Наведена нижче стаття постарається відповісти на питання, що таке полімер. Тут ми розглянемо визначення такого терміна, особливості взаємозв’язків, що виникають в молекулах, освіта, історичні дані та багато іншого.
Введення
Що таке полімер? Це речовина, що має неорганічної або органічної природою і утворюється за допомогою хімічних зв’язків, які обумовлюють і надають їм аморфну або кристалічну форму. Полімер виникає за допомогою з’єднання великої кількості ланок простих мономерів, а отримана структура називається макромолекулой. Тип зв’язку може бути: координаційним або хімічним виглядом. Поняття полімеру тісно пов’язано з пластмасами.
Зв’язок молекул
Відповідаючи на питання про те, що таке полімер, важливо знати, як взаємно пов’язуються молекули в подібному речовині. У разі, коли макромолекули об’єднуються за допомогою слабкої сили Ван-Дер-Ваальса, їх відносять до термопластів. Якщо зв’язок, за допомогою якої вони з’єднуються, має хімічну природу, то – це реактопласт.
Існують лінійні форми полімерів (целюлоза) і розгалужені (амилопектины). В останнього є складна тривимірна структура. Будова полімеру зумовлює в собі наявність мономерної ланки. Це фрагмент ланцюга, який регулярно повторюється і складається з декількох атомів.
Освіта
Полімер (polymer) – це речовина, яка утворюється в ряді різних явищ при реакції полімеризації, а також поліконденсації. У цю групу сполук відноситься безліч природних компонентів їжі, серед яких можна виділити: протеїн (білок), полісахаридні вуглеводи, навчу, ряд нуклеїнових кислот і т. д. Незважаючи на те, що переважно це речовини органічної природи, неорганічні сполуки також мають у своєму розпорядженні величезною кількістю подібних хімічних утворень. Багато з них отримують за допомогою штучного синтезу.
Специфіка
Розглянуті в цій статті речовини, мають безліч характеристик, які обумовлюють велику потребу в їх застосуванні людиною.
До особливостей механічних властивостей можна віднести їх еластичність, малу крихкість склоподібного і кристалоподібного ряду полімерів, а також здатність, за допомогою якої макромолекули орієнтуються в з’єднанні, за допомогою спрямованих механічних полів.
Розчини полімерів володіють високим показником в’язкості при невеликій концентрації. Розчинятися можуть після проходження стадії набухання.
Головною властивістю хімічного типу є їх вміння швидко змінювати набір своїх фізико-механічних властивостей під впливом малої кількості реагентів. Молекули характеризуються високою гнучкістю.
Види
Класифікація полімерів обумовлюється у відповідність з кількома параметрами.
Розгляд їх з точки зору хімії дозволяє виділяти не – та органічні, а також элементоорганические. До останніх відносяться речовини, що містять в основі ланцюга набори радикалів неорганічного типу. Тут простежується здатність полімерів утворювати взаємозв’язку між речовинами різної природи. Прикладом може служити кремнийорганическое з’єднання, одержане штучним шляхом. Неорганічні види полімерів обходяться без вуглецю в повторюваних ланках, але можуть включати його в бічних заступників.
У відповідності з формою виділяються кілька основних типів з’єднань: лінійне, сітчасте, гребнеобразное, плоске, розгалужене, іноді зіркоподібне (входить в розгалужену групу) та інші.
Інші види полімерів можуть відрізнятися шляхом визначення їх полярності, значення якої можна знайти за допомогою розрахунку кількості диполів. Що це?
Диполь – це молекула, що володіє роз’єднаною формою розподілу «+» і «-» зарядів. Неполярні ланка взаємно компенсує дипольний момент зв’язку між атомами. Полімери, для яких характерна наявність значною мірою полярності, відносять до гідрофільної групі. Амфифильным речовиною називають з’єднання мономерів, що володіє як неполярними, так і полярними ланками.
Реакції полімерів на нагрівання дозволяють виділяти серед них термореактивні і термопластичні. До перших відносяться речовини, размягчающиеся в ході нагріванні і твердіють при впливі низьких температур. Процес носить оборотний характер. Термореактивні полімери під впливом високих температур не відновлюються, а реакція вважається незворотною.
Процес розвитку
Що таке полімер? Це питання випливає з давнини. Однак у такій формі було сформульовано, відносно недавно. Людиною використовувалися подібні речовини ще з давніх часів. Шовк, бавовняні матеріали, шкіра, шерсть і багато іншого застосовувалося нашими предками для створення елементів одягу, в якості зв’язуючих сполук, в ході різних обробок і т. д. Формулювання питання змінювалася з плином еволюції людини, але завжди носила загальний характер.
На промислових підприємствах ланцюгові полімери почали виготовляти на початку 20-го століття. З моменту зародження галузі по їх виробництву шляхи утворення сполук розділилися на дві гілки. Перша займалася переробкою полімерів, органічної і природної форми. З їх допомогою створювалися штучні види. Процес синтезу, як правило, проходить за участю низькомолекулярного ряду сполук.
В даний час одне з найбільш масштабних і великотоннажних виробництв в якості основи використовують целюлозу. Налагодився процес не одразу. Першим матеріалом, який отримали за допомогою фізичної модифікації целюлози, є полімер целулоїду. Однак перша його відкриття було зроблено до двадцятого століття – в середині дев’ятнадцятого. Володіння патентом бакелітовій смоли, яку створив Лео Бакеланд, дало поштовх до початку стрімкого розвитку промислових галузей, в яких виготовляли полімери. Це сталося в 1906 році. Згадана смола є продуктом процесу конденсації формальдегіду в парі з фенолом. Спостерігати перетворення можна було в ході нагрівання, а внаслідок цього явища утворювалося тривимірне сполук. Не одне десятиліття ця смола застосовувалася в ході виготовлення корпусу для різних механізмів, наприклад для акумулятора, телевізора, розетки і т. д.
Внесок Генрі Форда
Виробництво полімерів багато в чому завдячує зусиллям, які доклав Р. Форд. Перед початком першої світової війни він активно розвивав промисловість у сфері автомобілебудування. Спочатку він використовував натуральні каучуки, а далі почав їх синтезувати штучно. Виготовлення останнього бурхливо вивчалося і освоювалося в 1937-1939 рр. Основними країнами, які вклали в це чимало часу, грошей та інших засобів, є СРСР, Англія, Сполучені Штати та Німеччина. У цей же період були освоєні полістирол і полівінілхлорид, які чудово ізолювали електропроводку. Відкриття поліметилметакрилату дозволило налагодити широкомасштабне виробництво літаків у воєнні роки.
Поле того як закінчилася війна, почало відновлюватись синтезування поліамідних тканин та волокон. Виробництв їх почало розвиватися ще до другого конфлікту між країнами. У п’ятдесятих роках 20-го століття розроблялися методи отримання поліефірних волокон, також освоїлася виготовлення таких матеріалів, як лавсан і полиэтилентерефлатат. Поліпропіленові речовини (штучно отримана шерсть) – це ще один яскравий приклад експлуатації волокон, отриманих в ході реакції поліконденсації і полімеризації.
Вогнетривка структура
Полімер – що це таке? Розглядаючи таке питання, ми згадували їх здатності реагувати на термічну обробку.
Заглиблюючись у це, важливо знати, що безліч полімерів є запалюється. Такі речовини легко піддаються підпалювання. Однак це неприпустимо в більшості випадків при їх виготовленні та експлуатації. Для того щоб запобігти ймовірність подібного казусу, до складу полімеру додають спеціальний ряд добавок.
Існує поняття про галогенированных полімерах, які створюють за допомогою включення в реакції конденсації, різного набору мономерів хлорованого або бромированного типу. Подібні сполуки мають високу вогнетривкість, але недолік їх полягає в тому, що при впливі високих температур вони починають утворювати гази, що дають початок процесам корозії. Це негативно позначається на електротехніці, розташованої поблизу.
Способи експлуатації
Роблячи огляд полімерів, пластмаси, можна сказати, що їм властиве загальне наявність якісних характеристик. Обидва з’єднання експлуатуються в різних галузях людської діяльності, наприклад, при виробництві машин, у сільськогосподарських цілях, в медицині, при виготовленні літаків, в суднобудуванні і т. д. Повсякденна обстановка людини не може обійтися без цих речовин. Завдяки з’єднанням високомолекулярного типу, можливе виробництво різних волокон, гуми і, власне, пластмаси. Не забуваємо також про те, що наш організм функціонує завдяки наявності в ньому великої кількості полімерів, які не тільки будують органи і тканини, але також служать засобом видобутку енергетичних ресурсів, наприклад, АТФ або НАДФ, утворених у процесі біологічного окислення і травлення.
Вивчення полімерів
Визначення полімерів було сформульовано більш 150 років тому. Проте наука, що вивчає їх, стала самостійною лише перед початком Другої світової війни, яка почалася в 1939 році. Більш сильний розвиток отримала вже в п’ятдесятих роках ХХ століття і потім детально досліджувалася. В цей час була визначена роль полімерів, їх взаємозв’язок з розвитком прогресу технічної природи, вплив на біологічні об’єкти і т. д. Галузь науки, що вивчає подібні з’єднання, тісно пов’язана з різними розділами хімії, фізики та біології.
