere werden zur Herstellung von Schleifmitteln, Schneidelementen usw. verwendet. Für die Metallbearbeitung sind Werkzeuge aus diesem Material notwendig.

Selenkarbid wird zur Herstellung von Bergkristall verwendet. Es wird durch Erhitzen von Quarzsand und Kohle auf 2000 Grad gewonnen. Aus Kristall werden hochwertige Tisch- und Einrichtungsgegenstände hergestellt.