고분자 물질은 동일한 구조의 수많은 저분자 단량체(단위)로 구성된 화학적 고분자 화합물입니다. 종종 다음과 같은 단량체 성분이 중합체 제조에 사용됩니다. 에틸렌, 염화비닐, 데클로라이드, 비닐 아세테이트, 프로필렌, 메틸 메타크릴레이트, 테트라플루오로에틸렌, 스티렌, 요소, 멜라민, 포름알데히드, 페놀. 이 기사에서는 고분자 재료가 무엇인지, 화학적 및 물리적 특성, 분류 및 유형이 무엇인지 자세히 고려할 것입니다.
이 물질의 분자의 특징은 다음 값에 해당하는 큰 것입니다: М>5*103. 이 매개변수(M=500-5000)의 수준이 낮은 화합물을 올리고머라고 합니다. 저분자량 화합물에서 질량은 500 미만입니다. 다음 유형이 구별됩니다. 고분자 재료: 합성 및 천연. 후자는 천연 고무, 운모, 양모, 석면, 셀룰로오스 등이 포함됩니다. 그러나 주요 장소는 공정의 결과로 얻어지는 합성 고분자가 차지하고 있습니다. 화학 합성저분자량 화합물에서. 고분자 재료를 제조하는 방법에 따라 중축합 또는 부가 반응에 의해 생성되는 폴리머가 구별됩니다.
이 공정은 긴 사슬을 얻기 위해 저분자량 성분을 고분자량으로 조합하는 것입니다. 중합 수준은 주어진 조성의 분자에 있는 "mer"의 수입니다. 대부분의 경우 고분자 재료는 수천에서 수만 개의 단위를 포함합니다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리스티렌, 폴리부타디엔 등 일반적으로 사용되는 화합물은 중합에 의해 얻어진다.
이 과정은 동일한 유형의 많은 단량체 또는 한 쌍의 다른 그룹(A 및 B)을 결합하여 다음 부산물을 동시에 형성하면서 폴리커패시터(거대분자)로 구성되는 단계적 반응입니다. 이산화물, 염화수소, 암모니아, 물 등. 중축합의 도움으로 실리콘, 폴리설폰, 폴리카보네이트, 아미노 플라스틱, 페놀 플라스틱, 폴리에스터, 폴리아미드 및 기타 고분자 재료를 얻을 수 있습니다.
이 공정은 불포화기(활성 사이클 또는 이중 결합)의 단량체에 대한 제한된 반응 조합을 포함하는 단량체 성분의 다중 첨가 반응의 결과로 중합체가 형성되는 것으로 이해됩니다. 중축합과 달리 중첨가 반응은 부산물 없이 진행됩니다. 이 기술의 가장 중요한 공정은 폴리우레탄의 경화 및 생산입니다.
구성에 따라 모든 고분자 재료는 무기, 유기 및 유기 요소로 나뉩니다. 그 중 첫 번째(운모, 석면, 세라믹 등)에는 원자 탄소가 포함되어 있지 않습니다. 그것들은 알루미늄, 마그네슘, 규소 등의 산화물을 기반으로 하며 유기 폴리머는 탄소, 수소, 질소, 황, 할로겐 및 산소 원자를 포함하는 가장 광범위한 부류를 구성합니다. 유기원소 고분자 물질은 나열된 것 외에도 규소, 알루미늄, 티타늄 및 유기 라디칼과 결합할 수 있는 기타 원소의 원자를 주쇄에 포함하는 화합물입니다. 이러한 조합은 자연에서 발생하지 않습니다. 이들은 독점적으로 합성 폴리머입니다. 이 그룹의 특징적인 대표자는 유기 규소 기반의 화합물이며, 그 주쇄는 산소와 규소 원자로 구성됩니다.
필요한 특성을 가진 폴리머를 얻기 위해 기술은 종종 "순수한" 물질이 아니라 유기 또는 무기 성분과의 조합을 사용합니다. 좋은 예폴리머 건축 자재가 사용됩니다: 금속 플라스틱, 플라스틱, 유리 섬유, 폴리머 콘크리트.
이러한 재료의 특성의 특성은 구조로 인해 선형 분지형, 선형, 큰 분자 그룹과 매우 특정한 기하학적 구조가 있는 공간 및 사다리와 같은 유형으로 나뉩니다. 각각에 대해 간단히 살펴보겠습니다.
분자의 주쇄 외에 선형으로 분지된 구조를 갖는 고분자 물질에는 측가지가 있습니다. 이러한 중합체에는 폴리프로필렌 및 폴리이소부틸렌이 포함됩니다.
선형 구조의 재료는 긴 지그재그 또는 나선형 사슬을 가지고 있습니다. 그들의 거대 분자는 주로 연결의 한 구조 그룹 또는 사슬의 화학 단위에서 부위의 반복이 특징입니다. 선형 구조를 가진 중합체는 사슬을 따라 그리고 그들 사이의 결합 특성에 상당한 차이가 있는 매우 긴 거대분자의 존재로 구별됩니다. 이것은 분자간 및 화학 결합을 나타냅니다. 이러한 물질의 거대분자는 매우 유연합니다. 그리고 이 특성은 고분자 사슬의 기초이며, 이는 질적으로 새로운 특성, 즉 높은 탄성과 경화된 상태에서 취성이 없는 특성으로 이어집니다.
이제 공간 구조를 가진 고분자 물질이 무엇인지 알아보자. 이러한 물질은 거대 분자가 서로 결합할 때 가로 방향으로 강한 화학 결합을 형성합니다. 그 결과, 메쉬의 불균일하거나 공간적 기반을 갖는 메쉬 구조가 얻어진다. 이 유형의 폴리머는 선형 폴리머보다 내열성과 강성이 더 큽니다. 이러한 재료는 많은 구조적 비금속 물질의 기초입니다.
