Броят на доклад 1 към договора,
Образователни материали за студенти.
Текст на лекции "Химия и технология на полимери"
Лекция 1. Какво полимери (Slide 1)
Този курс е предназначен за студенти с кратко въведение важна област на съвременната наука, технологии и инженеринг - изкуството на полимерни (макромолекулни съединения). Разбира се, това кратък курс засяга само всички проблеми на тази голяма площ. Въпреки това, ние се надяваме, че това ще се улесни, ако е необходимо, с допълнително майсторство необходими раздели на тази тенденция.
Трябва да се отбележи, че полимерите така излязоха в света, които сме просто не обръщат внимание на факта, от това, което прави този или онзи продукт. В същото време, предмети, които са базирани на полимери са открити в почти всички сфери на човешкия живот.
Например, тя се отнася до факта, че човек си слага (Слайд 2), за продукти, използвани в човешкия живот (Слайд 3), опаковки за храни (Slide 4) най-накрая, на различни медицински изделия (Slide 5).
2. Източници полимери
Откъде идват от материалите на полимерите, от които те са направени ihdeliya?
Има два източника на производство на полимери. Този избор на природни обекти (предимно растения и живи организми) и синтез на различни химикали.
В тази връзка, за да се разграничат три класове полимери - са естествени полимери, получени от природни обекти, синтетични полимери и синтетични полимери, които са получени чрез химичните реакции (трансформации) естествени полимери (слайд 6).
Много от тези групи от полимери, поне в техните продукти е известно, че почти всички достатъчно добре. Може да се каже, например, на синтетични полимери - полиетилен. от които, по-специално, произведени филм прилага в ежедневието, за покриване на оранжерии, полиамиди (Capron и найлон), който влакното е за производство на различни продукти на епоксидни смоли. по-специално, използвани за производството на усъвършенствани лепила, полиетилен терефталат, който е направен от пластмасови бутилки (слайд 7).
Известни природни полимери включват полизахаридни полимери група. ние често се сблъскват в живота, - целулоза, нишесте, хитин, който е в основата ракообразни, протеини. без които жизнената дейност на живи организми, нуклеинови киселини, които са предавателите на наследствени черти на живи организми, включително човека, лигнин. представляващо около 20-30% от теглото на дървесни растения (Slide 8).
Известни изкуствени полимери, такива като ацетил - и нитроцелулоза, които са на базата на влакна, мембрани (първи) филм и филм от прах и (втори), хитозан, продукт на деацетилиране на хитин, сега се счита за ценна суровина за медицинската промишленост. (2-хидроксиетил) нишесте се използва като компонент на (Slide 9) кръвни заместители.
3. Признаци на полимери
Какви са признаците ви позволяват да се отделят полимери от други химични съединения и да ги открояват в класа на веществата?
Самите думи "поли мерки", "близо-молекулни съединения", "макромолекула", "поли двумерен" или "макро молекулно" химия произлезли от гръцката Терминът "поли" - и много "макро" - големи (Slide 10).
Следователно, идеята на образуваните полимери, като материали с високо молекулно тегло и конструирани като верига, състояща се от повтарящи се единици (единици). По принцип тази идея е правилна, но тя се нуждае, както сега е ясно, в някои добавки.
На първо място, изискването за голяма молекулна маса. Наистина, много синтетични и природни полимери имат молекулно тегло по-високо от един милион. Но, от друга страна, на операционната система на продукти от много полимери понякога варира значително и е в рамките на само няколко хиляди (Слайд 11).
От друга страна, известните отделните съединения обикновено се дължи на ниско молекулно тегло и които имат молекулни тегла приближаващи полимери молекулно тегло, които намират реално приложение, например в системи наркотици, когато е необходимо пълно отстраняване на полимера от тялото, след като е изпълнил своята функция.
Пример за такава отделно съединение с ниско молекулно тегло е токсин paletoksin екстрахира от korralovyh полипи (Slide 12).
В обобщение може да се каже, че полимерите имат различна, много широк диапазон от молекулни тегла, в някои случаи, в близост до отделните сложни тегло съединения с ниско молекулно (Slide 13).
Друг аспект - верига структура. В ранните етапи датиране се формира с полимери представителство от тях като съединения с дълговерижни молекули (макромолекули) и понякога с пространствена структура с произволно разположени напречни връзки.
Въпреки това, с развитието на химия и физика на макромолекулни съединения е установено, че полимерите могат да имат различни структури на макромолекули - от прости до изключително сложни линейни. Някои от тези структури са показани в този слайд (Slide 14). Както може да се види тук и най-популярната линейни, разклонени и триизмерни структури, както и по-редки и специално синтезирани - polirotaksany, дендримери и др. Въпреки това е важно, че всички тези структури могат да бъдат разграничени фрагменти верига, които са в основата на макромолекулата.
