Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

12. Полимеры

§ 12. Полимеры

Структура и классификация полимеров. В сознании любого человека понятие «полимеры» ассоциируется с чем-то необыкновенно большим, крупным. В действительности, это так и есть.

Эти повторяющиеся структурные фрагменты в макромолекуле полимера называют элементарным звеном и в химической формуле записывают в круглых скобках. Число элементарных звеньев называют степенью полимеризации. Поскольку степень полимеризации для каждой конкретной молекулы полимера может варьироваться в значительных пределах, её обозначают не числом, а подстрочным индексом n в формуле вещества. Например, химическую формулу одного из самых распространённых полимеров — полиэтилена записывают так: (—CH2—CH2—)n, где (—CH2—CH2—) — элементарное звено, n — степень полимеризации.

Вещество, из которого образуется полимер, называется мономером. По природе мономера различают неорганические и органические полимеры.

Превращение мономера в полимер может осуществляться в ходе реакции полимеризации (в этом случае помимо полимера в результате реакции не образуется никаких других веществ) или реакции поликонденсации (в таких реакциях кроме полимера образуются также низкомолекулярные побочные продукты, например вода).

Приведём пример реакции полимеризации для получения полиэтилена:

Примером реакции поликонденсации служит превращение углеводов — глюкозы в крахмал:

По происхождению различают природные полимеры, или биополимеры (они создаются самой природой, без участия человека), искусственные (это химически модифицированные природные полимеры) и синтетические полимеры (те, которые получают химическим путём).

Буквально на каждом шагу в повседневной жизни мы сталкиваемся с веществами полимерного строения. Это строительные, отделочные, упаковочные, изоляционные материалы; детали машин и механизмов; одежда, ткани и обувь; декоративные, антикоррозионные и специальные покрытия; резинотехнические изделия, эластомеры и многое другое. При этом сама жизнь немыслима без природных высокомолекулярных веществ — биополимеров, к числу которых относятся белки, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), полисахариды (крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин и др.).

Кратко охарактеризуем наиболее важные группы известных вам полимеров — пластмассы и волокна.

Пластмассы. К первой группе полимерных материалов относятся пластмассы.

Как правило, пластмасса представляет собой смесь нескольких веществ, а полимер — это лишь одно из них, но самое важное. Именно он связывает все компоненты пластмассы в единое, более или менее однородное целое. Поэтому полимер в составе пластмассы называют связующим.

Понятно, что превращать в готовые изделия удобно те пластмассы, которые обратимо твердеют и размягчаются. Такие пластмассы называют термопластами или термопластичными полимерами. К ним относятся полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, полиамиды. Если же в процессе формования изделия происходит сшивка макромолекул и полимер, твердея, приобретает пространственную структуру, то подобные пластмассы называют реактопластами или термореактивными полимерами, — это фенолоформальдегидные, карбамидные и полиэфирные смолы. Обратно в вязкотекучее состояние такой полимер вернуть нельзя.

Кроме связующего полимера в состав пластмасс часто вводят разные добавки — наполнители, красители, а также вещества, повышающие механические свойства, термостойкость и устойчивость к старению. Наполнители не только значительно удешевляют пластмассы, но и придают им многие специфические свойства. Так, пластмассы с наполнителем в виде алмазной и карборундовой пыли — это абразивы, т. е. шлифовальный материал. Широкому применению пластмасс способствует их низкая стоимость, лёгкость переработки. По свойствам пластмассы часто не уступают металлам и сплавам, а иногда даже превосходят их.

Рис. 47. Примерное соотношение объёмов применения пластмасс в различных областях народного хозяйства

Основные потребители пластмасс — это строительная индустрия, машиностроение, электротехника, транспорт, производство упаковочных материалов, товаров народного потребления (рис. 47). Именно поэтому многими исследователями ХХ век был назван «пластмассовым» веком.

Понятие «полимеры» часто воспринимается как категория химическая, как нечто придуманное и синтезированное химиками-изо-бретателями. Однако многие полимеры встречаются в природе, и не в форме брошенных человеком и загрязняющих её отработанных изделий, а в виде натуральных веществ, синтезированных растительными и животными организмами. Так, растущее в Малой Азии дерево ликви-дамбар выделяет пахучую смолу, называемую стираксом, которую ещё 3000 лет назад древние египтяне использовали при бальзамировании умерших. Стиракс, так же как и «драконова кровь», выделяемая малайской пальмой ротангом, представляет собой не что иное, как полистирол. Жужелица чёрная (Abax ater) в случае опасности выстреливает жидкостью, состоящей в основном из мономерного метилме-такрилата, который, полимеризуясь на теле врага, делает его неподвижным.

Основные пластмассы и области их применения приведены в таблице 6.

Таблица 6
Пластмассы и их применение


Волокна. Ко второй группе полимерных материалов относятся волокна.

Как и все полимеры, волокна бывают природные (натуральные) и химические.

Читайте так же:
Раскрой листа на гильотине

Природные волокна по происхождению бывают растительные, животные и минеральные.

Волокна растительного происхождения (рис. 48) делят на волокна, формирующиеся на поверхности семян (хлопок); волокна стеблей растений — лубяные волокна (лён, джут, пенька); волокна оболочек плодов (копра орехов кокосовой пальмы).

Рис. 48. Волокна рас тительного происхождения: а — хлопок; б — лён; в — копра орехов кокосовой пальмы

Наиболее важное волокно растительного происхождения — хлопковое. Оно обладает хорошими механическими свойствами, износоустойчивостью, термостабильностью, умеренной гигроскопичностью, применяется в производстве различных тканей и трикотажа, ниток, ваты. Лён используется для изготовления бельевых, платьевых и декоративных тканей, лубяные волокна — в производстве тканей, из которых делают тару (мешки), канаты, верёвки.

К волокнам животного происхождения (рис. 49) относят шерсть и шёлк. При горении таких волокон можно почувствовать запах жжёного рога.

Рис. 49. Волокна животного происхождения: а — шёлк; б — шерсть

Натуральная шерсть характеризуется невысокой прочностью, большой эластичностью. Она идёт на изготовление тканей бытового и технического назначения, трикотажа, валяльно-войлочных изделий.

Натуральный шёлк вырабатывают многочисленные гусеницы и пауки. Самое известное насекомое, играющее важную экономическую роль в производстве шёлка, — это гусеница тутового шелкопряда.

Китайцам шёлк был известен более чем за 2500 лет до н. э. Секрет его изготовления охранялся государством, пока в 550 г., по легенде, два персидских монаха не вывезли контрабандой из Китая яйца шелковичных червей для разведения, спрятав их в полые бамбуковые трости. Они привезли их в Константинополь византийскому императору Юстиниану I.

Натуральный шёлк — это очень дорогое волокно. Например, в Японии шёлковое кимоно стоит около 30 000 долларов.

Раньше шёлк окрашивали натуральными красителями, например кошенилью, в различные цвета — пурпурные, алые, лиловые и т. д. Такой шёлк использовали для одежды царствующих особ, священнослужителей (рис. 50) и т. п.

Рис. 50. А. Ван Дейк. Портрет кардинала Гвидо Бентивольо. 1623

Единицей измерения шёлка является мумми — это единица массы (3,75 г), соотнесённая с квадратным метром ткани фабричного производства. Квадратный метр большинства сортов шёлка весит 16—22 мумми, однако некоторые китайские сорта весят только 4—8 мумми.

К природным волокнам минерального происхождения относятся асбесты, из которых получают технические волокна. После переработки этих волокон в пряжу из неё делают огнезащитные и химически стойкие ткани, фильтры, трубы, шифер и т. п.

Ещё асбестовое волокно используют в производстве композитов и картонов. Интересно, что в России асбест был известен давно под названием «горный лён». Из него на фабриках хозяина «Каменного пояса» (так нередко называли Уральские горы) промышленника Демидова делали несгораемое бельё, которое тот в качестве экзотических презентов дарил знатным людям, в том числе и императрице Екатерине Великой.

Химические волокна получают из растворов или расплавов волокнообразующих полимеров. Их делят на искусственные (вискозное, ацетатное и др.) и синтетические (капрон, лавсан, энант, нейлон). Искусственные волокна производят из природных полимеров или продуктов их переработки, главным образом из целлюлозы и её эфиров, а синтетические — из синтетических полимеров.

Неорганические полимеры. Рассмотрим ещё одну группу полимеров, которую обычно редко связывают с этим понятием. Это неорганические полимеры — вещества с атомной кристаллической решёткой.

Неорганический полимер — серу пластическую — нетрудно получить из кристаллической серы, выливая её расплав в холодную воду. В результате получается резиноподобное вещество, строение которого можно отобразить так:

Элементарным звеном в этом полимере являются атомы серы.

Другие неорганические полимеры, имеющие атомную структуру, — это все аллотропные видоизменения углерода (в том числе алмаз и графит), селен и теллур цепочечного строения, красный фосфор, кристаллический кремний. Последний обладает полупроводниковыми свойствами и используется для изготовления солнечных батарей (рис. 51).

Рис. 51. Солнечная батарея, изготовленная с применением кристаллического кремния

Мы привели примеры простых веществ, имеющих полимерную атомную структуру. Ещё более разнообразна группа неорганических полимеров — сложных веществ. Это, например, оксид кремния (IV):

Разновидностями этого полимера, который образует основную массу литосферы, являются кварц, кремнезём, горный хрусталь, агат (рис. 52).

Рис. 52. Агат

Не менее распространён и такой важный для литосферы полимер, как оксид алюминия. Чаще всего оба эти полимера образуют минералы, имеющие общее название алюмосиликаты. К ним относятся, например, белая глина (каолин), полевые шпаты, слюда.

Читайте так же:
Требования к настилам лесов

Почти все минералы и горные породы представляют собой природные полимеры.

Следующий параграф будет посвящён смесям — твёрдым, жидким, газообразным, их классификации, составу, методам очищения основного вещества от примесей.

8 Приготовьте сообщение на тему «Синтетические полимерные материалы и их роль в современной технике».

Полимерами называют высокомолекулярные соединения, молекулы которых построены из множества периодически повторяющихся элементарных звеньев. Для полимеров характерны чрезвычайно большие значения молекулярной массы — от десятков

тысяч до нескольких миллионов. Полимеры, главные цепи которых состоят из атомов одного элемента, называют гомоцепными, а из разных — гетероцепными. Если полимерная молекула состоит из одинаковых элементарных звеньев, как, например, в полиэтилене или полистироле, то говорят о гомополимерах. Если же в одной макромолекуле есть разные звенья, то это сополимер. Обычно сополимеры образуются при совместной полимеризации двух или нескольких мономеров.

Возможен такой случай: к некоторым звеньям основной цепи (не концевым) присоединяют одну или несколько цепей другого строения. В этом случае говорят о привитых сополимерах. Если же в молекуле сополимера разные по составу участки пространственно разделены и образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах макромолекулы, то мы имеем дело с блок-сополимером.

Кроме того, полимеры подразделяют на органические, элементоорганические и неорганические. У первых в состав основной цепи входят атомы углерода, кислорода, а иногда азота и серы. В главную молекулярную цепь вторых, наряду с углеродом, входят и элементы неорганического мира- кремний, магний и др.

Неорганические полимеры, как правило, не содержат углерод. Примерами могут служить пластическая сера (гомоцепной неорганический полимер) и полифосфонитрилхлорид (гетероцепной неорганический полимер)

Кроме синтетических полимеров существует много природных: целлюлоза, крахмал, лигнин и белки. Такой белок, как коллаген — типичный полимер, точнее даже сополимер: чередование в его макромолекуле аминокислотных остатков глицина, пролина и оксипролина строго регулярно. К природным полимерам относятся также натуральный каучук.

Синтетических полимеров известно намного больше, чем природных. Однако самым массовым полимером, используемым в производстве и в быту, остаётся природный полимер целлюлоза. Её свойствами и особенностями строения макромолекул в значительной степени объясняются свойства бумаги и хлопчатобумажных тканей. Целлюлоза может превращаться в искусственные волокна и бездымный порох под действием различных химических агентов.

Полимеры, у которых температура перехода из стеклообразного состояния в высокоэластическое ниже комнатной, называются эластомерами, а те, у которых эта температура выше — пластиками. Свойства полимеров зависят от строения макромолекулярных цепей, вида химической связи между цепям и элементарными звеньями, молекулярной массы, состава.

ГДЗ к Химия. 11 класс. Базовый уровень, О.С. Габриелян Решебник по химии за 11 класс (О.С. Габриелян, 2007 год),
задача №8
к главе «§7 Полимеры».

Синтетические полимеры — свойства и применение

Синтетические полимеры — свойства и применение

Синтетические полимеры – это семейство высокомолекулярных соединений, которые полностью синтезируются в результате прохождения химических реакций полимеризации. Природные и синтетические полимеры отличаются тем, что природные формируются естественным путем (к примеру, кожа, шерсть, шёлк, известь, цемент), а синтетические создаются из исходных веществ-мономеров. В современных условиях применение синтетических полимерных материалов является основой деятельности многих отраслей народного хозяйства и в целом оценивается как катализатор развития человеческой цивилизации.

Примеры и применение синтетических полимеров

Синтетические полимеры можно подразделить на следующие группы:

  • Термопласты (или пластмассы) – вещества, которые размягчаются при нагревании и застывают при охлаждении, не теряя при этом своих исходных свойств. Именно эта группа является наиболее значимой с точки зрения промышленности. К ней относятся такие широко применяемые полимеры, как полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен и другие. Сфера применения – крайне широкая: строительство, машиностроение, медицина, электроника, энергетика и практически любая другая отрасль экономики.
  • Реактопласты (или термореактивные полимеры) – вещества, которые при переработке в готовое изделие проходят необратимую трансформацию, и при повторном нагревании уже не размягчаются или деформируются, а разрушаются. Отличаются высокой твердостью и прочностью. Наиболее распространенные примеры – полиуретан, синтетические каучуки, а также вещества на основе эпоксидной или карбамидной смолы.

Мы рассмотрели базовую классификацию, однако существует целый ряд критериев, по которым можно классифицировать данные вещества. К примеру, можно выделять группы в зависимости от строения молекулярной структуры, молекулярной массы, участвующих в образовании макромолекулы мономерных звеньев и т.п. И по каждой группе можно привести интересные факты о синтетических полимерах, но в рамках данного краткого обзора это сделать мы, увы, не успеем.

Читайте так же:
Понижающий редуктор для шуруповерта

Чем искусственные полимеры отличаются от синтетических?

Теперь разберемся, в чем состоит особенность синтетических полимеров. Как мы знаем, их синтезируют в искусственно созданных условиях, на базе мономеров. К примеру, этилен в естественном виде – это бесцветный газ, однако после реакции полимеризации на выходе получаются твёрдые гранулы полиэтилена. Главная особенность как раз и заключается в наличии возможности влиять на процесс полимеризации, а в итоге – и на свойства получаемого полимера:

  • Возможно введение дополнительных мономеров с целью получения сополимеров с улучшенными свойствами.
  • Имеется возможность модифицировать свойства вещества: к примеру, изменить его устойчивость к ударам или низким температурам.
  • Также осуществляется модификация технологических свойств: вязкости и текучести расплава, температуры размягчения и плавления и т.п.
  • Наконец, есть возможность модифицировать визуальные свойства: изменить цвет, сделать материал прозрачным, модифицировать его светопропускающие свойства.

То есть, обобщая, можно говорить о том, что естественные полимерные материалы даются в том виде, в котором их создала природа. Синтетические же человек научился полностью адаптировать под свои нужды и задачи. Поэтому в современных условиях синтетика часто замещает натуральные вещества. К примеру, искусственная полимерная кожа и синтетические волокна активно вытесняют натуральные аналоги, так как отличаются более выгодной ценой и более широким спектром возможных модификаций.