사다리 구조의 고분자 물질 분자는 화학 결합으로 연결된 한 쌍의 사슬로 구성됩니다. 여기에는 강성, 내열성이 증가하고 유기 용매와 상호 작용하지 않는 유기 규소 중합체가 포함됩니다.
이러한 물질은 비정질 및 결정질 영역으로 구성된 시스템입니다. 그 중 첫 번째는 강성을 줄이는 데 도움이되며 폴리머를 탄성으로 만듭니다. 즉, 큰 가역 변형이 가능합니다. 결정상은 물질의 분자 유연성을 감소시키면서 강도, 경도, 탄성 계수 및 기타 매개변수를 증가시킵니다. 전체 부피에 대한 이러한 모든 영역의 부피 비율을 결정화 정도라고 하며, 최대 수준(최대 80%)에는 폴리프로필렌, 불소 플라스틱, 고밀도 폴리에틸렌이 있습니다. 폴리염화비닐, 저밀도 폴리에틸렌은 결정화 정도가 낮습니다.
고분자 물질은 가열될 때 어떻게 거동하는지에 따라 일반적으로 열경화성 물질과 열가소성 물질로 나뉩니다.
이러한 재료는 주로 선형 구조를 가지고 있습니다. 가열하면 부드러워 지지만 화학 반응이 발생하여 구조가 공간 구조로 바뀌고 물질이 고체로 변합니다. 앞으로도 이 품질이 유지됩니다. 폴리머 폴리머는 이 원리를 기반으로 하며, 이후의 가열은 물질을 부드럽게 하지 않고 분해로 이어집니다. 완성 된 열경화성 혼합물은 용해되거나 녹지 않으므로 재 처리가 허용되지 않습니다. 이러한 유형의 재료에는 에폭시 실리콘, 페놀-포름알데히드 및 기타 수지가 포함됩니다.
이러한 물질은 가열되면 먼저 연화되었다가 녹고 이후 냉각되면 경화됩니다. 열가소성 폴리머는 이 처리 동안 화학적 변화를 겪지 않습니다. 이것은 프로세스를 완전히 되돌릴 수 있게 합니다. 이 유형의 물질은 작은 힘이 작용하고 화학 결합이 전혀 없는 거대 분자의 선형 분지형 또는 선형 구조를 가지고 있습니다. 여기에는 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리스티렌 등이 포함됩니다. 열가소성 유형의 고분자 재료 기술은 수냉식 금형에서 사출 성형, 압축, 압출, 취입 및 기타 방법으로 제조합니다.
중합체는 고체, 액체, 무정형, 결정상 및 고탄성, 점성 및 유리 변형 상태일 수 있습니다. 고분자 재료의 광범위한 사용은 다음과 같은 다양한 공격적인 매체에 대한 높은 내성 때문입니다. 농축산및 알칼리. 그들은 영향을받지 않으며 분자량이 증가함에 따라 유기 용매에 대한 물질의 용해도가 감소합니다. 그리고 공간 구조를 가진 폴리머는 일반적으로 언급된 액체의 영향을 받지 않습니다.
대부분의 폴리머는 유전체이며 또한 비자성 물질입니다. 사용된 모든 구조 재료 중 열전도율이 가장 낮고 열용량이 가장 높으며 열수축률이 금속보다 약 20배 높습니다. 저온 조건에서 다양한 밀봉 어셈블리의 견고성이 손실되는 이유는 소위 고무의 유리 전이뿐만 아니라 유리화 상태에서 금속과 고무의 팽창 계수 사이의 급격한 차이 때문입니다.
고분자 재료는 구조에 크게 의존하는 광범위한 기계적 특성으로 구별됩니다. 이 설정 외에도 큰 영향물질의 기계적 성질은 다양한 외부 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 여기에는 온도, 주파수, 하중 지속 시간 또는 속도, 응력 상태 유형, 압력, 환경의 특성, 열처리 등이 포함됩니다. 고분자 재료의 기계적 특성의 특징은 매우 낮은 강성과 상대적으로 높은 강도입니다(비교 금속).
폴리머는 일반적으로 E=1-10GPa에 해당하는 고체의 탄성률(섬유, 필름, 플라스틱)과 탄성률이 E=1-10MPa인 부드러운 고탄성 물질(고무)로 나뉩니다. . 그것들과 다른 것들의 파괴의 규칙과 메커니즘은 다릅니다.
고분자 재료는 특성의 뚜렷한 이방성과 강도 감소, 장기 하중 조건에서 크리프 발생이 특징입니다. 이와 함께 피로에 대한 저항력이 상당히 높습니다. 금속과 비교할 때 온도에 대한 기계적 특성의 의존성이 더 다릅니다. 고분자 재료의 주요 특성 중 하나는 변형성(유연성)입니다. 이 매개 변수에 따르면 넓은 온도 범위에서 주요 작동 및 기술적 특성을 평가하는 것이 일반적입니다.
이제 옵션 중 하나를 고려하십시오. 실용적인 응용 프로그램폴리머, 이러한 재료의 전체 범위를 보여줍니다. 이러한 물질은 건설, 수리 및 마감 작업, 특히 바닥재에 널리 사용됩니다. 큰 인기는 해당 물질의 특성으로 설명됩니다. 마모에 강하고 열전도율이 낮고 수분 흡수가 적고 매우 강하고 단단하며 페인트 및 바니시 품질이 높습니다. 고분자 재료의 생산은 조건부로 리놀륨(압연), 타일 제품 및 이음매 없는 바닥용 혼합물의 세 그룹으로 나눌 수 있습니다. 이제 각각에 대해 간단히 살펴보겠습니다.
리놀륨은 다른 유형충전제 및 폴리머. 그들은 또한 가소제, 가공 보조제 및 안료를 포함할 수 있습니다. 고분자 재료의 유형에 따라 폴리에스터(글리프탈산), 폴리염화비닐, 고무, 콜록실린 및 기타 코팅이 구별됩니다. 또한 구조에 따라베이스가없고 방음 및 단열베이스, 단층 및 다층, 매끄럽고 양털 및 주름진 표면뿐만 아니라 단색 및 다색으로 나뉩니다.
