Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы 2009_нов.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
29.08.2019
Размер:
4.78 Mб
Скачать

12.9 Основные виды полимерных материалов, свойства, применение.

Полимеры – это высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого количества повторяющихся звеньев, соединенных химическими связями.

По происхождению полимеры разделяют на природные, синтетические и искусственные. Типичными представителями природных, или биополимеров являются целлюлоза, крахмал, натуральный каучук, белковые вещества. Из биополимеров построены клетки всех живых организмов. Ассортимент природных полимеров достаточно ограничен.

Синтетические полимеры получают путем реакций полимеризации или поликонденсации в процессах химического синтеза – направленного создания сложных веществ (полимеров) из более простых (мономеров), основанного на знании молекулярного строения и реакционной способности последних. Номенклатура синтетических полимеров постоянно расширяется.

Искусственные полимеры получают путем обработки (модифицирования) природных полимеров (например, искусственный полимер - нитроцеллюлозу получают нитрованием целлюлозы).

По структуре макромолекул, в которые выстраиваются мономерные звенья, различают полимеры линейного, разветвленного и сетчатого (пространственного) строения. Макромолекулы линейных полимеров состоят из длинных неразветвленных молекулярных цепей, в которых содержатся одинаковые или разные атомные группировки. В макромолекулах разветвленных полимеров выделяют главную (основную) молекулярную цепь и боковые цепи. Макромолекулы сетчатых полимеров соединены друг с другом химическими связями, образуя пространственную структуру. В этом случае понятие «молекулы» теряет смысл, поскольку весь образец сшитого полимера представляет собой одну гигантскую макромолекулу.

К органическим полимерам относят соединения, молекулы которых содержат атомы углерода, азота, кислорода, серы и галогенов, входящих в состав главной цепи и боковых групп. Далее для обозначения не углеродных атомов будет использован термин «гетероатомы». В элементоорганических полимерах главная молекулярная цепь состоит из атомов углерода и других неорганических элементов гетероатомов (за исключением азота, кислорода и серы), а боковые группы включают атомы углерода и гетероатомы (за исключением азота, серы, кислорода и галогенов), непосредственно соединенные с атомами цепи.

Органические полимеры подразделяют на карбоцепные и гетероцепные. Главная цепь карбоцепных полимеров состоит только из атомов углерода.

Неорганические полимеры – это соединения, которые не содержат атомов углерода в составе макромолекул.

Неорганические полимеры подразделяют на две группы. В первой из них макромолекулы состоят из гомоатомных (т.е. образованных одинаковыми атомами) цепей. Во второй макромолекулы имеют гетероатомную структуру, т.е. представляют собой комбинацию разных атомов.

Полимерным материалам свойственны только два агрегатных состояния: твердое и жидкое. Перевод макромолекул в газообразное состояние без разрушения связей основной цепи невозможен. Формирование полимерных покрытий из газовой фазы – это процесс полимеризации или поликонденсации находящихся в газовой фазе мономеров.

Кроме того, полимерные материалы могут находится в четырех физических состояниях: кристаллическом, стеклообразном, высокоэластическом (все три – твердая фаза) и вязкотекучем (жидкая фаза).

Механические свойства полимеров качественно отличаются от аналогичных свойств традиционных конструкционных материалов. Важнейшей инженерной характеристикой полимеров является деформируемость. По деформируемости или податливости полимеров, воздействию внешних механических нагрузок в широком интервале температур чаще всего оценивают комплекс технических и эксплуатационных характеристик полимерных материалов.

Электрические свойства полимеров определяют области их применения в качестве диэлектриков, полупроводников или электропроводящих материалов. К основным электрическим свойствам полимеров относятся следующие: электропроводность, электрическая прочность, диэлектрические потери и поляризация.