Полімер - що це таке? Виробництво полімерів

Дивно, наскільки різноманітні навколишні нас предмети і матеріали, з яких вони виготовлені. Раніше, приблизно в XV-XVI століттях, основними матеріалами були метали і дерево, трохи пізніше скло, майже в усі часи фарфор і фаянс. А ось сьогоднішній століття - це час полімерів, про яких і піде мова далі.

Поняття про полімери

Полімер. Що це таке? Відповісти можна з різних точок зору. З одного боку, це сучасний матеріал, який використовується для виготовлення безлічі побутових і технічних предметів.

З іншого боку, можна сказати, це спеціально синтезоване синтетична речовина, що отримується з наперед заданими властивостями для використання в широкій спеціалізації.

Відео: В Усть-Каменогорську налагодили випуск будматеріалів з деревинно-полімерних композитів

Кожне з цих визначень вірне, тільки перший з точки зору побутової, а друге - з точки зору хімічної. Ще одним хімічним визначенням є наступне. Полімери - це макромолекулярні сполуки, в основі яких лежать короткі ділянки ланцюга молекули - мономери. Вони багато разів повторюються, формуючи макроланцюга полімеру. Мономерами можуть бути як органічні, так і неорганічні сполуки.

Тому питання: "полімер - що це таке?" - Вимагає розгорнутої відповіді і розгляду за всіма властивостями і областям застосування цих речовин.

види полімерів

Існує безліч класифікацій полімерів за різними ознаками (хімічної природі, термостійкості, будовою ланцюга і так далі). У нижче наведеній таблиці коротко розглянемо основні види полімерів.

Класифікація полімерів
принцип	види	визначення	приклади
За походженням (виникнення)	Природні (натуральні)	Ті, що зустрічаються в природних умовах, в природі. Створені природою.	ДНК, РНК, білки, крохмаль, бурштин, шовк, целюлоза, каучук натуральний
	синтетичні	Отримано в лабораторних умовах людиною, не мають відношення до природи.	ПВХ, поліетилен, фенолформальдегідні смоли, поліпропілен, поліуретан та інші
	штучні	Створені людиною в лабораторних умовах, але на основі природних полімерів.	Целулоїд, ацетатцеллюлозе, нитроцеллюлоза
З точки зору хімічної природи	органічної природи	Велика частина всіх відомих полімерів. В основі мономер органічної речовини (складається з атомів С, можливе включення атомів N, S, O, P і інших).	Всі синтетичні полімери
	неорганічної природи	Основу складають такі елементи, як Si, Ge, O, P, S, H і інші. Властивості полімерів: не бувають еластичними, не утворюють макроланцюга.	Полісілани, полідіхлорфосфазен, полігермани, полікремнієві кислоти
	елементоорганічеськой природи	Суміш органічних і неорганічних полімерів. Головний ланцюг - неорганіка, бічні - органіка.	Полісілоксани, полікарбоксилати, поліорганоціклофосфазени.
Різниця головною ланцюжка	гомоцепні	Головний ланцюг представлена або вуглецем, або кремнієм.	Полісілани, полістирол, поліетилен та інші.
Різниця головною ланцюжка	Гетероланцюгові	Основний кістяк із різних атомів.	Полімери приклади - поліаміди, білки, етиленгліколь.

Також розрізняють полімери лінійного, сітчастого і розгалуженої будови. Основа полімерів дозволяє бути їм термопластичними або термореактивними. Також вони мають відмінності по здатності до деформації при звичайних умовах.

Фізичні властивості полімерних матеріалів

Основні два агрегатних стану, характерні для полімерів, це:

аморфне;
кристалічна.

Кожне характеризується своїм набором властивостей і має важливе практичне значення. Наприклад, якщо полімер існує в аморфному стані, значить, він може бути і вязкотекущей рідиною, і стеклоподобную речовиною і високоеластичним з`єднанням (каучуки). Це знаходить широке застосування в хімічних галузях промисловості, будівництві, техніці, виробництві промислових товарів.