이음매없는 바닥 용 재료는 작동시 가장 편리하고 위생적이며 강도가 높습니다. 이러한 혼합물은 일반적으로 폴리머 시멘트, 폴리머 콘크리트 및 폴리비닐 아세테이트로 나뉩니다.
머리말
모든 유형의 고분자 물질은 각 분자가 수만 또는 수십만 개의 동일한 원자 그룹이 직렬로 연결된 사슬이며 동일한 원자 그룹이 리드미컬하게 여러 번 반복되는 물질입니다.
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주요 고분자 재료는 수지와 플라스틱입니다. 열가소성 폴리머인지 열경화성 재료인지에 따라 재료가 반복적으로 부드러워졌다가 굳어지거나 한 번의 가열로 고체 상태가 되어 영구적으로 녹는 능력을 잃을 수 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 현대 고분자 재료는 분산액, 라텍스 및 접착제입니다.
고분자 재료는 무엇이며 건축에 어떻게 사용됩니까? 모든 유형의 고분자 물질은 각 분자가 수만 또는 수십만 개의 동일한 원자 그룹이 직렬로 연결된 사슬이며 동일한 원자 그룹이 리드미컬하게 여러 번 반복되는 물질입니다.
고분자 재료의 주요 유형은 열가소성과 열경화성으로 나뉩니다. 열가소성 중합체는 온도 변화에 따라 반복적으로 연화 및 경화될 수 있을 뿐만 아니라 유기 용매에 쉽게 팽창 및 용해될 수 있습니다. 여기에는 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 폴리염화비닐(폴리염화비닐) 수지와 플라스틱이 포함됩니다.
열경화성 고분자 재료의 주요 특성은 가열 시 불용성 고체 상태로 전환되고 용융 능력의 비가역적 손실입니다. 이러한 중합체에는 페놀-포름알데히드 및 요소-포름알데히드, 폴리에스테르 및 에폭시 수지가 포함됩니다.
열, 빛 및 공기 산소의 영향으로 건설 중인 특정 유형의 고분자 재료는 시간이 지남에 따라 특성이 변경됩니다. 즉, 유연성, 탄력성을 잃습니다. 즉, 노화됩니다.
현대 건축용 고분자 재료의 노화를 방지하기 위해 납, 바륨, 카드뮴 등의 다양한 유기금속화합물인 특수안정제(노화방지제)가 사용됩니다. 예를 들어 안정제로는 티누빈 P가 사용됩니다.
고분자 물질이란 무엇이며 주요 특성은 무엇인지 이 페이지에서 배우게 됩니다.
고분자 재료의 주요 유형 중 하나는 플라스틱입니다. 합성 또는 천연 수지의 고분자 물질을 기반으로 하는 유기 재료 그룹으로, 가열 및 압력 하에서 성형이 가능하여 주어진 형상을 안정적으로 유지합니다.
고분자 플라스틱 재료는 열 및 전기 절연 특성, 내식성 및 내구성이 우수합니다. 플라스틱의 평균 밀도는 15-2200kg/m3입니다. 압축 강도 - 120-160 MPa. 플라스틱에는 우수한 전기 및 단열 특성, 내식성 및 내구성이 부여됩니다. 그들 중 일부는 투명하고 접착력이 높으며 박막과 보호 코팅을 형성하는 경향이 있습니다. 이러한 고분자 재료는 특성으로 인해 주로 바인더, 금속 및 석재와 함께 건축에 널리 사용됩니다.
플라스틱은 바인더(고분자, 충전제, 가소제 및 경화 촉진제)로 구성됩니다. 유색 플라스틱 제조에는 광물성 염료도 사용됩니다.
이러한 유형의 고분자 재료 제조 시 충전제로 유기 및 광물 분말, 석면, 목재 및 유리 섬유, 종이, 유리 및 면직물, 목재 베니어판, 석면 판지 등이 사용됩니다. 충전제는 비용을 절감할 뿐만 아니라 재료뿐만 아니라 플라스틱의 개별 특성을 향상시킵니다. : 경도, 강도, 내산성 및 내열성을 증가시킵니다. 화학적으로 불활성이고 비휘발성이며 독성이 없어야 합니다. 플라스틱 제조에 사용되는 가소제는 아연산, 알루미늄 스테아레이트 등으로 재료에 더 큰 가소성을 부여합니다. 촉매(가속제)는 경화 속도를 높이기 위해 플라스틱에 사용됩니다. 촉매의 예로는 페놀-포름알데히드 중합체를 경화시키는 데 사용되는 석회 또는 유로트로핀이 있습니다.
생산 방법에 따라 합성 고분자 재료는 두 부류로 나뉩니다. 클래스 A - 사슬 중합으로 얻은 고분자; 클래스 B - 중축합 및 단계적 중합에 의해 얻은 중합체.
중합 과정은 동일한 분자와 다른 분자의 조합입니다. 중합 중 부산물이 형성되지 않습니다.
중축합 공정은 저분자량 물질의 다수의 동일하고 상이한 다반응성 분자의 조합으로, 그 결과 고분자량 물질이 형성됩니다. 중축합 과정에서 물, 염화수소, 암모니아 및 기타 물질이 방출됩니다.
실리콘 수지고분자 화합물의 특별한 그룹입니다. 이 고분자 건축 자재의 특징은 유기 및 무기 물질의 특성을 모두 가지고 있다는 것입니다.
이러한 고분자 재료의 물리적, 기계적 특성은 기존의 수지에 비해 온도 변동에 거의 영향을 받지 않으며 소수성 및 내열성이 높습니다. 실리콘 수지는 고온(400-500°C)에 견디는 다양한 제품을 얻는 데 사용됩니다.
이러한 합성 고분자 재료의 주요 적용 영역은 내구성을 높이기 위해 콘크리트와 모르타르를 제조하는 것입니다. 그들은 또한 천연 및 인조 석재(콘크리트, 석회석, 석회화, 대리석 등)의 보호 코팅제로 사용됩니다. 함침은 6-10 년 동안 보호 효과가 있으며 그 후에는 갱신해야합니다.
천연석 및 기타 제품의 함침 표면용 건물 구조소수성 유기 규소 액체(GCL)가 사용되며 사용 전에 유기 용매로 용해되며 수성 50% 에멀젼(우유- 흰색), 물과 1:10의 비율로 혼합하여 사용하십시오.
폴리비닐 아세테이트 분산액(PVA)비닐 아세테이트의 중합 생성물입니다 수중 환경개시제 및 보호 콜로이드의 존재하에. 비명과 이물질이없는 균질 한 흰색의 점성 액체입니다.
PVA는 점도에 따라 H - 저점도, C - 중간 점도, B - 고점도의 세 가지 등급으로 생산됩니다. 그것은 외장 작업에 사용되는 폴리머 시멘트 모르타르, 매 스틱, 페이스트 제조에 사용됩니다.
합성라텍스 SKS-65GP- 유화제로 합성 지방산으로 네칼과 나트륨 비누를 사용하는 수성 에멀젼에서 35:65(중량 기준)의 비율로 부타디엔과 스티렌의 공동 중합 제품. 라텍스 SKS-65GP는 폴리머 콘크리트, 에멀젼 페인트, 마스틱 및 외장 작업에 사용되는 페이스트 제조에 사용됩니다. 라텍스는 또한 다양한 코팅의 적용에 사용됩니다.
이 고분자 건축 자재 라텍스 SKS-65GP의 물리적 및 화학적 특성:
합성라텍스 SKS-ZOSHR은 부타디엔과 스티렌을 수성 에멀젼에 결합 중합시킨 제품으로 외장 작업의 바인더나 접착재로 사용됩니다.
SKS-ZOSHR 라텍스의 물리적 및 화학적 특성:
고분자 접착제는 액체, 분말 및 필름 형태로 생산됩니다.
액체 접착제는 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째 유형의 접착제 조성물은 유기 휘발성 용매(알코올 또는 아세톤)에 용해된 고무, 수지 또는 셀룰로오스 유도체입니다. 용매가 증발한 후 단단한 접착 결합이 형성됩니다. 두 번째 유형의 접착제 조성물은 수용액접착제를 위해 특별히 준비된 수지. 이러한 용액은 적절하게 보관하면 몇 달 동안 걸쭉해지지 않습니다. 액체 접착제에는 40-70%의 고체 접착제가 포함됩니다.
액체 접착제 중에서 가장 일반적인 것은 멜라민-포름알데히드, 페놀-포름알데히드, 요소-포름알데히드, 고무, 에폭시, 폴리비닐 아세테이트 및 실리콘이 첨가된 접착제입니다.
CMC 접착제(카르복시메틸 셀룰로오스의 나트륨염)는 매스틱 및 용액 제조에 사용됩니다.
카르비놀 글루(비닐아세틸렌 카르볼렌)- 연한 오렌지색의 점성이 있는 투명한 액체로 접착력이 높습니다. 따라서 보편적이라고합니다. 콘크리트, 석재, 금속, 목재 등 다양한 재료를 접착할 수 있습니다. 경화 카비놀 접착제는 오일, 산, 알칼리, 가솔린, 아세톤 및 물에 내성이 있습니다.
농축 질산 또는 과산화 벤조일을 촉매로 사용하여 카비놀 접착제의 경화를 촉진합니다. 후자는 폭발성 분말이므로 화기에서 멀리 보관해야 합니다.
카르비놀 접착제는 2가지 조성의 카르비놀 시럽(100wt.h)을 기준으로 생산됩니다. 첫 번째에는 벤조일 퍼옥사이드(1-3wt.h.)가 경화제로 첨가되고, 두 번째에는 농축 질산(1- 2wt.h.).h.).
카르비놀 접착제는 빛의 영향으로 접착력을 잃기 때문에 20°C의 온도와 어두운 곳에서 보관됩니다.
에폭시 접착제그것은 높은 점착성을 가진 투명하고 점성이 있는 밝은 갈색 액체입니다. 석재, 콘크리트, 세라믹 타일을 접착하는 데 사용됩니다. 경화된 에폭시 접착 조인트는 산, 알칼리, 용제, 물 및 높은 기계적 부하에 내성이 있습니다. 경화제 에폭시 수지폴리에틸렌폴리아민 또는 헥사메틸렌디아민이 사용되며, 디부틸프톨레이트는 가소제입니다.
폴리머 사업에 종사하는 우리 중 학생 시절에 재활용 폴리머 가공에 대한 전문 교육을 받는 영광을 가진 사람은 많지 않습니다. 동시에 "폐기물 수입"영역은 항상 기업가를 돈을 모으는 진정한 기회로 끌어들였습니다. 이 부문은 특히 비즈니스 정보 지원과 관련하여 아직 개발이 덜 된 상태입니다. 초보자 전문가가 고분자 재료의 화학에 대한 이론적 지식 기반을 마스터하는 것은 종종 어렵습니다. 정보가 거의 없거나 복잡한 기술 및 화학적 용어로 설명되어 있습니다. 실제로 우리가 잘 알고 있는 것에 대해 열심히 질문하는 파트너와 초보 플레이어가 있습니다. 그리고 우리는 지식을 공유할 준비가 되어 있습니다. 왜냐하면 가시 길원자재 및 장비 분야의 기초부터 복잡한 수급 및 상담까지 처음부터 자체적으로 진행해왔습니다.
이 기사는 문헌에 설명된 가장 단순하면서도 동시에 중요한 개념에 초점을 맞출 것입니다.