Говорейки за структурата на полимерната верига като комбинация от повтарящи се единици. Трябва да се отбележи, че в действителност, в повечето полимери, във всеки случай, синтетичен получен от един източник на съединение с ниско молекулно тегло (мономер) се наблюдава в повтарящи верига части (агрегати), производни мономерни, както е показано на плъзгача. В същото време известен полимерната верига протеини са изградени от единици, получени от повече от 20 амино киселини, при което страничните групи. (Slide 15). Същото може да се каже за структурата на веригата на нуклеинови киселини, които ние трябва да се вземат предвид при следващата глава. По този начин изискването за задължително повтаряне на структурата звена на полимерната верига е доста конвенционален.
Накрая, трябва да се има предвид, че методите от макромолекулна химия и се използват за получаване на някои от вещества с ниско молекулно тегло. Например, метод теломеризация - ниско тегло мономер полимеризация молекулно в присъствието на катализатор убийци - получава # 969; -hlorenantovaya киселина се използва в синтеза на полимери и с молекулно тегло по-малко от известен естествен отделно съединение стеаринова киселина (Slide 16 и 17).
По този начин, може да се обобщи, че класификацията на лекарството към полимера областта може да се направи при определени условия (Slide 18):
- Наличието на високо молекулно тегло обикновено е в границите от стотици милиони Г.
- Наличието на макромолекулен верига или следват по-сложна структура на полимерната молекула.
- Наличието на веригата от повтарящи се единици или верижни фрагменти (не винаги точно същото, но обикновено подобен характер)
В допълнение към областта на макромолекулни процеси химия може да се дължи не е задължително да доведе до производството на високомолекулни съединения, но процедурни действия съгласно законите на полимерната химия.
3. Формула полимери
Както е прието, за да представляват полимери? Плъзгащият 19 (плъзгача 19) показват различни изпълнения на такова изображение.
Разбира се, общото полимерната верига изобразяват само при определени обстоятелства, например когато показва някои от макромолекулите на протеини и нуклеинови киселини, където всяка връзка се повлиява значително, например, пространствената структура на макромолекула, засягащи неговата биологична активност.
Обикновено полимерната структура чрез езика си единица или като набор от основни единици. В тези случаи, тиретата на линк формула лимит двете страни показват химични връзки скоби с тирета, елипси с тирета.
Важно е, че в описанието на полимерни реакции, включващи връзката група всички изчисления се извършват като се отчитат точно полимер единица и неговата концентрация в системата се изразява като R. Н. споменатата основа мола за обем (например, L).
4. Класификация полимери
Класификация на полимери се осъществява в съответствие с химичната структура на основната верига, неговите групи, определящи свойствата на полимерния фланкиращата фрагмент и структурата на полимера. дефинирано пространствено подреждане и страничната верига групи.
По този начин, в съответствие с вида на атомите, които съставляват макромолекула, органични полимери са разделени, по веригата, съдържаща С, Н, N, неорганични, които не съдържат въглеводородни остатъци и групи, и съдържащ елемент от двата вида структура (Slide 19).
На пързалки (Плъзнете 20-23) показват примери на различни видове.
В съответствие с вида, включени в основната верига атоми разграничи gomotsepnye (за повечето полимери - въглеродна верига) и хетеро-полимери. В последния случай, чиято главна верига може да включва атоми на различни видове (Slide 24).
Примери на хомо и хетеро-полимери са показани в слайдове (Slide 25, 26).
В случай на прехвърляне хетеро-полимери на определена група се определя от химическата структура на верига групи, разположени между въглеводородни остатъци, в някои случаи, от вида на крайни групи.
Например, върху предметно стъкло (Slide 28) са примери за полиестери, поликарбонати, полиимиди, епоксидни полимери.
В допълнение, тези групи са производни на съответните съединения с ниско молекулно тегло, както е показано в този слайд за полиуретани (Slide 28).
Освен това, свойствата на полимера се отразява на заместители главно връзката. Тези структури са наречени "глава-глава" и "глава-опашка" (Slide 29).
Химичната структура на полимерите се отразява в тяхната химична номенклатура. Както е известно, има няколко системи за номенклатура на химични съединения. Той е официално призната номенклатура на IUPAC. Малко по-различно от номенклатура я прие в основната референтна списание «Chemical Abstracts». Трябва да се отбележи, че тези имена за полимери в много случаи е изключително сложни и в стандартната химична спецификация (например, в патент на статия) са често използвани имена исторически обикновено са получени от изходен мономер с "поли-" префикс.
Свързани статии