Neorganiniai polimerai: pavyzdžiai ir taikymai

Gamtoje yra organoelementų,organiniai ir neorganiniai polimerai. Neorganinės yra medžiagos, kurių pagrindinė grandinė yra neorganinė, o šoniniai šakos nėra angliavandenilių radikalai. Periodiškosios cheminių elementų sistemos III-VI grupių elementai, greičiausiai, sudaro neorganinės kilmės polimerus.

Klasifikacija

Organiniai ir neorganiniai polimerai yra aktyvūsyra ištirtos jų naujos charakteristikos, todėl nėra aiškios šių medžiagų klasifikacijos. Tačiau galima nustatyti tam tikras polimerų grupes.

Priklausomai nuo struktūros:

• linijinis;
• butas;
• šakotas;
• polimero tinklelis;
• trimatis ir kiti.

Priklausomai nuo pagrindinių polimerą sudarančių grandinių atomų:

• Homochaino tipas (-M-) n - susideda iš vieno tipo atomų;
• heterochaino tipas (-M-L-) n - susideda iš skirtingų atomų tipų.

Priklausomai nuo kilmės:

• natūralus;
• dirbtinis

Nuoroda į neorganinius medžiagų polimeruskurios kietoje būsenoje yra makromolekulės, taip pat būtina turėti tam tikrą erdvinės struktūros ir atitinkamų savybių anisotropiją.

Pagrindinės savybės

Dažniau yra heterochainpolimerai, kuriuose vyksta pakaitiniai elektropositijiniai ir elektroragatyvieji atomai, pvz., B ir N, P ir N, Si ir O. Neorganinius polimerus heterocheinas (NP) galima gauti polikondensacijos reakcijomis. Oxoanionų polikondensacija paspartėja rūgštinėje terpėje, o hidratuotų katijonų polikondensacija yra šarminė. Polikondensacija gali būti atliekama tiek tirpale, tiek kietosiose medžiagose esant aukštai temperatūrai.

Daugelis heterochaininių neorganinių polimerųgali būti gaunamas tik esant aukštos temperatūros sintezei, pavyzdžiui, tiesiogiai iš paprastų medžiagų. Karbidų, kurie yra polimeriniai kūnai, susidarymas įvyksta, kai tam tikri oksidai sąveikauja su anglimi, taip pat esant aukštai temperatūrai.

Ilgos homo jungties grandinės (kurių polimerizacijos laipsnis n> 100) sudaro VI grupės anglies ir p elementus: sieros, seleno, telūro.

Neorganiniai polimerai: pavyzdžiai ir taikymai

NP ypatybė yra susijusi su polimero formavimukristaliniai kūnai su įprasta erdvine makromolekulių struktūra. Tvirtos cheminių jungčių sistemos buvimas suteikia tokiems junginiams didelį kietumą.

Ši savybė leidžia naudoti neorganinius polimerus kaip abrazyvines medžiagas. Šių medžiagų naudojimas yra plačiausiai naudojamas pramonėje.

Išskirtinis cheminis ir šiluminis atsparumasNP taip pat yra vertingas turtas. Pavyzdžiui, armuojantys pluoštai, pagaminti iš organinių polimerų, yra stabilūs ore iki 150-220 ° C temperatūros. Tuo tarpu boro pluoštas ir jo dariniai išlieka stabilūs iki 650 ° C temperatūros. Štai kodėl neorganiniai polimerai verčia kurti naujas chemiškai ir termiškai stabilios medžiagos.

Praktine verte taip pat turi NP, kurisTuo pat metu jie abu artėja prie organinių savybių ir išsaugo jų savybes. Tokie yra fosfatai, polifosfazenai, silikatai, sieros polimeriniai oksidai su skirtingomis šoninėmis grupėmis.

Anglies polimerai

Priskyrimas: "Pateikite neorganinių polimerų pavyzdžių", - dažnai randama chemijos vadovėliuose. Tikslinga tai padaryti, nurodant išskirtinius anglies dvideginio išvestinius anglies junginius. Tai apima unikalių savybių medžiagas: deimantus, grafitą ir karabiną.

Karabinas - dirbtinai sukurta, mažai ištirtalinijinis polimeras, turintis neprilygstamą stiprumo vertybes, ne prastesnės, o kai kurie tyrimai ir aukščiausios grafeno. Tačiau karabinas yra paslaptinga medžiaga. Galų gale ne visi mokslininkai pripažįsta savo egzistavimą kaip savarankišką medžiagą.

Iš išorės jis atrodo kaip metalo kristalinisjuodi milteliai. Turi puslaidininkių savybių. Karabino elektrinis laidumas labai padidėja veikiant šviesai. Tai nepraranda šių savybių net iki 5000 ° C temperatūroje, kuri yra daug didesnė nei kitų panašių tikslų medžiagų. Gauta medžiaga 60-ųjų V. V. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin ir Yu.P. Kudryavcevas kataliziškai oksiduoja acetileną. Sunkiausias dalykas buvo nustatyti ryšį tarp anglies atomų. Vėliau medžiaga buvo gauta tik dvigubose jungtimis tarp anglies atomų TSRS mokslų akademijos organinių elementų junginių institute. Naujas junginys vadinamas polikamulenu.

Grafitas - šioje polimerinėje medžiagojeužsakymas platinamas tik plokštumoje. Jo sluoksniai nėra susieti su cheminėmis jungtimis, bet silpna tarpmolekulinė sąveika, taigi ji atlieka šilumą ir srovę ir neperduoda šviesos. Grafitas ir jo dariniai yra gana dažni neorganiniai polimerai. Naudojimo pavyzdžiai: nuo pieštukų iki branduolinės pramonės. Oksiduojantis grafitas, galima gauti tarpinius oksidacijos produktus.

Deimantas - jo savybės iš esmės skiriasi. Diamond yra erdvinis (trimatis) polimeras. Visi anglies atomai jungiami stipriais kovalentiniais ryšiais. Kadangi šis polimeras yra labai patvarus. Diamond neveikia srovės ir šilumos, ji turi skaidrią struktūrą.

Boro polimerai

Jei jums kyla klausimas, kokie neorganiniai polimerai jums žinomi, nedvejodami atsakykite - boro polimerai (-BR-). Tai gana plati NP klasė, plačiai naudojama pramonėje ir moksle.

Boro karbidas - jo formulė atrodo labiau teisinga(B12C3) n. Elementarioji ląstelė yra rhomboedrinė. Rąstą sudaro dvylika kovalentiškai surištų boro atomų. Ir jo viduryje - linijinė grupė iš trijų kovalentiškai surištų anglies atomų. Dėl to susidaro labai stipri struktūra.

Boridai - jų kristalai formuojasi kaipaukščiau aprašytas karbidas. Atspariausias iš jų yra HfB2, kuris tirpsta tik esant 3250 ° C temperatūrai. Didžiausias cheminis atsparumas yra pažymėtas TaB2 - jis neturi įtakos nei rūgštys, nei jų mišiniai.

Boro nitridas - jis dažnai vadinamas baltu talku panašumo. Šis panašumas yra tik išorinis. Struktūriškai jis yra panašus į grafitą. Jis gaunamas kaitinant borą ar jo oksidą amoniako atmosferoje.

Borazonas

Elboras, borazonas, kiboritas, kingsongitas, kubonitas -sieros neorganiniai polimerai. Jų taikymo pavyzdžiai: šlifavimo ratų gamyba, šlifavimo medžiagos, metalo apdirbimas. Tai yra chemiškai inertinės medžiagos, kurių sudėtyje yra boro. Kietumas yra arčiau kitų medžiagų nei deimantai. Visų pirma, borazonas palieka įbrėžimus ant deimanto, pastarasis taip pat palieka įbrėžimus ant borazono kristalų.

Tačiau šiems NP turi keletą privalumųnatūralūs deimantai: jie turi aukštą terminį stabilumą (atsparūs temperatūrai iki 2000 ° C, deimantas taip pat suskaidomas 700-800 ° C temperatūroje) ir didelis atsparumas mechaniniam poveikiui (jie nėra tokie trapūs). Borazonas buvo gautas 1953 m., Kai Robert Wentorf sukėlė temperatūrą 1350 ° C ir 62000 atmosferos slėgį. Panašios Leningrado mokslininkų medžiagos buvo gautos 1963 m.

Neorganiniai sieros polimerai

Homopolimeras - šis sieros modifikavimas yra linijinismolekulė. Medžiaga nestabili, temperatūros svyravimai sklendžia į oktaedinius ciklus. Jis susidaro sieros lydalo aštrių aušinimo atveju.

Polimerinis sieros anhidrido modifikavimas. Labai panaši į asbestą, ji turi pluoštinę struktūrą.

Seleno polimerai

Pilkasis selenas yra poliruotas, spiralinis linijinislygiagrečiai pritvirtintos makromolekulės. Į grandines seleno atomai kovalentiškai surišti, o makromolekulės yra sujungtos molekulinėmis jungtimis. Net ištirpęs arba ištirpęs selenas nesibaigia į atskirus atomus.

Raudonasis ar amorfinis selenas taip pat yra grandinės polimeras,bet šiek tiek užsakyta struktūra. Esant 70-90 ° C temperatūrai, jis įgyja gumos tipo savybių, patenkančių į labai elastingą būseną, kuri primena organinius polimerus.

Seleno karbidas arba akmens kristalas. Termiškai ir chemiškai stabilus, pakankamai stiprus erdvinis kristalas. Pjezoelektrinis ir puslaidininkinis. Esant dirbtoms sąlygoms, jis buvo gautas reaguojant kvarcinio smėlio ir akmens anglys į elektrinę krosnį maždaug 2000 ° C temperatūroje.

Kiti seleno polimerai:

• Monoklininis selenas - labiau užsakytas nei amorfinis raudonas, bet žemesnis už pilką.
• Seleno dioksidas arba (SiO2) n - tai trimatis tinklo polimeras.
• Asbestas yra pluoštinės struktūros seleno oksido polimeras.

Fosforo polimerai

Yra daug fosforo modifikacijų: balta, raudona, juoda, ruda, violetinė. Red - NP yra smulkiagrūdis struktūra. Tai gaunama šildant baltąjį fosforą be oro patekimo 2500 ° C temperatūroje. Juodąjį fosforą P. Bridgmanas gavo tokiomis sąlygomis: 200 000 atmosferų slėgis esant 200 ° C temperatūrai.

Fosforonitrido chloridai - fosforo junginiai su azotuir chloro. Šių medžiagų savybės keičiasi didėjančia masė. Būtent, jų tirpumas organinėse medžiagose mažėja. Kai polimero molekulinė masė siekia kelis tūkstančius vienetų, susidaro gumos medžiaga. Tai vienintelė pakankamai karščiui atspari anglies neturinti guma. Jis sunaikinamas tik esant aukštesnei kaip 350 ° C temperatūrai.

Išvada

Neorganiniai polimerai daugumoje -medžiagos, turinčios unikalių savybių. Jie naudojami gamyboje, statyboje, novatoriškoms ir net revoliucinėms medžiagoms kurti. Studijuodami žinomų NP savybes ir sukurkite naujus, jų taikymo sritis plečiasi.