Особливості властивостей полімерних матеріалів

Класифікація полімерів.

Загальні поняття.

План

НЕМЕТАЛІЧНІ МАТЕРІАЛИ.

1. Неметалічні матеріали - це великий асортимент матеріалів таких, як композиційні матеріали, гумові матеріали, клеї, лакофарбові покриття, деревина, силікатні стекла, кераміка й ін. Неметалічні матеріали є не тільки замінниками металів, але і застосовуються як самостійні, іноді навіть незамінні матеріали. Окремі матеріали володіють високою механічною міцністю, легкістю, термічною і хімічною стійкістю, високими електроізоляційними характеристиками, оптичною прозорістю і т.п. Особливо слід зазначити технологічність неметалічних матеріалів.

Основою неметалічних матеріалів є полімери, головним чином синтетичні. Творцем структурної теорії хімічної будівлі органічних сполук є А.М. Бутлеров. Промислові виробництва перших синтетичних пластмас (фенопластів) здійснив Г.С.Петров (1907-1914рр). С.В.Лебедєв вперше у світі здійснив промисловий синтез каучуку (1932 р.). Н.Н.Семенов у 1930-1940 р. розробив теорію ланцюгових реакцій і поширив її на механізм ланцюгової полімеризації.

Полімерами називають речовини, макромолекули яких складаються з численних елементарних ланок (мономерів) однакової структури. Молекулярна маса їх складає від 5000 до 1000000. При таких великих розмірах макромолекул властивості речовин визначаються не тільки хімічними складами цих молекул, але і їхнім взаємним розташуванням і будовою. Макромолекули полімеру являють собою ланцюги, що складаються з окремих ланок. Поперечний переріз ланцюга декілька ангстрем, а довжина - тисячі ангстрем. Тому макромолекулам полімеру властива гнучкість. Атоми, які входять в основний ланцюг, зв'язані міцним хімічним (ковалентним) зв'язком.

Енергія хімічних зв'язків (ккал/моль) складає уздовж ланцюга 80 для С - С, 79 для С - О, 66 для С - Н.Сили міжмолекулярної взаємодії, що мають звичайно фізичну природу, значно (в1050 разів) менше. Наприклад, міцність міжмолекулярних зв'язків електростатичного характеру не перевищує 9 ккал/моль. У такий спосіб молекули полімерів характеризуються міцними зв'язками в самих макромолекулах і відносно слабкими між ними. У деяких полімерах між ланками, що входять до складу сусідніх макромолекул, діють сили хімічного зв'язку. Макромолекули полімерів, маючи однаковий хімічний склад, звичайно відрізняються за розмірами. Це явище, що викликає розсіювання фізико-механічних характеристик матеріалу, називається полі- дисперсністю. Макромолекули можуть бути побудовані з однакових за хімічною будовою мономерів (гомополімери чи полімери) чи різнорідних ланок (сополімери). Полімери зустрічаються в природі: натуральний каучук, целюлоза, слюда, азбест, природний графіт. Однак ведучою групою є синтетичні полімери, одержувані в процесі хімічного синтезу з низькомолекулярних з'єднань. Синтезом можна одержувати полімери з різноманітними властивостями і навіть створювати матеріали з заздалегідь заданими характеристиками.

2. Для зручності вивчення зв'язку складу і структури з властивостями полімерів їх можна класифікувати за різними ознаками (складом, формою макромолекул, фазовому стану, полярністю, відношенням до нагрівання).За складом всі полімери поділяють на органічні, елементоорганічні, неорганічні. Органічні полімери складають найбільш велику групу з'єднань (смоли, каучуки). Основний ланцюг таких з'єднань утворюють тільки вуглецеві атоми, або в ньому присутні атоми (О, Сl, H, P), які сприяють підвищенню гнучкості ланцюга й еластичності полімерів (О), підвищенню вогнестійкості (Р і С1), газонепроникності, хімічній стійкості (Р).

Елементоорганічні з'єднання містять у складі основного ланцюга неорганічні атоми кремнію, титана, алюмінію й ін. елементів, що сполучаються з органічними радикалами (метиловий, феніловий).

Органічні радикали додають матеріалу міцність і еластичність, а неорганічні атоми надають підвищену теплостійкість. У природі таких з'єднань не зустрічається. Представниками цієї, групи є органічні сполуки, створені вченим К.А.Андріановим.

Дата добавления: 2014-01-07