البحث في الموقع

المواد البوليمرية: التكنولوجيا والأنواع والإنتاج والتطبيق

المواد البوليمرية كيميائيةعالية الوزن الجزيئي المركبات التي تتكون من العديد من أحادية malomolekulyarnyh (وحدات) من نفس الهيكل. وغالبا ما تستخدم البوليمرات لصناعة مكونات مونومر التالية: الإيثيلين، وكلوريد الفينيل، vinildenhlorid، خلات الفينيل، والبروبيلين، methylmethacrylate، tetrafluoroethylene، والستايرين واليوريا والميلامين، والفورمالديهايد، الفينول. في هذه المقالة سوف نناقش بالتفصيل ما هي المواد البوليمرية، وكذلك الكيميائي والخصائص الفيزيائية وتصنيف وأنواع.

المواد البوليمرية

أنواع البوليمرات

ميزة لجزيئات هذه المواد هيارتفاع الوزن الجزيئي، والتي تتطابق مع القيمة التالية: M> 5 * 103. المركبات مع انخفاض مستوى هذه المعلمة (M = 500-5000)، ويشار إلى الأوليغومرات. في المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض أقل من 500. الأنواع التالية من المواد البوليمرية: الاصطناعية والطبيعية. وهذه الأخيرة عادة ما يشار المطاط الطبيعي، والميكا، والصوف، والأسبستوس، والسليلوز، ور. د. ومع ذلك، فإن البوليمرات الاصطناعية الأساسية تحتل حرف مسافة التي يتم الحصول عليها عن طريق عملية التركيب الكيميائي للمركبات من المستوى الجزيئي المنخفض. اعتمادا على طريقة تصنيع المواد عالية الجزيئية، والبوليمرات المتميزة التي هي أو عن طريق التكثيف المتعدد، أو عن طريق تفاعل الإضافة.

التبلمر

هذه العملية هي جمعيةمكونات الجزيئية المنخفضة في الجزيئات العالية مع تشكيل سلاسل طويلة. حجم مستوى البلمرة هو عدد "التدابير" في جزيئات تركيبة معينة. في معظم الأحيان ، تحتوي المواد البوليمرية من ألف إلى عشرة آلاف من وحداتها. يتم الحصول على المركبات شائعة الاستخدام التالية بواسطة البلمرة: البولي إيثيلين ، البولي بروبلين ، البولي فينيل كلورايد ، بولي تترافلوروإيثيلين ، البوليسترين ، البولي بيوتادين ، إلخ.

ما هي المواد البوليمرية

التكثيف المتعدد

هذه العملية هي خطوة تدريجيرد الفعل، الذي هو مركب أو عدد كبير من أحادية مماثلة، أو زوج من مجموعات متميزة (A و B) في مكثفات (جزيء) مع تشكيل وقت واحد من هذه المنتجات الثانوية: ميثيل الكحول، وثاني أكسيد الكربون، كلوريد الهيدروجين والأمونيا والماء، وما إلى ذلك من وسائل التكثيف المتعدد. يتم إنتاج السليكونات ، و polysulfones ، و polycarbonates ، و aminoplasts ، و phenolic ، و polyesters ، و polyamides والمواد البوليمرية الأخرى.

polyaddition

في إطار هذه العملية من المفهوم تشكيلالبوليمرات نتيجة لتفاعلات إضافة متعددة للمكونات الأحادية التي تحتوي على تجمعات تفاعلية محدودة لمونومرات المجموعات غير المشبعة (دورات نشطة أو روابط ثنائية). على عكس التكاثر المتعدد ، يستمر التفاعل المتعدد الطبقات دون عزل المنتجات الثانوية. أهم عملية من هذه التكنولوجيا هي علاج راتنجات الايبوكسي وإنتاج البولي يوريثين.

مواد البوليمر هو

تصنيف البوليمرات

حسب التكوين ، تنقسم كل مواد البوليمر إلىغير العضوية والعضوية والعضوية. لا يحتوي الأول منها (زجاج سيليكات ، ميكا ، أسبستوس ، سيراميك ، إلى آخره) على كربون ذري. وهي تستند على أكاسيد الألومنيوم ، والمغنيسيوم ، والسيليكون ، الخ. البوليمرات العضوية تشكل الطبقة الأكثر شمولا ، وتحتوي على ذرات الكربون والهيدروجين والنيتروجين والكبريت والهالوجين والأكسجين. المواد البوليمرية العضوية هي مركبات تحتوي ، بالإضافة إلى السلاسل المدرجة ، على السيليكون والألمنيوم والتيتانيوم وعناصر أخرى قادرة على الجمع مع الجذور العضوية. في الطبيعة ، لا تنشأ هذه التوليفات. هذه هي البوليمرات الاصطناعية بشكل حصري. الممثلون النموذجيون لهذه المجموعة عبارة عن مركبات على أساس سيليكون ، السلسلة الرئيسية منها مبنية من ذرات الأكسجين والسيليكون.

للحصول على البوليمرات ذات الخصائص الضروريةفي التكنولوجيا في كثير من الأحيان لا تستخدم المواد "الصرفة" ، ولكن الجمع بينها وبين المكونات العضوية أو غير العضوية. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك مواد البناء البوليمرية: البلاستيك المعدني ، البلاستيك ، الألياف الزجاجية ، الخرسانة البوليمرية.

إنتاج المواد البوليمرية

هيكل البوليمرات

خصوصية خصائص هذه المواد يرجع ذلك إلىهيكلها ، الذي ، بدوره ، ينقسم إلى الأنواع التالية: خطي متفرع ، خطي ، مكاني مع مجموعات جزيئية كبيرة وهياكل هندسية محددة جداً ، وكذلك سلّم. دعونا نفكر بإيجاز في كل واحد منهم.

تحتوي المواد البوليمرية ذات البنية الخطية المتفرعة ، بالإضافة إلى السلسلة الرئيسية للجزيئات ، على فروع جانبية. وتشمل هذه البوليمرات البولي بروبلين والبوليزوبيوتيلين.

المواد ذات البنية الخطية طويلةزجزاج أو سلاسل ملتوية دوامة. تتميز جزيئاتها في المقام الأول بتكرار المواقع في مجموعة بنية واحدة من الوصلة أو الوحدة الكيميائية للسلسلة. تتميز البوليمرات ذات البنية الخطية بوجود جزيئات ضخمة طويلة مع اختلاف كبير في طبيعة الروابط على طول السلسلة وبينها. هناك روابط بين الجزيئات والكيميائية. الجزيئات الكبيرة لهذه المواد مرنة للغاية. وهذه الخاصية هي أساس سلاسل البوليمر ، الأمر الذي يؤدي إلى خصائص جديدة النوعية: مرونة عالية ، فضلا عن عدم وجود قشور في الدولة المتصلبة.

والآن نتعلم ما هي مواد البوليمرالهيكل المكاني. هذه المواد تشكل روابط كيميائية قوية في الاتجاه العرضي عندما تنضم الجزيئات الكبيرة معا. ونتيجة لذلك ، يتم الحصول على بنية شبكة ، يكون فيها الأساس غير المتجانس أو المكاني للشبكة. تتميز البوليمرات من هذا النوع بمقاومة عالية للحرارة والصلابة أكثر من البوليمرات الخطية. هذه المواد هي أساس العديد من المواد الهيكلية غير المعدنية.

جزيئات من المواد البوليمرية مع سلمتتكون البنية من زوج من سلاسل متصلة بواسطة رابطة كيميائية. وتشمل هذه البوليمرات السليكونية العضوية ، والتي تتميز بزيادة الصلابة ، والاستقرار الحراري ، بالإضافة إلى أنها لا تتفاعل مع المذيبات العضوية.

تكنولوجيا المواد البوليمرية

تكوين المرحلة من البوليمرات

هذه المواد هي أنظمة ،والتي تتكون من مناطق غير متبلرة وبلورية. أولهما يساعد على تقليل الصلابة ، ويجعل البوليمر مرنًا ، وهو قادر على تشوهات كبيرة ذات طبيعة عكسية. المرحلة البلورية تساهم في زيادة قوتها، والصلابة، معامل المرونة، وغيرها من المعالم، مع التقليل من مادة المرونة الجزيئية. ويطلق على نسبة من حجم جميع هذه المجالات إلى الحجم الكلي للدرجة التبلور، حيث مستوى الحد الأقصى (80٪) والبولي بروبلين، دائن فلورية، بولي اثيلين عالي الكثافة. يمتلك المستوى الأدنى من التبلور بواسطة بولي فينيل كلوريدات ، بولي إيثيلين منخفض الكثافة.

اعتمادا على سلوك المواد البوليمرية عند التسخين، ويمكن تقسيمها إلى بالحرارة وبالحرارة.

البوليمرات الحرارية

هذه المواد في المقام الأول لديها خطيهيكل. عند تسخينها ، فإنها تخفف ، ولكن نتيجة لحدوث تفاعلات كيميائية فيها ، تتغير البنية إلى الفراغات ، وتتحول المادة إلى مادة صلبة. في المستقبل ، يتم الحفاظ على هذه الجودة. على هذا المبدأ ، يتم بناء المواد المركبة البوليمرية. لا يؤدي التسخين اللاحق إلى تخفيف المادة ، بل يؤدي فقط إلى تحللها. لا يذوب الخليط المتصل بالحرارة ولا يذوب ، وبالتالي فإن إعادة تدويره غير مقبول. هذا النوع من المواد يشمل السيليكون الايبوكسي والفينول الفورمالديهايد وغيرها من الراتنجات.

تطبيق المواد البوليمرية

البوليمرات الحرارية

هذه المواد ، عند تسخينها ، تليين أولاًثم تذوب ، ومع تصلب تبريد لاحق. البوليمرات حرارية التلدن تحت مثل هذا العلاج لا تخضع لتغيرات كيميائية. وهذا يجعل هذه العملية قابلة للانعكاس تمامًا. تحتوي مواد من هذا النوع على بنية خطية متفرعة أو خطية من الجزيئات الضخمة ، والتي تعمل بين قوى صغيرة ولا توجد روابط كيميائية على الإطلاق. وتشمل هذه المواد البولي إيثيلين ، البولي أميد ، البوليسترين ، إلخ. إن تكنولوجيا المواد البوليمرية من النوع الحراري تحتوي على تصنيعها عن طريق الحقن في الأشكال المبردة بالماء ، الضغط ، البثق ، النفخ وغيرها من الطرق.

الخصائص الكيميائية

يمكن أن تكون البوليمرات في الحالات التالية: الصلبة ، السائل ، غير متبلور ، مرحلة بلورية ، فضلا عن تشوه مرنة للغاية ، لزج وشديدة الزجاج. ويرجع الاستخدام الواسع للمواد البوليمرية إلى مقاومتها العالية للوسائط العدوانية المختلفة ، مثل الأحماض المركزة والقلويات. هم لا يخضعون للتآكل الكهروكيميائي. بالإضافة إلى ذلك ، مع زيادة الوزن الجزيئي ، تقل قابلية ذوبان المادة في المذيبات العضوية. والبوليمرات التي لها بنية مكانية لا تتأثر بشكل عام بهذه السوائل.

الخصائص الفيزيائية

معظم البوليمرات هي العوازل ،بالإضافة إلى ذلك ، فهي تنتمي إلى مواد غير مغناطيسية. من بين جميع المواد الهيكلية المستخدمة ، فقط لديها أقل الموصلية الحرارية والسعة الحرارية القصوى ، وكذلك الانكماش الحراري (حوالي عشرين مرة أكبر من ذلك من المعدن). إن سبب ضياع الختم من قبل وحدات سد مختلفة تحت ظروف درجات الحرارة المنخفضة هو ما يسمى بالانتقال الزجاجي للمطاط ، بالإضافة إلى فرق حاد بين معاملات التمدد للمعادن والمطاط في حالة المزجج.

الخصائص الميكانيكية

تتميز المواد البوليمرية على نطاق واسعمجموعة من الخصائص الميكانيكية التي تعتمد بقوة على هيكلها. بالإضافة إلى هذه المعلمة ، يمكن للعوامل الخارجية المختلفة أن يكون لها تأثير كبير على الخواص الميكانيكية للمادة. وتشمل هذه: درجة الحرارة ، وتواتر ، ومدة أو معدل التحميل ، ونوع حالة الإجهاد ، والضغط ، وطبيعة البيئة ، والمعالجة الحرارية ، وما إلى ذلك. ميزة خاصة للخصائص الميكانيكية للمواد البوليمرية هي قوتها العالية نسبيا مع صلابة منخفضة جدا (بالمقارنة مع المعادن).

تنقسم البوليمرات عادة إلى وحدة صلبةمرونة منها يتوافق مع E = 1-10 GPa (الألياف ، والأفلام ، والبلاستيك) ، والمواد المرنة لينة للغاية ، ومعامل المرونة منها هو E = 1-10 MPa (المطاط). أنماط وآلية تدمير كليهما مختلفة.

وتتميز مواد البوليمر عن طريق مشرقتباين واضح للخصائص ، فضلا عن انخفاض في القوة ، وتطوير زحف تحت حالة التحميل لفترات طويلة. جنبا إلى جنب مع هذا لديهم مقاومة عالية جدا للإرهاق. بالمقارنة مع المعادن ، فهي تتميز باعتماد أكثر وضوحا من الخصائص الميكانيكية على درجة الحرارة. واحدة من الخصائص الرئيسية للمواد البوليمرية هي التشوه (الامتثال). وفقًا لهذه المعلمة ، من الشائع تقييم خصائصها التشغيلية والتكنولوجية الرئيسية على نطاق واسع لدرجة الحرارة.

المواد البوليمرية للأرضية

المواد البوليمرية للأرضيات

الآن دعونا نفكر في واحدة من العمليةاستخدام البوليمرات ، وكشف النطاق الكامل لهذه المواد. وقد وجدت هذه المواد تطبيق واسع في أعمال البناء والإصلاح والديكور ، ولا سيما في الأرضيات. تعود شعبية كبيرة إلى خصائص المواد قيد الدراسة: فهي مقاومة للتآكل ، التوصيل الحراري المنخفض ، لديها القليل من امتصاص الماء ، قوية بما فيه الكفاية والصلابة ، لها خصائص عالية في الطلاء والورنيش. يمكن تقسيم إنتاج المواد البوليمرية إلى ثلاث مجموعات: linoleums (لفات) ، منتجات ألواح ومخاليط للجهاز من الأرضيات غير الملحومة. الآن دعونا نفحص بإيجاز كل واحد منهم.

يرصد مشمع على أساس أنواع مختلفةالحشو والبوليمرات. يمكن أن تشمل أيضا الملدنات والمعينات المساعدة والأصباغ. اعتمادا على نوع مادة البوليمر ، فإن البوليستر (glyptal) ، polyvinyl chloride ، المطاط ، colloxylin وطلاءات أخرى متميزة. بالإضافة إلى ذلك ، في البنية ، يتم تقسيمها إلى قاعدة غير أساسية ومعزولة الصوت ، أحادية الطبقة ومتعددة الطبقات ، مع سطح أملس ، غير لامع ومتموج ، بالإضافة إلى أحادية ومتعددة الألوان.

المواد المصنوعة من البلاط على أساسمكونات البوليمر لديها منخفضة للغاية مقاومة التآكل، ومقاومة الكيميائية والمتانة. اعتمادا على نوع من المواد الخام، وتنقسم هذا النوع من منتجات البوليمرات في كومارون kumaronopolivinilhloridnye، PVC، المطاط، fenolitovye، بلاط القار، فضلا عن اللوح والألواح الليفية.

مواد الأرضيات غير الملحومة هي الأكثر ملاءمة و صحية في التشغيل ، لديهم قوة عالية. وتنقسم هذه المخاليط عادة إلى أسمنت بوليمر وخرسانة بوليمر وأسيتات البولي ylينيل.

</ p>
  • التقييم: