Noorganik polimerlar: misollar va ilovalar

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Tabiatda organoelementlar, organik va noorganik polimerlar mavjud. Noorganik materiallarga asosiy zanjiri noorganik, yon shoxlari esa uglevodorod radikallari bo'lmagan materiallar kiradi. Kimyoviy elementlar davriy sistemasining III-VI guruhlari elementlari noorganik kelib chiqadigan polimerlar hosil boʻlishiga koʻproq moyil boʻladi.

Tasnifi

Organik va noorganik polimerlar faol o'rganilmoqda, ularning yangi xarakteristikalari aniqlanmoqda, shuning uchun bu materiallarning aniq tasnifi hali ishlab chiqilmagan. Biroq, polimerlarning ayrim guruhlarini ajratish mumkin.

Tuzilishiga qarab:

• chiziqli;
• tekis;
• tarmoqli;
• polimer tarmoqlari;
• uch oʻlchovli va boshqalar.

Polimerni tashkil etuvchi asosiy atomlarga qarab:

• gomozanjir turi (-M-)n - bir turdagi atomlardan iborat;
• geterozanjir turi(-M-L-)n - har xil turdagi atomlardan iborat.

Kelib chiqishiga qarab:

• tabiiy;
• sun'iy.

Qattiq holatda makromolekulalar boʻlgan moddalarni noorganik polimerlar deb tasniflash uchun ular fazoviy strukturaning maʼlum anizotropiyasiga va tegishli xossalarga ham ega boʻlishi kerak.

Asosiy xususiyatlar

Ko'proq keng tarqalgan heterozanjirli polimerlar bo'lib, ularda elektropozitiv va elektronegativ atomlarning almashinishi sodir bo'ladi, masalan, B va N, P va N, Si va O. Geterozanjirli noorganik polimerlarni (NP) polikondensatsiya reaktsiyalaridan foydalanish mumkin. Oksoanionlarning polikondensatsiyasi kislotali muhitda tezlashadi, gidratlangan kationlarning polikondensatsiyasi ishqoriy muhitda tezlashadi. Polikondensatsiya ham eritmada, ham qattiq jismlarda yuqori haroratda amalga oshirilishi mumkin.

Ko'pgina geterozanjirli noorganik polimerlarni faqat yuqori haroratli sintez sharoitida, masalan, to'g'ridan-to'g'ri oddiy moddalardan olish mumkin. Polimer jismlar bo'lgan karbidlarning hosil bo'lishi ma'lum oksidlar uglerod bilan o'zaro ta'sirlashganda, shuningdek, yuqori haroratda sodir bo'ladi.

Uzoq homozanjirlar (polimerlanish darajasi n>100) uglerod va VI guruh p-elementlarini hosil qiladi: oltingugurt, selen, tellur.

Noorganik polimerlar: misollar va ilovalar

NPning o'ziga xosligi ta'limdadirmakromolekulyarlarning muntazam uch o'lchovli tuzilishiga ega bo'lgan polimer kristalli jismlar. Kimyoviy bog'lanishning qattiq ramkasining mavjudligi bunday birikmalarni sezilarli qattiqlik bilan ta'minlaydi.

Bu xususiyat noorganik polimerlardan abraziv materiallar sifatida foydalanish imkonini beradi. Ushbu materiallardan foydalanish sanoatda eng keng qo'llanilishini topdi.

NP ning ajoyib kimyoviy va issiqlik qarshiligi ham qimmatli xususiyatdir. Masalan, organik polimerlardan tayyorlangan mustahkamlovchi tolalar havoda 150-220 ˚C haroratgacha barqaror turadi. Shu bilan birga, bor tolasi va uning hosilalari 650 ˚S haroratgacha barqaror bo'lib qoladi. Shuning uchun noorganik polimerlar yangi kimyoviy va issiqlikka chidamli materiallar yaratish uchun istiqbolli.

Amaliy ahamiyatga ega NP ham xossalari boʻyicha organiklarga yaqin va oʻziga xos xususiyatlarini saqlab qoladi. Bularga fosfatlar, polifosfazenlar, silikatlar, turli yon guruhlarga ega polimer oltingugurt oksidlari kiradi.

Uglerod polimerlari

Topshiriq: "Noorganik polimerlarga misollar keltiring", kimyo darsliklarida tez-tez uchraydi. Uni eng mashhur NP - uglerod hosilalari zikr qilish bilan amalga oshirish tavsiya etiladi. Axir, bu o'ziga xos xususiyatlarga ega materiallarni o'z ichiga oladi: olmos, grafit va karbin.

Karbin - bu sun'iy ravishda yaratilgan, kam o'rganilgan chiziqli polimer bo'lib, kuchlilik ko'rsatkichlari kam emas, lekin bir qator tadqiqotlarga ko'ra vagrafendan ustundir. Biroq, karbin sirli moddadir. Axir hamma olimlar ham uning mustaqil material sifatida mavjudligini tan olishmaydi.

Tashqi tomondan metall-kristalli qora kukunga o'xshaydi. Yarimo'tkazgich xususiyatlariga ega. Karbinning elektr o'tkazuvchanligi yorug'lik ta'sirida sezilarli darajada oshadi. U 5000 ˚S gacha bo'lgan haroratlarda ham bu xususiyatlarini yo'qotmaydi, bu boshqa materiallarga qaraganda ancha yuqori. Materialni 60-yillarda V. V. Korshak, A. M. Sladkov, V. I. Kasatochkin va Yu. P. Kudryavtsev atsetilenning katalitik oksidlanishi bilan. Eng qiyin narsa uglerod atomlari orasidagi bog'lanish turini aniqlash edi. Keyinchalik, SSSR Fanlar akademiyasining Organoelement birikmalari institutida uglerod atomlari o'rtasida faqat qo'sh bog'lanishga ega bo'lgan modda olindi. Yangi birikma polikumulen deb nomlandi.

Grafit - bu materialda polimer tartibi faqat tekislikda tarqaladi. Uning qatlamlari kimyoviy bog'lar bilan emas, balki zaif molekulalararo o'zaro ta'sirlar bilan bog'langan, shuning uchun u issiqlik va tokni o'tkazadi va yorug'likni o'tkazmaydi. Grafit va uning hosilalari juda keng tarqalgan noorganik polimerlardir. Ulardan foydalanishga misollar: qalamdan tortib yadro sanoatigacha. Grafitni oksidlash orqali oraliq oksidlanish mahsulotlarini olish mumkin.

Diamond - uning xususiyatlari tubdan farq qiladi. Olmos fazoviy (uch o'lchovli) polimerdir. Barcha uglerod atomlari kuchli kovalent bog'lar bilan birlashtirilgan. Chunki bu polimer nihoyatda bardoshli. Olmos oqim va issiqlikni o'tkazmaydi, shaffof tuzilishga ega.

Bor polimerlari

Agar sizdan qanday noorganik polimerlarni bilasiz deb soʻralsa, bemalol javob bering - bor polimerlari (-BR-). Bu sanoat va ilm-fanda keng qoʻllaniladigan NPlarning juda keng toifasi.

Bor karbid - uning formulasi to'g'riroq ko'rinadi (B12C3) n. Uning birlik hujayrasi rombedraldir. Ramka o'n ikkita kovalent bog'langan bor atomidan hosil bo'ladi. Va uning o'rtasida uchta kovalent bog'langan uglerod atomlarining chiziqli guruhi joylashgan. Natijada juda kuchli tuzilma paydo bo'ldi.

Boridlar - ularning kristallari yuqorida tavsiflangan karbidga o'xshash tarzda hosil bo'ladi. Ularning eng barqarori HfB2 bo'lib, u faqat 3250 ° S da eriydi. TaB2 eng yuqori kimyoviy qarshilik bilan qayd etilgan - unga kislotalar ham, ularning aralashmalari ham ta'sir qilmaydi.

Bor nitridi - ko'pincha o'xshashligi uchun oq talk deb ataladi. Bu o'xshashlik haqiqatan ham yuzaki. Strukturaviy jihatdan u grafitga o'xshaydi. Bor yoki uning oksidini ammiak muhitida qizdirish orqali oling.

Borazon

Elbor, borazon, kiborit, kingsongit, kubonit oʻta qattiq noorganik polimerlardir. Ularni qo'llash misollari: silliqlash g'ildiraklarini ishlab chiqarish, abraziv materiallar, metallni qayta ishlash. Bular bor asosidagi kimyoviy inert moddalardir. Qattiqlik boshqa materiallarga qaraganda olmosga yaqinroq. Xususan, borazon olmosda, ikkinchisi esa borazon kristallarida tirnalgan qoldiradi.

Biroq, bu ND tabiiy olmoslarga nisbatan bir qancha afzalliklarga ega: ular kattaroqissiqlikka chidamlilik (2000 ° C gacha bo'lgan haroratga bardosh beradi, olmos 700-800 ° S oralig'ida yo'q qilinadi) va mexanik stressga yuqori qarshilik (ular unchalik mo'rt emas). Borazon 1957 yilda Robert Ventorf tomonidan 1350 ° C haroratda va 62 000 atmosfera bosimda olingan. Shunga o'xshash materiallar 1963 yilda Leningrad olimlari tomonidan olingan.

Noorganik oltingugurt polimerlari

Gomopolimer - oltingugurtning bu modifikatsiyasi chiziqli molekulaga ega. Modda barqaror emas, haroratning o'zgarishi bilan u oktaedral tsikllarga bo'linadi. U oltingugurt eritmasining keskin sovishi natijasida hosil bo'ladi.

Oltingugurt dioksidining polimer modifikatsiyasi. Asbestga juda o'xshash, tolali tuzilishga ega.

Selen polimerlari

Kulrang selen - parallel ravishda joylashtirilgan spiral chiziqli makromolekulalarga ega polimer. Zanjirlarda selen atomlari kovalent bog'langan, makromolekulalar esa molekulyar bog'lar bilan bog'langan. Hatto erigan yoki erigan selen ham alohida atomlarga parchalanmaydi.

Qizil yoki amorf selen ham zanjirning polimeridir, lekin biroz tartibli tuzilishga ega. 70-90 ˚S harorat oralig'ida u kauchukga o'xshash xususiyatlarga ega bo'lib, organik polimerlarga o'xshash yuqori elastik holatga aylanadi.

Selen karbid yoki tosh kristalli. Termik va kimyoviy jihatdan barqaror, etarlicha kuchli fazoviy kristal. Piezoelektrik va yarim o'tkazgich. Sun'iy sharoitda u kvarts qumi va ko'mirni elektr pechida taxminan 2000 ° C haroratda reaksiyaga kiritish orqali olingan.

Boshqa selen polimerlari:

• Monoklinikaselen - amorf qizildan ko'ra ko'proq tartiblangan, lekin kulrangdan pastroq.
• Selen dioksidi yoki (SiO2)n uch oʻlchamli tarmoq polimeridir.
• Asbest tolali tuzilishga ega selen oksidining polimeridir.

Fosfor polimerlari

Fosforning ko'plab modifikatsiyalari mavjud: oq, qizil, qora, jigarrang, binafsha. Qizil - NP nozik kristalli tuzilishi. U oq fosforni havosiz 2500 ˚S haroratda qizdirish orqali olinadi. Qora fosfor P. Bridgman tomonidan quyidagi sharoitlarda olingan: bosim 200 000 atmosfera 200 °C haroratda.

Fosfornitrid xloridlari fosforning azot va xlor bilan birikmalaridir. Ushbu moddalarning xossalari massa ortishi bilan o'zgaradi. Ya'ni, ularning organik moddalarda eruvchanligi pasayadi. Polimerning molekulyar og'irligi bir necha ming birlikka yetganda, kauchuksimon modda hosil bo'ladi. Bu etarli darajada issiqlikka chidamli uglerodsiz yagona kauchuk. U faqat 350 °C dan yuqori haroratlarda buziladi.

Xulosa

Noorganik polimerlar asosan o'ziga xos xususiyatlarga ega moddalardir. Ular ishlab chiqarishda, qurilishda, innovatsion va hatto inqilobiy materiallarni ishlab chiqishda qo'llaniladi. Ma'lum NPlarning xossalari o'rganilib, yangilari yaratilgach, ularni qo'llash doirasi kengayadi.