Polima isokaboni: mifano na matumizi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Kwa asili, kuna polima za oganoelement, ogani na isokaboni. Nyenzo za isokaboni ni pamoja na nyenzo ambazo mnyororo wake mkuu ni isokaboni, na matawi ya upande sio radicals ya hidrokaboni. Vipengee vya vikundi vya III-VI vya mfumo wa mara kwa mara wa vipengele vya kemikali vinahusika zaidi na uundaji wa polima za asili ya isokaboni.

Ainisho

Polima za kikaboni na isokaboni zinachunguzwa kikamilifu, sifa zao mpya zinabainishwa, kwa hivyo uainishaji wazi wa nyenzo hizi bado haujatengenezwa. Hata hivyo, vikundi fulani vya polima vinaweza kutofautishwa.

Kulingana na muundo:

• mstari;
• gorofa;
• tawi;
• nyavu za polima;
• yenye pande tatu na nyinginezo.

Kulingana na atomi za uti wa mgongo zinazounda polima:

• aina ya homochain (-M-)n - inajumuisha aina moja ya atomi;
• aina ya heterochain(-M-L-)n - inajumuisha aina tofauti za atomi.

Kulingana na asili:

• asili;
• bandia.

Ili kuainisha dutu ambazo ni molekuli kuu katika hali dhabiti kama polima isokaboni, lazima pia ziwe na anisotropi fulani ya muundo wa anga na sifa zinazolingana.

Sifa Muhimu

Zinazojulikana zaidi ni polima za heterochain, ambamo ubadilishaji wa atomi chanya na elektroni hutokea, kwa mfano, B na N, P na N, Si na O. Pata polima isokaboni ya heterochain (NP) inaweza kutumia miitikio ya polikondesheni. Polycondensation ya oxoanions huharakishwa katika kati ya tindikali, wakati polycondensation ya cations ya hidrati huharakishwa katika kati ya alkali. Upasuaji wa polycondensation unaweza kufanywa katika myeyusho na katika vitu vikali kukiwa na joto la juu.

Polima nyingi za heterochain isokaboni zinaweza kupatikana tu chini ya hali ya usanisi wa halijoto ya juu, kwa mfano, moja kwa moja kutoka kwa vitu rahisi. Uundaji wa kabidi, ambayo ni miili ya polimeri, hutokea wakati oksidi fulani zinapoingiliana na kaboni, na pia katika uwepo wa joto la juu.

Minyororo mirefu ya homochain (yenye kiwango cha upolimishaji n>100) huunda kaboni na vipengele vya p vya kundi VI: salfa, selenium, tellurium.

polima isokaboni: mifano na matumizi

Maalum ya NP iko kwenye elimumiili ya fuwele ya polymeric yenye muundo wa kawaida wa tatu-dimensional ya macromolecules. Kuwepo kwa mfumo mgumu wa vifungo vya kemikali hutoa misombo kama hii kwa ugumu mkubwa.

Sifa hii hukuruhusu kutumia polima isokaboni kama nyenzo za abrasive. Matumizi ya nyenzo hizi yamepata matumizi mapana zaidi katika tasnia.

Kinga ya kipekee ya kemikali na joto ya NP pia ni mali muhimu. Kwa mfano, nyuzi za kuimarisha zinazotengenezwa kutoka kwa polima za kikaboni ni thabiti katika hewa hadi joto la 150-220 ˚C. Wakati huo huo, nyuzi za boroni na derivatives zake hubakia imara hadi joto la 650 ˚С. Ndiyo maana polima isokaboni zinaahidi kuunda nyenzo mpya zinazostahimili joto na kemikali.

Thamani inayotumika pia ni ya NP, ambazo zote zinakaribiana katika sifa na kikaboni, na huhifadhi sifa zake mahususi. Hizi ni pamoja na fosfeti, polyphosphazenes, silikati, oksidi za sulfuri za polimeri zilizo na makundi mbalimbali ya kando.

polima za kaboni

Kazi: “Toa mifano ya polima isokaboni,” mara nyingi hupatikana katika vitabu vya kiada vya kemia. Inashauriwa kuifanya kwa kutaja NP bora zaidi - derivatives za kaboni. Baada ya yote, hii inajumuisha nyenzo zilizo na sifa za kipekee: almasi, grafiti na carbine.

Carbine ni polima laini iliyoundwa kwa njia ghushi, iliyosomwa kidogo na yenye viashirio vya nguvu visivyo na kifani ambavyo si duni, lakini kulingana na idadi ya tafiti nabora kuliko graphene. Hata hivyo, carbine ni dutu ya ajabu. Baada ya yote, sio wanasayansi wote wanaotambua uwepo wake kama nyenzo inayojitegemea.

Kwa nje inaonekana kama unga mweusi wa fuwele wa chuma. Ina mali ya semiconductor. Conductivity ya umeme ya carbyne huongezeka kwa kiasi kikubwa chini ya hatua ya mwanga. Haipoteza mali hizi hata kwa joto hadi 5000 ˚С, ambayo ni ya juu zaidi kuliko kwa vifaa vingine vya kusudi hili. Nyenzo hiyo ilipokelewa katika miaka ya 60 na V. V. Korshak, A. M. Sladkov, V. I. Kasatochkin na Yu. P. Kudryavtsev kwa oxidation ya kichocheo ya asetilini. Jambo gumu zaidi lilikuwa kuamua aina ya vifungo kati ya atomi za kaboni. Baadaye, dutu iliyo na vifungo viwili tu kati ya atomi za kaboni ilipatikana katika Taasisi ya Misombo ya Organoelement ya Chuo cha Sayansi cha USSR. Mchanganyiko mpya uliitwa polycumulene.

Graphite - katika nyenzo hii uagizaji wa polima huenea kwenye ndege pekee. Safu zake haziunganishwa na vifungo vya kemikali, lakini kwa mwingiliano dhaifu wa intermolecular, hivyo hufanya joto na sasa na haipitishi mwanga. Graphite na derivatives yake ni polima za kawaida za isokaboni. Mifano ya matumizi yao: kutoka penseli hadi sekta ya nyuklia. Kwa kuongeza grafiti, bidhaa za kati za oksidi zinaweza kupatikana.

Diamond - sifa zake ni tofauti kimsingi. Almasi ni polima ya anga (ya pande tatu). Atomi zote za kaboni hushikiliwa pamoja na vifungo vikali vya ushirikiano. Kwa sababu polima hii ni ya kudumu sana. Almasi haipitishi mkondo na joto, ina muundo wa uwazi.

polima za Boroni

Ukiulizwa ni polima zipi isokaboni unazojua, jisikie huru kujibu - polima za boroni (-BR-). Hili ni kundi pana la NPs, linalotumika sana katika tasnia na sayansi.

Boroni CARBIDE - fomula yake inaonekana sahihi zaidi kama hii (B12C3) n. Kiini cha kitengo chake ni rhombohedral. Mfumo huu unaundwa na atomi kumi na mbili za boroni zilizounganishwa kwa ushirikiano. Na katikati yake kuna kundi la mstari wa atomi tatu za kaboni zilizounganishwa kwa ushirikiano. Matokeo yake ni muundo imara sana.

Borides - fuwele zake huundwa sawa na carbudi iliyoelezwa hapo juu. Imara zaidi kati ya hizi ni HfB2, ambayo huyeyuka tu kwa 3250 ° C. TaB2 inajulikana kwa upinzani wa juu zaidi wa kemikali - asidi wala michanganyiko yao haifanyi kazi.

Boroni nitridi - mara nyingi hujulikana kama talc nyeupe kwa kufanana kwake. Kufanana huku kwa kweli ni juu juu tu. Kwa kimuundo, ni sawa na grafiti. Ipate kwa kupasha joto boroni au oksidi yake katika angahewa ya amonia.

Borazon

Elbor, borazone, cyborite, kingsongite, cubonite ni polima zisizo za kikaboni ngumu sana. Mifano ya maombi yao: utengenezaji wa magurudumu ya kusaga, vifaa vya abrasive, usindikaji wa chuma. Hizi ni dutu za ajizi za kemikali kulingana na boroni. Ugumu ni karibu zaidi kuliko vifaa vingine vya almasi. Hasa, borazon huacha mikwaruzo kwenye almasi, na ya pili pia huacha mikwaruzo kwenye fuwele za borazon.

Hata hivyo, hizi ND zina manufaa kadhaa juu ya almasi asilia: zina kubwa zaidiupinzani wa joto (kuhimili joto hadi 2000 ° C, almasi huharibiwa kwa viwango vya 700-800 ° C) na upinzani wa juu kwa matatizo ya mitambo (sio tete sana). Borazon ilipatikana kwa joto la 1350 ° C na shinikizo la angahewa 62,000 na Robert Wentorf mnamo 1957. Nyenzo zinazofanana zilipatikana na wanasayansi wa Leningrad mnamo 1963.

polima za salfa isokaboni

Homopolymer - urekebishaji huu wa salfa una molekuli ya mstari. Dutu hii si dhabiti, kwa mabadiliko ya joto hugawanyika katika mizunguko ya octahedral. Huundwa katika hali ya ubaridi mkali wa kuyeyuka kwa salfa.

Marekebisho ya polima ya dioksidi ya salfa. Inafanana sana na asbesto, ina muundo wa nyuzi.

polima za selenium

Seleniamu ya kijivu ni polima iliyo na molekuli kuu za mstari wa heli zilizowekwa sambamba. Katika minyororo, atomi za selenium zimeunganishwa kwa ushirikiano, wakati macromolecules huunganishwa na vifungo vya molekuli. Hata selenium iliyoyeyuka au iliyoyeyushwa haigawanyi kuwa atomi mahususi.

Seleniamu nyekundu au amofasi pia ni polima ya mnyororo, lakini ya muundo uliopangwa kidogo. Katika kiwango cha joto cha 70-90 ˚С, hupata sifa zinazofanana na mpira, na kugeuka kuwa hali ya elastic sana, ambayo inafanana na polima za kikaboni.

Selenium carbide, au rock crystal. Imara kwa joto na kemikali, kioo cha anga chenye nguvu ya kutosha. Piezoelectric na semiconductor. Chini ya hali ya bandia, ilipatikana kwa kujibu mchanga wa quartz na makaa ya mawe katika tanuru ya umeme kwa joto la karibu 2000 ° C.

Polima Nyingine za Selenium:

• kliniki mojaselenium - iliyopangwa zaidi kuliko nyekundu ya amofasi, lakini duni kwa kijivu.
• Selenium dioxide, au (SiO2)n, ni polima ya mtandao yenye pande tatu.
• Asbesto ni polima ya oksidi ya seleniamu yenye muundo wa nyuzi.

polima za fosforasi

Kuna marekebisho mengi ya fosforasi: nyeupe, nyekundu, nyeusi, kahawia, zambarau. Nyekundu - muundo wa NP faini-fuwele. Inapatikana kwa kupokanzwa fosforasi nyeupe bila hewa kwa joto la 2500 ˚С. Fosforasi nyeusi ilipatikana na P. Bridgman chini ya masharti yafuatayo: shinikizo la angahewa 200,000 kwa joto la 200 °C.

Phosphornitride kloridi ni misombo ya fosforasi yenye nitrojeni na klorini. Mali ya vitu hivi hubadilika na kuongezeka kwa wingi. Yaani, umumunyifu wao katika vitu vya kikaboni hupungua. Wakati uzito wa Masi ya polima hufikia vitengo elfu kadhaa, dutu ya mpira huundwa. Ni mpira pekee usio na joto unaostahimili joto. Huharibika tu kwenye halijoto inayozidi 350 °C.

Hitimisho

polima isokaboni mara nyingi ni dutu zenye sifa za kipekee. Wao hutumiwa katika uzalishaji, katika ujenzi, kwa ajili ya maendeleo ya vifaa vya ubunifu na hata vya mapinduzi. Kadiri sifa za NP zinazojulikana zinavyosomwa na mpya kuundwa, wigo wa matumizi yao huongezeka.