Медицинада полимерлер туралы

Үлкен саны ӘТК алады синтетикалық жолымен негізінде қарапайым қосылыстар мен элементтердің мұнай, көмір химия, лесохимического және минералды текті нәтижесінде реакция полимерлеу, поликонденсации және химиялық айналулар бір полимерлер (табиғи және синтетикалық). Ерекше топты құрайды органикалық емес полимерлер (пластичная күкірт, силикаттар және т. б.).

Қарай құрылыстың негізгі тізбектің ӘТК бөлінеді: сызықтық, тармақталған және үш өлшемді (кеңістіктік) құрылым. Полимерлер — жоғары молекулалы қосылыстар (ЖМҚ), заттар жоғары молекулалық салмағы бірнеше мыңнан бірнеше миллион), атомдар, америка құрама химиялық байланыстармен құрайды сызықты немесе тармақталған тізбек, сондай-ақ кеңістіктік үш өлшемді құрылым. — Полимерам жатады көптеген табиғи қосылыстар: белоктар, нуклеин қышқылдары, целлюлоза, крахмал, каучук және басқа да органикалық заттар. Сызықтық және тармақталған тізбегін айналдыруға болады үш өлшемді әсерінен химиялық агенттер, жарықтың, радиация, сондай-ақ арқылы «тігу» (вулканизация). Мысал ретінде келтіруге болады каучукты вулканизациялау,отвердение фенолформальдегидных, эпоксидтік және полиэфирлік шайырлардың, білімі берік қабықтар мен жабындарды бірі высыхающих май, табиғи шайырлар, эпоксидов және т. б.

Сызықтық ӘТК болуы мүмкін қалай кристаллическую, сондай-ақ аморфную (стеклообразную) құрылымы. Тармақталған және үшөлшемді полимерлер, әдетте, болып табылады аморфными. Қыздырғанда олар ауысады высокоэластическое жағдайы тәріздес каучуку, резине және басқа эластомерам. Әрекеті кезінде аса жоғары температура, қышқылдарды, сілтілер мен қышқылдар органикалық және элементоорганические ӘТК ұшырайды біртіндеп разложению құра отырып, газ тәріздес, сұйық және қатты (коксы) қосылыстар.

Физика-механикалық қасиеттері, сызықтық және тармақталған полимерлер көбіне байланысты межмолекулярным өзара іс-әрекеті есебінен күштерінің жанама валентностей. Мысалы, молекулалар целлюлоза өзара іс-қимыл бүкіл ұзындығы бойынша молекулалардың, және бұл құбылыс қамтамасыз етеді жоғары беріктігі целлюлоза талшықтары. Ал тармақталған молекулалар крахмал өзара іс-қимыл тек жекелеген учаскелерін, сондықтан қабілетті емес құруға берік талшықтар. Әсіресе берік талшық береді көптеген синтетикалық полимерлер (полиамиды, полиэфирлер, полипропилен және т. б.), сызықтық молекулалары орналасқан ось бойымен созылу. Үш өлшемді құрылымдар тек уақытша деформироваться созылу кезінде, егер олар салыстырмалы түрде сирек тор (өзбектерде резине), ал болған жағдайда қалың кеңістіктік тор олар қайратты немесе дамығандық байланысты құрылыстар. ӘТК бөлінеді екі үлкен топқа: гомоцепные, егер тізбек тұрады бірдей атомдардың (оның ішінде карбоцепные тұратын, тек көміртегі атомдар), және гетероцепные кезде тізбек қамтиды атомдары әр түрлі элементтері. Ішінде осы топтардың полимерлер бөлінеді сыныптар сәйкес қабылданған химиялық ғылым принциптері.

Мысалы, егер негізгі немесе бүйірлік тізбектері кіреді металдар, күкірт, фосфор, кремний және т. б. полимерлер жатады элементоорганическим қосылыстарға.

Зерттеу ЖМҚ басталды тек XIX ғ., ал принциптері мен олардың құрылым орнатылды 20-30-х гг. ХХ В. В. 1920 ж. Неміс ғалымы Г. Штаудингер негізге ала отырып, теория химиялық құрылысы: органикалық заттар, айтты туралы гипотезаны «макромолекулярном» құрылымы полимерлер мен байланыстырды отырып, олардың физикалық-химиялық қасиеттері (мысалы, тұтқырлығы ерітінділер). Одан әрі әзірлеу осы гипотезаны соқты құру теориясы құрылыстар макромолекулалардың, оның негізінде болды жүргізілуі синтезі барлық жаңа және жаңа сынып полимерлер қасиеттері берілген.

Дамыту теориясы құрылысты полимерлер ықпал еңбектері С. В. Лебедева, П. т. Шорыгина, с. С. Медведева, В. А. Каргина, в. В. Коршака, У. Карозерса, П. Флори, Ж. Маркасы және басқа да көптеген ғалымдар әр түрлі елдер.

Полимерлік материалдар бөледі үш негізгі топтары: пластикалық массалар, каучуктер, химиялық талшықтар. Олар кеңінен қолданылады көптеген қызмет салаларында қажеттіліктерді қанағаттандыра отырып, әр түрлі өнеркәсіп салалары, ауыл шаруашылығы, медицина, мәдениет және тұрмыс.

Екі түрі бар химиялық реакциялардың әкеп соғатын айналдыру мономерлер в полимерлер: поликонденсация және полимерлеу. Олар әр түрлі химиялық құрылымы мономерлерді, заңдылығымен процестің өту және, әдетте, қасиеттері алынатын өнімдер.

Үшін поликонденсации қажет мономерлер, құрамында әр молекуласындағы кемінде екі реакционно-қабілетті топтардың, мысалы гликоли HO — R — OH, амин H N — R — COOH, диизоцианаты OCN — R — NCO және т. б. Өзі барысын поликонденсации многостадийный. Бір белсенді тобы бір молекуласының мономера жауап бір тобы басқа молекулалар — құрылады димер тағы екі белсенді топтары. Мысалы, химиялық синтез полиэфирного талшықтар лавсана бірі-терефтал қышқылы және этиленгликоль басталады мұндай реакциялар:

HOCHCHOH + HOOC-CH-COOH —> HOCHCH-OOC-CH—COOH + HO

Димер жауап береді одан әрі мономером немесе димером бере тример немесе тетрамер, және т. б. Кейде мұндай процестерге бөлінеді низкомолекулярные өнімдер (су, аммиак және т. б.), кейде — жоқ. Алдымен бөлу жанама төмен молекулярлы заттардың қиямет күні міндетті белгісі реакция поликонденсации, бірақ синтез жоғары молекулалық қосылыстар — полиуретанов көрсеткендей, бұл белгісі емес міндетті:

HOCH CH OH + OCN — R — NCO > ҚАРАУҒА БЕРЕ АЛАДЫ H O — C — N — R — NCO II I O H

Егер реакцияны жүргізуге жеткілікті ұзақ болса, онда теориялық тұрғыда барлық молекулалар тұрған реакциялық ортада болуы тиіс сконденсироваться бір сверхгигантскую макромолекулу. Шынында да болмайды. Өсуі молекулалардың тоқтатылады едәуір ертерек. Себептері әр түрлі: шағын артық бір мономера, қоспалардың болуы, арттыру тұтқырлығы ортаның және т. б. Маңызды рөл атқарады және онда көптеген поликонденсации реакция қайтымды.

Арқылы өтіп сатысында ди-, үш-, тетрамеров және т. б., молекулалық салмағы өнім өсуде баяу және жоғары молекулалы қосылыстар полимерлер — әдетте құрылады тек үдерісінің соңына қарай, жалпы түзуде 95-99% мономерлер. Бірақ химиктер тоқтата алады процесі аралық сатысында және сформовать бұйым алдымен келген легкоплавких олигомеров, содан кейін жеткізу поликонденсации реакция аяғына дейін алуға болады берік, теплостойкий және нерастворимый өнім (әсіресе, егер синтезіне қатысатын мономерлер үш және одан көп функционалдық топтар). Бұл ерекшелік поликонденсации пайдаланылады өнеркәсіп, мысалы синтезі кезінде және формовании пенополиуретанов, фенолформальдегидных шайыр мен басқа да материалдардың негізінде олар пластикалық массалар және т. б.

Тән ерекшеліктері полимерлеу, бұл ең алдымен енеді, оған тек мономерлер, құрамында молекуласындағы екі есе байланыс C=C, C=N немесе C=O, үш байланыс не циклическую топтамасын қабілетті ашылуы тиіс. Үшін мономер кірді реакция полимерлеу, оған қосу керек (немесе құру, оны ортада) бастаушы белсенді орталығы: еркін радикал белсенді ион немесе актив үйлестіру кешені. Және соңында тағы бір ерекше ерекшелігі реакция полимерлеу мынада қосылу молекулалардың мономера белсенді орталыққа қарағанда баяу, бірақ кейіннен өсіру полимерлік тізбектегі қосылуына молекулалардың мономера бір-біріне.

Нәтижесінде енгізгеннен кейін белсенді орталықтарының массасына мономера, прервав реакцияны кез-келген уақытта табуға болады, онда көп немесе аз саны непрореагировавшего мономера және қандай высокомолекулярного полимер. Бөлу мұндай қоспалар ди-, үш-, тетрамеры және өзге де аралық өнімдері полимерлеу, әдетте, мүмкін емес, олардың жоқ. Мұндай процестер деп аталады тізбекті реакциялар.

Дегенмен алғаш рет полимерлеу болды сипатталған XIX ғасырдың ретінде жанама процесі смолообразования бөлу кезінде кейбір органикалық заттар (стирол, формальдегид және т. б.), теориялық түсінік, оның тетігін мүмкін болды тек 30-х жж. біздің жүзжылдықтың негізінде құрылған кеңестік академик Н.Н.Семенов және ағылшын ғалым С. Хиншелвудом теориясы тізбекті процестер.

Тағы бір ерекшелігі-полимерлеу жылғы поликонденсации: әдетте полимеризационным арқылы алады полимерлер мономерлер бірі қамтитын бір ғана реакционноспособную топқа: бір С=С байланыс, бір С=О топты және т. б. мысалдары — химиялық синтездер полиэтилен және полиформальдегида:

A + nH C = CH > A — /- CH — CH -/n- …,

A + nH-C = O — > A — / — CH — O -/n…,

мұндағы А — бастаушы белсенді орталығы, ал n — саны мономерных буындарын құрайтын макромолекулу (әдетте артық бірнеше мың).

Әрбір мономера химикам тура тауып, арнайы бастамашыл белсенді агенттер: перекисные қосылыстар тотығу — тотықсыздану катализаторлар және т. б.; шарттарын анықтау процесін жүргізу: массасы мономера, ерітіндіде, эмульсия, газ фазасындағы,монокристаллах және т. б. Бұл ретте концентрациясы бастамашы заттар, әдетте, болмашы ғана аз — жүздік үлес пайызы, мүмкін өте күрт айырмашылығы бір-бірінен — терең вакуумды қысым мыңдаған атмосфера, температура сұйық гелий — 272,1 (твердофазная полимерлеу формальдегид) +200-300 (полимерлеу этилен қысым жоғары болғанда) және т. б.

Қазір синтетикалық полимерлер шығаратын әлемде шамамен 75% тұрады өнімдерінің полимерлеу. Қолданылады, олар құрылыста және радиоэлектроника, машина жасау және өндіру тұрмыстық бұйымдар.

Медицинада қолданылады дайындалған синтетикалық полимерлерден жасанды буындар, ыдыстар және т. б. толығымен ауыстыратын осы.Жиі олар материалдардан жасалады негізінде ӘТК (полимерлер) және пластмассалар. Қыздырғанда қандай ұялатып, әр түрлі нысаны. Осы қасиетінде негізделген өндіру әр түрлі бұйымдар. Әдетте, пластмасса — бірнеше заттардың қоспасы; полимер — тек бір, бірақ ең маңызды. Ол байланыстырады қалған компоненттері бірыңғай, көп немесе аз біртекті массасын, сондықтан полимер деп жиі атайды байланыстырушы.

Бастапқыда пластмасса алып, негізінде табиғи полимерлер — туынды целлюлоза, каучук, сүт ақуыз казеин және т. б.; содан кейін байланыстырушы ретінде қолдана бастады және синтетикалық полимерлер — фенолформальдегидные шайыр, полиакрилаттар, полиэфирлер және т. б. Жалпы барлық пластмассалар — бұл кезінде қалыптастыру бұйымдар полимеросвязующее орналасқан вязкотекучем жай-күйі, ал пайдалану кезінде — стеклообразном немесе кристаллическом.

Бастапқы кезеңдерде қалыптау пластмасса бұйымдары молекулалары полимердің іс жүзінде әрқашан бар сызықтық немесе тармақталған құрылымы бар. Егер бұл құрылым сақталып, қалыптау, қалыптаудан кейін, пластмасса мүмкін бірнеше рет қыздырғанда қайтып вязкотекучее жай-күйі. Материалдар бар осы

қасиеті деп атайды термопластичными (термопластами). Олардың қатарына жатады белгілі пластика, полиэтилен, полистирол, полиамиды және поликарбонаттар.

Егер қалыптау процесінде бұйымдар жүреді тігу макромолекулалардың және полимер, твердея алады, торлы құрылым, онда осындай пластмассу болмайды қайтаруға вязкотекучее жағдайы нагреванием немесе растворением. Бұл пластмассалар деп аталады термореактивными (реактопластами). Олардың арасында — пластинкалар негізінде фенолформальдегидных, алкидті, эпоксидті шайырлар.

Пластмассадан жасалған, өте жеңіл (бар аз тығыздығы), көптеген пластмассалар дерлік жүргізілмейді электр тоғы мен жылуды, көптеген төзімді коррозияға агрессивті орталарда, кейбір үзбейді, өзінің беріктік қасиетін тіпті айтарлықтай өзгерген кезде температура.Пластикалық массалардан алуға болады көмегімен қалыптау бұйымдар мен әртүрлі конфигурациялы, мыналармен ауыстыру олардың металл бөлшектері. Сондықтан, пластмасса табады өте кеңінен көптеген салаларда адам қызметі.

Маңызы зор біздің күндері сатып кремнийорганикалық қосылыстар, ең алдымен полимерлік. Бұл теплостойкий және морозоустойчивый силикон каучук, өте маңызды электротехника оқшаулағыштар — кремний органикалық лактар. Тіпті тұрмыстық химия кремнийорганикалық қосылыстар кеңінен қолданылады: өңделген, олар киім аз ластанады және мнется.

Кремний (лат. Silicium) — химиялық элемент IV тобының периодтық жүйесі Менделеев; атом нөмірі 14, атомдық салмағы 28,086.

Ретінде жеке химиялық элемент кремний ашылды 1825 жылы швед химик және минералогом.Берцелиусом.

Нагревая фторосиликат отырып, калиймен, ол қалпына келтірді кремний осы қосылыстар:

K SiF + 4K = 6KF + Si

Ж. Л. Гей-Люссак пен Л. Ж. Тенар алды кремний 12 жасқа дейін Берцелиуса, бірақ өте арам пиғылдан. 1834 жылы орыс химигі Г. И. Hess берді жаңа элемент орыс атауы,қалған өзгеріссіз бүгінгі күнге дейін- «кремний» (древнегреческого «кремнос»-«өтес»,»скала»). От кремний (латын «силекс») және латынша атауы осы элемент.

Кремний — таралу бойынша екінші элемент кейін оттегі (29,5% салмағынан жер қыртысының), бірі-элементтердің өлі табиғат. Оның қосылыстары — силикаттар және алюмосиликаттар — 75% құрайды жер қыртысының. Табиғатта кремний кездеседі тек қосылыстар түрінде, және әрдайым дерлік қатар кремний олардың құрамында бар және оттегі, ал оның оксиді (IV) SiO — маңызды табиғи бейорганикалық қосылыс.

Кристалды кремний салынған кристалдардың сол типіне және алмаз. Бұл зат сұр-сұрғылт түсті, металл, блеском (тығыздығы 2,33 г/см , Тпл=1417, Ткип=2600). Мелкокристаллический кремний бар бурую болады.

Химиялық белсенділігі кремний жоғары емес. Бөлме температурасында ол жалғанады тек фтор, қыздыру кезінде — оттегі, галогенами, сұр, жоғары температурада — көптеген металдармен.

Таза кремний бірі болды ең маңызды жартылай өткізгіш материалдар.

Бірі-кремний оксидінің (IV)- таза құм — выплавляют кварцты шыны үшін күрделі оптикалық құрылғыларды дайындау үшін зертханалық ыдыстарды және жарық беретін аспаптар.

Тағы бір химиялық элемент,онымен соқтығысады әр күні, дәлірек айтсақ, әрбір таң, фтор болып табылады. Фтор жетіспегенде адам ағзасында дамып тісжегі. Сондықтан, көптеген тіс пастасы құрамында фтор.

Фтор (лат. Fluorum)- химиялық элемент, VII тобының периодтық жүйесі Менделеев; атом нөмірі 9, атом массасы 18,998; жатады тобына галогенов. Бар элемент, ол кейінірек аталды, фтор (грек тілінен «фторос» — бұзылуы, жойылуы), догадывались көптеген химиктер соңына XVIII — XIX ғ., бірақ сіз оның таза түрінде, оның ерекше белсенділігінің ұзақ алмады. Тарих фтор көптеген қайғылы беттерінің: көптеген ғалымдар, олар үйреніп, фтордың, жоғалтқан денсаулығы және тіпті қаза болған, өйткені фтор және оның қосылыстары өте улы.

Ең қызықты қосылыстар фтор — плавик қышқылы HF алынды 1771 ж. швед химик К. Шееле. Бірте-бірте крепло сенім заттағы, ашық Шееле, бар жаңа элемент ұқсас хлор. Бірақ жүз жылдан астам бұрын, химиктер бөлдік ақырында бұл элемент.

Бұл 1886 ж. алғашқы ашушы еркін фтор болды француз химигі А. Муассан. Алу үшін фтор, Муассан итермелегені электролизі салқындатылған дейін -23 С сусыз фтороводород және жинады аноде бірнеше көпіршіктері сары газ.

Электродтар » аспабында Муассана жасалды химиялық тұрақты платиноиридиевого қорытпа, бірақ оның разрушал агрессивті газ.

Муассан тиіс дәлелдей ашуға алып, фтор комиссияның қатысуымен, присланной Париж ғылым Академиясы. Ол кәсіби дайындық мектебі болды фтороводород барлық тщательностью орнатты жаңа электродтар тіркеп, ток — ештеңе алды. Бұл кедергі етті тәжірибесіне тым мұқият тазалау бастапқы заттар: электролиз қашты ғана қатысуымен гидродифторида калий KHF .

20 жыл өткен соң бұл ашу Муассан марапатталды химия бойынша Нобель сыйлығының. Электролиз және осы күнге дейін қалады жалғыз алу тәсілі-фтор.

Фтор табиғатта өте кең. Оның мазмұны жер қыртысында 6,25 * жалпы массасының 10%. Еркін фтор табиғатта іс жүзінде кездеспейді. Оның негізгі минерал — флюорит, немесе плавикті шпат CaF ; фтор кіреді, сондай-ақ, құрамына фосфорит, фторапатита 3 Ca (PO ) *CaF ,криолит NaAlF .

Фтор элементі орналасқан-кестеде Менделеев «полюсте» металл емес қасиеттері. Бұл ең белсенді , ең реакционноспособный тотықтырғыш. Тіпті тотығады оттегі фтор. Химиялық белсенділігі фтор мынадай, инертті газдар (криптон, ксенон, радон), ұзақ уақыт бойы считавшиеся емес қабілетті қандай химиялық реакциялар енеді қосылыстар.

Төтенше реакциялық қабілеті фтор ерекшеліктерімен түсіндіріледі құрылыстар, оның атом. Ретінде және басқа галогенов, сыртқы қабығында атом фтор 7 электрондар: жасау үшін орнықты электрондық конфигурация — октета — жоқ, тек бір. Және бұл электрон атом фтор «іріктейді» кез келген заттар, тіпті оттегі, басқа галогенов.Оларда, фтор, 7, электрондардың соңғы қабығында орналасқан, бірақ ол әрі қарай ядро, ядросы әлсіз тартатын валентные электрондар. Сондықтан иод, бром, тіпті хлор кейде мүмкін танытуға оң тотығу дәрежесі, ал фтор — өте сирек.

Фтор жауап барлығымен дерлік қарапайым заттармен басқа, гелий, аргон, неона, азот және көміртегі (алмаз). Нәтижесінде көптеген реакциялардың қатысуымен фтор бөлінеді үлкен саны жылу, ал осы реакциялардың кейбіреулері сипаты бар жарылыс.

Көптеген фторосодержащие заттар үшін өте маңызды болып табылады қазіргі заманғы ғылым мен техника. Мысалы, фтороводород (плавик қышқылы — су ерітіндісі) кеңінен қолданылады, авиациялық, химиялық, целлюлоза-қағаз өнеркәсібі, өндіру кезінде шыныдан және кейбір металдардан.

Плавикті шпат СaF (флюорит)- бір маңызды тұздарының плавик қышқылы.Өйткені бұл өте кең таралған минерал, оны пайдаланады алу үшін HF және жасанды криолитті — қос натрий фторидін және алюминий 3NaF*AlF . Криолит таптырмайтын алюминий өндірісінде.

Атом энергетикасы үшін өте маңызды фтордың басқа галогенами:ClF , BrF, BrF .Көмегімен осы қосылыстардың алады уран гексафториді UF — жалғыз летучее қосылысты уран (температура возгонки барлығы 56,5 ). Изотоптар уран бөліседі, превратив уран концентраттары » летучий гексафториді.

Фтор реакцияға және органикалық заттармен.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *