ประเภทของวัสดุพอลิเมอร์ วัสดุพอลิเมอร์

ส่งงานที่ดีของคุณในฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงานจะขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โฮสต์ที่ http://www.allbest.ru

บทนำ

1. องค์ประกอบของพอลิเมอร์

2. การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์

3. โครงสร้างของพอลิเมอร์

4. คุณสมบัติของพอลิเมอร์

5. การใช้โพลีเมอร์

บทนำ

โพลีเมอร์เป็นสารที่มีโมเลกุลสูงโดยที่ทุกวันนี้เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความสะดวกและความสะดวกสบาย โมเลกุลซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างที่ทำซ้ำ - การเชื่อมโยงที่เชื่อมต่อกันเป็นโซ่ด้วยพันธะเคมีในปริมาณที่เพียงพอสำหรับการเกิดขึ้นของ คุณสมบัติ. คุณสมบัติเฉพาะรวมถึงความสามารถดังต่อไปนี้: ความสามารถในการเปลี่ยนรูปทางกลที่มีความยืดหยุ่นสูงแบบย้อนกลับได้อย่างมีนัยสำคัญ; กับการก่อตัวของโครงสร้างแอนไอโซทรอปิก ต่อการก่อตัวของสารละลายที่มีความหนืดสูงเมื่อทำปฏิกิริยากับตัวทำละลาย การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติอย่างรวดเร็วเมื่อเติมสารเติมแต่งเล็กน้อยของสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ วัสดุดังกล่าวให้บริการ ทดแทนที่คุ้มค่าโลหะ

1. องค์ประกอบของพอลิเมอร์

โพลีเมอร์คือสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยหน่วยพื้นฐานที่ทำซ้ำจำนวนมากซึ่งเป็นตัวแทนของอะตอมกลุ่มเดียวกัน น้ำหนักโมเลกุลของโมเลกุลอยู่ในช่วง 500 ถึง 1,000,000 ในโมเลกุลโพลีเมอร์นั้นสายโซ่หลักมีความโดดเด่นซึ่งสร้างจากอะตอมจำนวนมาก โซ่ด้านข้างสั้นกว่า

โพลีเมอร์ที่มีสายโซ่หลักที่มีอะตอมเหมือนกันเรียกว่าโฮโมเชน และถ้าอะตอมของคาร์บอนเป็นโซ่คาร์บอน โพลีเมอร์ที่มีอะตอมต่างกันในสายโซ่หลักเรียกว่าเฮเทอโรเชน

โมเลกุลขนาดใหญ่ของพอลิเมอร์ถูกแบ่งตามรูปร่างเป็นเส้นตรง แตกแขนง แบน ริบบอน เชิงพื้นที่ ดังแสดงในรูปที่ 1

โมเลกุลของพอลิเมอร์ได้มาจากผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำในช่วงเริ่มต้น - โมโนเมอร์ - โดยการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการควบแน่น โพลีเมอร์คอนเดนเสทรวมถึงเรซินฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์, โพลีเอสเตอร์, โพลียูรีเทนและอีพอกซีเรซิน โพลีไวนิลคลอไรด์ โพลิเอทิลีน โพลีสไตรีน โพลีโพรพิลีนเป็นสารประกอบโมเลกุลสูงประเภทโพลิเมอไรเซชัน สารประกอบโพลีเมอร์สูงและโมเลกุลสูงเป็นพื้นฐานของธรรมชาติอินทรีย์ - เซลล์สัตว์และพืชซึ่งประกอบด้วยโปรตีน

รูปที่ 1 - โครงสร้างของโมเลกุลพอลิเมอร์:

a) เส้นตรง b) แตกแขนง c) เทป d) แบน e) เชิงพื้นที่

2. การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์

โดยกำเนิด โพลีเมอร์ถูกแบ่งออกเป็นธรรมชาติ (พอลิเมอร์ชีวภาพ) เช่น โปรตีน กรดนิวคลีอิก เรซินธรรมชาติ และสารสังเคราะห์ เช่น โพลิเอทิลีน โพลิโพรพิลีน เรซินฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ อะตอมหรือกลุ่มอะตอมสามารถอยู่ในโมเลกุลขนาดใหญ่ในรูปแบบของ: สายโซ่เปิดหรือลำดับของวัฏจักรที่ขยายเป็นเส้น (พอลิเมอร์เชิงเส้นเช่นยางธรรมชาติ); โซ่แบบแยกแขนง (พอลิเมอร์ที่มีกิ่งก้าน เช่น อะไมโลเพคติน) ตาข่ายสามมิติ (โพลีเมอร์แบบเชื่อมขวาง เช่น อีพอกซีเรซินที่บ่มแล้ว) โพลีเมอร์ที่มีโมเลกุลประกอบด้วยหน่วยโมโนเมอร์เหมือนกันเรียกว่าโฮโมโพลีเมอร์

โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีองค์ประกอบทางเคมีเดียวกันสามารถสร้างขึ้นจากหน่วยที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่ต่างกัน ถ้าโมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เหมือนกันหรือต่างกันที่สลับกันเป็นสายโซ่ที่ช่วงระยะเวลาหนึ่ง โพลีเมอร์จะเรียกว่าสเตอริโอเรกูลาร์

โพลีเมอร์ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยหน่วยโมโนเมอร์หลายประเภทเรียกว่าโคพอลิเมอร์ โคโพลีเมอร์ซึ่งตัวเชื่อมของแต่ละประเภทสร้างลำดับที่ต่อเนื่องกันยาวนานเพียงพอที่แทนที่กันภายในโมเลกุลขนาดใหญ่เรียกว่าบล็อคโคโพลีเมอร์ ไปยังการเชื่อมโยงภายในของโมเลกุลขนาดใหญ่ของหนึ่ง โครงสร้างทางเคมีสามารถติดโซ่ที่มีโครงสร้างต่างกันได้ โคพอลิเมอร์ดังกล่าวเรียกว่ากราฟต์โคพอลิเมอร์

พอลิเมอร์ซึ่งสเตอริโอไอโซเมอร์บางตัวหรือบางตัวของตัวเชื่อมก่อรูปลำดับที่ต่อเนื่องยาวนานเพียงพอที่แทนที่กันภายในโมเลกุลขนาดใหญ่หนึ่งตัวเรียกว่าสเตอรีโอบล็อกโคโพลีเมอร์

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสายโซ่หลัก (หลัก) โพลีเมอร์แบ่งออกเป็น: heterochain ซึ่งเป็นสายโซ่หลักที่มีอะตอม องค์ประกอบต่างๆส่วนใหญ่มักจะเป็นคาร์บอน ไนโตรเจน ซิลิกอน ฟอสฟอรัส และโฮโมเชน ซึ่งเป็นสายโซ่หลักที่สร้างจากอะตอมที่เหมือนกัน โพลีเมอร์ของ homochain ที่พบมากที่สุดคือพอลิเมอร์สายโซ่คาร์บอนซึ่งสายโซ่หลักประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเท่านั้นเช่นโพลิเอทิลีนโพลิเมทิลเมทาคริเลต polytetrafluoroethylene ตัวอย่างของพอลิเมอร์เฮเทอโรเชน ได้แก่ โพลิเอสเตอร์ (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต, โพลีคาร์บอเนต), โพลีเอไมด์, เรซินยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์, โปรตีน, โพลีเมอร์ออร์กาโนซิลิกอนบางชนิด โพลีเมอร์ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่พร้อมกับกลุ่มไฮโดรคาร์บอนประกอบด้วยอะตอมของธาตุอนินทรีย์เรียกว่าองค์ประกอบออร์แกนิก กลุ่มโพลีเมอร์ที่แยกจากกันนั้นเกิดจากโพลีเมอร์อนินทรีย์ เช่น พลาสติกกำมะถัน โพลีฟอสโฟไนไตรล์คลอไรด์

3. โครงสร้างของพอลิเมอร์

อีลาสโตเมอร์

อีลาสโตเมอร์เป็นวัสดุสังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่น พวกเขาเปลี่ยนรูปร่างได้ง่าย ถ้าคลายความตึงก็จะกลับคืนสู่สภาพเดิม อีลาสโตเมอร์แตกต่างจากวัสดุสังเคราะห์แบบยืดหยุ่นอื่นๆ เนื่องจากความยืดหยุ่นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิมากกว่า

อีลาสโตเมอร์ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีโครงข่ายเชิงพื้นที่ เครือข่ายโมเลกุลของอีลาสโตเมอร์มีเซลล์กว้าง เมื่อรูปร่างเปลี่ยนไป เซลล์จะเคลื่อนออกจากกันโดยไม่ทำลายจุดเชื่อมต่อ หลังจากที่ขจัดความเครียดออกไป เซลล์ต่างๆ เช่น ยาง จะถูกดึงดูดไปยังตำแหน่งเดิม วัสดุสังเคราะห์จะกลับคืนสู่รูปร่างเดิม

ยางเป็นผลิตภัณฑ์วัลคาไนซ์ของยาง ยางเทคนิคเป็นวัสดุคอมโพสิตที่สามารถบรรจุส่วนผสมได้มากถึง 15-20 ชนิดซึ่งทำหน้าที่ต่างๆ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างยางและอื่น ๆ วัสดุพอลิเมอร์- ความสามารถในการเปลี่ยนรูปที่ยืดหยุ่นสูงแบบพลิกกลับได้ขนาดใหญ่ในช่วงอุณหภูมิกว้าง รวมถึงอุณหภูมิห้องและอื่นๆ อุณหภูมิต่ำ. ส่วนประกอบที่เปลี่ยนรูปไม่ได้หรือพลาสติกของการเสียรูปของยางนั้นน้อยกว่าของยางมาก เนื่องจากโมเลกุลของยางเชื่อมต่อกันในยางด้วยพันธะเคมีตามขวาง (เครือข่ายวัลคาไนเซชัน) ยาง (ผลิตภัณฑ์จากการหลอมโลหะของยาง) เหนือกว่ายางในแง่ของคุณสมบัติความแข็งแรง ทนต่อความร้อนและความเย็น ความต้านทานต่อตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง ฯลฯ

พลาสติก

พลาสติกเป็นวัสดุอินทรีย์ที่มีพอลิเมอร์ที่สามารถอ่อนตัวได้เมื่อถูกความร้อนและอยู่ภายใต้แรงกดดันเพื่อให้ได้รูปทรงที่มั่นคง พลาสติกธรรมดาประกอบด้วยพอลิเมอร์เคมีเพียงอย่างเดียว พลาสติกที่ซับซ้อนรวมถึงสารเติมแต่ง: ฟิลเลอร์, พลาสติไซเซอร์, สีย้อม, สารทำให้แข็ง, ตัวเร่งปฏิกิริยา พลาสติกถูกผลิตขึ้นแบบเสาหิน - ในรูปแบบของเทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมเซตติง, โครงสร้างเซลล์ที่เติมแก๊ส

โพลิเอทิลีนเป็นเทอร์โมพลาสติก ความดันต่ำ, โพลีโพรพิลีน, โพลีสไตรีนแรงกระแทกสูง, โพลีไวนิลคลอไรด์, ไฟเบอร์กลาส, โพลีอะไมด์ ฯลฯ

พลาสติกเทอร์โมเซตติงรวมถึง: โฟมโพลียูรีเทนแข็ง อะมิโนพลาสต์ เป็นต้น

พลาสติกที่เติมแก๊ส ได้แก่ โฟมโพลียูรีเทน - น้ำหนักเบาพิเศษที่เติมแก๊ส วัสดุโครงสร้าง.

คุณสมบัติทางเคมีของพอลิเมอร์

4. คุณสมบัติของพอลิเมอร์

ลิเนียร์พอลิเมอร์มีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและทางกลที่เฉพาะเจาะจง คุณสมบัติที่สำคัญที่สุด ได้แก่ ความสามารถในการสร้างเส้นใยและฟิล์มที่มีความแข็งแรงสูงแบบแอนไอโซโทรปิก ความสามารถในการเปลี่ยนรูปแบบพลิกกลับได้ขนาดใหญ่ในระยะยาว ความสามารถในการบวมในสภาวะยืดหยุ่นสูงก่อนละลาย สารละลายที่มีความหนืดสูง คุณสมบัติชุดนี้เกิดจากน้ำหนักโมเลกุลสูง โครงสร้างลูกโซ่ และความยืดหยุ่นของโมเลกุลขนาดใหญ่ ด้วยการเปลี่ยนจากสายโซ่เชิงเส้นเป็นเส้นตรงเป็นกิ่ง กริดสามมิติแบบกระจัดกระจาย และในที่สุด เป็นโครงสร้างเครือข่ายที่หนาแน่น ชุดคุณสมบัตินี้จึงเด่นชัดน้อยลงเรื่อยๆ โพลีเมอร์ที่มีการเชื่อมขวางสูงจะไม่ละลาย หลอมละลาย และไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้อย่างยืดหยุ่นสูง

คุณสมบัติของพลาสติก

พลาสติกมีลักษณะเฉพาะด้วยความหนาแน่นต่ำ การนำไฟฟ้าและความร้อนต่ำมาก ไม่สูงมาก ความแข็งแรงทางกล. เมื่อถูกความร้อนก็จะสลายตัว ไม่ไวต่อความชื้น ทนต่อกรดและเบสที่แรง ทางสรีรวิทยาแทบไม่มีอันตราย

คุณสมบัติของพลาสติกสามารถแก้ไขได้โดยวิธี copolymerization หรือ stereospecific polymerization โดยการรวมพลาสติกที่แตกต่างกันเข้าด้วยกันหรือกับวัสดุอื่น ๆ เช่น เส้นใยแก้ว ผ้าสิ่งทอ โดยการแนะนำสารตัวเติมและสีย้อม พลาสติกไซเซอร์ และโดยวัตถุดิบที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น โดยใช้สิ่งที่เหมาะสม

เพื่อให้คุณสมบัติพิเศษแก่พลาสติก พลาสติไซเซอร์ (ซิลิโคน ฯลฯ) สารหน่วงไฟ สารต้านอนุมูลอิสระ (ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว) ถูกเติมเข้าไป

คุณสมบัติของยาง

คุณสมบัติที่สำคัญของยางคือความยืดหยุ่น ความสามารถในการเปลี่ยนรูปขนาดใหญ่แบบย้อนกลับได้ในช่วงอุณหภูมิกว้าง บน ระดับโมเลกุลนี่คือคำอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการเปลี่ยนรูปโซ่ของโมเลกุลจะยืดและเลื่อนสัมพันธ์กันหลังจากที่โหลดออกแล้วโซ่โมเลกุลภายใต้การกระทำของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนจะเข้าสู่ตำแหน่งเดิมซึ่งสอดคล้องกับตำแหน่งเดิม แต่ก็ยังเปลี่ยนเล็กน้อย การเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของสายโซ่โมเลกุลนี้บ่งบอกถึงลักษณะการเสียรูปถาวร ยางมีความยืดหยุ่นสูง มีความแปรปรวนสูง ยางมีความแข็งต่ำซึ่งพิจารณาจากเนื้อหาของสารตัวเติมและพลาสติไซเซอร์ในนั้นตลอดจนระดับของการหลอมโลหะ ยางทนต่อการสึกหรอได้ดี กันความร้อนและเสียงได้ดีเยี่ยม เป็นไดอะแมกเน็ตและไดอิเล็กทริกที่ดี มียางที่มีส่วนผสมของน้ำมัน น้ำมัน เบนซิน น้ำ ไอน้ำ ทนความร้อน รวมทั้งทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและความล้า (คุณสมบัติทางกลลดลง)

5. การใช้โพลีเมอร์

โพลีเมอร์ถูกใช้ในทุกกิจกรรมของมนุษย์:

การใช้โพลีเมอร์อย่างแข็งขันใน เกษตรกรรมช่วยให้คุณไม่สูญเสียพืชผลเนื่องจากสภาพอากาศ แต่เพิ่มขึ้นประมาณ 30% ตัวอย่างเช่นเรือนกระจก

ในกีฬาที่เล่นบนพื้นหญ้าเป็นประเพณี (ฟุตบอล เทนนิส โครเก้) โพลีเมอร์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ พวกมันถูกใช้เพื่อผลิตหญ้าเทียม

อย่างไรก็ตาม ผู้บริโภคหลักของวัสดุเกือบทั้งหมดที่ผลิตในประเทศของเรา รวมถึงโพลีเมอร์เป็นอุตสาหกรรม การใช้วัสดุโพลีเมอร์ในงานวิศวกรรมเครื่องกลกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วซึ่งไม่เคยมีมาก่อนในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ทั้งหมด ตัวอย่างเช่นในปี 1976 1. วิศวกรรมเครื่องกลของประเทศของเราใช้พลาสติก 800,000 ตันและในปี 1960 - เพียง 116,000 ตัน พลาสติกและในปี 1980 ส่วนแบ่งของวิศวกรรมเครื่องกลในการใช้พลาสติกลดลงเหลือ 28% และประเด็นในที่นี้ไม่ได้อยู่ที่ความต้องการจะลดลง แต่ภาคอื่นๆ ของเศรษฐกิจของประเทศเริ่มใช้วัสดุพอลิเมอร์ในการเกษตร การก่อสร้าง แสงสว่างและ อุตสาหกรรมอาหารรุนแรงยิ่งขึ้น

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว

1. วัสดุศาสตร์: หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย / บี.เอ็น. Arzamasov, V.I. มาคาโรว่า, G.G. มุกขิ่นและอื่น ๆ ; ต่ำกว่าทั้งหมด เอ็ด บีเอ็น Arzamasova, G.G. มุกขิ่น. - ฉบับที่ 7 แบบแผน - ม.: สำนักพิมพ์ของ MSTU im. เน.อี. บาวแมน, 2548. - 648 น.: ป่วย

2. Gorchakov G.I. , Bazhenov Yu.M. วัสดุก่อสร้าง / G.I. Poller V.I. "เคมีสู่สหัสวรรษที่สาม". - 2522 Ratinov A.M. , Ivanov D.P. "เคมีในการก่อสร้าง" ไดเรกทอรี

3. โซเวียต Vasyutin D.O. "โพลิเมอร์".

4. พจนานุกรมสารานุกรม

5. http://www.e-reading-lib.org/chapter.php/99301/51/Buslaeva_-_Materialovedenie._Shpargalka.html

6. http://museion.ru/1.5/rezina.html

7. วิกิพีเดียสารานุกรมฟรี

โฮสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

การจำแนกประเภท โครงสร้างของพอลิเมอร์ การนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ และในชีวิตประจำวัน ปฏิกิริยาของการก่อรูปพอลิเมอร์จากโมโนเมอร์คือการเกิดพอลิเมอไรเซชัน สูตรสำหรับการรับโพรพิลีน ปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเซชัน ได้รับแป้งหรือเซลลูโลส

การพัฒนาบทเรียนเพิ่ม 03/22/2012


คุณสมบัติของโครงสร้างและคุณสมบัติ การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์ คุณสมบัติของพอลิเมอร์ การผลิตโพลีเมอร์ การใช้โพลีเมอร์ ฟิล์ม. การบุกเบิก การก่อสร้าง. เสื่อหญ้าสังเคราะห์. วิศวกรรม. อุตสาหกรรม.

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 08/11/2002


ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาวิทยาศาสตร์ของโพลีเมอร์ - สารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่, สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลมาก การจำแนกประเภทและคุณสมบัติของวัสดุพลาสติกอินทรีย์ ตัวอย่างการใช้โพลีเมอร์ในการแพทย์ การเกษตร วิศวกรรมเครื่องกล และชีวิตประจำวัน

การนำเสนอ, เพิ่ม 12/09/2013


ลักษณะเฉพาะ ปฏิกริยาเคมีในโพลีเมอร์ การทำลายโพลีเมอร์ภายใต้การกระทำของความร้อนและสารเคมี ปฏิกิริยาเคมีภายใต้การกระทำของแสงและ รังสีไอออไนซ์. การก่อตัวของโครงสร้างเครือข่ายในพอลิเมอร์ ปฏิกิริยาของพอลิเมอร์กับออกซิเจนและโอโซน

คุมงานเพิ่ม 03/08/2015


สูตรและคำอธิบายของพอลิอะเซทิลีนซึ่งอยู่ในการจำแนกประเภทของพอลิเมอร์ โครงสร้าง สมบัติทางกายภาพและเคมีของพอลิอะเซทิลีน วิธีการผลิตพอลิอะเซทิลีนโดยพอลิเมอไรเซชันของอะเซทิลีนหรือการเปลี่ยนรูปคล้ายพอลิเมอร์จากพอลิเมอร์อิ่มตัว

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 04/05/2014


สถานะทางกายภาพและเฟสและการเปลี่ยนภาพ อุณหพลศาสตร์ของการเสียรูปที่ยืดหยุ่นสูง การคลายตัวและสมบัติทางกลของพอลิเมอร์ผลึก ทฤษฎีการทำลายล้างและความทนทาน การเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว รีโอโลยีของการหลอมเหลวและสารละลายของโพลีเมอร์

คุมงานเพิ่ม 03/08/2015


ลักษณะทั่วไปของแนวโน้มสมัยใหม่ในการพัฒนาวัสดุผสมจากพอลิเมอร์ สาระสำคัญและความสำคัญของการเสริมแรงโพลีเมอร์ คุณสมบัติของการรับและคุณสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์คอมโพสิต การวิเคราะห์ลักษณะทางเคมีกายภาพของการชุบแข็งพอลิเมอร์

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 05/27/2010


ลักษณะเฉพาะและการจำแนกประเภทของพอลิเมอร์ กำเนิดอุตสาหกรรมพลาสติก เทคโนโลยีการผลิตพอลิสไตรีน คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี. โครงสร้างโมเลกุลเหนือโมเลกุล โครงแบบ โครงแบบ วิธีการบ่ม การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

บทคัดย่อ เพิ่ม 12/30/2008


โครงสร้างโมเลกุลของสารโพลีเมอร์ ( โครงสร้างทางเคมี) กล่าวคือ องค์ประกอบและวิธีการเชื่อมต่ออะตอมในโมเลกุล กรณีการจำกัดการสั่งซื้อผลึกพอลิเมอร์ แบบแผนของการจัดเรียงแกนผลึกในผลึกโพลีเอทิลีน

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 09/02/2014


คุณสมบัติความแข็งแรงของพอลิเมอร์ ค่าการวัดความแข็ง การประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเนื้อหาของกระด้างไนล ชนิดของสารตัวเติม เงื่อนไขการประมวลผล ขึ้นอยู่กับความแข็งของโพลีเอไมด์กับอุณหภูมิ ค่าการนำความร้อนของพอลิเมทิลเมทาคริเลต

โพลีเมอร์เป็นสารประกอบประเภทโมเลกุลขนาดใหญ่ พื้นฐานของพวกมันคือโมโนเมอร์ซึ่งเกิดแมคโครเชนของสารโพลีเมอร์ การใช้โพลีเมอร์ทำให้สามารถสร้างวัสดุด้วย ระดับสูงความแข็งแรง ความทนทานต่อการสึกหรอ และคุณสมบัติที่มีประโยชน์อื่นๆ อีกหลายประการ

การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์

เป็นธรรมชาติ. เกิดขึ้นอย่างเป็นธรรมชาติ ตัวอย่าง: อำพัน ไหม ยางธรรมชาติ

สังเคราะห์. ผลิตในห้องปฏิบัติการและไม่มีส่วนผสมจากธรรมชาติ ตัวอย่าง: โพลีไวนิลคลอไรด์, โพรพิลีน, โพลียูรีเทน

เทียม. ผลิตในห้องปฏิบัติการ แต่ใช้ส่วนผสมจากธรรมชาติ ตัวอย่าง: เซลลูลอยด์ ไนโตรเซลลูโลส

ประเภทของโพลีเมอร์และการใช้งานมีความหลากหลายมาก วัตถุส่วนใหญ่ที่ล้อมรอบตัวบุคคลนั้นสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุเหล่านี้ มีคุณสมบัติแตกต่างกันซึ่งกำหนดขอบเขตของแอปพลิเคชันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภท

มีพอลิเมอร์ทั่วไปจำนวนหนึ่งที่เราพบในแต่ละวันโดยไม่รู้ตัว:

• โพลิเอทิลีน ใช้สำหรับการผลิตบรรจุภัณฑ์ ท่อ ฉนวน และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ต้องการความทนทานต่อความชื้น ความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และคุณลักษณะไดอิเล็กทริก
• ฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ เป็นพื้นฐานของพลาสติก สารเคลือบเงา และสารยึดติด
• ยางสังเคราะห์. มีลักษณะความแข็งแรงและทนต่อการขีดข่วนได้ดีกว่าธรรมชาติ ยางและวัสดุต่าง ๆ ที่ทำมาจากมัน
• Polymethyl methacrylate เป็นลูกแก้วที่รู้จักกันดี ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าตลอดจนวัสดุโครงสร้างในพื้นที่อุตสาหกรรมอื่นๆ
• โพลิอะมิล ใช้สำหรับทำผ้าและด้าย ได้แก่ แคปรอน ไนลอน และวัสดุสังเคราะห์อื่นๆ
• Polytetrafluoroethylene หรือที่รู้จักในชื่อเทฟลอน ใช้ในอุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมอาหารและสาขาอื่นๆ ทุกคนรู้จักกระทะเคลือบเทฟลอนซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นที่นิยมอย่างมาก
• โพลิไวนิลคลอไรด์ หรือ พีวีซี มักพบในรูปของฟิล์มที่ใช้ในการผลิตฉนวนสายเคเบิล สารทดแทนหนัง โปรไฟล์หน้าต่าง,เพดานยืด. มีการใช้งานที่หลากหลายมาก
• โพลีสไตรีน ใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนและวัสดุก่อสร้างหลายประเภท
• โพรพิลีน ท่อ ภาชนะ วัสดุไม่ทอ ผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน กาวติดอาคาร และมาสติก ทำจากพอลิเมอร์นี้

โพลีเมอร์ใช้ที่ไหน?

ขอบเขตของวัสดุพอลิเมอร์กว้างมาก ตอนนี้เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจ - มีการใช้ในอุตสาหกรรมและการผลิตในเกือบทุกสาขา เนื่องจากคุณสมบัติของโพลีเมอร์จึงถูกแทนที่โดยสมบูรณ์ วัสดุธรรมชาติซึ่งด้อยกว่าพวกเขาอย่างมากในแง่ของลักษณะ ดังนั้นจึงควรพิจารณาคุณสมบัติของพอลิเมอร์และการใช้งาน

ตามการจำแนกประเภทวัสดุสามารถแบ่งออกเป็น:

• คอมโพสิต;
• พลาสติก
• ภาพยนตร์;
• เส้นใย;
• เคลือบเงา;
• ยาง;
• สารกาว

คุณภาพของแต่ละพันธุ์จะเป็นตัวกำหนดขอบเขตของโพลีเมอร์

ชีวิต

เมื่อมองไปรอบๆ เราจะเห็นผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ นี่คือรายละเอียด เครื่องใช้ในครัวเรือน, ผ้า, ของเล่น, เครื่องครัวและแม้กระทั่ง สารเคมีในครัวเรือน. อันที่จริงนี่คือผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายตั้งแต่หวีพลาสติกธรรมดาไปจนถึงผงซักฟอก

การใช้อย่างแพร่หลายดังกล่าวเกิดจากต้นทุนการผลิตต่ำและมีลักษณะคุณภาพสูง ผลิตภัณฑ์มีความทนทาน ถูกสุขลักษณะ ไม่มีส่วนประกอบที่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์และเป็นสากล แม้แต่กางเกงรัดรูปไนลอนธรรมดาก็ยังทำจากส่วนประกอบโพลีเมอร์ ดังนั้นโพลีเมอร์ในชีวิตประจำวันจึงถูกใช้บ่อยกว่าวัสดุธรรมชาติ พวกเขาเหนือกว่าพวกเขาอย่างมากในแง่ของคุณภาพและการจัดหา ราคาถูกสินค้า.

ตัวอย่าง:

• ภาชนะพลาสติกและบรรจุภัณฑ์
• ชิ้นส่วนของเครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ
• ผ้าใยสังเคราะห์
• ของเล่น;
• เครื่องครัว;
• ผลิตภัณฑ์ห้องน้ำ

สิ่งของใดๆ ที่ทำจากพลาสติกหรือเส้นใยสังเคราะห์นั้นทำมาจากโพลีเมอร์ ดังนั้นรายการตัวอย่างจึงไม่มีที่สิ้นสุด

ภาคการก่อสร้าง

การใช้โพลีเมอร์ในการก่อสร้างก็กว้างขวางเช่นกัน พวกเขาเริ่มถูกนำมาใช้ค่อนข้างเร็ว ๆ นี้เมื่อประมาณ 50-60 ปีที่แล้ว ตอนนี้ ส่วนใหญ่ของวัสดุก่อสร้างผลิตโดยใช้โพลีเมอร์

ทิศทางหลัก:

• การผลิตรั้วและ โครงสร้างอาคารหลากหลายชนิด;
• กาวและโฟม
• การผลิต วิศวกรรมสื่อสาร;
• วัสดุสำหรับความร้อนและกันซึม
• พื้นปรับระดับเอง;
• วัสดุตกแต่งต่างๆ

ในด้านโครงสร้างปิดล้อมและโครงสร้างอาคาร ได้แก่ คอนกรีตโพลีเมอร์ คอมโพสิตเสริมแรงและคาน เฟรมสำหรับหน้าต่างกระจกสองชั้น โพลีคาร์บอเนต ไฟเบอร์กลาส และวัสดุอื่นๆ ประเภทนี้ ผลิตภัณฑ์จากโพลีเมอร์ทั้งหมดมีลักษณะความแข็งแรงสูง ระยะยาวบริการและความต้านทานต่อปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเชิงลบ

กาวมีความทนทานต่อความชื้นและการยึดเกาะที่ดีเยี่ยม ใช้สำหรับยึดติดวัสดุต่าง ๆ และมีแรงยึดเหนี่ยวสูง โฟม - โซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบสำหรับการปิดผนึกรอยต่อ มีคุณสมบัติในการประหยัดความร้อนสูงและมีหลายพันธุ์ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน

การใช้วัสดุโพลีเมอร์ในการผลิตการสื่อสารทางวิศวกรรมเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่กว้างขวางที่สุด ใช้ในแหล่งน้ำ การจ่ายไฟ การประหยัดความร้อน อุปกรณ์เครือข่ายท่อระบายน้ำ ระบบระบายอากาศ และระบบทำความร้อน

วัสดุสำหรับฉนวนกันความร้อนมีคุณสมบัติในการระบายความร้อนได้ดีเยี่ยม น้ำหนักเบา และราคาไม่แพง การกันซึมมีระดับการต้านทานน้ำสูงและสามารถผลิตได้ใน หลากหลายรูปแบบ(ผลิตภัณฑ์ม้วน ผงหรือของเหลวผสม)

พื้นโพลีเมอร์เป็นวัสดุพิเศษที่ช่วยให้คุณสามารถสร้างพื้นผิวที่เรียบอย่างสมบูรณ์แบบบนพื้นฐานที่หยาบโดยไม่ต้องทำงานหนัก เทคโนโลยีนี้ใช้ในการก่อสร้างทั้งในประเทศและอุตสาหกรรม

อุตสาหกรรมสมัยใหม่ผลิตได้หลากหลาย วัสดุตกแต่งขึ้นอยู่กับโพลีเมอร์ พวกเขาสามารถมีโครงสร้างและรูปแบบการปลดปล่อยที่แตกต่างกัน แต่ในแง่ของลักษณะพวกเขาจะเหนือกว่าเสมอ จบแบบธรรมชาติและมีต้นทุนที่ต่ำกว่ามาก

ยา

การใช้โพลีเมอร์ในการแพทย์เป็นที่แพร่หลาย ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือหลอดฉีดยาแบบใช้แล้วทิ้ง บน ช่วงเวลานี้ผลิตผลิตภัณฑ์ประมาณ 3 พันรายการที่ใช้ในวงการแพทย์

ซิลิโคนมักใช้ในบริเวณนี้ สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการทำศัลยกรรมพลาสติก สร้างการป้องกันบนพื้นผิวไหม้ตลอดจนการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ ในทางการแพทย์มีการใช้โพลีเมอร์มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2331 แต่มีปริมาณจำกัด และในปี พ.ศ. 2438 พวกมันแพร่หลายมากขึ้นหลังจากการผ่าตัดซึ่งข้อบกพร่องของกระดูกถูกปิดด้วยพอลิเมอร์ที่มีเซลลูลอยด์

วัสดุประเภทนี้ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่มตามการใช้งาน:

• กลุ่มที่ 1 - สำหรับการแนะนำเข้าสู่ร่างกาย เหล่านี้คืออวัยวะเทียม, ขาเทียม, สารทดแทนเลือด, กาว, ยา
• กลุ่มที่ 2 - โพลีเมอร์ที่สัมผัสกับเนื้อเยื่อรวมถึงสารที่มีไว้สำหรับการนำเข้าสู่ร่างกาย ได้แก่ ภาชนะสำหรับเก็บเลือดและพลาสมา วัสดุทางทันตกรรม กระบอกฉีดยา และ เครื่องมือผ่าตัด, ส่วนประกอบของเครื่องมือแพทย์
• กลุ่มที่ 3 - วัสดุที่ไม่สัมผัสกับเนื้อเยื่อและไม่ได้เข้าสู่ร่างกาย ได้แก่ อุปกรณ์และเครื่องมือ เครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการ สินค้าคงคลัง อุปกรณ์ในโรงพยาบาล เครื่องนอน กรอบแว่น และเลนส์

เกษตรกรรม

โพลีเมอร์ถูกใช้อย่างแข็งขันที่สุดในโรงเรือนและการถมที่ดิน ในกรณีแรก จำเป็นต้องมีฟิล์มหลายชนิด เช่น ใยแก้ว โพลีคาร์บอเนตเซลลูลาร์ รวมถึงส่วนประกอบต่างๆ ทั้งหมดนี้จำเป็นสำหรับการก่อสร้างโรงเรือน

ในการหลอมจะใช้ท่อที่ทำจากวัสดุโพลีเมอร์ มีน้ำหนักน้อยกว่าโลหะ ราคาไม่แพง และอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

อุตสาหกรรมอาหาร

ในอุตสาหกรรมอาหาร วัสดุโพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์และบรรจุภัณฑ์ อาจอยู่ในรูปของพลาสติกแข็งหรือฟิล์ม ข้อกำหนดหลักคือการปฏิบัติตามมาตรฐานด้านสุขอนามัยและระบาดวิทยาอย่างเต็มที่ ไม่มีใครสามารถทำได้โดยปราศจากโพลีเมอร์ในงานวิศวกรรมอาหาร การใช้งานช่วยให้เกิดพื้นผิวที่มีการยึดเกาะน้อยที่สุด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการขนย้ายเมล็ดพืชและผลิตภัณฑ์จำนวนมาก นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีสารเคลือบป้องกันการยึดติดในสายการผลิตขนมปังและการผลิตผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป

โพลีเมอร์ถูกใช้ในด้านต่าง ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งนำไปสู่ความต้องการที่สูง เป็นไปไม่ได้หากไม่มีพวกเขา วัสดุธรรมชาติไม่สามารถมีคุณสมบัติหลายอย่างที่จำเป็นเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขการใช้งานเฉพาะ

วัสดุโพลีเมอร์เป็นสารประกอบเคมีโมเลกุลสูงที่ประกอบด้วยโมโนเมอร์โมเลกุลขนาดเล็กจำนวนมาก (หน่วย) ที่มีโครงสร้างเดียวกัน มักใช้ส่วนประกอบโมโนเมอร์ต่อไปนี้สำหรับการผลิตโพลีเมอร์: เอทิลีน ไวนิลคลอไรด์ ไวนิลดีคลอไรด์ ไวนิลอะซิเตท โพรพิลีน เมทิลเมทาคริเลต เตตระฟลูออโรเอทิลีน สไตรีน ยูเรีย เมลามีน ฟอร์มัลดีไฮด์ ฟีนอล ในบทความนี้ เราจะพิจารณาในรายละเอียดว่าวัสดุโพลีเมอร์คืออะไร คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ การจำแนกประเภทและประเภทคืออะไร

ประเภทของพอลิเมอร์

คุณสมบัติของโมเลกุลของสารนี้คือโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งสอดคล้องกับค่าต่อไปนี้: М>5*103 สารประกอบที่มีระดับต่ำกว่าของพารามิเตอร์นี้ (M=500-5000) เรียกว่าโอลิโกเมอร์ ในสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำมีมวลน้อยกว่า 500 มี ประเภทต่อไปนี้วัสดุโพลีเมอร์: สังเคราะห์และเป็นธรรมชาติ หลังรวมถึงยางธรรมชาติ ไมกา ขนสัตว์ ใยหิน เซลลูโลส ฯลฯ อย่างไรก็ตาม สถานที่หลักถูกครอบครองโดยโพลีเมอร์สังเคราะห์ซึ่งได้มาจากกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมีจากสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตวัสดุที่มีโมเลกุลสูง โพลีเมอร์มีความแตกต่างกัน ซึ่งเกิดขึ้นจากการรวมตัวของไอน้ำหรือปฏิกิริยาการเติม

พอลิเมอไรเซชัน

กระบวนการนี้เป็นการรวมส่วนประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำเข้ากับน้ำหนักโมเลกุลสูงเพื่อให้ได้สายโซ่ยาว ระดับของโพลิเมอไรเซชันคือจำนวน "เมอร์" ในโมเลกุลขององค์ประกอบที่กำหนด วัสดุโพลีเมอร์ส่วนใหญ่มักมีตั้งแต่หนึ่งพันถึงหมื่นหน่วย สารประกอบที่ใช้กันทั่วไปต่อไปนี้ได้มาจากโพลีเมอไรเซชัน: โพลิเอทิลีน, โพรพิลีน, โพลีไวนิลคลอไรด์, โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน, โพลีสไตรีน, โพลีบิวทาไดอีน ฯลฯ

การควบแน่น

กระบวนการนี้เป็นปฏิกิริยาแบบทีละขั้น ซึ่งประกอบด้วยการรวมมอนอเมอร์ประเภทเดียวกันจำนวนมากหรือกลุ่มที่แตกต่างกัน (A และ B) เข้าด้วยกันเป็นพอลิคาปาซิเตอร์ (โมเลกุลขนาดใหญ่) กับการเกิดผลพลอยได้ต่อไปนี้พร้อมกัน: คาร์บอน ไดออกไซด์, ไฮโดรเจนคลอไรด์, แอมโมเนีย, น้ำ ฯลฯ เมื่อได้รับโพลีคอนเดนเสท, ซิลิโคน, โพลีซัลโฟน, โพลีคาร์บอเนต, พลาสติกอะมิโน, พลาสติกฟีนอล, โพลีเอสเตอร์, โพลีเอไมด์และวัสดุโพลีเมอร์อื่น ๆ

Polyaddition

กระบวนการนี้เข้าใจว่าเป็นการก่อรูปของพอลิเมอร์อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของการเติมส่วนประกอบโมโนเมอร์จำนวนมากที่มีการรวมปฏิกิริยาแบบจำกัดต่อโมโนเมอร์ของกลุ่มที่ไม่อิ่มตัว (วัฏจักรแอ็คทีฟหรือพันธะคู่) ตรงกันข้ามกับการเกิดพอลิควบแน่น ปฏิกิริยาโพลีแอดดิชันดำเนินไปโดยไม่มีผลพลอยได้ใดๆ กระบวนการที่สำคัญที่สุดเทคโนโลยีนี้ถือเป็นการบ่มและรับโพลียูรีเทน

การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์

ตามองค์ประกอบ วัสดุพอลิเมอร์ทั้งหมดแบ่งออกเป็นอนินทรีย์ อินทรีย์ และออร์กาโนเอเลเมนต์ อย่างแรก (ไมกา แร่ใยหิน เซรามิก ฯลฯ) ไม่มีอะตอมคาร์บอน ขึ้นอยู่กับออกไซด์ของอลูมิเนียม แมกนีเซียม ซิลิกอน ฯลฯ โพลีเมอร์อินทรีย์เป็นประเภทที่กว้างขวางที่สุด ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน กำมะถัน ฮาโลเจน และออกซิเจน วัสดุโพลีเมอร์องค์ประกอบออร์แกนโนเป็นสารประกอบที่มีอะตอมของซิลิกอน อะลูมิเนียม ไททาเนียม และองค์ประกอบอื่นๆ ที่สามารถรวมกับอนุมูลอินทรีย์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสายโซ่หลักได้ ชุดค่าผสมดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติ เหล่านี้เป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์โดยเฉพาะ ตัวแทนลักษณะของกลุ่มนี้คือสารประกอบบนพื้นฐานออร์กาโนซิลิกอนซึ่งเป็นสายโซ่หลักที่สร้างขึ้นจากอะตอมของออกซิเจนและซิลิกอน

เพื่อให้ได้พอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ เทคโนโลยีมักไม่ใช้สารที่ "บริสุทธิ์" แต่ใช้สารเหล่านี้ร่วมกับส่วนประกอบอินทรีย์หรืออนินทรีย์ ตัวอย่างที่ดีทำหน้าที่เป็นพอลิเมอร์ วัสดุก่อสร้าง: โลหะ-พลาสติก, พลาสติก, ไฟเบอร์กลาส, คอนกรีตโพลีเมอร์

โครงสร้างของพอลิเมอร์

ลักษณะเฉพาะของคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้เกิดจากโครงสร้างซึ่งแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้: กิ่งแบบเส้นตรง, เส้นตรง, เชิงพื้นที่ที่มีกลุ่มโมเลกุลขนาดใหญ่และโครงสร้างทางเรขาคณิตที่เฉพาะเจาะจงมากรวมถึงบันได ลองพิจารณาแต่ละข้อโดยสังเขป

วัสดุพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างแยกเป็นเส้นตรง นอกเหนือจากสายโซ่หลักของโมเลกุลแล้ว ยังมีกิ่งด้านข้าง โพลีเมอร์เหล่านี้รวมถึงพอลิโพรพิลีนและโพลีไอโซบิวทิลีน

วัสดุที่มีโครงสร้างเป็นเส้นตรงจะมีโซ่ซิกแซกหรือเกลียวยาว โมเลกุลขนาดใหญ่ของพวกมันมีลักษณะเฉพาะเบื้องต้นโดยการทำซ้ำของตำแหน่งในกลุ่มโครงสร้างกลุ่มเดียวของตัวเชื่อมหรือหน่วยทางเคมีของสายโซ่ โพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างเชิงเส้นมีความโดดเด่นด้วยการมีโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ยาวมากซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในธรรมชาติของพันธะตามสายโซ่และระหว่างพวกมัน หมายถึงพันธะระหว่างโมเลกุลและพันธะเคมี โมเลกุลขนาดใหญ่ของวัสดุดังกล่าวมีความยืดหยุ่นสูง และคุณสมบัตินี้เป็นพื้นฐานของสายโซ่โพลีเมอร์ซึ่งนำไปสู่คุณสมบัติใหม่เชิงคุณภาพ: ความยืดหยุ่นสูงรวมถึงการไม่มีความเปราะบางในสถานะชุบแข็ง

ตอนนี้เรามาดูกันว่าวัสดุโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่คืออะไร สารเหล่านี้ก่อตัวขึ้นเมื่อโมเลกุลขนาดใหญ่รวมกันจะเกิดพันธะเคมีที่แรงในทิศทางตามขวาง เป็นผลให้ได้โครงสร้างตาข่ายซึ่งมีพื้นฐานที่ไม่สม่ำเสมอหรือเชิงพื้นที่ของตาข่าย โพลีเมอร์ประเภทนี้มีความต้านทานความร้อนและความแข็งแกร่งมากกว่าแบบเชิงเส้น วัสดุเหล่านี้เป็นพื้นฐานของสารที่ไม่ใช่โลหะที่มีโครงสร้างหลายชนิด

โมเลกุลของวัสดุพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างแบบขั้นบันไดประกอบด้วยโซ่คู่หนึ่งที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมี ซึ่งรวมถึงโพลีเมอร์ออร์กาโนซิลิกอนซึ่งมีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น ทนความร้อน นอกจากนี้ พวกมันไม่มีปฏิกิริยากับตัวทำละลายอินทรีย์

องค์ประกอบเฟสของพอลิเมอร์

วัสดุเหล่านี้เป็นระบบที่ประกอบด้วยบริเวณอสัณฐานและผลึก ประการแรกช่วยลดความแข็งทำให้พอลิเมอร์ยืดหยุ่นได้นั่นคือมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปแบบย้อนกลับได้มาก เฟสผลึกช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความแข็ง โมดูลัสยืดหยุ่น และพารามิเตอร์อื่นๆ ในขณะที่ลดความยืดหยุ่นของโมเลกุลของสาร อัตราส่วนของปริมาตรของพื้นที่ดังกล่าวทั้งหมดต่อปริมาตรทั้งหมดเรียกว่า ระดับของการตกผลึก โดยที่ ระดับสูงสุด(มากถึง 80%) มีโพรพิลีน, ฟลูออโรพลาสต์, โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง โพลิไวนิลคลอไรด์ โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำมีระดับการตกผลึกที่ต่ำกว่า

ขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานของวัสดุพอลิเมอร์เมื่อถูกความร้อน โดยปกติแล้วจะแบ่งออกเป็นเทอร์โมเซตติงและเทอร์โมพลาสติก

โพลีเมอร์เทอร์โมเซต

วัสดุเหล่านี้เป็นหลัก โครงสร้างเชิงเส้น. เมื่อถูกความร้อนจะอ่อนตัวลง แต่เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น โครงสร้างจะเปลี่ยนเป็นแบบเชิงพื้นที่และสารจะกลายเป็นของแข็ง ในอนาคตจะรักษาคุณภาพนี้ไว้ โพลีเมอร์โพลีเมอร์สร้างขึ้นจากหลักการนี้ การให้ความร้อนในภายหลังไม่ได้ทำให้สารนิ่มลง แต่จะนำไปสู่การสลายตัวเท่านั้น ส่วนผสมเทอร์โมเซตติงสำเร็จรูปไม่ละลายหรือละลาย ดังนั้นจึงไม่สามารถแปรรูปซ้ำได้ วัสดุประเภทนี้รวมถึงอีพอกซีซิลิโคน ฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ และเรซินอื่นๆ

เทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์

วัสดุเหล่านี้ เมื่อถูกความร้อน จะทำให้นิ่มก่อนแล้วจึงละลาย จากนั้นแข็งตัวเมื่อเย็นตัวลงในภายหลัง เทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีระหว่างการรักษานี้ มันไม่ กระบวนการนี้ย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ สารประเภทนี้มีโครงสร้างเป็นเส้นตรงหรือเป็นเส้นตรงของโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งระหว่างแรงขนาดเล็กกระทำและไม่มีพันธะเคมีโดยเด็ดขาด ซึ่งรวมถึงโพลิเอธิลีน โพลิเอไมด์ โพลิสไตรีน เป็นต้น เทคโนโลยีของวัสดุโพลีเมอร์ในประเภทเทอร์โมพลาสติกมีไว้เพื่อการผลิตโดยการฉีดขึ้นรูปในแม่พิมพ์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ การกด การอัดรีด การเป่า และวิธีการอื่นๆ

คุณสมบัติทางเคมี

โพลีเมอร์สามารถอยู่ในสถานะต่อไปนี้: ของแข็ง ของเหลว อสัณฐาน เฟสผลึก ตลอดจนการเปลี่ยนรูปที่ยืดหยุ่นสูง หนืด และเป็นแก้ว การใช้วัสดุโพลีเมอร์อย่างแพร่หลายเนื่องจากความต้านทานสูงต่อตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง เช่น กรดเข้มข้นและด่าง ไม่ได้รับผลกระทบ นอกจากนี้ เมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้นความสามารถในการละลายของวัสดุในตัวทำละลายอินทรีย์จะลดลง และพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่โดยทั่วไปจะไม่ได้รับผลกระทบจากของเหลวดังกล่าว

คุณสมบัติทางกายภาพ

โพลีเมอร์ส่วนใหญ่เป็นไดอิเล็กทริกนอกจากนี้ยังเป็นวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ในบรรดาวัสดุโครงสร้างทั้งหมด มีเพียงวัสดุเหล่านี้ที่มีค่าการนำความร้อนต่ำสุดและความจุความร้อนสูงสุด รวมถึงการหดตัวด้วยความร้อน (มากกว่าโลหะประมาณยี่สิบเท่า) สาเหตุของการสูญเสียความหนาแน่นของส่วนประกอบการซีลต่างๆ ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำคือการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของยาง เช่นเดียวกับความแตกต่างที่คมชัดระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของโลหะและยางในสถานะเป็นแก้ว

คุณสมบัติทางกล

วัสดุโพลีเมอร์มีหลากหลาย ลักษณะทางกลซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมันอย่างมาก นอกเหนือจากพารามิเตอร์นี้ ปัจจัยภายนอกต่างๆ อาจมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกลของสาร ซึ่งรวมถึงอุณหภูมิ ความถี่ ระยะเวลาหรือความเร็วในการโหลด ประเภทของสภาวะความเครียด ความดัน ธรรมชาติ สิ่งแวดล้อมการอบชุบด้วยความร้อน ฯลฯ คุณสมบัติทางกลของวัสดุพอลิเมอร์คือมีความแข็งแรงสูงและมีความแข็งแกร่งต่ำมาก (เมื่อเทียบกับโลหะ)

โพลีเมอร์มักจะแบ่งออกเป็นของแข็ง โมดูลัสยืดหยุ่นซึ่งสอดคล้องกับ E=1-10 GPa (เส้นใย ฟิล์ม พลาสติก) และสารยืดหยุ่นสูงชนิดอ่อน โมดูลัสยืดหยุ่นคือ E=1-10 MPa (ยาง) . ความสม่ำเสมอและกลไกการทำลายสิ่งเหล่านั้นและอื่น ๆ นั้นแตกต่างกัน

วัสดุโพลีเมอร์มีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติแอนไอโซโทรปีที่เด่นชัด เช่นเดียวกับความแข็งแรงที่ลดลง การพัฒนาของการคืบภายใต้สภาวะของการบรรทุกในระยะยาว นอกจากนี้ยังมีความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าค่อนข้างสูง เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะแล้ว สมบัติทางกลของอุณหภูมิจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของวัสดุพอลิเมอร์คือการเสียรูป (ความยืดหยุ่น) ตามพารามิเตอร์นี้ ในช่วงอุณหภูมิกว้าง เป็นเรื่องปกติที่จะต้องประเมินคุณสมบัติการทำงานและเทคโนโลยีหลัก

วัสดุปูพื้นโพลีเมอร์

ตอนนี้ มาลองพิจารณาหนึ่งในตัวเลือกสำหรับการใช้งานโพลีเมอร์ ซึ่งเผยให้เห็นวัสดุเหล่านี้ทั้งหมด สารเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้าง ซ่อมแซม และตกแต่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานปูพื้น ความนิยมอย่างมากนั้นอธิบายได้จากลักษณะของสารที่เป็นปัญหา: พวกมันทนต่อการเสียดสี มีการนำความร้อนต่ำ มีการดูดซึมน้ำน้อย ค่อนข้างแข็งแรงและแข็ง และมีคุณสมบัติสีและวานิชสูง การผลิตวัสดุพอลิเมอร์สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่มตามเงื่อนไข: เสื่อน้ำมัน (รีด) ผลิตภัณฑ์กระเบื้องและส่วนผสมสำหรับพื้นไม่มีรอยต่อ ทีนี้มาดูแต่ละอย่างสั้น ๆ

เสื่อน้ำมันทำมาจาก ประเภทต่างๆสารตัวเติมและโพลีเมอร์ พวกเขายังอาจรวมถึงพลาสติไซเซอร์ สารช่วยในการแปรรูป และเม็ดสี ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุพอลิเมอร์ โพลีเอสเตอร์ (glyphthalic), โพลีไวนิลคลอไรด์, ยาง, คอลล็อกซีลินและสารเคลือบอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุโพลีเมอร์ นอกจากนี้ตามโครงสร้างพวกเขาจะแบ่งออกเป็นฐานและฐานฉนวนกันเสียงและความร้อนชั้นเดียวและหลายชั้นด้วยพื้นผิวเรียบเป็นขนแกะและลูกฟูกเช่นเดียวกับสีเดียวและหลายสี

วัสดุสำหรับพื้นไม่มีรอยต่อเป็นวิธีที่สะดวกและถูกสุขลักษณะมากที่สุดโดยมีความแข็งแรงสูง สารผสมเหล่านี้มักจะแบ่งออกเป็นพอลิเมอร์ซีเมนต์ คอนกรีตโพลีเมอร์ และโพลีไวนิลอะซิเตท

วัสดุจากพอลิเมอร์. บนพื้นฐานของโพลีเมอร์, เส้นใย, ฟิล์ม, ยาง, วาร์นิช, กาว, พลาสติกและวัสดุคอมโพสิต (คอมโพสิต)

เส้นใยได้มาจากการบังคับสารละลายโพลีเมอร์หรือหลอมผ่านรูบาง (ดาย) ในจาน ตามด้วยการทำให้แข็งตัว โพลีเมอร์ที่สร้างเส้นใย ได้แก่ โพลิเอไมด์ โพลีอะคริโลไนไตรล์ เป็นต้น

ฟิล์มโพลีเมอร์ได้มาจากการหลอมโพลีเมอร์โดยการอัดรีดผ่านแม่พิมพ์ที่มีรูเป็นรูหรือโดยการใช้สารละลายโพลีเมอร์กับเทปที่กำลังเคลื่อนที่หรือโดยการอัด "โพลีเมอร์" ฟิล์มใช้เป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้าและบรรจุภัณฑ์ซึ่งเป็นพื้นฐานของเทปแม่เหล็ก ฯลฯ

วานิช - สารละลายของสารสร้างฟิล์มในตัวทำละลายอินทรีย์ นอกจากโพลีเมอร์แล้ว สารเคลือบเงายังมีสารที่เพิ่มความเป็นพลาสติก (พลาสติไซเซอร์) สีย้อมที่ละลายน้ำได้ สารเพิ่มความแข็ง ฯลฯ พวกมันใช้สำหรับเคลือบฉนวนไฟฟ้า เช่นเดียวกับพื้นฐานของสีรองพื้นและสีและสารเคลือบเงา

กาว - องค์ประกอบที่สามารถเชื่อมต่อวัสดุต่าง ๆ ได้เนื่องจากการก่อตัวของพันธะที่แข็งแรงระหว่างพื้นผิวและชั้นกาว กาวอินทรีย์สังเคราะห์ขึ้นกับโมโนเมอร์ โอลิโกเมอร์ โพลีเมอร์หรือของผสมของพวกมัน องค์ประกอบประกอบด้วยสารทำให้แข็ง สารตัวเติม พลาสติไซเซอร์ ฯลฯ

กาวแบ่งออกเป็นเทอร์โมพลาสติก เทอร์โมเซ็ต และยาง กาวเทอร์โมพลาสติกสร้างพันธะกับพื้นผิวโดยการแข็งตัวเมื่อเย็นลงจากจุดเทถึง อุณหภูมิห้องหรือการระเหยของตัวทำละลาย กาวเทอร์โมเซตติงสร้างพันธะกับพื้นผิวอันเป็นผลมาจากการชุบแข็ง (การก่อตัวของครอสลิงค์) กาวยาง - อันเป็นผลมาจากวัลคาไนซ์

ฟีนอลและยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์และอีพอกซีเรซิน โพลียูรีเทน โพลีเอสเตอร์ และโพลิเมอร์อื่นๆ ทำหน้าที่เป็นฐานพอลิเมอร์สำหรับกาวเทอร์โมเซต โพลิอะคริลิก โพลิเอไมด์ โพลิไวนิลอะซีตัล โพลิไวนิลคลอไรด์ และโพลีเมอร์อื่นๆ ทำหน้าที่เป็นฐานพอลิเมอร์สำหรับกาวเทอร์โมเซตติง ความแข็งแรงของชั้นกาว เช่น กาวฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ (BF, VK) ที่ 20 ° C ระหว่างแรงเฉือนอยู่ในช่วง 15 ถึง 20 MPa อีพ็อกซี่ - สูงสุด 36 MPa

พลาสติกเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยพอลิเมอร์ ซึ่งมีสถานะหนืดระหว่างการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ และในสถานะเป็นแก้วระหว่างการใช้งาน พลาสติกทั้งหมดแบ่งออกเป็นเทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมพลาสติก ในระหว่างการขึ้นรูปเทอร์โมเซ็ต ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้การชุบแข็งซึ่งประกอบด้วยการก่อตัวของโครงสร้างตาข่าย เทอร์โมเซ็ตประกอบด้วยวัสดุที่มีฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ ยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์ อีพ็อกซี่ และเรซินอื่นๆ เทอร์โมพลาสติกสามารถผ่านเข้าไปในสถานะหนืดได้หลายครั้งเมื่อถูกความร้อน และสถานะเป็นแก้วเมื่อถูกทำให้เย็นลง เทอร์โมพลาสติกประกอบด้วยวัสดุที่ทำจากโพลิเอทิลีน โพลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน โพลิโพรพิลีน โพลิไวนิลคลอไรด์ โพลิสไตรีน โพลิเอไมด์ และโพลีเมอร์อื่นๆ

นอกจากพอลิเมอร์แล้ว พลาสติกยังรวมถึงพลาสติไซเซอร์ สีย้อมและสารตัวเติม พลาสติไซเซอร์ เช่น ไดออคทิลพทาเลต ไดบิวทิลเซบาเคต คลอรีนพาราฟิน ลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วและเพิ่มความลื่นไหลของโพลีเมอร์ สารต้านอนุมูลอิสระชะลอการเสื่อมสภาพของโพลีเมอร์ สารตัวเติมช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของโพลีเมอร์ ใช้ผง (กราไฟต์ เขม่า ชอล์ก โลหะ ฯลฯ) กระดาษ ผ้าเป็นสารตัวเติม คอมโพสิตเป็นพลาสติกกลุ่มพิเศษ

วัสดุคอมโพสิต (คอมโพสิต) - ประกอบด้วยฐาน (อินทรีย์, โพลีเมอร์, คาร์บอน, โลหะ, เซรามิก) เสริมด้วยสารตัวเติมในรูปแบบของเส้นใยความแข็งแรงสูงหรือหนวด เรซินสังเคราะห์ (อัลคิด ฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ อีพ็อกซี่ ฯลฯ) และโพลีเมอร์ (โพลีเอไมด์ ฟลูออโรพลาสต์ ซิลิโคน ฯลฯ) ถูกใช้เป็นฐาน

เส้นใยเสริมแรงและคริสตัลอาจเป็นโลหะ โพลีเมอร์ อนินทรีย์ (เช่น แก้ว คาร์ไบด์ ไนไตรด์ โบรอน) สารตัวเติมเสริมแรงส่วนใหญ่จะกำหนดคุณสมบัติทางกล ความร้อน และทางไฟฟ้าของโพลีเมอร์ วัสดุพอลิเมอร์ผสมหลายชนิดมีความแข็งแรงเท่ากับโลหะ คอมโพสิตจากพอลิเมอร์เสริมใยแก้ว (ไฟเบอร์กลาส) มีความแข็งแรงเชิงกลสูง (ความต้านทานแรงดึง 1300-2500 MPa) และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี คอมโพสิตจากพอลิเมอร์ที่เสริมด้วยเส้นใยคาร์บอน (CFRP) รวมความแข็งแรงสูงและความทนทานต่อการสั่นสะเทือนพร้อมการนำความร้อนที่เพิ่มขึ้นและความทนทานต่อสารเคมี โบโรพลาสต์ (สารตัวเติม - เส้นใยโบรอน) มีความแข็งแรงสูง ความแข็ง และการคืบต่ำ

วัสดุผสมที่ใช้โพลีเมอร์ใช้เป็นฉนวนโครงสร้าง ไฟฟ้า และความร้อน วัสดุป้องกันการกัดกร่อนและแรงเสียดทานในยานยนต์ เครื่องมือกล ไฟฟ้า การบิน วิศวกรรมวิทยุ เหมืองแร่ เทคโนโลยีอวกาศ วิศวกรรมเคมี และอุตสาหกรรมการก่อสร้าง

รีดอกซิ รีดอกซ์โพลีเมอร์ (ที่มีหมู่รีดอกซ์หรือรีดอกซิโอไนต์) ได้รับการนำไปใช้อย่างกว้างขวาง

การใช้โพลีเมอร์ ปัจจุบันมีการใช้โพลีเมอร์ที่แตกต่างกันจำนวนมาก คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเทอร์โมพลาสติกบางชนิดแสดงไว้ในตาราง 14.2 และ 14.3

โพลิเอทิลีน [-CH2-CH2-]n เป็นเทอร์โมพลาสติกที่ได้จาก การเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบรุนแรงที่อุณหภูมิสูงถึง 320 °C และแรงดัน 120-320 MPa (โพลีเอทิลีนความดันสูง) หรือที่ความดันสูงถึง 5 MPa โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ซับซ้อน (โพลีเอทิลีนแรงดันต่ำ) โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำมีความแข็งแรง ความหนาแน่น ความยืดหยุ่น และจุดอ่อนตัวสูงกว่าโพลิเอทิลีนความดันสูง โพลิเอทิลีนสามารถทนต่อสารเคมีได้ในหลายสภาพแวดล้อม แต่มีอายุอยู่ภายใต้การกระทำของตัวออกซิไดซ์ (ตารางที่ 14.3) อิเล็กทริกที่ดี (ดูตารางที่ 14.2) สามารถใช้งานได้ในอุณหภูมิตั้งแต่ -20 ถึง +100 ° C การฉายรังสีสามารถเพิ่มความต้านทานความร้อนของพอลิเมอร์ได้ ท่อ ผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า ชิ้นส่วนของอุปกรณ์วิทยุ ฟิล์มฉนวนและปลอกสายไฟ (ความถี่สูง โทรศัพท์ กำลังไฟ) ฟิล์ม วัสดุบรรจุภัณฑ์ สารทดแทนภาชนะแก้วทำจากโพลีเอทิลีน

โพรพิลีน [-CH(CH3)-CH2-]n เป็นเทอร์โมพลาสติกแบบผลึกที่ได้จากการโพลิเมอไรเซชันแบบสเตอริโอ มีความทนทานต่อความร้อนสูงกว่า (สูงถึง 120-140 °C) มากกว่าโพลิเอทิลีน มีความแข็งแรงเชิงกลสูง (ดูตาราง 14.2) ทนต่อการดัดและการเสียดสีซ้ำ ๆ และมีความยืดหยุ่น ใช้สำหรับการผลิตท่อ ฟิล์ม ถังเก็บ ฯลฯ

เทอร์โมพลาสติกที่ได้จากการโพลิเมอไรเซชันแบบรุนแรงของสไตรีน

โพลีเมอร์มีความทนทานต่อสารออกซิไดซ์ แต่ไม่เสถียรต่อกรดแก่ โดยจะละลายในตัวทำละลายอะโรมาติก (ดูตารางที่ 14.3)

ตารางที่ 14.2. คุณสมบัติทางกายภาพของพอลิเมอร์บางชนิด

* อุณหภูมิหลอมเหลว

ตารางที่ 14.3 คุณสมบัติทางเคมีของพอลิเมอร์บางชนิด

โพลิสไตรีนมีความแข็งแรงทางกลและสมบัติไดอิเล็กทริกสูง (ดูตารางที่ 14.2) และใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าคุณภาพสูง ตลอดจนวัสดุตกแต่งโครงสร้างและตกแต่งในการผลิตเครื่องมือ วิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมวิทยุ เครื่องใช้ในครัวเรือน. โพลีสไตรีนยืดหยุ่นได้ซึ่งได้จากการวาดภาพในสภาวะร้อน ใช้สำหรับปลอกหุ้มสายเคเบิลและสายไฟ พลาสติกโฟมยังผลิตขึ้นจากโพลีสไตรีน

โพลิไวนิลคลอไรด์ [-CH2-CHCl-] n เป็นเทอร์โมพลาสติกที่ผลิตขึ้นโดยโพลิเมอไรเซชันของไวนิลคลอไรด์ ทนทานต่อกรด ด่างและสารออกซิไดซ์ (ดูตารางที่ 14.3) ละลายได้ในไซโคลเฮกซาโนน, เตตระไฮโดรฟูแรน, จำกัดในเบนซีนและอะซิโตน เผาไหม้ช้า แรงทางกลไก (ดูตารางที่ 14.2) คุณสมบัติของไดอิเล็กตริกนั้นแย่กว่าโพลิเอทิลีน ใช้เป็นวัสดุฉนวนที่เชื่อมได้ แผ่นเสียง เสื้อกันฝน ท่อ และสิ่งของอื่นๆ ทำจากแผ่นเสียง

Polytetrafluoroethylene (fluoroplastic) [-CF2-CF2-]n เป็นเทอร์โมพลาสติกที่ได้จากการทำปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันแบบรุนแรงของเตตระฟลูออโรเอทิลีน มีความทนทานต่อกรด ด่าง และตัวออกซิไดซ์อย่างดีเยี่ยม อิเล็กทริกที่ดีเยี่ยม มีขีด จำกัด อุณหภูมิในการทำงานที่กว้างมาก (ตั้งแต่ -270 ถึง +260 ° C) ที่อุณหภูมิ 400 °C จะสลายตัวด้วยการปล่อยฟลูออรีนและไม่ทำให้น้ำเปียก ฟลูออโรพลาสต์ใช้เป็นวัสดุโครงสร้างที่ทนต่อสารเคมีในอุตสาหกรรมเคมี เนื่องจากเป็นไดอิเล็กตริกที่ดีที่สุด จึงถูกใช้ในสภาวะที่ต้องการคุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าร่วมกับความทนทานต่อสารเคมี นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการเคลือบป้องกันแรงเสียดทาน ไม่ชอบน้ำ และป้องกัน เคลือบกระทะ

โพลีเมทิลเมทาคริเลต (ลูกแก้ว)

เทอร์โมพลาสติกที่ได้จากกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของเมทิลเมทาคริเลต แข็งแรงทางกล (ดูตารางที่ 14.2) ทนต่อกรด ทนต่อสภาพอากาศ ละลายได้ในไดคลอโรอีเทน อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน คีโตน เอสเทอร์ ไม่มีสีและชัดเจน มันถูกใช้ในวิศวกรรมไฟฟ้าเป็นวัสดุโครงสร้างเช่นเดียวกับพื้นฐานของกาว

โพลิเอไมด์ - เทอร์โมพลาสติกที่มีหมู่อะมิโด -NHCO- ในสายโซ่หลัก เช่น โพลี-อี-คาปรอน [-NH-(CH2)5-CO-] n, พอลิเฮกซาเมทิลีน อะดิพาไมด์ (ไนลอน) [-NH-(CH2) 5- NH-CO- (CH2)4-CO-]n, พอลิโดเดคานาไมด์ [-NH-(CH2)11-CO-]n เป็นต้น ได้มาจากทั้งการควบแน่นและการเกิดพอลิเมอร์ ความหนาแน่นของโพลีเมอร์คือ 1.0¸1.3 g/cm3 มีความแข็งแรงสูงทนต่อการสึกหรอคุณสมบัติของอิเล็กทริก ทนต่อน้ำมัน น้ำมันเบนซิน กรดเจือจาง และด่างเข้มข้น ใช้เพื่อให้ได้เส้นใย ฟิล์มฉนวน ผลิตภัณฑ์โครงสร้าง ป้องกันแรงเสียดทาน และฉนวนไฟฟ้า

โพลียูรีเทนเป็นเทอร์โมพลาสติกที่ประกอบด้วยหมู่ -NH (CO) O - ในสายโซ่หลัก เช่นเดียวกับอีเธอร์ คาร์บาเมต ฯลฯ ได้มาจากปฏิกิริยาของไอโซไซยาเนต (สารประกอบที่มีกลุ่ม NCO หนึ่งกลุ่มขึ้นไป) กับโพลิแอลกอฮอล์ เช่น ไกลคอลและกลีเซอรีน ทนต่อกรดแร่และด่างเจือจาง น้ำมัน และอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน

ผลิตขึ้นในรูปของโฟมโพลียูรีเทน (ยางโฟม) อีลาสโตเมอร์รวมอยู่ในองค์ประกอบของสารเคลือบเงา กาว สารเคลือบหลุมร่องฟัน ใช้สำหรับฉนวนกันความร้อนและไฟฟ้า เป็นตัวกรองและวัสดุบรรจุภัณฑ์ สำหรับการผลิตรองเท้า หนังเทียม ผลิตภัณฑ์ยาง โพลีเอสเตอร์ - โพลีเมอร์ที่มี สูตรทั่วไป H2O [-R-O-] nH หรือ [-OC-R-COO-R "-O-] n. ได้มาจากการพอลิเมอไรเซชันของไซคลิกออกไซด์ เช่น เอทิลีนออกไซด์ แลคโตน (เอสเทอร์ของกรดไฮดรอกซี) หรือโดยการควบแน่นของไกลคอล , ไดสเตอร์และสารประกอบอื่น ๆ โพลีเอสเตอร์อะลิฟาติกทนต่อการกระทำของสารละลายอัลคาไล โพลีเอสเตอร์อะโรมาติกยังทนต่อการกระทำของสารละลายของกรดแร่และเกลือ

ใช้ในการผลิตเส้นใย สารเคลือบเงาและเคลือบ ฟิล์ม สารตกตะกอนและสารลอยตัว ส่วนประกอบของของไหลไฮดรอลิก ฯลฯ

ยางสังเคราะห์ (อีลาสโตเมอร์) ได้มาจากอิมัลชันหรือพอลิเมอไรเซชันแบบสเตอรีโอ เมื่อวัลคาไนซ์จะกลายเป็นยางซึ่งมีลักษณะยืดหยุ่นสูง อุตสาหกรรมนี้ผลิตยางสังเคราะห์ (SR) ที่แตกต่างกันจำนวนมาก โดยคุณสมบัติของยางจะขึ้นอยู่กับชนิดของโมโนเมอร์ ยางหลายชนิดผลิตโดยโคพอลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไป แยกแยะ SC ทั่วไปและวัตถุประสงค์พิเศษ เคเอสซี วัตถุประสงค์ทั่วไปรวมถึงบิวทาไดอีน [-CH2-CH=CH-CH2-]n และสไตรีน-บิวทาไดอีน [-CH2-CH=CH-CH2-]n-[-CH2-CH(C6H5)-]n ยางที่มีพื้นฐานจากพวกมันถูกใช้ในผลิตภัณฑ์มวลรวม (ยาง, ปลอกป้องกันของสายเคเบิลและสายไฟ, เทป ฯลฯ) Ebonite ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมไฟฟ้า ยังได้มาจากยางเหล่านี้อีกด้วย ยางที่ได้จาก SC เพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ นอกเหนือจากความยืดหยุ่นแล้ว ยังมีคุณสมบัติพิเศษบางอย่าง เช่น ความทนทานต่อน้ำมันเบนโซและน้ำมัน (บิวทาไดอีน SC [-CH2-CH=CH-CH2-]n-[-CH2-CH( CN)-]n), benzo -, ทนน้ำมันและความร้อน, ไม่ติดไฟ (คลอโรพรีน SC [-CH2-C (Cl) \u003d CH-CH2-] n), ความต้านทานการสึกหรอ (ยูรีเทน, ฯลฯ ), ความร้อน, เบา, ความต้านทานโอโซน (ยางบิวทิล) [-C ( CH3)2-CH2-]n -[-CH2C(CH3)=CH-CH2-]m.

ที่ใช้กันมากที่สุดคือ สไตรีน-บิวทาไดอีน (มากกว่า 40%), บิวทาไดอีน (13%), ไอโซพรีน (7%), คลอโรพรีน (5%) ยาง และยางบิวทิล (5%) ส่วนแบ่งหลักของยาง (60-70%) ไปที่การผลิตยางรถยนต์ ประมาณ 4% - เพื่อการผลิตรองเท้า

โพลีเมอร์ Organosilicon (ซิลิโคน) - มีอะตอมของซิลิกอนในหน่วยพื้นฐานของโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย K.A. Andrianov ได้มีส่วนร่วมอย่างมากในการพัฒนาออร์กาโนซิลิกอนโพลีเมอร์ ลักษณะเฉพาะของโพลีเมอร์เหล่านี้คือทนความร้อนและความเย็นจัดได้สูง มีความยืดหยุ่น ซิลิโคนไม่ทนต่อด่างและละลายในตัวทำละลายอะโรมาติกและอะลิฟาติกหลายชนิด (ดูตารางที่ 14.3) ซิลิโคนโพลีเมอร์ใช้ในการผลิตสารเคลือบเงา กาว พลาสติกและยาง ยางออร์กาโนซิลิกอน [-Si(R2)-O-]n ตัวอย่างเช่น ไดเมทิลไซลอกเซนและเมทิลไวนิลไซลอกเซนมีความหนาแน่น 0.96-0.98 ก./ซม.3 อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วที่ 130°C ละลายได้ในไฮโดรคาร์บอน ฮาโลคาร์บอน อีเทอร์ วัลคาไนซ์ด้วยสารอินทรีย์เปอร์ออกไซด์ ยางสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ -90 ถึง +300 องศาเซลเซียส ทนต่อสภาพอากาศ มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าสูง (r = 1015-1016 โอห์ม×ซม.) ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันมาก เช่น สำหรับการเคลือบป้องกันยานอวกาศ ฯลฯ

เรซินฟีนอลและอะมิโน-ฟอร์มาลดีไฮด์ได้มาจากการรวมตัวของฟอร์มาลดีไฮด์ด้วยฟีนอลหรือเอมีน (ดู§14.2) เหล่านี้เป็นเทอร์โมเซตติงโพลีเมอร์ซึ่งเป็นผลมาจากการเชื่อมโยงข้ามโครงสร้างเชิงพื้นที่ของเครือข่ายซึ่งไม่สามารถแปลงเป็นโครงสร้างเชิงเส้นเช่น กระบวนการนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ พวกมันถูกใช้เป็นพื้นฐานสำหรับกาว วาร์นิช สารแลกเปลี่ยนไอออน และพลาสติก

พลาสติกที่ใช้เรซินฟีนอล - ฟอร์มาลดีไฮด์เรียกว่าพลาสติกฟีนอลซึ่งขึ้นอยู่กับเรซินยูเรีย - ฟอร์มัลดีไฮด์ - พลาสติกอะมิโน ฟีโนพลาสต์และอะมิโนพลาสเต็มไปด้วยกระดาษหรือกระดาษแข็ง (เกติแน็ก) ผ้า (เท็กซ์โทไลต์) ไม้ ควอทซ์ และแป้งไมกา ฯลฯ ฟีโนพลาสต์สามารถทนต่อน้ำ สารละลายกรด เกลือและเบส ตัวทำละลายอินทรีย์, เผาไหม้ช้า, ทนต่อสภาพอากาศและเป็นไดอิเล็กทริกที่ดี ใช้ในการผลิต แผงวงจรพิมพ์, ตัวเรือนสำหรับผลิตภัณฑ์วิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ, ไดอิเล็กทริกฟอยล์ อะมิโนพลาสมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติของไดอิเล็กตริกและทางกายภาพและทางกลสูง ทนต่อแสงและรังสียูวี การเผาไหม้ช้า ทนต่อกรดและเบสอ่อน และตัวทำละลายหลายชนิด พวกเขาสามารถย้อมสีใดก็ได้ ใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า (กรณีของเครื่องมือวัด

บทนำ
1. คุณสมบัติของพอลิเมอร์
2. การจำแนกประเภท
3. ประเภทของพอลิเมอร์
4. การสมัคร
5. วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์
บทสรุป
รายการแหล่งที่ใช้

บทนำ

สายโซ่ของโมเลกุลโพรพิลีน

โพลีเมอร์(กรีก πολύ- - จำนวนมาก; μέρος - บางส่วน) - สารอนินทรีย์และอินทรีย์ อสัณฐาน และผลึกที่ได้จากการทำซ้ำๆ ของกลุ่มอะตอมต่างๆ ที่เรียกว่า "หน่วยโมโนเมอร์" ซึ่งเชื่อมต่อเป็นโมเลกุลขนาดยาวด้วยพันธะเคมีหรือพันธะประสาน โพลีเมอร์เป็นสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง: จำนวนหน่วยโมโนเมอร์ในพอลิเมอร์ (ระดับของการเกิดพอลิเมอร์) จะต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอ ในหลายกรณี จำนวนหน่วยสามารถพิจารณาได้ว่าเพียงพอในการจำแนกโมเลกุลเป็นพอลิเมอร์ ถ้าคุณสมบัติของโมเลกุลไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเติมหน่วยโมโนเมอร์ถัดไป ตามกฎแล้วโพลีเมอร์เป็นสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลหลายพันถึงหลายล้าน

หากพันธะระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่เกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของแรง Van der Waals ที่อ่อนแอพวกเขาจะเรียกว่าเทอร์โมพลาสติกหากด้วยความช่วยเหลือของพันธะเคมี - เทอร์โมเซ็ต ลิเนียร์โพลีเมอร์รวมถึง ตัวอย่างเช่น เซลลูโลส โพลีเมอร์ที่มีกิ่งก้าน ตัวอย่างเช่น อะไมโลเพคติน มีโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างสามมิติเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อน

ในโครงสร้างของพอลิเมอร์สามารถแยกความแตกต่างของโมโนเมอร์ได้ - ชิ้นส่วนโครงสร้างที่ทำซ้ำซึ่งรวมถึงอะตอมหลายตัว โพลีเมอร์ประกอบด้วยกลุ่มซ้ำ (หน่วย) จำนวนมากที่มีโครงสร้างเดียวกัน เช่น โพลิไวนิลคลอไรด์ (-CH2-CHCl-) n ยางธรรมชาติ เป็นต้น สารประกอบโมเลกุลสูงซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยกลุ่มซ้ำหลายประเภทเรียกว่า โคพอลิเมอร์หรือเฮเทอโรพอลิเมอร์

โพลีเมอร์ถูกสร้างขึ้นจากโมโนเมอร์อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันหรือปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเสท โพลีเมอร์ประกอบด้วยสารประกอบธรรมชาติมากมาย เช่น โปรตีน กรดนิวคลีอิก พอลิแซ็กคาไรด์ ยาง และสารอินทรีย์อื่นๆ ในกรณีส่วนใหญ่ แนวคิดหมายถึง สารประกอบอินทรีย์อย่างไรก็ตาม มีพอลิเมอร์อนินทรีย์จำนวนมาก พอลิเมอร์จำนวนมากได้มาจากการสังเคราะห์โดยอาศัยสารประกอบที่ง่ายที่สุดขององค์ประกอบที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติผ่านกระบวนการโพลิเมอไรเซชัน การควบแน่น และการแปลงสภาพทางเคมี ชื่อของโพลีเมอร์เกิดขึ้นจากชื่อของโมโนเมอร์ที่มีคำนำหน้า poly-: polyethylene, polypropylene, polyvinyl acetate เป็นต้น

1. คุณสมบัติของพอลิเมอร์

คุณสมบัติทางกลพิเศษ:

ความยืดหยุ่น- ความสามารถในการเปลี่ยนรูปย้อนกลับได้สูงพร้อมโหลดที่ค่อนข้างเล็ก (ยาง)

ความเปราะบางต่ำของโพลีเมอร์ที่เป็นแก้วและผลึก (พลาสติก, แก้วอินทรีย์);

ความสามารถของโมเลกุลขนาดใหญ่ในการปรับทิศทางภายใต้การกระทำของสนามกลโดยตรง (ใช้ในการผลิตเส้นใยและฟิล์ม)

คุณสมบัติของสารละลายโพลีเมอร์:

ความหนืดของสารละลายสูงที่ความเข้มข้นของพอลิเมอร์ต่ำ

การละลายของพอลิเมอร์เกิดขึ้นจากการบวม

คุณสมบัติทางเคมีพิเศษ:

ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของมันอย่างมากภายใต้การกระทำของรีเอเจนต์จำนวนเล็กน้อย (การวัลคาไนซ์ของยาง การฟอกหนัง ฯลฯ)

คุณสมบัติพิเศษของโพลีเมอร์ไม่เพียงอธิบายได้จากน้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโมเลกุลขนาดใหญ่มีโครงสร้างเป็นลูกโซ่และมีความยืดหยุ่น

2. การจำแนกประเภท

โดย องค์ประกอบทางเคมีโพลีเมอร์ทั้งหมดแบ่งออกเป็นสารอินทรีย์สารอินทรีย์อนินทรีย์

โพลีเมอร์อินทรีย์

โพลีเมอร์ออร์กาโนเอเลเมนต์ ประกอบด้วยอะตอมอนินทรีย์ (Si, Ti, Al) รวมกับอนุมูลอินทรีย์ในสายหลักของอนุมูลอินทรีย์ พวกมันไม่มีอยู่ในธรรมชาติ ตัวแทนที่ได้รับเทียมคือสารประกอบออร์กาโนซิลิกอน

ควรสังเกตว่าชุดค่าผสมมักใช้ในวัสดุทางเทคนิค กลุ่มต่างๆโพลีเมอร์ เป็นวัสดุคอมโพสิต (เช่น ไฟเบอร์กลาส)

ตามรูปร่างของโมเลกุลขนาดใหญ่ โพลีเมอร์จะแบ่งออกเป็นเส้นตรง แยกแขนง ( กรณีพิเศษ- รูปดาว), เทป, แบน, รูปหวี, ตาข่ายโพลีเมอร์และอื่น ๆ

โพลีเมอร์ถูกจำแนกตามขั้ว (ส่งผลต่อความสามารถในการละลายในของเหลวต่างๆ) ขั้วของหน่วยพอลิเมอร์ถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของไดโพลในองค์ประกอบ - โมเลกุลที่มีการกระจายประจุบวกและลบที่ตัดการเชื่อมต่อ ในการเชื่อมโยงแบบไม่มีขั้ว โมเมนต์ไดโพลของพันธะของอะตอมจะได้รับการชดเชยร่วมกัน โพลีเมอร์ที่มีหน่วยมีขั้วที่สำคัญเรียกว่าชอบน้ำหรือขั้ว โพลีเมอร์ที่มีตัวเชื่อมแบบไม่มีขั้ว - ไม่มีขั้ว, ไม่ชอบน้ำ โพลีเมอร์ที่มีทั้งหน่วยขั้วและหน่วยไม่มีขั้วเรียกว่าแอมฟิฟิลิค Homopolymers ซึ่งแต่ละลิงก์ประกอบด้วยกลุ่มใหญ่ทั้งแบบมีขั้วและแบบไม่มีขั้ว ถูกเสนอให้เรียกว่าแอมฟิฟิลิค โฮโมพอลิเมอร์

ในแง่ของความร้อน โพลีเมอร์แบ่งออกเป็นเทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมเซต เทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์ (โพลีเอทิลีน โพลีโพรพิลีน โพลีสไตรีน) อ่อนตัวเมื่อถูกความร้อน ละลายได้แม้กระทั่ง และแข็งตัวเมื่อเย็นลง กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้ เทอร์โมเซตติงโพลีเมอร์ เมื่อถูกความร้อน จะเกิดการเสื่อมสภาพทางเคมีที่ไม่สามารถย้อนกลับได้โดยไม่ละลาย โมเลกุลของเทอร์โมเซตพอลิเมอร์มีโครงสร้างที่ไม่เป็นเชิงเส้นซึ่งได้มาจากการเชื่อมขวาง (เช่น การวัลคาไนเซชัน) ของโมเลกุลพอลิเมอร์สายโซ่ คุณสมบัติยืดหยุ่นของโพลีเมอร์เทอร์โมเซตติงนั้นสูงกว่าเทอร์โมพลาสติก อย่างไรก็ตาม โพลีเมอร์เทอร์โมเซตติงแทบไม่ไหล อันเป็นผลมาจากความเค้นแตกหักที่ต่ำกว่า

โพลีเมอร์อินทรีย์ธรรมชาติเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์ สิ่งสำคัญที่สุดคือพอลิแซ็กคาไรด์ โปรตีน และกรดนิวคลีอิก ซึ่งประกอบเป็นร่างของพืชและสัตว์ในระดับมาก และทำให้แน่ใจได้ว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกจะทำงานได้อย่างแท้จริง เป็นที่เชื่อกันว่าขั้นตอนชี้ขาดในการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกคือการก่อตัวของโมเลกุลระดับโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นจากโมเลกุลอินทรีย์อย่างง่าย (ดู วิวัฒนาการทางเคมี)

3. ประเภทของพอลิเมอร์

โพลีเมอร์สังเคราะห์ วัสดุโพลีเมอร์ประดิษฐ์

มนุษย์ใช้วัสดุพอลิเมอร์ธรรมชาติมาเป็นเวลานาน ได้แก่ หนัง ขนสัตว์ ขนสัตว์ ผ้าไหม ผ้าฝ้าย ฯลฯ ที่ใช้สำหรับการผลิตเสื้อผ้า สารยึดเกาะต่างๆ (ซีเมนต์ มะนาว ดินเหนียว) ซึ่งเมื่อผ่านกรรมวิธีที่เหมาะสมแล้ว จะสร้างเนื้อโพลีเมอร์สามมิติที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม การผลิตภาคอุตสาหกรรมโซ่โพลีเมอร์เริ่มขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 แม้ว่าข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับสิ่งนี้จะปรากฏขึ้นก่อนหน้านี้

เกือบจะในทันที การผลิตเชิงอุตสาหกรรมของโพลีเมอร์พัฒนาขึ้นในสองทิศทาง - โดยการประมวลผลโพลีเมอร์อินทรีย์ธรรมชาติเป็นวัสดุพอลิเมอร์เทียมและโดยการได้รับโพลีเมอร์สังเคราะห์จากสารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ

ในกรณีแรก การผลิตขนาดใหญ่จะใช้เซลลูโลส วัสดุโพลีเมอร์ชนิดแรกจากเซลลูโลสดัดแปลงทางกายภาพ - เซลลูลอยด์ - ได้รับเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 การผลิตเซลลูโลสอีเทอร์และเอสเทอร์ในปริมาณมากได้รับการจัดระเบียบก่อนและหลังสงครามโลกครั้งที่สองและยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ ขึ้นอยู่กับพวกเขา, ฟิล์ม, เส้นใย, สีและเคลือบเงาและสารเพิ่มความข้น ควรสังเกตว่าการพัฒนาภาพยนตร์และการถ่ายภาพเป็นไปได้เพียงเพราะการปรากฏตัวของฟิล์มโปร่งใสของไนโตรเซลลูโลส

การผลิตโพลีเมอร์สังเคราะห์เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2449 เมื่อ L. Baekeland ได้จดสิทธิบัตรที่เรียกว่าเบเคไลต์เรซิน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการควบแน่นของฟีนอลและฟอร์มัลดีไฮด์ ซึ่งจะกลายเป็นพอลิเมอร์สามมิติเมื่อถูกความร้อน มีการใช้มานานหลายทศวรรษในกล่องเครื่องมือไฟฟ้า แบตเตอรี่ โทรทัศน์ เต้ารับ และอื่นๆ และปัจจุบันนิยมใช้เป็นสารยึดเกาะและกาว

ต้องขอบคุณความพยายามของ Henry Ford ก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์จึงเริ่มต้นขึ้น โดยเริ่มจากยางธรรมชาติก่อน จากนั้นจึงรวมถึงยางสังเคราะห์ด้วย การผลิตหลังได้รับการฝึกฝนในช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่สองในสหภาพโซเวียต อังกฤษ เยอรมนี และสหรัฐอเมริกา ในปีเดียวกันนั้น การผลิตพอลิสไตรีนและโพลิไวนิลคลอไรด์เชิงอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ได้รับการฝึกฝน เช่นเดียวกับพอลิเมทิลเมทาคริเลต - หากไม่มีแก้วอินทรีย์ที่เรียกว่า "ลูกแก้ว" การสร้างเครื่องบินจำนวนมากในช่วงปีสงครามคงเป็นไปไม่ได้

หลังสงคราม การผลิตเส้นใยโพลีอะมายด์และผ้า (แคปรอน ไนลอน) ซึ่งเริ่มก่อนสงครามได้กลับมาดำเนินการอีกครั้ง ในยุค 50 ศตวรรษที่ 20 เส้นใยโพลีเอสเตอร์ได้รับการพัฒนาและการผลิตผ้าที่มีพื้นฐานมาจากชื่อ lavsan หรือ polyethylene terephthalate นั้นเชี่ยวชาญ โพรพิลีนและไนตรอน - ขนสัตว์เทียมที่ทำจากโพลีอะคริโลไนไตรล์ - ปิดรายการเส้นใยสังเคราะห์ที่คนสมัยใหม่ใช้สำหรับเสื้อผ้าและงานอุตสาหกรรม ในกรณีแรก เส้นใยเหล่านี้มักจะรวมกับเซลลูโลสธรรมชาติหรือเส้นใยโปรตีน (ผ้าฝ้าย ขนสัตว์ ไหม) เหตุการณ์สำคัญในโลกของโพลีเมอร์คือการค้นพบในช่วงกลางทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ XX และการพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็วของตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler-Natta ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของวัสดุพอลิเมอร์ที่มีพื้นฐานมาจากโพลิโอเลฟินส์และเหนือสิ่งอื่นใดคือโพรพิลีนและระดับต่ำ - โพลิเอทิลีนแรงดัน (ก่อนหน้านั้นการผลิตโพลิเอทิลีนที่ความดันประมาณ 1,000 atm.) เช่นเดียวกับพอลิเมอร์สเตอริโอปกติที่สามารถตกผลึกได้ จากนั้นจึงนำโพลียูรีเทนมาใช้ในการผลิตจำนวนมาก ซึ่งเป็นวัสดุเคลือบหลุมร่องฟัน กาว และรูพรุนที่พบบ่อยที่สุด วัสดุที่อ่อนนุ่ม(ยางโฟม) เช่นเดียวกับพอลิไซล็อกเซน - โพลีเมอร์ออร์กาโนเอเลเมนต์ที่มีความต้านทานความร้อนและความยืดหยุ่นสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์อินทรีย์

รายการปิดโดยสิ่งที่เรียกว่าพอลิเมอร์เฉพาะที่สังเคราะห์ขึ้นในยุค 60-70 ศตวรรษที่ 20 เหล่านี้รวมถึงอะโรมาติกโพลิเอไมด์, โพลิอิไมด์, โพลีเอสเตอร์, โพลีเอสเตอร์คีโตน ฯลฯ คุณลักษณะที่ขาดไม่ได้ของพอลิเมอร์เหล่านี้คือการมีอยู่ของวัฏจักรอะโรมาติกและ (หรือ) โครงสร้างที่ควบแน่นด้วยอะโรมาติก โดดเด่นด้วยการผสมผสานค่าความแข็งแรงและความต้านทานความร้อนที่โดดเด่น

โพลีเมอร์ทนไฟ

โพลีเมอร์หลายชนิด เช่น โพลียูรีเทน โพลิเอสเตอร์ และอีพอกซีเรซิน มีแนวโน้มที่จะติดไฟได้ ซึ่งมักจะไม่เป็นที่ยอมรับเมื่อ การใช้งานจริง. เพื่อป้องกันสิ่งนี้ มีการใช้สารเติมแต่งต่างๆ หรือใช้โพลีเมอร์ที่มีฮาโลเจน โพลีเมอร์ที่ไม่อิ่มตัวด้วยฮาโลเจนถูกสังเคราะห์โดยการผสมผสานโมโนเมอร์ที่มีคลอรีนหรือโบรมีนเข้าไว้ เช่น กรดเฮกซาคลอโรเอทิลีนเตตระไฮโดรฟทาลิก (HCEMTFA), ไดโบรโมโอเพนทิลไกลคอลหรือกรดเตตระโบรมอฟทาลิกเข้าในการควบแน่น ข้อเสียเปรียบหลักของโพลีเมอร์ดังกล่าวคือเมื่อถูกเผา พวกมันสามารถปล่อยก๊าซที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน ซึ่งอาจส่งผลเสียต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในบริเวณใกล้เคียง เมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดระดับสูงของความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม ความสนใจเป็นพิเศษมอบให้กับส่วนประกอบที่ปราศจากฮาโลเจน: สารประกอบฟอสฟอรัสและไฮดรอกไซด์ของโลหะ

การกระทำของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าภายใต้อุณหภูมิสูง น้ำจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งป้องกันการเผาไหม้ เพื่อให้บรรลุผล จำเป็นต้องเติมอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จำนวนมาก โดยน้ำหนัก 4 ส่วนต่อเรซินโพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัวส่วนหนึ่ง

แอมโมเนียม ไพโรฟอสเฟตทำงานบนหลักการที่แตกต่างกัน: มันทำให้เกิดการเผาไหม้ ซึ่งเมื่อรวมกับชั้นของไพโรฟอสเฟตที่เป็นแก้วจะหุ้มฉนวนพลาสติกจากออกซิเจน ยับยั้งการแพร่กระจายของไฟ

สารตัวเติมที่มีแนวโน้มใหม่คือชั้นอะลูมิโนซิลิเกตซึ่งมีการผลิตในรัสเซีย

4. การสมัคร

เนื่องจากคุณสมบัติอันมีค่าของโพลีเมอร์ โพลีเมอร์จึงถูกนำมาใช้ในงานวิศวกรรมเครื่องกล อุตสาหกรรมสิ่งทอ เกษตรกรรมและการแพทย์ ยานยนต์และการต่อเรือ การผลิตเครื่องบิน และในชีวิตประจำวัน (ผลิตภัณฑ์สิ่งทอและเครื่องหนัง จาน กาวและวาร์นิช เครื่องประดับ และรายการอื่นๆ) ขึ้นอยู่กับสารประกอบโมเลกุลใหญ่ ยาง เส้นใย พลาสติก ฟิล์ม และ สารเคลือบสี. เนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่

5. วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์

วิทยาศาสตร์ของโพลีเมอร์เริ่มพัฒนาเป็นสาขาความรู้อิสระเมื่อเริ่มต้นสงครามโลกครั้งที่สองและก่อตั้งขึ้นโดยรวมในช่วงทศวรรษที่ 50 ศตวรรษที่ XX เมื่อตระหนักถึงบทบาทของโพลีเมอร์ในการพัฒนาความก้าวหน้าทางเทคนิคและกิจกรรมที่สำคัญของวัตถุทางชีววิทยา มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับฟิสิกส์ กายภาพ คอลลอยด์ และเคมีอินทรีย์ ถือได้ว่าเป็นหนึ่งในพื้นฐานพื้นฐานของสมัยใหม่ อณูชีววิทยาซึ่งวัตถุของการศึกษาคือพอลิเมอร์ชีวภาพ

รายการแหล่งที่ใช้

1. สารานุกรมโพลีเมอร์ เล่ม 1 - 3 ch. เอ็ด V. A. Kargin, M. , 1972 - 77;
2. Makhlis F. A. , Fedyukin D. L. , หนังสืออ้างอิงคำศัพท์เกี่ยวกับยาง, M. , 1989;
3. Krivoshey V. N. , บรรจุภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุโพลีเมอร์, M. , 1990;
4. เชฟเทล วี.โอ. สารอันตรายในพลาสติก, M. , 1991;

บทคัดย่อในหัวข้อ “โพลิเมอร์”ปรับปรุงเมื่อ: 18 มกราคม 2018 โดย: บทความทางวิทยาศาสตร์.Ru