Кратък обзор полимери studentory

Основи на полимерна технология

Полимерите могат да бъдат получени чрез реакцията на полимеризация и поликондензация.

Полимеризацията - последователно прибавяне на единици в полимерната верига чрез счупване на няколко връзки на мономера. Междинни съединения се образуват.

схема Метод: пМ → (М) п

Поради естеството на активните центрове:

Стабилността на междинните частиците:

Етап (частици стабилна, дълъг живот)
Верига (частици не стабилен)

Промишлени методи за полимеризация:

мономер в среда (газова фаза, в насипно състояние)
в разтвор
емулсия или латекс
суспензия или топчета, гранули или перли

Поликондензацията - реакция на образуване на макромолекулни вещества, получени от кондензацията на много молекули, придружен от освобождаването на прости вещества.

Схема Mi + Mu процес → М (х + у)
Nonspontaneous процес изисква енергия.
Теглото на получения полимер е по-малка от масата на изходните материали.

Промишлени методи за кондензация:

В стопилката
В разтвор
емулсията
В твърда фаза
интерфазата

полимерни характеристики

Полимерите на структурата на макромолекули:

Линейни - мономери, свързани чрез ковалентни връзки в дългосрочен верига.
Разклонени - в главната верига са странични разклонения (по-кратък гръбнака), дължащи се на свободни валенции.
Пространствени - главната верига свързан сили валентности чрез напречни мостове атоми или групи от атоми.

Полимери по отношение на топлина:

Термопластични - свойства обратимо променят чрез нагряване (линеен).
Термовтвърдяващ - не прехвърля в пластично състояние, когато се нагрява при крайния етап на образуване на намален капацитет за разтваряне и подуване (пространство).

Степента на полимеризация - броя на мономерните единици в полимерната молекула.

Свойствата на полимерите се определя от химичната структура, ориентацията на макромолекулите, честотата на размера макромолекули мрежа в полимера, и други фактори.

Дълготрайност зависи от следните фактори:

Степента на ориентация на макромолекулите - по-висока е степента на ориентация на макромолекулите, по-висока якост. В посоката на ориентация на макромолекулите чупене стрес-голяма (висока якост) са изправи схема по-малко гъвкава.
Кристализация - сила се увеличава, ако ориентация в аморфен полимер кристализира.
Опаковка - по-плътна опаковка, по-високата якост.
Междуверижния взаимодействие - толкова по-силно взаимодействие, по-високата якост.

За повишаване на пластичност на полимери, използвани пластификатори, които намаляват вискозитета, повишаване на гъвкавостта на молекулите.

Пластичността на повече от:

по-ниска степен на полимеризация
висока температура
повече въвежда в полимер пластификатор

Разтворимост и подуване

Подуване - сорбция на ниско тегло полимерен материал молекулна, придружено от увеличаване на неговата маса, обем, промяна в структурата.

Разтварянето и подуване се определят от следните фактори:

Химичната природа на полимера и разтворителя
Гъвкавостта на полимерната верига (по-висока гъвкавост, по-висока разтворимост)
Молекулна маса на полимер (с увеличаване на теглото, разтворимостта намалява)
Плътността на опаковка (плътна опаковка, по-лошо разтворимостта)
С (с повишаване на температурата на разтворимостта може да се повиши или влошени)
Състоянието на фаза на полимера (за разрушаването на кристалната решетка на изисква голяма енергия)
Нехомогенността на химическия състав на полимера
пространствена решетка честота (по-висока към по-лошо разтворимостта)

Характеристики на мономери

Мономерите полимеризационни реакции - съдържат множествени връзки или описват циклични групи (лактами имини).

Мономери поликондензация реакции - стабилни valentnonasyschennye съдържат функционални групи.

Определя от броя на единични връзки, които са изразходвани за образуване на полимерната молекула.
Зависи от характера, броят на реактивните места, структурни характеристики
Функционалността на полимерната структура определя

Molecular и структурни характеристики
на функционалността

фенол-формалдехидни смоли

Фенолни смоли - излекувани олигомерни поликондензати на феноли (фенол, крезоли, ксиленоли, хидрохинон) с алдехиди (формалдехид, фурфурал), получени във водна среда в присъствието на киселинни и алкални катализатори (състава на полимерите зависи от рН на средата).

Поликондензацията преминава през oxymethylation стъпка в орто и пара на ядрото на фенолната:

В алкална среда с излишък от формалдехид резоли получава - твърди или течни термореактивни полимери:

Лесно разтворим в метанол, етанол, ацетон, фенол, основи.
Неразтворим във ароматни и парафинови въглеводороди, халогенирани въглеводороди.
При стайна температура, тя е в състояние да се движи в неразтворима нетопим състояние.
Той съдържа свободен фенол, което понижава точката на топене.

В кисела среда, когато се получат излишък фенолноволаки - твърди термопластични полимери:

Лесно разтворим в метанол, етанол, ацетон, фенол, основи.
Неразтворим във ароматни и парафинови въглеводороди, халогенирани въглеводороди.
Не сушени при продължително съхранение и се загрява до 180.

Технологичният процес на получаване на фенол-формалдехидни смоли:

суровина дозирана
поликондензация
сушене олигомер
Охлаждане и смилане на крайния продукт

механична стабилност
сила
устойчивост на корозия
високи електрически изолационни свойства

кополимеризацията, кополимери

Съполимери - полимери, които съдържат мономери от различни видове.

Редовните (мономери разпределени периодично)
Неправилни (мономери разпределени на случаен принцип)
Блок съполимерите (линеен полимер верига от които се състои от хомополимерни блокове)
Graft (странични клонове се различават по структура от основната верига)

Съполимеризация - реакция на полимеризация, която включва различни видове мономери.

композитни материали

Композитният материал - е всеки материал, със структура, състояща се от най-малко две фази.

лекота
висока специфична якост
висока якост на умора
висока твърдост
висока износоустойчивост

Цялостния процес за производство на:

Получаване на подсилващ пълнител
Получаване на полимерно свързващо средство
Комбинацията на матрицата с армировка
които са част
втвърдяване на свързващото вещество
механична обработка

Технологии: пресоване, оформяне на ликвидация, вакуумно формоване.

Примери на композитни материали: