химический каталог




Органические полимеры

Автор неизвестен

Большинство органических полимеров — диэлектрики. Отдельные частицы в их структуре связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса, которые не могут оторвать электроны от молекул. Интенсивный поиск электропроводных полимеров в последние годы увенчался успехом. Было выявлено, что получить высокую электрическую проводимость можно, создав плотные регулярные структуры, в которых молекулы, содержащие неспаренные электроны, располагаются близко и электронные орбитали перекрываются. Причем доноры электронов должны быть отделены от акцепторов. В 1977 г. и в последующие годы на основе ацетилена, бензола, пиррола, тиофена были получены органические полимеры, имеющие металлоподобную проводимость.

Например, если пленку полиацетилена обработать пятифтористым мышьяком, йодом, бромом или галогенидом натрия, то ее проводимость возрастает с 10-9 Ом-1-см-1 (диэлектрик) до 500 Ом-1-см-1 (проводник). Проводящие пленки из полиацетилена можно наносить на проводники и диэлектрики, придавая им новые свойства, в том числе антикоррозионные. Синтезированы даже органические «металлы». Причем сверхпроводимость у них наблюдается при более высокой температуре, чем у истинных металлов.

Вряд ли необходимо доказывать актуальность повышения термостойкости полимерных материалов. Они используются не только в авиации и космической технике, но и в сельском хозяйстве, электротехнике, автомобилестроении и для бытовых нужд.

Термостойкость, естественно, связана с прочностью химических связей. Еще в 30-х гг. текущего столетия К. А. Андрианов показал, что связь Si—О более прочная, чем С—С (соответственно 444 и 347 кДж/моль). Получение кремнийорганических полимеров началось с 1943 г. Некоторые из новых кремнийорганических материалов сохраняют работоспособность при 400° и даже 500 °С. Это было достигнуто путем усложнения структуры полимера. При повышении температуры атомы колеблются все интенсивнее. Даже если они вырываются из своей ячейки, влияние соседей не позволяет им уйти далеко, и прежняя структура может восстановиться.

Изучение механизма термодеструкции полимеров показало, что этот процесс многостадиен, имеет цепной характер, причем роль инициатора играет атомный водород. Это подсказало путь дальнейшего повышения термостойкости полимерных материалов: был синтезирован полимер, не содержащий водород.

Этот полимер выдерживает нагревание до температуры в 600°С. Но самый термостойкий на сегодняшний день полимер («черный орлон») — карбонизированный полиакрилонитрил способен выдерживать без разрушения нагревание до температуры 1000°С. Вот что дало «изгнание» из полимерных структур водорода!

Каковы же перспективы? Известно, что некоторые ионные связи имеют энергию связи более 461 кДж/моль, а полимеры с такими связями пока еще не синтезированы. Некоторые, уже полученные термостойкие полимеры, например с карборановыми или ферроценовыми группировками, оказались очень дорогими. Поиск термостойких полимерных материалов продолжается. Самый распространенный и доступный — полиэтилен: СН3-(СН2)n-СН3

Трудно представить нашу жизнь без полиэтилена, настолько он широко распространен. Полиэтилен был синтезирован случайно 60 лет назад. Ныне его получают из этилена: Н2С=СН2.

Различают полиэтилен высокого давления (ПЭВД) и полиэтилен, получаемый с помощью металлорганических катализаторов при низком давлении (ПЭНД). ПЭВД имеет более разветвленную структуру. Поэтому имеет меньшую плотность, чем ПЭНД, хорошо растягивается в пленку. Менее пластичный, более прочный ПЭНД идет на трубы, изделия, заменяющие металлические.

В 1978 г. разработан новый процесс получения полиэтилена. Это газофазный процесс полимеризации этилена в кипящем слое частиц твердого катализатора. Продукт получается в виде гранул размером 0,5—1 мм и может без промежуточных операций (промывки, сушки, плавления — 30% затрат) отправляться на переработку в литьевых и экструзионных машинах. Новый продукт в 2 раза прочнее, чем ПЭНД, что дает большую экономию материалов. В этом процессе получается сополимер этилена с α-бутеном, по структуре похожий на ПЭНД, но более стойкий к растрескиванию и более морозостойкий. Его назвали линейным полиэтиленом низкой плотности (ЛПЭНП).

Интересно, что первые 0,5 млн. тонн ПЭВД было произведено немногим более чем за 20 лет. Первые 0,5 млн. тонн ПЭНД — за 10 лет. А ЛПЭНП — за 4 года, несмотря на определенную насыщенность пластмассами международного рынка.

Появился и ультравысокомолекулярный полиэтилен. Уже есть универсальные установки, которые могут выпускать полиэтилены с самой разной структурой. Будущее готовит нам новые сюрпризы, и все большее значение в нашей жизни будут иметь полимеры.

Полезная информация:

Многие задаются вопросом, какой строительный материал стоит использовать при постройке дома. Одни советуют использовать кирпич, другие дерево, третьи рекомендуют построить дом из пеноблоков на основе цементного раствора. Давайте, для примера, сравним пеноблок и силикатный кирпич. Теплопроводность кирпича значительно выше, за счет однородности его структуры, а звукоизоляция хуже. Пеноблок можно легко обработать, придав практически любую форму. Плюсы пеноблоков можно перечислять еще долго, но и без этого становится понятно, почему в домостроении всё чаще и чаще традиционный кирпич заменяется пеноблоком.


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
Sony KDL-32RE303BR
изготовить световой короб
техника для домашнего кинотеатра
тур киркорова я 2018

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.11.2017)