Кристалічний стан полімери мають досить умовне. Насправді даний стан перемежовується з аморфними ділянками ланцюга, і в цілому вся молекула виходить дуже зручною для отримання еластичних, але в той же час високоміцних і твердих волокон.

Відео: Полімери

Температури плавлення для полімерів різні. Багато аморфні плавляться при кімнатній температурі, а деякі синтетичні кристалічні витримують досить високі температури (оргскло, скловолокно, поліуретан, поліпропілен).

Забарвлюватися полімери можуть в самі різні кольори, без обмежень. Завдяки своїй структурі вони здатні поглинати фарбу і купувати найяскравіші і незвичайні відтінки.

Хімічні властивості полімерів

Хімічні властивості полімерів відрізняються від таких у низькомолекулярних речовин. Це пояснюється розміром молекули, наявністю різних функціональних угруповань в її складі, загальним запасом енергії активації.

В цілому можна виділити кілька основних типів реакцій, характерних для полімерів:

Реакції, які будуть визначатися функціональною групою. Тобто якщо до складу полімеру входить група ОН, характерна для спиртів, значить, і реакції, в які вони будуть вступати, будуть ідентичні таким у спиртів (дегідратація, окислення, відновлення, дегидрирование і так далі).
Взаємодія з НМС (низькомолекулярними сполуками).
Реакції полімерів між собою з утворенням зшитих мереж макромолекул (сітчасті полімери, розгалужені).
Реакції між функціональними угрупуваннями в межах однієї макромолекули полімеру.
Розпад макромолекули на мономери (деструкція ланцюга).

Всі перераховані реакції мають в практиці велике значення для отримання соєвого молока з наперед заданими і зручними людині властивостями. Хімія полімерів дозволяє створювати термостійкі, кислотно і щелочеупорние матеріали, що володіють при цьому достатньою еластичністю і стабільністю.

Застосування полімерів в побуті

Застосування цих сполук повсюдно. Мало можна пригадати областей промисловості, народного господарства, науки і техніки, в яких не потрібен був би полімер. Що це таке - полімерне господарство і повсюдне застосування, і чим воно вичерпується?

Хімічна промисловість (виробництво пластмас, дубильних речовин, синтез найважливіших органічних сполук).
Машинобудування, авіабудування, нафтопереробні підприємства.
Медицина та фармакологія.
Отримання барвників і вибухових речовин, пестицидів і гербіцидів, інсектицидів сільського господарства.
Будівельна промисловість (легування сталей, конструкції звуко- і теплоізоляції, будівельні матеріали).
Виготовлення іграшок, посуду, труб, вікон, предметів побуту та речей домашнього вжитку.

Хімія полімерів дозволяє отримувати все нові і нові, абсолютно універсальні за властивостями матеріали, рівних яким немає ні серед металів, ні серед дерева або скла.

Приклади виробів з полімерних матеріалів

Перш ніж називати конкретні вироби з полімерів (їх неможливо перерахувати всі, занадто велика їх різноманіття), для початку потрібно розібратися, що дає полімер. Матеріал, який отримують з ВМС, і буде основою для майбутніх виробів.

Основними матеріалами, виготовленими з полімерів, є:

пластмаси;
поліпропілени;
поліуретани;
полістироли;
поліакрилати;
фенолформальдегідні смоли;
епоксидні смоли;
капрон;
віскози;
нейлони;
поліефірні волокна;
клеї;
плівки;
дубильні речовини та інші.

Це лише невеликий список з того різноманіття, що пропонує сучасна хімія. Ну а тут вже стає зрозумілим, які предмети і вироби виготовляються з полімерів - практично будь-які предмети побуту, медицини та інших областей (пластикові вікна, труби, посуд, інструменти, меблі, іграшки, плівки та інше).