폴리머 또는 폴리머 재료는 구조가 유사한 물질의 거대한 그룹입니다. 이러한 구조는 생물과 무생물 모두에 내재되어 있습니다. 폴리머를 현미경으로 보면 반복되는 단편(단량체)이 서로 단단히 결합되어 있는 아름다운 구조를 볼 수 있습니다. 즉, 고분자는 복잡한 화학적 알고리즘에 따라 특정 단위가 여러 번 반복되는 형태로 분자를 구성하는 방식입니다. 플라스틱은 폴리머의 종류 중 하나입니다.
기원에 따라 모든 폴리머는 세 가지로 나눌 수 있습니다. 대규모 그룹: 천연, 인공 및 합성.
천연 고분자 식물과 동물의 생명 활동의 산물입니다. 그들은 양모, 목재 및 가죽에서 대량으로 발견됩니다. 예를 들어, 모든 사람에게 친숙한 전분은 감자의 폐기물인 고분자입니다. 폴리머 구조에는 사람이 포함되어 있습니다. 생명의 기초인 단백질은 정확히 고분자 반복 구조입니다. 학교 생물학 과정에서 많은 사람들이 DNA 사슬을 고려하기를 좋아했습니다. 즉, 속의 전체 세대에 대한 유전 정보를 저장하는 여러 가지 색상의 뉴클레오티드가 전체적으로 소유자에 대해 많은 것을 말할 수 있는 사슬로 결합되었습니다.
인공 고분자 자연의 변형이다. 일반적으로 천연 고분자는 추가 특성으로 정제 및 포화 절차를 거친 후 인공으로 안전하게 분류할 수 있습니다. 이러한 가공의 제품은 예를 들어 변성 고무 및 라텍스(수지)입니다.
합성 고분자 - 별도의 카테고리폴리머. 이들은 기술 혁명의 엔진입니다. 이러한 물질은 본질적으로 유사체가 없으며 실험실에서 어려운 조건과 화학적 변형 반응에서 얻습니다. 합성 고분자의 기본은 석유 및 가스 처리, 탄화수소 합성입니다. 노동 도구에 혁명을 일으킨 것은 합성 폴리머였습니다. 21세기를 고화학의 시대, 폴리머와 플라스틱의 시대로 바꾸었습니다. 2 차 재료 처리에 대한 흥미롭고 유용한 비즈니스에 대한 문을 열어준 사람들이었습니다.
그렇다면 자연에 유사체가 없다면 합성 고분자는 어디에서 왔습니까? 원유에서 가공 준비가 된 원료까지 과립의 경로를 단계별로 살펴보겠습니다.
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단계 |
프로세스 |
설명 |
유용한 결과 |
쓰레기 |
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석유 및 가스 |
관련 플레어에서 연소를 동반함 오일 가스- 폐유 및 가스 생산. 조치에는 두 가지 옵션이 있습니다. 이러한 가스로 대기를 오염시키거나 추가 변형에 사용하십시오. |
석유 및 가스의 1차 수집 |
폐기물 관련 가스,파이프라인을 통해 다음 단계로 운반됩니다. |
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가스 처리 |
가스 처리 공장은 관련 가스를 구입하고 처리하여 특수 정제된 공급 원료인 NGL(경질 탄화수소의 넓은 부분)을 얻습니다. 이들은 폴리머가 아닙니다. |
건조 가스,우리 가정과 화력 발전소의 버너로 들어오는 |
잔류 넓은 가스 혼합물세척 및 가공 후 |
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가스 분류 |
NGL을 액체 균질 기체로 가치 있는 분획으로 분리 |
프로판, 부탄, 펜탄, 이소부탄 |
액화 탄화수소 가스 |
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열분해 |
열분해 플랜트는 액화 탄화수소 가스를 받아 작은 단위로 분해될 때까지, 즉 프로필렌 또는 에틸렌과 같은 가치 있는 가스가 방출될 때까지 가열합니다. |
에틸렌 및 프로필렌 단량체 |
에틸렌 및 프로필렌 단량체 |
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1차 폴리머 생산 |
엔클레이브 또는 관형 반응기에서 중합 화학 반응이 일어나며, 이 반응에서 큰 단위의 구성 요소인 단량체가 촉매의 도움을 받아 중합체로 전환됩니다. |
1차 폴리머 |
1차 폴리머 |
이것이 1차 원료, 보다 정확하게는 제조 공장의 원료가 탄생하는 방법입니다. 그러한 공장은 많지 않으며 일반적으로 엄청난 생산량을 가지고 있으며 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 이 양은 우리나라 전체에 충분하고 해외 파트너에게 수출하기에는 조금 더 많아야 합니다. 따라서 2차 원료는 이미 사람에게 봉사하고 2차 과립 형태로 제2의 삶을 살아가며 다음 처리를 기다리는 원료이다. 합성고분자는 매우 안정적인 물질이기 때문에 이러한 처리량은 매우 클 수 있습니다.
모든 플라스틱 제품은 원래 과립이었고 이후에 제품의 어떤 형태를 취했다는 사실은 과립이 변형 과정에서 살아남았음을 나타냅니다. 우리는 그것을 재활용이라고 부르고 우리가 옳을 것입니다.
폴리머를 가공하는 방법에는 여러 가지가 있지만 기본적으로 모두 특수 장비의 과립을 가열하여 높은 온도, 균질한 덩어리가 될 때까지 혼합하여 이 덩어리를 준다. 원하는 모양그리고 진정. 동시에 이러한 방식으로 형성된 제품은 특히 품질이 떨어지지 않으며 폴리머는 안정적인 물질입니다. 그러나 모든 폴리머가 이러한 처리에 적합한 것은 아닙니다. 따라서 지금 우리는 적합성에 따른 폴리머 분류를 소개할 것입니다. 재활용. 이 분류는 매우 간단합니다.
적합한 것들, 우리는 이름을 붙일 것입니다 열가소성 수지, 그리고 적합하지 않은 것들 열가소성 수지. 우리는 관심이있다 열가소성 수지, 재활용할 수 없는 폴리머로 얻을 수 있는 것이 없기 때문입니다.
따라서 열가소성 수지 또는 열가소성 중합체는 가열될 때 가치를 잃지 않고 침착하게 가열될 수 있는 중합체입니다. 화학적 특성, 그러나 그들은 변기의 안장, 심지어 뚜껑까지 식힐 때 물리적으로 어떤 형태를 취할 수 있습니다. 플라스틱 가공의 끝없는 사이클에 참여하는 것은 열가소성 폴리머입니다. 이러한 생산 현상을 재활용이라고 합니다. 그러나 열가소성 플라스틱은 반복되는 열처리를 견디지 못합니다. 재가열하면 완전히 파괴됩니다. 그럼에도 불구하고 열가소성 플라스틱은 접착제 베이스, 매스틱 및 기타 화학 제품의 형태로 사람에게 제공됩니다.
실제로 이 두 가지를 간단하게 이해하고 동시에, 복잡한 개념, 우리는하지 않습니다 특별한 일폴리머 대표자의 과학적 정의를 해독합니다. 폴리프로필렌그리고 폴리에틸렌. 어떤 문헌에서도 다음과 같이 쓰여질 것입니다.
폴리프로필렌(PP)프로필렌 중합의 산물인 합성 열가소성 폴리머입니다.
폴리에틸렌(PE)에틸렌의 중합 생성물인 합성 열가소성 폴리머입니다.
복잡한 표현은 훨씬 간단하게 들릴 수 있습니다. 이제 우리는 "합성", "열가소성"이 무엇을 의미하는지 알고 단량체가 무엇인지 상상합니다. 중합이 무엇인지 명확하지 않습니다. 중합은 화학 반응단량체를 중합체로 "변환".
우리의 작업에서는 고분자 원료가 무엇인지, 어떤 특징, 특성 및 특성을 가지고 있는지 이해하는 것이 중요합니다. 우리 기사의 대부분은 이러한 문제에 전념하지만 학습의 시작은 바로 여기에 있습니다. 이러한 복잡하고 흥미로운 고분자 화학의 기본 개념과 용어.
감사합니다. Mirovoe oborudovanie LLC의 총무이사
알렉산드라 알렉산드로브나 클레미나
현대 기술의 발전은 뛰어난 성능을 가진 재료의 출현으로 이어졌습니다. 고분자 물질은 수천에서 수백만에 이르는 분자량을 가질 수 있습니다. 이러한 재료의 주요 품질은 광범위한 분포를 결정합니다. 매년 폴리머는 모든 많은 양제조된 제품. 그렇기 때문에 우리는 그들의 기능을 더 자세히 고려할 것입니다.
폴리머의 사용은 매우 광범위합니다. 이것은 해당 재료가 가지고 있는 특별한 특성 때문입니다. 오늘날 고분자 재료는 다양한 영역에서 발견되며 거의 모든 가정에 있습니다. 고분자 재료의 생산 공정은 지속적으로 개선되고 있으며 구성이 변경되어 새로운 작동 품질을 얻습니다.
폴리머의 물리적 특성은 다음과 같이 특성화될 수 있습니다.
일반적인 폴리머의 특성을 고려하여 다음 특성을 잊지 마십시오.
고분자 재료의 화학적 조성은 크게 다를 수 있음을 염두에 두어야 합니다. GOST는 포인트를 기반으로 하는 정성적 평가 절차를 제시합니다.
고분자 재료는 무기 시약에 대한 내성이 높아 산업계에서 널리 사용됩니다. 그렇기 때문에 깨끗한 물이나 초순수 시약용 탱크 생산에 사용됩니다.
위의 모든 정보는 폴리머가 다양한 산업 분야에서 단순히 널리 퍼졌다는 것을 결정합니다. 그러나 수십 가지 기본 유형의 고분자 재료가 있으며 모두 고유한 특성을 가지고 있음을 잊지 마십시오. 그렇기 때문에 고분자 재료의 분류를 자세히 고려할 필요가 있습니다.
폴리머의 분류
합성 고분자 재료를 분류할 수 있는 지표는 상당히 많습니다. 동시에 분류는 주요 운영 품질에도 영향을 미칩니다. 이것이 우리가 다양한 고분자 재료를 더 자세히 고려하는 이유입니다.
분류는 집계 상태에 따라 수행됩니다.
- 단단한. 거의 모든 사람들은 하우징 제조에 사용되는 폴리머에 익숙합니다. 가전 제품및 기타 가정 용품. 이 재료의 다른 이름은 플라스틱입니다. 고체 형태의 고분자 재료는 충분히 높은 강도와 연성을 가지고 있습니다.
- 탄성 재료. 구조의 높은 탄성은 고무, 발포 고무, 실리콘 및 기타 유사한 재료의 생산에 사용되었습니다. 그것의 대부분은 기본 성능과 관련이 있는 단열재로 건설에서 발견됩니다.
- 액체. 폴리머를 기반으로 상당히 많은 수의 다양한 액체 물질이 생산되며 대부분은 건설에도 적용 가능합니다. 예를 들어 페인트, 바니시, 실런트 등이 있습니다.
액체 폴리머 - 페인트
탄성 폴리머 - 고무 코팅
다른 유형의 고분자 재료는 다른 성능 특성을 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 그들의 특징을 고려해야합니다. 결합되기 전에는 액체 상태이지만 반응 후에는 고체가 되는 상업적으로 이용 가능한 중합체가 있습니다.
원산지별 폴리머 분류:
- 고분자량을 특징으로 하는 인공 물질.
- 천연이라고도 불리는 생체 고분자.
- 인조.
다양한 물질을 혼합하여 탁월한 성능을 얻을 수 있기 때문에 합성 기원의 고분자 재료가 더 널리 보급되었습니다. 인공 고분자는 오늘날 거의 모든 가정에서 발견됩니다.
합성 물질의 분류는 분자 네트워크의 특징에 따라 수행됩니다.
- 선의.
- 분기.
- 공간.
분류는 또한 헤테로 원자의 특성에 따라 수행됩니다.
- 주쇄는 산소 원자를 포함할 수 있다. 이러한 사슬 구조는 복잡하고 단순한 폴리에스테르 및 과산화물을 얻을 수 있게 합니다.
- 주쇄에 황 원자가 존재하는 것이 특징인 IUD. 이 구조로 인해 폴리티오에테르가 얻어진다.
- 주쇄에서 인 원자가 있는 화합물을 찾을 수도 있습니다.
- 주쇄는 산소와 질소 원자를 모두 포함할 수 있습니다. 이러한 구조의 가장 일반적인 예는 폴리우레탄이라고 할 수 있습니다.
- 폴리아민과 폴리아미드는 주요 사슬에 질소 원자가 있는 고분자 물질의 대표적인 대표적인 물질입니다.
또한 고분자 재료에는 두 가지 큰 그룹이 있습니다.
- Carbochain - 하나의 탄소 원자를 가진 HMC 거대 분자의 주쇄를 갖는 변형.
- 헤테로 사슬 - 탄소 원자 외에도 다른 물질의 원자도 포함하는 구조.
탄소 사슬 폴리머의 종류는 엄청나게 많습니다.
- 테플론이라는 고분자량 화합물.
- 고분자 알코올.
- 포화된 주쇄가 있는 구조.
- 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 대표되는 포화 염기성 결합을 가진 사슬. 오늘날 이러한 유형의 폴리머는 매우 널리 퍼져 있으며 건축 자재 및 기타 물건의 생산에 사용됩니다.
- 알코올 처리를 기반으로 얻은 해군.
- 카르복실산의 가공에서 파생된 물질.
- 니트릴에서 파생된 물질.
- 방향족 탄화수소를 기반으로 얻은 재료. 이 그룹의 가장 일반적인 대표자는 폴리스티렌입니다. 높은 절연성으로 인해 널리 사용되었습니다. 오늘날 폴리스티렌은 주거용 단열재로 사용됩니다. 비주거 건물, 차량 및 기타 장비.
위의 모든 정보는 단순히 수많은 종류의 고분자 재료가 있음을 결정합니다. 이 순간은 또한 인간 활동의 거의 모든 산업 및 분야에서 광범위한 분포, 적용을 결정합니다.
폴리머의 응용
현대 경제와 사람들의 삶은 단순히 고분자 재료 없이는 할 수 없습니다. 이는 비용이 상대적으로 저렴하기 때문이며 필요한 경우 특정 작업에 대해 주요 성능을 변경할 수 있습니다.
고분자 재료의 응용
폴리머 사용을 고려할 때 다음 사항에 주의해야 합니다.
- 적극적인 생산은 20 세기 초에 시작되었습니다. 초기에 생산 기술은 저분자 원료와 셀룰로오스의 가공으로 구성되었습니다. 처리 결과 페인트와 필름이 나타났습니다.
- 현대 폴리머는 모든 산업의 발전에 영향을 미쳤습니다. 영화 발전 당시 투명 필름의 등장으로 최초의 사진 촬영이 가능해졌습니다.
- 에 현대 세계고려되는 고분자 재료는 거의 모든 산업에서 사용됩니다. 예를 들어 장난감, 장비, 약, 직물, 건축 자재 등. 또한 기본 성능을 변경하기 위해 다른 재료의 일부가되어 천연 가죽이나 고무 가공에 사용됩니다. 플라스틱을 사용하여 제조업체는 컴퓨터 및 모바일 장치의 비용을 줄이고 더 가볍고 얇게 만들 수 있었습니다. 금속과 폴리머를 비교하면 비용 차이가 클 수 있습니다.
- 고분자 재료 생산 기술의 향상으로 인해 기계 공학 및 기타 여러 산업에서 사용되는 보다 현대적인 복합 재료가 등장했습니다.
- 폴리머의 사용은 공간과도 관련이 있습니다. 항공기와 다양한 위성의 생성을 예로 들 수 있습니다. 질량을 크게 줄이면 더 저렴한 비용으로 지구의 중력을 극복할 수 있습니다. 또한 폴리머는 온도 및 습도 변동과 같은 환경 스트레스를 견딜 수 있는 것으로 잘 알려져 있습니다.
처음에는 저품질 저분자 물질이 고분자 생산의 원료로 사용되었습니다. 그렇기 때문에 그들에게는 많은 결점이 있었습니다. 그러나 생산 기술의 향상으로 오늘날 폴리머는 사용하기에 매우 안전하고 환경에 유해한 물질을 방출하지 않는다는 사실로 이어졌습니다. 따라서 일상 생활에서 사용되는 물건의 제조에 점점 더 많이 사용됩니다.
결론적으로 고려중인 영역이 지속적으로 개발되고 있으며 복합 재료가 나타나기 시작했습니다. 폴리머보다 훨씬 비싸지만 물리적, 화학적, 기계적 특성이 뛰어납니다. 가까운 장래에 고분자 재료는 아직 이를 대체할 대안이 없기 때문에 다양한 분야에서 계속 활발히 사용될 것입니다.
고분자는 고분자 유형의 화합물입니다. 그들의 기초는 고분자 물질의 거대 사슬이 형성되는 단량체입니다. 폴리머를 사용하면 다음과 같은 재료를 만들 수 있습니다. 높은 레벨강도, 내마모성 및 기타 여러 유용한 특성.
자연스러운. 자연스럽게 형성됩니다. 예: 호박색, 실크, 천연 고무.
인조. 실험실에서 생산되며 천연 성분을 포함하지 않습니다. 예: 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리우레탄.
인공의. 실험실에서 생산되지만 천연 성분을 기본으로 합니다. 예: 셀룰로이드, 니트로셀룰로오스.
폴리머의 종류와 그 용도는 매우 다양합니다. 사람을 둘러싸고 있는 대부분의 물체는 이러한 재료를 사용하여 만들어집니다. 종류에 따라 가지고 있는 다양한 속성, 적용 범위를 결정합니다.
우리가 눈치채지 못한 채 일상적으로 접하는 많은 일반적인 폴리머가 있습니다.
고분자 재료의 범위는 매우 넓습니다. 이제 우리는 자신있게 말할 수 있습니다. 거의 모든 분야의 산업 및 생산에 사용됩니다. 특성으로 인해 폴리머는 특성면에서 훨씬 열등한 천연 재료를 완전히 대체했습니다. 따라서 폴리머의 특성과 응용을 고려해 볼 가치가 있습니다.
분류에 따라 재료는 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
각 품종의 품질은 폴리머의 범위를 결정합니다.
주변을 둘러보면 합성 소재로 만들어진 수많은 제품을 볼 수 있습니다. 이것은 세부 사항입니다 가전 제품, 직물, 장난감, 주방 용품 및 심지어 가정용 화학 물질. 사실, 이것은 일반 플라스틱 빗에서 세척 분말에 이르기까지 광범위한 제품입니다.
이러한 광범위한 사용은 낮은 생산 비용과 고품질 특성 때문입니다. 제품은 내구성이 있고 위생적이며 인체에 유해한 성분을 포함하지 않으며 보편적입니다. 일반 나일론 스타킹도 폴리머 구성 요소로 만들어집니다. 따라서 일상 생활에서 폴리머는 천연 소재보다 훨씬 더 자주 사용됩니다. 그들은 품질면에서 그들보다 훨씬 우수하고 제공합니다. 저렴한 가격제품.
예:
플라스틱으로 만들어졌거나 합성 섬유가 포함된 모든 것은 폴리머를 기반으로 만들어지므로 예제 목록은 끝이 없을 수 있습니다.
건설에 폴리머를 사용하는 것도 매우 광범위합니다. 그들은 약 50-60년 전에 비교적 최근에 사용되기 시작했습니다. 이제 대부분의 건축 자재는 폴리머를 사용하여 생산됩니다.
주요 방향:
인클로징 및 건축 구조물 분야에서는 폴리머 콘크리트, 복합 보강재 및 보, 이중창용 프레임, 폴리카보네이트, 유리 섬유 및 기타 다양한 재료가 있습니다. 이 유형. 모든 폴리머 기반 제품은 고강도 특성, 긴 서비스 수명 및 부정적인 자연 현상에 대한 내성을 가지고 있습니다.
접착제는 습기에 강하고 접착력이 우수합니다. 다양한 재료의 접합에 사용되며 높은 접합강도를 가지고 있습니다. 폼은 조인트를 밀봉하기 위한 이상적인 솔루션입니다. 그들은 높은 열 절약 특성을 제공하고 다양한 품질을 가진 수많은 품종을 보유하고 있습니다.
엔지니어링 커뮤니케이션 생산에 고분자 재료를 사용하는 것은 가장 광범위한 분야 중 하나입니다. 그들은 물 공급, 전원 공급 장치, 열 절약, 하수도 네트워크 장비, 환기 및 난방 시스템에 사용됩니다.
단열재는 우수한 열 절약 특성, 경량 및 저렴한 비용을 가지고 있습니다. 방수는 높은 수준의 내수성을 가지며 다양한 형태(롤 제품, 분말 또는 액체 혼합물)로 생산될 수 있습니다.
폴리머 바닥은 힘든 작업 없이 거친 바닥에 완벽하게 평평한 표면을 만들 수 있는 특수 소재입니다. 이 기술은 국내 및 산업 건설에 모두 사용됩니다.
현대 산업은 폴리머를 기반으로 한 다양한 마감재를 생산합니다. 그들은 다른 구조와 방출 형태를 가질 수 있지만 특성 측면에서 항상 자연 마감을 능가하고 훨씬 저렴한 비용을 가지고 있습니다.
의학에서 폴리머의 사용은 널리 퍼져 있습니다. 가장 간단한 예는 일회용 주사기입니다. 에 이 순간의료 분야에서 사용되는 약 3,000개의 제품을 생산하고 있습니다.
실리콘은 이 분야에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 그들은 필수 불가결한 성형수술, 화상 표면을 보호하고 다양한 제품을 제조합니다. 의학에서 폴리머는 1788년부터 사용되었지만 제한된 양입니다. 그리고 1895년에는 골 결손 부위를 셀룰로이드계 고분자로 봉합하는 수술을 통해 더욱 널리 퍼졌습니다.
이 유형의 모든 재료는 용도에 따라 세 그룹으로 나눌 수 있습니다.
폴리머는 온실과 토지 개간에서 가장 활발하게 사용됩니다. 첫 번째 경우에는 다양한 필름, 농약, 셀룰러 폴리카보네이트 및 부속품이 필요합니다. 이 모든 것은 온실 건설에 필요합니다.
개선에는 고분자 재료로 만든 파이프가 사용됩니다. 그들은 금속보다 무게가 적고 저렴한 비용과 긴 서비스 수명을 가지고 있습니다.
식품 산업에서 고분자 재료는 용기 및 포장 제조에 사용됩니다. 단단한 플라스틱이나 필름 형태일 수 있습니다. 주요 요구 사항은 위생 및 역학 표준을 완전히 준수하는 것입니다. 식품 공학에서 폴리머 없이는 할 수 없습니다. 이를 사용하면 곡물 및 기타 벌크 제품을 운송할 때 중요한 최소한의 접착력으로 표면을 만들 수 있습니다. 또한, 빵 굽기 및 반제품 생산 라인에서 유착 방지 코팅이 필요합니다.
폴리머는 인간 활동의 다양한 분야에서 사용되어 수요가 높습니다. 그들 없이는 불가능합니다. 천연 재료특정 사용 조건을 충족하는 데 필요한 여러 특성을 제공하지 않을 수 있습니다.
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