Рассматривая же негативные свойства синтетических полимеров, следует сказать об экологических рисках. Важное преимущество полимеров, их долговечность, оборачивается негативом, если к утилизации отработанных изделий подходят безответственно. Потому ключевым риском популярности синтетических полимеров на планете можно считать существенное загрязнение окружающей среды этими веществами.

Единая коллекция
Цифровых образовательных ресурсов

Трудно предсказать свойства даже простейших молекул. Что уж говорить о макромолекулах, состоящих из многих тысяч атомов, — мыслимо ли предсказывать свойства полимеров? Оказывается, эта задача разрешима: огромные молекулы кое в чем более покладисты, чем небольшие. О том. как предсказывают свойства полимеров, исходя из их структуры, рассказано в статье.

Полимеры сооружают из отдельных блоков — мономеров, для объединения требуются затраты энергии. Сходство в способах образования разных биополимеров свидетельствует о наличии определенных принципов биосинтеза, не зависимых от устройства конкретных активирующих систем или мономеров. Большинство процессов полимеризации описывается схемой «подъемного крана» либо «домкрата». Понимание, какая схема оптимальна в каких случаях, важно для проникновения в эволюционные процессы.

Тема лекарственных полимеров стала в последние десятилетия столь популярной в научных кругах (как химических, так и медицинских) и столько публикаций появляется ежегодно, что рискованно было бы отправиться на поиски информации, не имея в руках путеводителя: заблудишься в два счета. Таким путеводителем для вас будет статья, написанная по результатам беседы с академиком Н.А.Платэ.

Это имя химики узнали в 1897 году, когда была напечатана статья «Строение и синтез изопрена». Мономер природного каучука был расшифрован и синтезирован тридцатилетним артиллерийским офицером. С нее начался триумфальный путь Владимира Николаевича Ипатьева в химии. Небольшой очерк посвящен его необычной жизни и научным открытиям.

Сегодня ученые с легкостью оперируют последовательностями нуклеотидов в ДНК и РНК. Полностью прочитаны последовательности в геноме множества простейших и животных, включая человека. А в 1962 году, когда американский биохимик Р.У.Холли вместе со своими сотрудниками впервые расшифровал последовательность нуклеотидов в транспортной РНК, это стало настоящей сенсацией. Объектом исследования ученых была одна из т-РНК, которая, присоединяя аминокислоту аланин, переносит ее в рибосому для включения в синтезируемый белок; ее называют аланиновой т-РНК. Важность открытия даже трудно было оценить. Ведь транспортные РНК играют чрезвычайно важную роль в синтезе белка, переводя четырехбуквенный код нуклеиновой кислоты на двадцатибуквенный язык белка. Ведь для строительства белков организм использует всего двадцать аминокислот. О том, как было сделано это открытие, рассказано в статье.

Синтетические полимеры, которые идут на изготовление волокн, пластиков, пленок и многого другого, делают из нефти и газа. При этом расходуется огромное количество энергии, в окружающую среду выбрасывается огромное количество отходов, а сами полимеры десятками лет сохраняются в природе, и не думая разлагаться. Есть ли альтернатива? Да, есть. Это микробные полимеры, получаемые с помощью биотехнологий, то есть микроорганизмов. Подробности читайте в статье.

В статье рассказано о том, как шаг за шагом растет полимерная молекула, что служит сигналом для начала полимеризации, а что может оборвать растущую цепь. А еще вы узнаете о том, что такое живые полимеры и как можно остановить полимеризацию нужный момент, чтобы получить полимер заданного размера.

Читайте так же:
Мигает диодная лампочка при выключенном свете

Сегодня невозможно представить нашу жизнь без химических волокон. Они повсюду — в нашей одежде, в декоративных тканях и строительных материалах, в спортивном и туристическом инвентаре, в самолетах и приборах? Трудно поверить, что еще 50 лет назад об этих волокнах мало что знали. Их эпоха началась в начале 60-х годов. Тогда химическая промышленность в разных странах мира, в том числе и в нашей стране, приступила к выпуску первых волокон, изобретенных химиками — капрону, найлону и лавсану. Кстати, вклад российских химиков был велик. Достаточно сказать, что знаменитое волокно лавсан называется так в честь своих изобретателей — ЛАборатории Высокомолекулярных Соединения Академии Наук. Из заглавных букв и складывается слово «лавсан». Какие задачи ставили перед собой разработчики и производители химических волокон в начале 60-х годов, когда эпоха волокон только начиналась? Какие волокна им хотелось получить? Прочитайте об этом в статье З.А.Роговина «Золотое руно полимеров»

Полимер формальдегида — молочно-белый, твердый и упругий материал — занял подобающее место в группе силовых конструкционных термопластов, куда входят полиамиды, поликарбонат, полифениленоксид. Но создатели полиформальдегида недовольны — они рассчитывали на большее. Он так и не потеснил более дешевые полиэтилен и полистирол. О полиформальдегиде рассказано в статье.

Полимерные молекулы обладают индивидуальностью, то есть тем набором свойств, по которым одну молекулу можно отличить от другой. Например, при одинаковом химическом составе молекулы могут отличаться друг от друга длиной цепи или структурой составляющих звеньев — мономеров. Звенья и цепи могут по-разному чередоваться. Чем больше их число и чем разнообразнее их структурный набор, тем больше возникает возможностей для индивидуализации, или специализации, молекул. Различные комбинации смежных звеньев представляют собой знаки определенного кода, подобно тому, как сочетание точек и тире в азбуке Морзе изображают буквы алфавита. Иными словами, полимерная цепочка несет на себе определенную информацию уже по одной той причине, что она полимерная, то есть состоит из многих сотен и тысяч звеньев. Аналогично устроен и генетический код, который несет биополимерная молекула ДНК, состоящая всего из четырех типов звеньев. Выходит, что синтез макромолекул есть процесс накопления или передачи информации. А это значит, что получение изделий из синтезированного полимера должно обязательно основываться на той информации, которая уже была произведена. И тут возникает роковой вопрос: а умеем ли мы эту первоначальную информацию читать? Если не умеем, то технология получения изделий из полимеров может стать дезинформацией и получением продукта плохого качества.

Статья посвящена проблеме старения полимеров. Процесс этот провоцируют свободные радикалы и атомы, с ними успешно справляются вещества-стабилизаторы, к которым предъявляются весьма строгие требования. Неотъемлемая часть века полимеров — полимерный мусор, избавиться от него — дело непростое.

В статье рассказано о канатах, об истории их производства, о разновидностях канатов, о канатах синтетических и натуральных, о технологии их производства.

Выбор красителя и условий крашения в значительной мере определяется химическими свойствами полимера, образующего волокно. Подобных полимеров не так уж мало, особенно после появления синтетики. Впрочем, синтетика, как говорится, особая статья и, видимо, тема для другой статьи. В этой же статье автор рассказывает о полимерах природных и о том, как их красят.

Химики занимаются не только синтезом новых, не существующих в природе веществ. Они тщательно исследуют и те, что создала сама природа. К их числу, в первую очередь, относятся природные яды. Почему в первую? Во-первых, потому что невозможно найти противоядие, не зная состав вещества. А во-вторых, как правило, любой яд в малой дозе становится лекарством. К числу таких веществ, несомненно, относится знаменитый яд кураре. Южноамериканский индейцы использовали кураре при исполнении религиозных обрядов, на охоте и на войне. Обычно они смазывали ядом наконечники боевых стрел, которые валили зверя и противника наповал. После долгих и настойчивых поисков европейцам удалось выяснить, что основным смертоносным началом туземного яда служат соки южноамериканских растений — стрихинос и хондодендрон. Но прошли еще столетия, прежде чем ученые выяснили, как этот яд действует, как он устроен и как можно использовать его в медицине. Структурные формулы действующих веществ яда теперь известны.

Читайте так же:
Фото кованых вешалок на стену

Латекс — по латыни «сок». Так назвали испанские завоеватели Южной Америки млечный сок гевеи, каучукового дерева. Индейцы умели пропитывать латексом ткани и делать их водонепроницаемыми. Они превращали сок гевеи в обувь и головные уборы. Европейцы стали учиться тому же. В 1791 году англичанин Самюэл Пиль взял патент на пропитку ткани каучуком «в натуральном жидком состоянии». По сути, он запатентовал способ, подсмотренный у индейцев Южной Америки. Это был первый патент, в котором упоминался латекс. Латекс — это коллоидная система состоящая из двух основных компонентов — воды и натурального каучука. Если смотреть на разбавленный латекс в микроскоп с тысячекратным увеличением, то можно увидеть мечущиеся в воде частицы. Размер самой большой из них достигает 5 микрон, самой маленькой — меньше микрона. В литре латекса больше 200 миллиардов таких частиц. Правда, есть еще один очень важный компонент — белки из сока гевеи. Они образуют на капельках каучука белковую оболочку, которая не позволяет частичкам слипаться и поддерживает устойчивость коллоидной системы. Долго время латекс рассматривали лишь как источник натурального каучука. Новая жизнь латекса началась тогда, когда в середине прошлого века в обиход вошел синтетический каучук. На его основе научились делать синтетический каучук, а из него — множество полезных вещей.

Круг веществ, которые по своему строению могут быть отнесены к высокомолекулярным соединениям, все время расширяется. Еще недавно считалось, что свойством образовывать цепи полимерных молекул обладает только углерод. Но оказалось, что гомоцепные полимеры, молекулы которых составлены из атомов одного и того же элемента, образуют также кремний, бор, фосфор, сера, сурьма, мышьяк, теллур, висмут, олово и полоний. Полимеры — это не только игрушки, ручки, ткани, корпуса бытовой техники, лаки и краски, но и горные массивы, бетонные конструкции, алмазные резцы и гранатовые браслеты. Сегодня число известных неорганических высокомолекулярных соединений составляет несколько тысяч. Это главным образом природные соединения, от речного песка до алмаза. Но в арсенал современной науки и техники уже вошли и некоторые синтетические неорганические полимеры.

Долгое время полимеры считали великолепным материалом благодаря его долговечности. Но вскоре это достоинство обернулось большим недостатком, когда из полимеров начали делать упаковку, количество которой нарастает лавинообразно. Солнечный свет, кислород и микробы оказались бессильны перед полимерной грязью. Так появилась задача создать полимеры, которые быстро и легко разрушается в природе. О подходах к решению этой задачи и успехах рассказано в статье.

Жил в начале XVIII века человек, который связал себе пару чулок и перчатки из паутинных нитей. Он даже пытался разводить пауков вместо шелковичных червей. Но из этой затеи ничего не вышло. Пауки не могут работать непрерывно, как ткацкие станки. А кроме того они не могут жить вместе, просто поедают друг друга. Недаром говорят — «Как пауки в банке». А между тем паучий шелк — уникально белковое волокно, прочное, тягучее. Изучение паутины может принести большую пользу, если человек научиться воспроизводить процесс, который с легкостью выполняет паук. Сегодня российские ученые уже выделили из генома паука гены, ответственные за выработку белков, из которых строится паутина. Удалось даже встроить эти гены в дрожжи и растения и получить паучий белок, из которого можно вытягивать волокна. Но в 60-х годах прошлого века эта история только начиналась. И поначалу ученые хотели досконально выяснить, что же такое паучий шелк и как пауки вырабатывают паутину.

Но ведь среди органических веществ полупроводников больше, чем среди неорганических. В общей сложности — сотни тысяч. Впрочем, для большинства таких веществ проводимость — свойство маловажное, не отразившееся на практической их судьбе, а вот электропроводностью полиацетиленов химики занимаются уже пятое десятилетие. Синтезируются все новые полимеры этого семейства, и теперь полиацетилен и его производные уже пытаются использовать вместо селена в ксерографии, вместо графита — в щетках-электродах электродвигателей, вместо серебра — в фотографии, вместо кремния — в солнечных батареях, вместо свинца — в аккумуляторах. И кто знает, что впереди.

История химии и технологии резины: открытие вулканизации каучука Чарльзом Гудьиром, синтетический каучук, современные технологии — использование наполнителей, красителей, клеев, различные типы каучуков и, наконец, области применения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector