Általános információk a polimerek és osztályozás
Általános információk a polimerek és anyagok alapján rájuk. Használja a polimerek és tűzveszély.
Osztályozása polimerek (az összetétele a fő lánc a makromolekulák, a makromolekulák szerkezetére, a viselkedés a melegítés során, a gyúlékonyság, előkészületben).
Osztályozása A polimer szintézis reakciókban (polimerizációval, polikondenzációval).
Fiziko-kémiai, tűzveszélyes és toxikológiai tulajdonságait a polimerek.
Alapvető termikus bomlási reakció és az égési polimerek
(Fő típusú lebomlásra, termikus és termo-oxidatív
Általános információk a polimerek és anyagok alapján rájuk. A polimerek alkalmazása kezeléséhez tárgyak, azok milyen tűzveszélyességi
A polimer az úgynevezett kémiai, amelynek nagy a molekulatömege és amely egy nagy számú ismétlődő molekularészek kapcsolódó kémiai kötésekkel. Ezeket a fragmentumokat az úgynevezett elemi linkeket.
Így, a jelek a polimerek a következők: 1. A nagyon nagy molekulatömegű (százezer). 2. lánc szerkezete molekulák (gyakran egyszeres kötések).
Meg kell jegyezni, hogy a polimerek már sikeresen versenyezni az összes többi anyag az emberiség ősidők óta.
polimerek, biológiai és orvosi
ion - és elektron-csere anyagok
hő- és hőálló műanyagból
Építkezéshez
Felületaktív anyagok és az ellenálló anyagok agresszív média.
A gyors bővülése polimerek előállítására vezetett a tűzveszély (ahogy éget jobb, mint a fa) vált a nemzeti katasztrófa sok országban. Saját égés és bomlása különböző anyagok képződnek, főként az emberekre mérgező. Ismerve a tulajdonságait a veszélyes anyagok szükségesek a sikeres küzdelmet ellenük.
Osztályozás polimer készítmény makromolekuláris főlánc (leggyakoribb):
I. carbochain Navy - polimer gerincek vannak kialakítva csak szénatomok
II. Heteroláncú IUD - fő polimer lánc, továbbá a szénatomok, tartalmaznak heteroatomot (oxigén-, nitrogén-, foszfor-, kén-, stb)
III. Polimer elem-szerves vegyületek - fő láncok a makromolekulák olyan elemeket tartalmaznak, amelyek nem része a természetes szerves vegyületek (Si, Al, Ti, B, Pb, Sb, Sn, stb).
Minden osztály van osztva csoportok szerkezetétől függően a lánc a linkek, a száma és természete a szubsztituensek az oldalláncok. Hetero-vegyületeket sorolják, továbbá, tekintettel a természetét és heteroatomok száma, és a fémorganikus polimerek - attól függően, hogy a kombináció a szénhidrogén-egységek szilíciumatomot tartalmaznak, titán, alumínium, stb
a) polimereket tartalmaznak telített láncokat: polipropilén - [-CH2-CH-] n,
polietilén - [-CH2-CH2-] n; CH3
b) polimerek telítetlen láncok: polibutadién - [-CH2-CH = CH-CH 2-] n;
c) halogénatommal helyettesített polimerek: Teflon - [-CF2-CF2-] N, PVC - [-CH2-CHCl-] n;
g) polimer alkoholok: polivinil-alkohol - [-CH2-CH-] n;
d) alkoholok származékai, polimerek: polivinil - [-CH2-CH-] n;
e) polimer aldehidek és ketonok: poliakrolein - [-CH2-CH-] n;
g) a karbonsav polimerek: poliakrilsav, - [-CH2-CH-] n;
h) polimer nitrilek: PAN - [-CH2-CH-] n;
u) aromás szénhidrogén-polimerek: polisztirol - [-CH2-CH-] n.
Tartalmazó polimerek a fő láncban oxigénatomot:
a) poliéterek: poliglikolok - [-CH2-CH 2-O-] n;
b) poliészterek: PETP -
c) polimer-peroxid: polimer-peroxid sztirol - [-CH2-CH-O-O-] n;
2. tartalmazó polimereket a főláncban nitrogénatomot:
a) polimer aminok: polietilendiamin - [-CH2-CH 2-NH-] n;
b) a polimer amidok: polikaprolaktám - [NH- (CH2) 5-C] n;
3.Polimery tartalmazó a főláncban atomok mind a nitrogén és oxigén - poliuretán: [-C-NH-R-NH-C-O-R-O-] n;
4.Polimery tartalmazó a fő láncban a kénatomok:
a) az politioéter [- (CH 2) 4- S-] n;
b) politetrasulfidy [- (CH 2) 4-S - S-] n;
5.Polimery tartalmazó a főláncban atomok foszfor,
Polimer vegyületek 1.Kremniyorganicheskie
a) a poliszilán vegyületet R R
b) egy polisziloxán-vegyületet
c) vegyületek polikarbosilanovye
g) olyan vegyületek polikarbosiloksanovye
2. szerves Ti polimer vegyületek, például:
3. Szerves alumíniumvegyület polimer vegyületek, például:
Osztályozása a polimerek a szerkezet a makromolekulák
Macromolecules lehetnek lineáris, elágazó láncú, és a háromdimenziós térszerkezet.
Lineáris polimerek állnak lineáris makromolekuláris szerkezetet; ilyen makromolekulák egy sor monomer egységeket (-A-). kapcsolódnak a hosszú egyenes láncú:
nA ® (... -A - A- ...) m + (... - A - A - ...) R + .... ahol (... - A - A - ...) - makromolekula polimert különböző molekulatömegű.
Elágazó polimerek jellemző, hogy fő láncok a makromolekulák oldalsó ágak, rövidebb, mint a fő lánc, de is áll az ismétlődő monomer egységek:
006.gif „/> ... - A - A - A - A - A - A - A- ...
Térbeli polimerek egy háromdimenziós szerkezet jelenléte jellemez a makromolekuláris lánc kapcsolódik erők az alap vegyértékek keresztirányú hidak által képzett atomok (-B-) vagy atomcsoportok, így például monomer egységeket (-A-)
-A - A - A - A - A - A - A -
-A - A - A - A - A - A -
- A - A - A - A - A - A -
Térbeli elrendeződése polimerek gyakori térhálósítja nevezzük - térhálós polimerek. A háromdimenziós polimer molekula fogalma értelmét veszti, mivel ezek külön molekula kapcsolódnak egymáshoz minden irányban, amely egy nagy makromolekulák.
Osztályozás a viselkedésre hevítve
hőre lágyuló - polimerek egyenes vagy elágazó szerkezetű, a tulajdonságait, amelyek reverzibilis ismételt fűtés és hűtés;
hőre keményedő - több lineáris és elágazó láncú polimerek, makromolekulák, amelyek melegítés eredményeként fellépő kémiai kölcsönhatás közöttük vannak összekötve egymással; ezáltal egy térbeli hálós szerkezet miatt erős kémiai kötés. A melegítés után, hőre keményedő polimerek általában infúzióval beadható, és az oldhatatlan - egy olyan folyamat visszafordíthatatlan keményítési.
Rézsűk tűzveszélyességi
Ez az osztályozás meglehetősen közelítő, mivel a gyújtás és az égés anyagok függ nemcsak a anyag természetétől, hanem a gyulladási hőmérsékletét a forrás, a gyújtás feltételek, a termék alakját, vagy szerkezetek, stb
Ezen osztályozás szerint a polimer anyagok vannak osztva gyúlékony, nem gyúlékony és nem éghető. Gyúlékony anyagok kibocsátására gyúlékony, és nem gyúlékony és - önoltó.
Példák az éghető polimerek: polietilén, polisztirol, polimetil-metakrilát, polivinil-acetát, epoxi gyanták, cellulóz, stb
Példák nem gyúlékony polimerek, PVC, PTFE, fenol-formaldehid-gyanták, karbamid-formaldehid gyanták.
Osztályozás módszer szerint előállítására (származás)
- természetes (fehérjék, nukleinsavak, természetes gyanta) (állati és
- szintetikus (polietilén, polipropilén, stb ...);
- mesterséges (kémiai módosítása természetes polimerek - észterek
Szerves és szervetlen polimerek
Szervetlen kvarc, szilikátok, gyémánt, grafit, korund, carbyne, bór-karbid, stb ..
Szerves: gumik, cellulóz, keményítő, szerves üveg és
Fizikai tulajdonságai a polimerek
1. A polimerizáció foka - az átlagos érték (a molekulák keveréke).
2. nehezen oldódó (oldhatóság csökken a növekvő molekulatömeg
4. Nincs pontos olvadáspontja. (Átlagoljuk).
5. tartalmazó polimereket halogének összetételük, ellenáll a savak és
lúgok (teflon, PVC).
Tartalmazó polimereket CN-csoport, ellenálló könnyű olaj,
A nedvesíthetőség jelenlététől függ a hidrofil csoportok (-NH-, -COOH,
8. Csak két vegyületek aggregáció - szilárd és folyékony.
9. A polimer viszkozitása anyagok nagyon nagy.
10. Az egyes egységeket a makromolekulák önállóan írja
a kémiai reakciók, azaz a viselkednek, mint önálló egység.
11. A polimer tulajdonságai függnek a geometriai alak a makromolekulák.
12. A megjelenése a hidrogénkötések makromolekulák közötti jelentősen
növeli az erejét a polimer:
13. Többszörös kapcsolat oka merevség és magas termikus
ellenállás, (-CH = CH-) 4 - poliének stabilak akár 800 ° C-on, -CºC- Polyhymnius
(Carbyne -SºS-) - akár 2300 oC.
Alapvető termikus bomlási reakció és az égési polimerek
kémiai (+ H2O + sav + lúgok, stb ...);
mechanikus (irreverzibilis deformációja terhelés alatt);
oxidáns (O2 + fűtés);
sugárzást (n, a, b, g- sugárzás);
biológiai (cellulóz-nitrát, bizonyos gumik, degradálódnak mikroorganizmusok).
Upon a polimerek bomlását a képződött szilárd anyagot (koksz), folyékony és gáz halmazállapotú anyagok. Folyékony és légnemű anyagok az úgynevezett „illékony”. Isolation „illékony” anyag - a jele a polimerek bomlását.
A hőmérséklet, amelynél vált kiemelkedő „illékony” anyag - indulási hőmérséklet bomlás.
A végtermékek bomlásának vegyület (polimer) egy egyszerű anyag (C2H2 -. C, H2 nylon - C, H2, O2, N2). Bomlanak egyszerűbb anyagok rendelkezésre T - 3000 ° C-on
A tűz T „1500 ° C-on, és az összetétele felszabadult anyagok bonyolult - (H2, CO, C2H4, C2H6, CH4, CO2, HCN, NH3, stb)
Molekulák magasabb molekulatömegű akár összetett anyagokat. Így, ha ki vannak téve, hogy viszonylag alacsony hőmérsékleten (500-600 ° C), hogy a polimer, az illékony anyagok az összetételében tartalmaz több vagy kevesebb kátrányos gáz halmazállapotú anyagok. Növekvő hőmérséklettel, gázalakú fajok növeli.
A amelyik a polimerek bomlását a jelenlétében vagy távollétében O2 levegő megkülönböztetni termikus és termo-oxidatív lebomlását.
Az hőbomlás megérteni bomlási polimer anyag hővel hiányában egy oxidálószer (a relatív mozgás a komponensek pusztulásához vezet kötvények). Termikus lebomlás általában megy keresztül gyökös mechanizmussal. Amikor ez bekövetkezik depolimerizációs, azaz monomerek hasítás.
300 ° depolimerizált polisztirol 60-70%, szerves üveg - 90-95%.
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
-CH2 - C-CH2-C-CH = C ¾® -CH2-C-CH2 + × C-CH == C
COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3
Termooxidatív lebomlás - a pusztító folyamat a makromolekulák, amelyek a magas hőmérsékleten oxigén jelenlétében. Ez a folyamat akkor fordulhat elő, alacsonyabb hőmérsékleten, mint a termikus megsemmisítése.
Az elsődleges termékek - peroxid lebomlási, amelynél szabad gyökök keletkeznek.
-CH = CH- + O2 ¾® -CH-CH- ¾® -CH-CH- ¾® -CH + CH-
O - O × O × O O O
-CH2-CH- ¾® -CH2-C- ¾® -CH2-C- + × OH
-CH2-C-CH2-CH- ® -CH 2-C + × CH2-CH-
021.gif „/> I I I I
Víz képződik, aldehidek, ketonok, alkoholok, stb
R × + -CH2-CH-CH2-CH- ¾® RH + -CH2-C · -CH2-CH- + O2 ¾®
® -CH2-C-CH2-CH- + RH ¾® -CH2-C-CH2-CH- + R × ¾®
® -CH2-C-CH2-CH- + OH × ¾® -CH 2-C + -CH2-CH-
Properties of Polymers égésű
A polimer egység súlya égési levegő igényel nagy térfogatú (1,5 - 2-szer magasabb, mint a fa - 4,5 m3 / kg);
Készült nagy mennyiségű égési termékek;
Jelentős underburning - keletkezett füst;
Ez tartalmaz sok mérgező a tökéletlen égés termékeinek (CO, NO2, HCI, HCN, C, stb);
Olvadás és terjesztése - a tűz terjedését;
Magas égési hőmérséklet - 1100 - 1300 deg.C;
Nagy emissziós a láng.
A kompozíció a bomlástermékek és az égési polimerek
Wood áll cellulóz (52-59%), a lignin (21-28%), hemicellulóz, gumi, terpének, stb
Lignin okoz woodiness növényi szövetet, fa sejtek kitölti a teret, ahol a felhalmozott 70%. Egy amorf massza sárga-barna színű. Nem oldódik erős H2SO4. A molekulatömeg 10000 felett.
Hemicellulóz - egy sor összetett poliszacharidok szolgáló anyagok a sejtfalak és tartalék anyagok előállításához cukor. Egységes. Vízben nem oldódik, nem redukáló tulajdonsága.
Cellulóz - szénhidrát, amelynek építési növényi készítmény (rost). Ha teljes hidrolízis teljesen elbomlik a glükóz. Nagyon sok pamut, len. Szervetlen savak a elcukrosított:
027.gif „/> H OH CH 2OH
027.gif „/> - O OH H O
030.gif „/> H H O H H
A faipari 49,5% C, 6,3% H, 44,2% O
Ahhoz, hogy a 110 ° C-on eltávolítjuk a nedvességet, 150-200 oC - bomlástermékek elsősorban áll CO2 és H2O. Feletti hőmérsékleten 200 ° C-on előállított gáznemű éghető anyagok: CO, szénhidrogének, H2, stb
A laboratóriumi körülmények között, elsősorban a hemicellulóz elbontjuk - 220-250 ° C-on, majd a cellulóz - 280-350 ° C-on, majd a lignin - 280-500 ° C-on
A maximális hozama illékony figyelhető meg 270-450 ° C-on (80%).
400-500 ° C - a mérleg szinte nincs illékony anyagok - a korrupció. A kompozíció a gyantás anyagok közé tartozik a víz, fenolok, glikol, szénhidrogének, alkoholok, savak, viaszok, stb
Depolimerizáció: 300 ° C - 90-95%.
048.gif „/> CH3 CH3
035.gif „/> COOCH3 N COOCH3
Is képezhetünk más termékekkel termooxidatív lebomlás. Amikor égési lángot alakult elsősorban CO2 és H2O.
Legfeljebb 400 ° C depolimerizációs
051.gif „/> -CH-CH2- CH = CH2 n
Tűz esetén - peploobrazovanie, terjesztése, fekete füst.
A összeomlása kezdődik hőmérsékleten 160-180 ° C-on Alakult HCI (akár 95% a klórt áthalad bele).
Kloroprén kaucsuk és gumi
Megnövelt termikus stabilitással (egy ilyen szerkezet, halogén jelenlétében). Izolálása HCl kezdődik 200-250 ° C-on, és végül 400 ° C-on
A termikusan stabil legfeljebb 400 ° C-on Ez képes égetni csak olyan környezetben oxigénben gazdag. A tűz esetén bomlik S2F4 monomer.
Capron, Nitron, gyapjú
Az égéstermékek: CO, CO2, H2O, CnH2n + 2, HCN, NO, NO2, NH3 és mások (gyapjú - SO2, H2S, S - mint sárga füst). Az egyesített hatása.
2. Pisarenko, AP Havin Z.Ya. A során a szerves kémia. M. magasabb iskolai, 1975. 510 p.
3. Nechaev AP Szerves kémia. M. magasabb iskolai, 1976. 288 p.