Polimery nieorganiczne

Praktyczne znaczenie mają liniowe polimery nieorganiczne, które w naib. stopnie są podobne do stopni organicznych - mogą istnieć w tej samej fazie, stanach skupienia lub relaksacji, tworzyć podobne wierzchołki. struktury itp. Takimi polimerami nieorganicznymi mogą być kauczuki żaroodporne, szkła, włóknotwórcze itp., a także wykazują pewną liczbę St-in, która nie jest już właściwa dla org. polimery. Należą do nich polifosfazeny, polimeryczne tlenki siarki (z różnymi grupami bocznymi), fosforany i krzemiany.

Przetwarzanie polimerów nieorganicznych na szkło, włókna, ceramikę szklaną, ceramikę itp. wymaga stopienia, któremu z reguły towarzyszy odwracalna depolimeryzacja. Dlatego zwykle stosuje się dodatki modyfikujące, które umożliwiają stabilizację średnio rozgałęzionych struktur w wytopach.

Silikony

Widziałeś już polimery nieorganiczne; jeśli nie na tych stronach, to przynajmniej w życiu codziennym pewnie już gdzieś widzieliście silikonowy polimer. Silikony są jednymi z najczęściej spotykanych polimerów nieorganicznych. Wyglądają tak:

Właściwie należałoby je nazwać polisiloksanami. Wiązanie między atomami krzemu i tlenu jest bardzo silne, ale bardzo elastyczne. Dlatego silikony mogą wytrzymać wysokie temperatury bez rozkładu, ale mają bardzo niskie temperatury zeszklenia. Zapewne spotkałeś się już gdzieś z gumą lub kitem wykonanym z silikonów.

polisilany

Poświęcono dużo czasu, aby tak się stało, ale atomy krzemu nadal były ułożone w długie łańcuchy polimerowe. Już w latach dwudziestych lub trzydziestych XX wieku chemicy zaczęli zdawać sobie sprawę, że polimery organiczne są zbudowane z długich łańcuchów węglowych, ale poważne badania nad polisilanami rozpoczęto dopiero pod koniec lat siedemdziesiątych.

Wcześniej, w 1949 roku, w tym samym czasie, gdy pisarz Kurt Vonnegut pracował w dziale public relations General Electric, CA Burkhard pracował w dziale badań i rozwoju tej samej firmy. Wynalazł polisilan zwany polidimetylosilanem, ale nie był on dobry. Wyglądało to tak:

Tworzył kryształy tak mocne, że nic nie mogło ich rozpuścić. Burkhard próbował je podgrzać, ale nie topiły się w temperaturach poniżej 250 o C. W wyższych temperaturach rozkładały się i nigdy się nie topiły. To sprawiło, że polidimetylosilan był całkiem bezużyteczny. Substancję tę otrzymano w reakcji metalicznego sodu z dichlorodimetylosilanem w następujący sposób:

Jest to ważne, ponieważ w latach 70. niektórzy naukowcy zaczęli rozumieć, jak tworzyć małe cząsteczki z atomów krzemu. Tak więc, nie spodziewając się tego, zrobili coś bardzo podobnego do tego, co zrobił wcześniej Burckhard. Doprowadzili do reakcji metalicznego sodu z dichlorodimetylosilanem, ale do tej mieszaniny dodali także trochę dichlorometylofenylosilanu. I zgadnij, co się stało? Podpowiem: nie dostali struktur, których chcieli. To, co wymyślili, to ten kopolimer:

Być może stanie się to bardziej jasne, jeśli narysujesz ten kopolimer w ten sposób:

Widzisz, te grupy fenylowe mieszają się, gdy polimer próbuje krystalizować, więc ma mniej właściwości krystalicznych niż polidimetylosilan. Oznacza to, że jest rozpuszczalny i może być przetwarzany, przekształcany i badany.

Cóż, do czego służą te substancje? Polisilany są interesujące, ponieważ mogą przewodzić prąd. Z pewnością nie tak dobre jak miedź, ale znacznie lepsze niż można by oczekiwać od polimeru i warte badań. Są również bardzo odporne na ciepło, można je nagrzać do prawie 300 oC. Ale jeśli podgrzejesz je do znacznie wyższych temperatur, możesz zamienić je w węglik krzemu, który jest użytecznym materiałem ściernym.

Polimery germanu i cyny

Cóż, jeśli krzem może tworzyć długie łańcuchy polimerowe, to co z innymi pierwiastkami chemicznymi z czwartej grupy układu okresowego? Czy polimery można wytwarzać z germanu? Możesz mi uwierzyć, one istnieją! Łańcuchy polimerowe można tworzyć nie tylko z germanu, ale nawet z atomów cyny! Takie polimery określa się odpowiednio jako polimery zawierające german i cynę.

Polimery cyny są wyjątkowe, interesujące, niezwykłe, po prostu niezwykłe, ponieważ są jedynymi znanymi polimerami, których szkielet zbudowany jest w całości z atomów metali. Podobnie jak polisilany, polimery germanu i cyny (poligermany i polistanyleny) są badane pod kątem ich zastosowania jako przewodników elektrycznych.

polifosfazeny

Z przykrością informuję o tym, ale skończyły nam się pierwiastki czwartej grupy układu okresowego. Tak więc ostatni polimer nieorganiczny, któremu się dzisiaj przyjrzymy, musi być wykonany z czegoś innego. A tym czymś jest fosfor i azot. Podobnie jak polisiloksany, polifosfazeny składają się z naprzemiennych atomów. W tym przypadku w głównym łańcuchu naprzemiennie atomy fosforu i krzemu, tak jak poniżej:

Ten szkielet jest bardzo elastyczny, podobnie jak szkielet polisiloksanów, więc polifosfazeny są dobrymi elastomerami. Są również bardzo dobrymi izolatorami elektrycznymi.

Polifosfazeny są wytwarzane w dwóch etapach:

Najpierw bierzemy pięciochlorek fosforu i traktujemy go chlorkiem amonu, aby uzyskać chlorowany polimer. Następnie traktujemy go alkoholową solą sodową, co daje nam podstawiony estrem polifosfazen.

Obecnie istnieje ogromna różnorodność polimerów nieorganicznych. Większość z nich to związki naturalne, ale nowoczesne technologie umożliwiają sztuczne otrzymywanie polimerów nieorganicznych. Z reguły ich produkcja wymaga wysokiego ciśnienia i temperatury, podstawą jest czysta substancja, a metody pozostają takie same jak przy produkcji polimerów organicznych (np. polimeryzacja). Charakterystycznymi właściwościami polimerów nieorganicznych są ich odporność chemiczna i stabilność termiczna. Ponadto wiele z tych polimerów jest twardych, ale raczej kruchych. Wyjaśnieniem tego jest przestrzenna struktura krystaliczna lub nadmierna obecność jonów w wiązaniu chemicznym. Do najbardziej znanych nieorganicznych materiałów polimerowych należą grafit, szkło mineralne, ceramika, diamenty, azbest, kwarc, mika.

Elementy tabeli chemicznej mogą tworzyć różne łańcuchy polimerowe. Na przykład siarka, selen i tellur tworzą liniowe łańcuchy, które zgodnie z kowalencją atomów składają się w spirale. Te pierwiastki chemiczne, które należą do głównych grup podgrup III - V, mogą tworzyć zarówno łańcuchy liniowe, jak i płaskie lub przestrzenne struktury polimerów nieorganicznych. Podstawą łańcuchów polimerowych są najczęściej tlenki krzemu, aluminium i szeregu innych metali. Tworzą najszerszą grupę nieorganicznych materiałów polimerowych - krzemiany i glinokrzemiany. Ponadto są istotną częścią skorupy ziemskiej. Struktura łańcucha molekularnego krzemianów może być łańcuchowa, drabinkowa, warstwowa i trójwymiarowa. Każda z tych struktur nadaje materiałom nieorganicznym pewne, charakterystyczne tylko dla nich właściwości. Na przykład struktura drabinkowa sugeruje obecność dwóch równoległych łańcuchów molekularnych połączonych atomami tlenu. To właśnie te wiązania zapewniają obecność nowych właściwości, które pozwalają zaklasyfikować otrzymane materiały jako włókniste (azbest). Kolejną cechą charakteryzującą polimery nieorganiczne jest struktura warstwowa. Duże odległości między warstwami zapewniają poszczególnym substancjom (talk, mika) łatwe rozdzielanie. Jeśli łańcuch zawiera metale, które mogą oddziaływać z wodą, proces ten dodatkowo zwiększa dostępną odległość między warstwami. Może to prowadzić do pęcznienia materiału nieorganicznego. Krzemiany o trójwymiarowej strukturze charakteryzują się dobrą wodoodpornością, twardością i sztywnością. Z reguły odmiany kwarcu spełniają takie cechy: topaz, jaspis, agat, kryształ górski i inne.

Szkła nieorganiczne i ceramika techniczna

Szkła nieorganiczne Sitale Ceramika techniczna Elementy technologii i zastosowania ceramiki konstrukcyjnej.

Skład chemiczny szkieł i ich właściwości Klasyfikacja szkieł nieorganicznych.

We współczesnej materiałoznawstwie różne substancje nieorganiczne zaczynają zajmować coraz ważniejsze miejsce. Wiele z nich stosuje się w postaci kryształów: kwarcu (SiO2), korundu (a-AI2O3) oraz kolorowych kryształów tego tlenku - szafiru, rubinu itp., a także rutylu (TiO2), azotków, siarczków itp. Jednak na znacznie większą skalę te same substancje nieorganiczne są wykorzystywane w stanie wamorficznym w postaci szkieł.

Najpopularniejsze szkło na bazie dwutlenku krzemu - szkło krzemianowe. Powszechnie stosowane są również szkła glinokrzemianowe i borokrzemianowe.

Szkło nieorganiczne jest chemicznie złożonym, amorficznym, makroskopowo izotropowym materiałem, który ma właściwości mechaniczne kruchego ciała stałego. Szkło otrzymuje się po schłodzeniu roztopionej mieszaniny związków nieorganicznych (głównie tlenków). Ich właściwości są takie same we wszystkich kierunkach, tj. są izotropowe. Po podgrzaniu nie topią się w stałej temperaturze, jak kryształy, ale stopniowo miękną w szerokim zakresie temperatur, przechodząc w stan ciekły. Ich topienie wraz ze wzrostem temperatury i utwardzanie wraz ze spadkiem temperatury jest odwracalne. Konstrukcyjnie są to solidne rozwiązania.

Można wyróżnić dwie przyczyny amorficznego stanu szkieł nieorganicznych.

Pierwszym powodem jest to, że w obszarze krzepnięcia roztopione szkło ma bardzo dużą lepkość (tab. 6.3).

Tabela 6.3 – Lepkość niektórych substancji w temperaturach topnienia

Substancja		h × 10, Ns/m2

Drugi powód wynika z cech wiązania kowalencyjnego, które determinuje oddziaływanie atomów w tlenku. Wiązanie kowalencyjne ma dwie ważne właściwości: nasycenie i kierunkowość. W zależności od nasycenia wiązania chemicznego, każdy atom szkła w przestrzeni ma, zgodnie ze swoją wartościowością, ściśle określoną liczbę „partnerów” interakcji. Na przykład krzem jest 4-wartościowy. A jego atom musi mieć w swoim najbliższym otoczeniu cztery atomy tlenu (w szkle kwarcowym), z którymi jest połączony spolaryzowanym wiązaniem kowalencyjnym. Co więcej, wiązania te mogą być tworzone nie arbitralnie, ale pod pewnym kątem względem siebie (zasada kierunkowości). Wszystko to sprawia, że ​​bardzo trudno jest stworzyć regularną, krystaliczną strukturę. W bardzo lepkim ośrodku po schłodzeniu w strukturze szkła może powstać jedynie uporządkowanie uporządkowania atomów o krótkim zasięgu.

Skład chemiczny szkieł i ich właściwości

Okulary stosowane w inżynierii składają się najczęściej z kilku elementów. Zgodnie z przeznaczeniem użytkowym wszystkie elementy szklane można podzielić na trzy grupy: formatory, modyfikatory i kompensatory.

Substancje tworzące szkło są głównym składnikiem szkła. Substancje szklotwórcze to polimery nieorganiczne o strukturze sieciowej. Dlatego szkła mają pewne cechy struktur polimerowych i odpowiadające im właściwości fizyczne charakterystyczne dla materiałów polimerowych.

Najczęściej jako substancje szklotwórcze stosuje się SiO2 (szkło krzemianowe), Al2O3 i SiO2 (szkło glinokrzemianowe), B2O3 i SiO2 (szkło borokrzemianowe), B2O3, Al2O3 i SiO2 (szkło boroglinokrzemianowe).

Modyfikatory wprowadza się do szkła, aby nadać mu pożądane właściwości: uprościć technologię, obniżyć koszt materiału itp.

Na przykład, gdy tlenki metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych są wprowadzane do kwarcu, temperatura mięknienia szkła spada, a technologia jest uproszczona. Dodatki tlenków chromu, żelaza, kobaltu itp. nadają szkłu pożądany kolor. Tlenki metali ciężkich, takie jak ołów, zwiększają współczynnik załamania światła.

Często wprowadzenie jakiegoś dodatku poprawia niektóre właściwości i pogarsza inne wskaźniki materiału. Następnie wprowadza się dodatki - kompensatory, których celem jest stłumienie negatywnego przejawu głównych modyfikatorów.

Jedną z ważnych właściwości szkła jest odporność na ciepło. Dla większości szkieł odporność na ciepło wynosi od 90 do 200°C, a dla szkła kwarcowego, najtrwalszego, żaroodpornego i nierozszerzającego się osiąga 800-1000°C.

Zależność wytrzymałości szkła od temperatury ma minimum 200°C. Maksymalna temperatura pracy zwykle nie przekracza 400-500°C, co w przybliżeniu odpowiada temperaturze zeszklenia. Szkło kwarcowe pozwala na długotrwałą pracę w temperaturze 1100-1200°C (wzrost wytrzymałości o 50%) oraz krótkotrwałą pracę przy podgrzaniu do 1400-1500°C.

Termiczne wzmacnianie (utwardzanie) szkła odbywa się poprzez jego szybkie i równomierne chłodzenie, podgrzewane powyżej temperatury zeszklenia w strumieniu powietrza lub w olejach. Umacnianie szkła przez odpuszczanie wiąże się z pojawieniem się w szkle odpowiednio równomiernie rozłożonych naprężeń, które powodują naprężenia ściskające w zewnętrznych warstwach szkła oraz naprężenia rozciągające w warstwach wewnętrznych. Wytrzymałość szkła na ściskanie jest około 10-15 razy większa niż wytrzymałość na rozciąganie.

Hartowanie termochemiczne polega na hartowaniu szkła, a ponadto na zmianie samej struktury i właściwości jego warstwy wierzchniej. Takie utwardzenie uzyskuje się przez szybkie schłodzenie szkła ogrzanego powyżej temperatury zeszklenia w ogrzanych ciekłych polimerach krzemoorganicznych. Dodatkowe utwardzanie tłumaczy się tworzeniem warstw polimerowych na powierzchni szkła.

Klasyfikacja szkieł nieorganicznych, ich właściwości, zastosowanie

Jednym z najpowszechniejszych szkieł wysokiej jakości stosowanych w konstrukcjach samolotów jest niskoalkaliczne szkło glinoborokrzemianowe.

Z założenia szkła techniczne dzielą się na optyczne, laboratoryjne, elektryczne, transportowe, przyrządowe, ochronne, termoizolacyjne, oświetleniowe, z włókna szklanego itp. Gęstość szkieł nieorganicznych waha się od 2200 kg/m3 dla lekkich szkieł alkaliczno-krzemianowych (współczynnik załamania światła n = 1,44) do 5200…8000 kg/m3 dla ciężkich zawierających do 65% tlenków ołowiu, baru, bizmutu (n=1,9); przezroczystość niemalowanych szkieł wynosi do 92% w widzialnej części widma.

Odporność chemiczna i hydrolityczna szkieł w środowisku kwaśnym (z wyjątkiem kwasu fosforowego H2PO3 i fluorowodoru HF, który całkowicie rozpuszcza szkło) jest dość wysoka. W środowisku alkalicznym rezystancja maleje. Szkła krzemianowe zawierające 20-30% Na2O lub LiO są rozpuszczalne w gorącej wodzie i tworzą "płynne szkło".

Wadą szkła hartowanego jest wrażliwość na uderzenia na krawędziach (przy samej krawędzi) oraz w rogach. Po rozbiciu szkło hartowane pokrywa się gęstą siecią pęknięć, które utrudniają widzenie.

Jeśli dwie tafle szkła zostaną sklejone ze sobą przezroczystą, elastyczną i elastyczną folią polimerową, uzyskuje się tak zwany tripleks. Po zniszczeniu powstałe fragmenty pozostają na folii polimerowej, do której są przymocowane i nie wylewają się.

Sitale, ich właściwości, zastosowanie

Znakomite właściwości posiadają nowe materiały konstrukcyjne - ceramika szklana (pojęcie to powstało od słów szkło i kryształ), otrzymywana w wyniku krystalizacji szkieł nieorganicznych na bazie pewnych tlenków.

Sitall to częściowo skrystalizowane kieliszki. Otrzymuje się je poprzez kontrolowaną krystalizację szkła w podwyższonej temperaturze. Podczas tego procesu w objętości materiału tworzą się mikroregiony o strukturze krystalicznej o wielkości do 1 µm. Stężenie takich obszarów w ceramice szklanej może przekraczać 50% objętościowych.

Ze względu na skład chemiczny ceramika szklana różni się od szkła tym, że dodaje się do niej katalizatory krystalizacji (zarodki). Jako katalizatory krystalizacji stosuje się mikrocząstki złota, srebra, platyny, miedzi (setne części procenta) lub tlenki tytanu, cyrkonu, cynku, chromu, wanadu itp.

Pod względem struktury ceramika szklana zajmuje pozycję pośrednią między zwykłym szkłem a ceramiką.Pod tym względem ceramika szklana jest czasami nazywana ceramiką szklaną. Ceramika szklana to wieloskładnikowe, heterogeniczne, wielofazowe układy, które mają bardzo wysoki poziom właściwości: wysoką wytrzymałość mechaniczną, twardość, stabilność chemiczną i termiczną, niską rozszerzalność cieplną i inne użyteczne właściwości. Na przykład ceramika szklana, zwana „piroceramem”, jest mocniejsza od szkła walcowanego, stali wysokowęglowej, lżejsza od aluminium i nie różni się od kwarcu współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i odpornością na ciepło.

Podczas przemiany szkła w sitall, szkło przechodzi najpierw etap topnienia (temperatura Tm), następnie szkło formowane jest w produkt i schładzane do temperatury Tn - temperatury tworzenia się centrów krystalizacji. W tej temperaturze szkło utrzymuje się przez około 1 godzinę, w wyniku czego w masie materiału tworzą się małe kryształy i możliwe staje się zwiększenie temperatury do Tg. W Tg kryształy rosną i materiał traci przezroczystość. Czas ekspozycji produktu szklanego w temperaturze Tg wynosi 4-6 godzin.

Stopy mikrokrystaliczne otrzymywane ze szkieł

Stopy krystaliczne o wysokiej wytrzymałości ze szkieł metalicznych uzyskuje się w sposób podobny do tworzenia piroceramiki. Są to stopy na bazie Fe, Ni, Cr, Mo, Co, W w różnych kombinacjach z metaloidami (głównie borem), których zawartość nie przekracza 12% i są kruche w stanie amorficznym. Taśmy z bezpostaciowego stopu poddane obróbce strumieniowo-ściernej można łatwo sproszkować, który następnie poddaje się wytłaczaniu na gorąco lub izostatycznemu prasowaniu w gazie i jednocześnie krystalizuje, tworząc mikrokrystaliczną strukturę stabilizowaną drobnymi cząstkami boru. Jeśli w stopie znajduje się węgiel, można przeprowadzić utwardzającą obróbkę cieplną. Takie stopy są bardzo twarde i odporne na ścieranie i mogą być stosowane jako stale szybkotnące.

Ceramika techniczna

Ceramika to wieloskładnikowy, niejednorodny materiał otrzymywany przez spiekanie silnie rozproszonych cząstek mineralnych (gliny, tlenki, węgliki, azotki itp.). Jeśli skład ceramiki obejmuje metale, to ten rodzaj ceramiki nazywa się cermetalami.

Proces technologiczny wytwarzania wyrobów ceramicznych składa się z kilku etapów. Główne operacje technologiczne w produkcji materiałów ceramicznych to: przygotowanie składników wyjściowych w postaci proszków, mieszanie składników, formowanie wyrobów, wypalanie detalu, operacje końcowe (obróbka skrawaniem, metalizacja itp.).

Struktura ceramiki

Wiele rodzajów struktur materiałów ceramicznych można podzielić na dwie grupy: makroizotropowe i anizotropowe.

materiały makroizotropowe. Na poziomie atomowym lub molekularnym są to materiały anizotropowe, ale wielkość formacji supramolekularnych, czyli ziaren, jest niewielka w porównaniu z wielkością wyrobu ceramicznego. Można zidentyfikować cztery rodzaje materiałów makroizotropowych.

1. Ceramika mikrokrystaliczna. Przykładami tej ceramiki są różne rodzaje porcelany. Sitale mają taką samą strukturę. na ryc. 6.3 a kropki wskazują obszary mikrokrystaliczne otoczone ośrodkiem amorficznym. Zawartość fazy krystalicznej i amorficznej w materiale może być różna, inne jest też rozmieszczenie tych faz w objętości materiału. Materiał jest na ogół izotropowy. Materiały te są bardzo gęste i kruche.

A

V

Rodzaje ceramiki:

a - mikrokrystaliczny, b - ziarnisty, c - porowaty (TiC), d - zbrojony (ceramika HTSC układu Y-Ba-Cu-O).

2. struktura ziarna . Ten typ struktury jest najbardziej typowy dla materiałów ceramicznych. Ziarna w strukturze ceramiki mogą różnić się wielkością, kształtem i właściwościami. Różne są również rozmieszczenie ziaren o różnym charakterze w masie materiału, siła adhezji cząstek w materiale. Wszystkie te czynniki w złożony sposób wpływają na właściwości ceramiki. W praktyce w ograniczonych ramach stosuje się równania empiryczne postaci:

,

gdzie s - siła; podobnie jest stałą bliską sile pojedynczego kryształu; k jest stałą; d - wielkość ziarna.

3. Porowata struktura . Ogólnie rzecz biorąc, wiele materiałów ceramicznych jest porowatych. Czasami jednak pory powstają celowo: w celu zmniejszenia masy wyrobu ceramicznego, uczynienia go przepuszczalnym dla gazów lub cieczy itp.

Zazwyczaj wytrzymałość ceramiki porowatej jest niższa niż wytrzymałość ceramiki ziarnistej. Kształt porów wpływa również na wytrzymałość materiału. Por może również przerwać rozwój pęknięcia podczas awarii i rozłożyć obciążenie w masie materiału.

4. Wzmocniona konstrukcja. Ten rodzaj ceramiki zawiera wydłużone ziarna o wysokiej wytrzymałości. W objętości materiałów ziarna te nie są zorientowane w żadnym określonym kierunku. Dlatego w makroobjętości materiał zachowuje się jak izotrop. Wytrzymałość takiej ceramiki, ze względu na zbrojenie, jest bardzo wysoka.

ceramika anizotropowa. W tych materiałach elementy konstrukcyjne są celowo zorientowane we właściwym kierunku. Ceramika anizotropowa obejmuje ceramikę warstwową, ceramikę włóknistą lub ceramikę o strukturze zorientowanej.

Elementy technologii materiałów ceramicznych

1 - Zdobywanie proszków. Istnieją mechaniczne i fizykochemiczne metody otrzymywania proszków. Pierwszy z nich związany jest z kruszeniem materiału. Drugie to procesy aglomeracji produktów syntezy chemicznej. Zwykle stosuje się proszki z cząstkami wielkości mikronów. Jeśli wymagane jest gęste upakowanie cząstek w materiale, stosuje się mieszaninę cząstek o różnej wielkości - proszki polidyspersyjne.

2 - Mieszanie składników i formowanie wyrobów.

3 - Spiekanie cząstek występuje, gdy uformowany wyrób jest wypalany w wysokiej temperaturze (zwykle od 900 do 2000°C). Podczas spiekania zachodzą takie procesy jak odwadnianie komponentów, niszczenie organicznych zanieczyszczeń technologicznych (polimery, surfaktanty), dysocjacja niestabilnych związków nieorganicznych, procesy utleniania i redukcji, topienie niektórych komponentów, przemiany polimorficzne itp. W rezultacie po ochłodzeniu szklisty, być może częściowo skrystalizowany stop, wiąże ziarna materiału bardziej ogniotrwałego, tworząc mocny monolit.

W procesie spiekania cząsteczki zrastają się ze sobą, a porowatość materiału zmniejsza się do gęstości teoretycznej. Wraz ze wzrostem temperatury pory zmieniają swój kształt, stają się kuliste i zmniejszają się. W praktyce ceramika zachowuje pewną porowatość resztkową.

Stopień i szybkość spiekania zależą od wielu czynników: temperatury, czasu trwania procesu, dyspersji cząstek, współczynników dyfuzji, lepkości itp. Wytop (ciecz) najbardziej topliwego składnika ma bardzo silny wpływ na przebieg procesu spiekania i na ceramiczna struktura.

Zastosowanie ceramiki strukturalnej

Główne obszary zastosowań materiałów ceramicznych to narzędzia skrawające, części silników spalinowych, turbin gazowych itp.

Krawędź tnąca charakteryzuje się wysoką twardością, odpornością na zużycie, obojętnością chemiczną. Pod względem zestawu właściwości ceramiczne narzędzia skrawające przewyższają tradycyjne materiały skrawające, takie jak stale szybkotnące (HRS), stopy twarde (TS)

			Ceramiczny Al2O3
Temperatura mięknięcia
Temperatura startu tworzenie się skali

Polimery organiczne odgrywają w przyrodzie znaczącą rolę. Ponadto są szeroko stosowane w przemyśle. Następnie rozważa się skład, właściwości i zastosowanie polimerów organicznych.

Osobliwości

Rozważane materiały składają się z monomerów reprezentowanych przez powtarzające się fragmenty struktury kilku atomów. Łączą się w trójwymiarowe struktury lub łańcuchy o rozgałęzionej lub liniowej formie w wyniku polikondensacji lub polimeryzacji. Często w strukturze są wyraźnie widoczne.

Należy powiedzieć, że termin „polimery” odnosi się głównie do odmian organicznych, chociaż istnieją również związki nieorganiczne.

Zasadą nazywania rozważanych materiałów jest dołączenie przedrostka poly- do nazwy monomeru.

O właściwościach polimerów decyduje struktura i wielkość makrocząsteczek.

Oprócz makrocząsteczek większość polimerów zawiera inne substancje, które służą poprawie właściwości użytkowych poprzez modyfikację właściwości. Prezentowane są:

• stabilizatory (zapobiegają reakcjom starzenia);
• wypełniacze (wtrącenia o różnym stanie fazowym, służące do nadania określonych właściwości);
• plastyfikatory (zwiększają mrozoodporność, obniżają temperaturę przetwarzania i poprawiają elastyczność);
• smary (aby uniknąć przywierania elementów metalowych stosowanych w urządzeniach przetwórczych);
• barwniki (służą do celów dekoracyjnych i tworzenia oznaczeń);
• środki zmniejszające palność (zmniejszają palność niektórych polimerów);
• fungicydy, antyseptyki, insektycydy (nadaje właściwości antyseptyczne i odporność na owady i pleśń).

W środowisku naturalnym rozpatrywane materiały powstają w organizmach.

Ponadto istnieją związki zbliżone strukturą do polimerów, zwane oligomerami. Różnice polegają na mniejszej liczbie wiązań i zmianie początkowych właściwości w przypadku usunięcia lub dodania jednego lub kilku z nich, przy zachowaniu parametrów polimerów. Ponadto nie ma jednoznacznej opinii na temat związku między tymi związkami. Niektórzy uważają oligomery za niskocząsteczkowe warianty polimerów, podczas gdy inni uważają je za odrębny rodzaj związków, które nie należą do związków o dużej masie cząsteczkowej.

Klasyfikacja

Polimery są zróżnicowane w zależności od składu ogniw na:

• organiczny;
• pierwiastek organiczny;
• nieorganiczny.

Te pierwsze stanowią podstawę większości tworzyw sztucznych.

Substancje drugiego typu obejmują w wiązaniach fragmenty węglowodorowe (organiczne) i nieorganiczne.

Ze względu na strukturę są one podzielone na:

• opcje, w których atomy różnych pierwiastków są otoczone grupami organicznymi;
• substancje, w których atomy węgla występują naprzemiennie z innymi;
• materiały z łańcuchami węglowymi otoczonymi grupami pierwiastków organicznych.

Wszystkie prezentowane typy posiadają łańcuchy główne.

Najbardziej powszechnymi polimerami nieorganicznymi są glinokrzemiany i krzemiany. Są to główne minerały skorupy planety.

Ze względu na pochodzenie polimery dzielą się na:

• naturalny;
• syntetyczny (syntetyzowany);
• zmodyfikowane (zmodyfikowane warianty pierwszej grupy).

Te ostatnie dzielą się ze względu na sposób pozyskiwania na:

• polikondensacja;
• polimeryzacja.

Polikondensacja to proces tworzenia makrocząsteczek z cząsteczek monomeru zawierających więcej niż jedną grupę funkcyjną z uwalnianiem NH3, wody i innych substancji.

Polimeryzacja jest rozumiana jako proces tworzenia makrocząsteczek z wielokrotnymi wiązaniami z monomeru.

Klasyfikacja według struktury makrocząsteczkowej obejmuje:

• rozgałęziony;
• liniowy;
• trójwymiarowe szycie;
• schody.

Zgodnie z reakcją na ekspozycję termiczną polimery dzielą się na:

• termoutwardzalny;
• termoplastyczny.

Substancje pierwszego typu są reprezentowane przez warianty przestrzenne o sztywnych ramach. Po podgrzaniu następuje wraz z nimi zniszczenie, niektóre zapalają się. Wynika to z równej siły wiązań wewnętrznych i wiązań łańcuchowych. W rezultacie działanie termiczne prowadzi do zerwania zarówno łańcuchów, jak i struktury, w związku z czym następuje nieodwracalne zniszczenie.

Warianty termoplastyczne to polimery liniowe, które odwracalnie miękną po podgrzaniu i utwardzają się po schłodzeniu. Ich właściwości są wtedy zachowane. Plastyczność tych substancji wynika z zerwania wiązań międzycząsteczkowych i wodorowych łańcuchów podczas umiarkowanego ogrzewania.

Wreszcie, zgodnie z cechami strukturalnymi, polimery organiczne dzielą się na kilka klas.

1. Słabe i niepolarne tworzywa termoplastyczne. Przedstawiane jako opcje o symetrycznej strukturze molekularnej lub słabo polarnych wiązaniach.
2. Polarne tworzywa termoplastyczne. Ten typ obejmuje substancje o asymetrycznej strukturze molekularnej i wewnętrznych momentach dipolowych. Czasami nazywane są dielektrykami niskiej częstotliwości. Ze względu na polaryzację dobrze przyciągają wilgoć. Ponadto większość z nich jest zwilżalna. Substancje te różnią się od poprzedniej klasy także niższym oporem elektrycznym. Jednocześnie wiele polarnych tworzyw termoplastycznych charakteryzuje się wysokimi współczynnikami sprężystości, odporności chemicznej i wytrzymałości mechanicznej. Dodatkowa obróbka umożliwia przekształcenie tych związków w elastyczne materiały gumowate.
3. polimery termoutwardzalne. Jak wspomniano powyżej, są to substancje z przestrzennym układem wiązań kowalencyjnych. Różnią się od wariantów termoplastycznych twardością, odpornością na ciepło i kruchością, dużym modułem sprężystości i niższym współczynnikiem rozszerzalności liniowej. Ponadto na takie polimery nie mają wpływu zwykłe rozpuszczalniki. Stanowią podstawę wielu substancji.
4. Laminowane tworzywa sztuczne. Reprezentowane przez materiały laminowane z impregnowanych żywicą arkuszy papieru, włókna szklanego, okleiny drewnianej, tkaniny itp. Takie polimery charakteryzują się największą anizotropią właściwości i wytrzymałości. Są one jednak mało przydatne do tworzenia obiektów o złożonej konfiguracji. Stosowane są w radiu, elektrotechnice, budowie przyrządów.
5. Metal-plastik. Są to polimery, w tym wypełniacze metalowe w postaci włókien, proszków, tkanin. Dodatki te służą nadaniu specyficznych właściwości: magnetycznych, poprawiających tłumienie, przewodnictwo elektryczne i cieplne, pochłanianie i odbijanie fal radiowych.

Nieruchomości

Wiele polimerów organicznych ma dobre właściwości elektroizolacyjne w szerokim zakresie napięć, częstotliwości i temperatur, przy wysokiej wilgotności. Ponadto mają dobre właściwości izolacji akustycznej i cieplnej. Również zwykle polimery organiczne charakteryzują się dużą odpornością na agresję chemiczną, nie ulegają gniciu i korozji. Wreszcie, materiały te mają wysoką wytrzymałość przy niskiej gęstości.

Powyższe przykłady przedstawiają ogólną charakterystykę polimerów organicznych. Ponadto niektóre z nich wyróżniają się specyficznymi cechami: przezroczystością i małą kruchością (szkło organiczne, tworzywa sztuczne), orientacją makrocząsteczkową pod ukierunkowanym oddziaływaniem mechanicznym (włókna, folie), dużą elastycznością (guma), szybką zmianą parametrów fizyko-mechanicznych pod wpływem wpływ odczynnika w małej ilości (guma, skóra itp.), a także wysoka lepkość przy niskim stężeniu, przezroczystość radiowa, właściwości przeciwcierne, diamagnetyzm itp.

Aplikacja

Ze względu na powyższe parametry, polimery organiczne mają szerokie zastosowanie. Zatem połączenie wysokiej wytrzymałości z niską gęstością umożliwia uzyskanie materiałów o wysokiej wytrzymałości właściwej (tkaniny: skóra, wełna, futro, bawełna itp.; tworzywa sztuczne).

Oprócz wymienionych, z polimerów organicznych produkowane są inne materiały: kauczuki, farby i lakiery, kleje, lakiery elektroizolacyjne, substancje włókniste i filmowe, mieszanki, spoiwa (wapno, cement, glina). Są wykorzystywane do potrzeb przemysłowych i domowych.

Jednak polimery organiczne mają istotną wadę praktyczną - starzenie się. Pod tym pojęciem rozumie się zmianę ich właściwości i wymiarów w wyniku przemian fizykochemicznych zachodzących pod wpływem różnych czynników: ścierania, ogrzewania, napromieniowania itp. Starzenie następuje poprzez zachodzenie określonych reakcji zależnych od rodzaju materiału i wpływu czynniki. Najczęstszym z nich jest destrukcja, która implikuje powstawanie substancji o niższej masie cząsteczkowej w wyniku zerwania wiązania chemicznego głównego łańcucha. Ze względu na przyczyny zniszczenia dzieli się na termiczne, chemiczne, mechaniczne, fotochemiczne.

Fabuła

Badania nad polimerami zaczęły się rozwijać w latach 40. XX wiek i uformował się jako samodzielna dziedzina naukowa w połowie wieku. Wynikało to z rozwoju wiedzy o roli tych substancji w świecie organicznym i wyjaśnieniu możliwości ich zastosowania w przemyśle.

W tym samym czasie na początku XX wieku produkowano polimery łańcuchowe.

Do połowy wieku opanowali produkcję polimerów elektroizolacyjnych (polichlorku winylu i polistyrenu), pleksiglasu.

Na początku drugiej połowy wieku produkcja tkanin polimerowych rozszerzyła się w związku z powrotem wcześniej produkowanych materiałów i pojawieniem się nowych opcji. Wśród nich - bawełna, wełna, jedwab, lavsan. W tym samym okresie dzięki zastosowaniu katalizatorów rozpoczęto produkcję polietylenu i polipropylenu pod niskim ciśnieniem oraz krystalizujących odmian stereoregularnych. Nieco później opanowali masową produkcję najsłynniejszych uszczelniaczy, materiałów porowatych i adhezyjnych reprezentowanych przez poliuretany, a także polimerów pierwiastków organicznych, które różnią się od odpowiedników organicznych większą elastycznością i odpornością na ciepło (polisiloksany).

W latach 60-tych - 70-tych. powstały unikalne polimery organiczne z komponentami aromatycznymi, charakteryzujące się wysoką odpornością na ciepło i wytrzymałością.

Produkcja polimerów organicznych nadal intensywnie się rozwija. Wynika to z możliwości wykorzystania tanich materiałów, takich jak węgiel, towarzyszące gazy z rafinacji i produkcji ropy naftowej oraz gazy naturalne wraz z wodą i powietrzem jako surowcem dla większości z nich.

Polimery nieorganiczne- związki wielkocząsteczkowe, które składają się wyłącznie z nieorganicznych jednostek atomowych.

Cechą polimerów nieorganicznych jest to, że powstają w naturze nieożywionej. Są tak powszechne w świecie minerałów, jak polimery organiczne w przyrodzie. Polimery nieorganiczne tworzą tlenki krzemu, glinu i innych pierwiastków wielowartościowych, które występują najczęściej na ziemi. Ponad 50% całej masy globu składa się z bezwodnika krzemowego, aw zewnętrznej części skorupy ziemskiej (warstwa granitu) jego zawartość sięga 60%, a większość krzemu występuje w postaci polimerów czystego krzemu bezwodniki i złożone krzemiany.

Wiele kamieni szlachetnych to także polimery. Tak więc kryształ górski i ametyst to prawie czysty polimeryczny bezwodnik krzemu; rubin, szafir, korund - polimer okn-si aluminium. Diament, grafit to polimery węgla.

Kwarc – najważniejszy składnik skał i piasku – jest modyfikacją bezwodnika krzemowego. W konsekwencji wyroby szklane otrzymywane przez topienie piasku składają się z polimerów bezwodnika krzemowego.

Glina składa się z wielkocząsteczkowych glinokrzemianów o zmiennym składzie, dlatego otrzymywane z niej wyroby ceramiczne zawierają również polimery nieorganiczne.

Polimery nieorganiczne w zależności od pochodzenia dzielą się na naturalne, sztuczne i syntetyczne.

naturalne polimery powstają w naturze i są częściej określane jako surowce. Towarem stają się dopiero po ich wydobyciu i obróbce technologicznej, częściej mechanicznej, poprzez szlifowanie, cięcie i inne operacje. Przykładem są diamenty, rubiny, szafiry i inne kamienie szlachetne i ozdobne. Najbardziej powszechnymi polimerami naturalnymi są polisiloksany, poligliniany i poliwęglany. Do tych ostatnich zalicza się diament, grafit, węgiel kamienny i brunatny, karabinek (minerał charoit). W czystej postaci polimery te są rzadkie, często z zanieczyszczeniami innymi substancjami mineralnymi i organicznymi.

Sztuczne polimery powstają z naturalnych surowców polimerowych poprzez przetapianie i inne technologiczne operacje produkcyjne. Przykładem takich polimerów jest szkło, ceramika i wyroby z nich wykonane (wyroby szklane, naczynia ceramiczne itp.).

Polimery syntetyczne - wysokocząsteczkowe związki wytworzone syntetycznie. Należą do nich syntetyczne kamienie ozdobne: korund, tlenek cyrkonu, rubiny itp. W wielu właściwościach konsumenckich (kolor, połysk itp.) Polimery te nie ustępują naturalnym. Istnieją jednak również różnice. Na przykład diamenty przewyższają tlenek cyrkonu pod względem przezroczystości, co jest szczególnie widoczne przy dużym powiększeniu.

gazy

Gazy są integralną częścią wielu towarów o strukturze porowatej, komórkowej lub specjalnie nasyconych (wypełnionych) gazami. W stosunku ilościowym gazy

§ 3. Suche substancje nieorganiczne

Mają niewielki udział w towarze, ale dla niektórych z nich są niezbędne dla jakości.

Najczęstsze są gazy powietrza atmosferycznego (H 2, N 2, O 2, CO 2) w takim samym lub zmodyfikowanym (zmodyfikowanym) stosunku jak normalny skład gazu (21% O 2, 78% N 2, 0,03% CO 2 i gazy obojętne). To właśnie ta kompozycja jest typowa dla większości produktów o porowatej strukturze. W towarach „żywych” gazy znajdują się w przestrzeni międzykomórkowej, a skład gazów zmienia się pod wpływem oddychania, intensywności usuwania CO 2 i wnikania O a do tkanek oraz gazów z otoczenia. Trwałość takich towarów zależy od składu gazu w środowisku wewnętrznym i zewnętrznym. Przy niekorzystnym składzie gazu (np. brak O 2 lub nadmiar CO 2) mogą wystąpić znaczne wady, prowadzące do śmierci, a następnie uszkodzenia żywych organizmów towaru.

Gazy dostają się do towarów z powietrza atmosferycznego przez pory, mikrokapilary i inne otwory na powierzchni (na przykład owoce i warzywa mają aparaty szparkowe, soczewica). Ponadto gazy mogą być generowane biologicznie lub chemicznie podczas produkcji lub przechowywania. Na przykład przy produkcji wyrobów piekarskich i mącznych cukierniczych, alkoholi, win, marynowanych warzyw, serów, w wyniku fermentacji alkoholowej i/lub mlekowej uwalnia się dwutlenek węgla, który tworzy porowatą strukturę gotowego produktu lub daje efekt musowania (do win musujących).

Podczas produkcji niektórych towarów są one sztucznie nasycane gazami. W ten sposób dwutlenek węgla (dwutlenek węgla) jest wprowadzany do win musujących i napojów gazowanych, których udział masowy służy jako jeden ze znaków rozpoznawczych asortymentu rodzaju i różnorodności towarów (napoje wysoko i słabo gazowane). Podwyższona zawartość CO 2 poprawia również trwałość napojów gazowanych, gazowanych i gazowanych, nadaje kwaśny smak.

Wiele produktów o strukturze piankowej wytwarza się przez ubijanie i nasycanie masy powietrzem. Produkty te obejmują pianki marshmallow, suflety, pianki kosmetyczne itp. Porowata struktura produktów piekarniczych powstaje w wyniku gazów powstających podczas fermentacji.

Do gazów nieorganicznych zalicza się amoniak, który jest jednym z produktów rozpadu białek i aminokwasów.

Oprócz tych gazów podczas produkcji i przechowywania mogą powstawać lub być wprowadzane inne gazy. Tak więc balony przed sprzedażą są napełniane wodorem. Podczas fermentacji kapusty uwalniany jest siarkowodór i merkaptan - gazy zawierające siarkę, które nadają produktowi nieprzyjemny zapach, dlatego należy je usunąć. Podczas psucia mikrobiologicznego niektórych artykułów spożywczych uwalniane są gazy o gnilnym zapachu.

Gazy przedostające się do masy produktów mogą powodować powstawanie pustek wewnętrznych (skorup, wgłębień itp.), co obniża jakość towaru. Takie wady występują czasem w wyrobach metalowych, ceramicznych, szklanych, a także w chlebie, serach, kiełbasach i innych produktach.

Tym samym gazy zawarte w towarach, pomimo ich niewielkiej zawartości, mogą wpływać na kształtowanie się i zmianę cech towarowych towarów.

Substancje organiczne towarów to związki zawierające atomy węgla i wodoru. Dzielą się*! na monomery, oligomery i polimery.

Monomery

Monomery - substancje organiczne składające się z jednego związku i nie ulegające rozszczepieniu z utworzeniem nowych substancji organicznych. Rozkład monomerów zachodzi głównie na dwutlenek węgla i wodę.

Wykaz podstawowych substancji związanych z monomerami przedstawiono na ryc. 25. Większość tych substancji znajduje się głównie w żywności. W produktach niespożywczych monomery znajdują się w produktach perfumeryjnych i kosmetycznych (alkohole, gliceryna, tłuszczowe kwasy organiczne), chemii gospodarczej (alkohole i inne rozpuszczalniki organiczne), produktach ropopochodnych (węglowodory).

Monosacharydy - monomery należące do klasy węglowodanów, których cząsteczka zawiera węgiel, wodór i tlen (CH 2 O) P. Najczęstsze z nich to heksozy(C 6 H | 2 O 6) - glukoza i fruktoza. Występują głównie w żywności pochodzenia roślinnego.

§ 4. Sucha masa organiczna

(owoce i warzywa, napoje smakowe i wyroby cukiernicze). Przemysł wytwarza również czystą glukozę i fruktozę jako produkt spożywczy oraz surowiec do produkcji wyrobów cukierniczych i napojów dla diabetyków. Spośród produktów naturalnych miód zawiera najwięcej glukozy i fruktozy (do 60%).

Monosacharydy nadają produktom słodki smak, mają wartość energetyczną (1 g - 4 kcal) oraz wpływają na higroskopijność produktów je zawierających. Roztwory glukozy i fruktozy są dobrze fermentowane przez drożdże i wykorzystywane przez inne mikroorganizmy, dlatego przy zawartości do 20% i podwyższonej zawartości wody pogarszają trwałość.

Kwasy organiczne - związki zawierające w cząsteczce jedną lub więcej grup karboksylowych (-COOH).

W zależności od liczby grup karboksylowych kwasy organiczne dzielą się na kwasy mono-, di- i trikarboksylowe. Innymi cechami klasyfikującymi te kwasy są liczba atomów węgla (od C3 do C4o) oraz grupy aminowe i fenolowe. Klasyfikacja kwasów organicznych jest pokazana na ryc. 26.

Kwasy monokarboksylowe - związki zawierające jedną grupę karboksylową; są reprezentowane przez kwas octowy, mlekowy, masłowy, propionowy i inne. Kwasy dikarboksylowe ~ związki z dwiema grupami karboksylowymi; obejmują kwas jabłkowy, szczawiowy, winowy i bursztynowy. Kwasy trikarboksylowe - związki e z trzema grupami karboksylowymi, obejmują kwas cytrynowy, szczawiowo-bursztynowy i inne. Kwasy mono-, di- i trikarboksylowe mają z reguły niską masę cząsteczkową.

Naturalne kwasy organiczne występują w świeżych owocach i warzywach, ich przetworach, produktach smakowych, a także w fermentowanych produktach mlecznych, serach, maśle z fermentowanego mleka.

Kwasy organiczne to związki, które nadają potrawom kwaśny smak. Dlatego znajdują zastosowanie w postaci dodatków do żywności jako zakwaszacze (kwasy octowy, cytrynowy, mlekowy i inne) do wyrobów cukierniczych, napojów alkoholowych i bezalkoholowych, sosów, a także niektórych produktów kosmetycznych (kremy itp.).

W produktach spożywczych najczęściej występują kwasy: mlekowy, octowy, cytrynowy, jabłkowy i winowy, aw produktach niespożywczych – cytrynowy. Niektóre rodzaje kwasów (cytrynowy, benzoesowy, sorbinowy) mają właściwości bakteriobójcze, dlatego stosowane są jako konserwanty. Kwasy organiczne produktów żywnościowych są dodatkowymi substancjami energetycznymi, ponieważ energia jest uwalniana podczas ich biologicznego utleniania.

Kwas tłuszczowy - alifatyczne kwasy karboksylowe z co najmniej sześcioma atomami węgla w cząsteczce (C6-C22 i więcej). Dzielą się na wyższe (HFA) i niskocząsteczkowe (SFA).

Kwasy tłuszczowe mogą być naturalne lub syntetyczne. Naturalne kwasy tłuszczowe - głównie kwasy jednozasadowe o parzystej liczbie atomów węgla. Najpopularniejsze naturalne wyższe kwasy tłuszczowe o 12-18 atomach węgla w cząsteczce. Kwasy tłuszczowe o liczbie atomów wodoru od C6 do C, 0 nazywane są kwasami o niskiej masie cząsteczkowej.

§ 4. Sucha masa organiczna

HPFA mogą być nasycone i nienasycone (z podwójnymi, rzadko potrójnymi wiązaniami). Te ostatnie mają wysoką aktywność chemiczną: można je utlenić w miejscu zerwania wiązania podwójnego, dodać halogeny (jod, chlor itp.), Wodór (uwodornienie), tlen.

Wolne kwasy tłuszczowe występują rzadko w przyrodzie, głównie jako produkty niepełnej syntezy tłuszczów w niedojrzałych nasionach oleistych lub hydrolizy tłuszczów podczas przechowywania.

Najważniejsze naturalne nasycone kwasy tłuszczowe to stearynowy i palmitynowy, a nienasycone to oleinowy, arachidonowy, linolowy i linolenowy. Spośród nich dwa ostatnie to wielonienasycone niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, które decydują o biologicznej skuteczności produktów spożywczych. Naturalne kwasy tłuszczowe można znaleźć w postaci tłuszczów we wszystkich produktach spożywczych zawierających tłuszcze, ale w postaci wolnej występują w niewielkich ilościach, podobnie jak NNKT.

Syntetyczne kwasy tłuszczowe(FFA) to mieszanina kwasów monokarboksylowych o parzystej i nieparzystej liczbie atomów węgla. Pozyskuje się je w przemyśle z surowców petrochemicznych (np. utlenianie parafiny w wysokich temperaturach i pod ciśnieniem atmosferycznym). FFA stosuje się do produkcji smarów, alkoholi syntetycznych, farb i lakierów w celu poprawy zwilżalności i dyspersji pigmentów, zapobiegania ich osiadaniu oraz zmiany lepkości farb. Ponadto FFA są wykorzystywane w produkcji lateksu i kauczuku jako emulgator w polimeryzacji monomerów zawierających butadion i sztucznej skóry, a także w produkcji świec.

Syntetyczne HFA różnią się od naturalnych dużym zakresem liczby atomów węgla – od C 6 do C 25, podczas gdy w naturalnych HFA zakres ten jest znacznie mniejszy (C ] 2-C 18, głównie C 16 i C 18).

Wolne kwasy tłuszczowe są substancjami średnio toksycznymi, podrażniają nienaruszoną skórę i błony śluzowe. Dlatego ich zawartość w produktach spożywczych jest ograniczona do pewnego, maksymalnego dopuszczalnego poziomu wskaźnika „liczby kwasowej”.

Aminokwasy ~ kwasy karboksylowe zawierające jedną lub więcej grup aminowych (MH 2). W zależności od charakteru frakcji kwasowej dzielą się na monoaminomonokarboksylowy(np. glicyna, walina, leucyna itp.), diaminomonokarboksylowy(lizyna, arginina), hydroksyaminokwasy(seria, treonina, tyrozyna), tioaminokwasy(zawierający siarkę - cis- * cyna, cysteina, metionina) i heterocykliczny(histydyna, trip-**: tofan, prolina).

Aminokwasy w produktach można znaleźć w postaci wolnej oraz jako część białek. W sumie znanych jest około 100 aminokwasów, z. prawie 80 z nich występuje tylko w postaci wolnej. Kwas plotaminowy i jego sól sodowa są szeroko stosowane jako dodatek do żywności w przyprawach, sosach, żywności " koncentruje się na bazach mięsnych i rybnych, ponieważ wzmacniają; smak mięsa i ryb. Stosowane są aminokwasy aromatyczne; w produkcji barwników. G Kwasy fenolokarboksylowe (fenolowe) - kwas karboksylowy-;, ty, zawierający pierścień benzenowy. Mogą się spotkać! wolnej postaci, a także wchodzi w skład polifenoli. Kwasy galusowy, kawowy, waniliowy, salicylowy, hydroksybenzoesowy i cynamonowy należą do kwasów fe-!, zerowych. Czy te kwasy mają właściwości bakteriobójcze, poprawiają trwałość? towary i zwiększają właściwości odpornościowe ludzkiego ciała.< Они содержатся в основном в свежих плодах и овощах, а также.* в продуктах их переработки и винах. I Aminy i amidy - pochodne amoniaku (MH 3). Aminy- substancje w cząsteczce, której jeden lub więcej atomów w -; Wodory są zastępowane przez rodniki węglowodorowe (K). Według liczby 1 wyróżnia się grupy aminowe, mono-, di-, tri- i poliaminy. Nazwa-*; 1, jony aminowe powstają z nazw reszt organicznych cząsteczek związanych z atomem azotu. Na przykład metyloamina, dimetylo-C amina, trimetyloamina powstają podczas hydrolizy białek rybnych i mięsnych i są oznaką utraty świeżości tych produktów. a Aminy nadają potrawom nieprzyjemny zapach: amoniak,*! zgniły (zapach zgniłej ryby).

Aminy łatwo wchodzą w różne reakcje chemiczne z kwasami nieorganicznymi i organicznymi, bezwodnikami kwasów karboksylowych, estrami z tworzeniem różnych substancji: nitrozoamin (z kwasem azotowym i azotynami), barwników, poliamidów (podczas polikondensacji amin i ich pochodnych), amidów.

Aminy są produktami pośrednimi w produkcji barwników, pestycydów, polimerów (w tym poliamidów i poliuretanów), adsorbentów, inhibitorów korozji i przeciwutleniaczy.

§ 4. Sucha masa organiczna

Amidy - acylowe pochodne amoniaku lub amin. Amidy naturalne wchodzą w skład produktów spożywczych (głównie w postaci amidów kwasu asparaginowego i glutaminowego: asparaginy i glutaminy), a także produktów niespożywczych, do produkcji których wykorzystuje się amidy syntetyczne (np. plastyfikatory do papieru, sztuczna skóra, surowce do polimerów, barwniki itp.).

Nieruchomości. Aminy w dużych dawkach działają szkodliwie na organizm człowieka: wpływają na układ nerwowy, zaburzają przepuszczalność ścian naczyń krwionośnych i błon komórkowych, powodują upośledzenie funkcji wątroby i rozwój dystrofii. Niektóre aminy aromatyczne są czynnikami rakotwórczymi, które powodują raka pęcherza moczowego u ludzi.

Asparagina w organizmie człowieka ma pozytywny wpływ: wiąże amoniak, przenosi go do nerek, co pomaga zneutralizować i usunąć z organizmu tę silną truciznę, która powstaje podczas głębokiego rozpadu białek i deaminacji aminokwasów.

Witaminy - niskocząsteczkowe związki organiczne będące regulatorami lub uczestnikami procesów metabolicznych w organizmie człowieka.

Witaminy mogą niezależnie uczestniczyć w metabolizmie (na przykład witaminy C, P, A itp.) Lub być częścią enzymów katalizujących procesy biochemiczne (witaminy B i B 2, B 3, B 6 itp.).

Oprócz tych ogólnych właściwości, każda witamina ma określone funkcje i właściwości. Właściwości te są brane pod uwagę w towaroznawstwie produktów spożywczych.

W zależności od rozpuszczalności witaminy dzielą się na:

rozpuszczalne w wodzie(B, B 2, B 3, PP, B 6, B 9, B, 2, B 15, C i R

rozpuszczalny w tłuszczach(A, D, E, K).

Grupa witamin obejmuje również substancje podobne do witamin niektóre z nich nazywane są witaminami (karoten, cholina, witamina I, kwas winowy itp.).

Alkohole - związki organiczne zawierające w cząsteczkach jedną lub więcej grup hydroksylowych (OH) przy nasyconych atomach węgla (C).

W zależności od liczby tych grup rozróżnia się alkohole jedno-, dwu- (glikole), trzy- (glicerolowe) i wielowodorotlenowe.

alkohole jednowodorotlenowe, zawierające jedną grupę hydroksylową, w zależności od liczby atomów C, dzielą się na alkohole niższe (C, -C5) i wyższe (C6-C2P). Niższe alkohole obejmują metanol (CH 5 OH), etanol (C 2 H 5 OH), propanol (C 3 H 7 OH) itp., a wyższe alkohole obejmują heksyl (C 6 H P OH), heptyl (C 7 H | 5 OH), oktyl (C 8 H, 7 OH), non-nyl (C 9 H, 9 OH) i inne alkohole.

Alkohole te mogą być naturalne lub syntetyczne. Naturalne alkohole występują w organizmach roślinnych w niewielkich ilościach w postaci wolnej i związanej (estry). Alkohol etylowy otrzymuje się jako produkt gotowy w przemyśle spirytusowym, a także w winiarstwie, gorzelniach, piwowarstwie, przy produkcji win, wódek, koniaków, rumu, whisky, piwa. Jako niepożądane zanieczyszczenia powstają alkohole metylowe, butylowe i wyższe, które obniżają jakość i bezpieczeństwo gotowego produktu. Ponadto alkohol etylowy powstaje w niewielkich ilościach podczas produkcji kefiru, kumysu i kwasu chlebowego. Wyższe alkohole tłuszczowe nie występują w postaci wolnej w żywności, ale są obecne jako estry w woskach.

Alkohole, zwłaszcza alkohol etylowy, występują również w wielu produktach niespożywczych: perfumerii i kosmetykach, chemii gospodarczej jako rozpuszczalniki substancji aromatycznych i barwiących, kwasów tłuszczowych i tłuszczów. Alkohole są wykorzystywane jako surowce do syntezy różnych związków organicznych (formaldehyd, aceton, eter dietylowy, estry kwasów karboksylowych), a także do produkcji barwników, włókien syntetycznych, substancji zapachowych, detergentów itp. Alkohol metylowy wykorzystywany jest m.in. paliwo silnikowe.

Największe znaczenie w towarach mają alkohole: etylowy, amylowy, butylowy, benzylowy, metylowy, propidowy, wyższe alkohole tłuszczowe, glikol etylowy.

Nieruchomości. Alkohole to ciecze lub ciała stałe, które są dobrze rozpuszczalne w wielu rozpuszczalnikach organicznych. Niższe alkohole dobrze rozpuszczają się w wodzie, podczas gdy wyższe alkohole są słabo rozpuszczalne.

§ 4. Sucha masa organiczna

Wiele alkoholi jednowodorotlenowych to substancje toksyczne. Ich toksyczność zależy od dawki. Jednym z najbardziej toksycznych alkoholi jest metanol, którego śmiertelna dawka wynosi 100-150 ml. Śmiertelna dawka etanolu jest znacznie wyższa - 9 g na 1 kg masy ciała. Wyższe alkohole tłuszczowe C 6-C 10 podrażniają błony śluzowe, słabo skórę, wpływają na wzrok i tkanki miąższowe. Maksymalny dopuszczalny poziom dla nich wynosi 10 mg/m 3 . Alkohole C, -C 2P - praktycznie nietoksyczne.

Alkohole dwuwodorotlenowe (glikole) i wielowodorotlenowe praktycznie nietoksyczny, z wyjątkiem glikolu etylenowego, który tworzy w organizmie trujący kwas szczawiowy.

Szczególne miejsce wśród alkoholi zajmuje glicerol jako jeden ze składników tłuszczów. Dlatego rozważymy ten alkohol bardziej szczegółowo.

Glicerol(z greckiego ё1ukego $ - słodki) - trójwodorotlenowy alkohol, który jest bezbarwną lepką cieczą o słodkim smaku i zapachu. Jest mieszalny w dowolnym stosunku z wodą, etanolem, metanolem, acetonem, ale jest nierozpuszczalny w chloroformie i eterze i jest wysoce higroskopijny. Roztwory gliceryny i wody zamarzają w niskich temperaturach (na przykład wodna mieszanina z 66,7% glicerolu zamarza w temperaturze -46,5 ° C).

W naturze glicerol występuje tylko w postaci estrów z wyższymi kwasami tłuszczowymi – tłuszczami, z których otrzymuje się go na drodze zmydlania. Gliceryna jest częścią wielu perfum i kosmetyków, likierów, słodkich wyrobów cukierniczych. Ponadto jest stosowany jako zmiękczacz do tkanin, skóry, papieru, smarów, past do butów i mydeł.

Węglowodory - związki organiczne składające się tylko z atomów węgla i wodoru. Istnieją węglowodory alifatyczne i acykliczne. Węglowodory alifatyczne charakteryzujący się obecnością łańcuchów liniowych lub rozgałęzionych (metan, etan, acetylen, izopren). W przeciwieństwie do nich węglowodory acykliczne mają cząsteczki składające się z cykli (pierścieni) trzech lub więcej atomów węgla (na przykład fenol, benzen).

W zależności od charakteru chemicznego istnieją bogaty(z prostymi połączeniami) i nienasycone(podwójne, potrójne wiązania) i w konsystencji - gazowy, ciekły I stałe węglowodory. Substancje gazowe obejmują węglowodory niższe (C, -C 4): metan, etan, propan, butan i izobutan, a metan i propan są wykorzystywane jako gaz gospodarczy, paliwo i surowce dla przemysłu przetwórczego. Gazy te są bezbarwne i bezwonne.

Ciekłe węglowodory są reprezentowane przez substancje mające liczbę atomów węgla od C5 do C17. Są to bezbarwne ciecze o charakterystycznym „benzynowym” zapachu. Należą do nich pentan, izopentan, heksan, heptan, oktan, nonant itp.

Stałe węglowodory to bezbarwne substancje związane z wyższymi węglowodorami nasyconymi o C 18 lub więcej (na przykład eikozan, hektan itp.) - Mieszanina stałych węglowodorów nasyconych (C 18-C 35) to parafina i mieszanina różnych gazów , ciekłe i stałe węglowodory otrzymywane z produktów ropopochodnych.

Węglowodory nasycone są częścią gazu domowego, paliwa silnikowego. Węglowodory płynne stosowane są jako rozpuszczalniki, stałe (parafina, perezyna) - w produkcji tworzyw sztucznych, kauczuków, włókien syntetycznych, detergentów. Parafina jest wykorzystywana do produkcji świec, zapałek, ołówków, do powłok ochronnych pojemników (np. doszników z kiszonej kapusty), materiałów opakowaniowych (papier woskowany), tkanin wykończeniowych, a także do produkcji syntetycznych kwasów tłuszczowych.

Węglowodory nienasycone są szeroko stosowane w przemyśle chemicznym do produkcji syntetycznych polimerów: polietylenu, polipropylenu, różnych kauczuków i kwasu octowego.

Węglowodory nienasycone są rzadkie w przyrodzie ze względu na ich wysoką reaktywność. Tak więc etylen powstaje podczas dojrzewania owoców i warzyw, przyspieszając ten proces na roślinie matecznej oraz podczas przechowywania. Terpeny - wyższe nienasycone węglowodory wchodzą w skład olejków eterycznych świeżych owoców i warzyw. Pomarańczowe i różowe barwniki - karoten, likopen, zawarte w wielu owocach i warzywach (morele, brzoskwinie, rokitnik, marchew, dynia, pomidory, arbuzy itp.), Są węglowodorami nienasyconymi. Terpeny znajdują się również w terpentynie i wątrobie rekina (skwalen).

Podsumowując rozważania na temat monomerów, należy zauważyć, że z rzadkimi wyjątkami są one zawarte w produktach spożywczych i niespożywczych żywności roślinnej i zwierzęcej.

§ 4. Sucha masa organiczna

wypuszczać w małych ilościach. Wynika to z faktu, że rośliny i zwierzęta budują swoje tkanki kosztem polimerów oraz magazynują substancje zapasowe w postaci oligomerów i polimerów. W przyrodzie nieożywionej monomery często gromadzą się w postaci węglowodorów.

oligomery

Oligomery to substancje organiczne składające się z 2-10 reszt cząsteczek substancji jednorodnych i niepodobnych.

W zależności od składu oligomery dzielą się na jednoskładnikowe, dwu-, trzy- i wieloskładnikowe. DO jednoskładnikowy oligomery obejmują niektóre oligosacharydy (maltoza, trehaloza), dwuskładnikowy- sacharoza, laktoza, tłuszcze monoglicerydowe, które zawierają pozostałości cząsteczek glicerolu i tylko jednego kwasu tłuszczowego, a także glikozydy, estry; Do trójskładnikowy - rafinoza, tłuszcze diglicerydowe; Do wieloskładnikowy - trójglicerydy tłuszczowe, lipidy: fosfatydy, woski i steroidy.

oligosacharydy - węglowodany, które zawierają 2-10 reszt cząsteczek monosacharydów połączonych wiązaniami glikozydowymi. Istnieją di-, tri- i tetrasacharydy. Największą dystrybucję w produktach spożywczych mają disacharydy – sacharoza i laktoza, w mniejszym stopniu – maltoza i trehaloza oraz trisacharydy – rafinoza. Te oligosacharydy występują tylko w produktach spożywczych.

sacharoza(cukier buraczany lub trzcinowy) to disacharyd składający się z reszt cząsteczek glukozy i fruktozy. Podczas hydrolizy kwasowej lub enzymatycznej sacharoza rozpada się na glukozę i fruktozę, których mieszaninę w stosunku 1:1 nazywano wcześniej cukrem inwertowanym. W wyniku hydrolizy wzmacnia się słodki smak żywności (np. podczas dojrzewania owoców i warzyw), ponieważ fruktoza i cukier inwertowany mają wyższy stopień słodkości niż sacharoza. Tak więc, jeśli stopień słodyczy sacharozy przyjmiemy jako 100 konwencjonalnych jednostek, stopień słodyczy fruktozy wyniesie 220, a odwrotność

cukier z nóg - 130.

Sacharoza jest cukrem dominującym w następujących produktach spożywczych: cukier granulowany, cukier rafinowany (99,7-99,9%), słodkie wyroby cukiernicze (50-96%), niektóre owoce i warzywa (banany - do 18%, melony - do 12%). , cebuli – do 10-12%), słodkich i deserowych win smakowych, likierów, likierów itp. Ponadto sacharoza może być zawarta w niewielkich ilościach w innych produktach spożywczych pochodzenia roślinnego (produkty zbożowe, w wielu alkoholowych i nie napoje alkoholowe, niskoalkoholowe koktajle, mączne wyroby cukiernicze), a także słodkie produkty mleczne – lody, jogurty itp. Sacharoza nie występuje w produktach spożywczych pochodzenia zwierzęcego, wyrobach tytoniowych i produktach nieżywnościowych.

Laktoza (cukier mleczny) - disacharyd składający się z reszt cząsteczek glukozy i galaktozy. Podczas hydrolizy kwasowej lub enzymatycznej laktoza rozkłada się na glukozę i galaktozę, które są wykorzystywane przez organizmy żywe: człowieka, drożdże czy bakterie kwasu mlekowego.

Laktoza pod względem słodyczy jest znacznie gorsza od sacharozy i glukozy, która jest jej częścią. Ustępuje im pod względem rozpowszechnienia, gdyż występuje głównie w mleku różnych gatunków zwierząt (3,1-7,0%) oraz w poszczególnych produktach jego przetwarzania. Jednak w przypadku stosowania kwasu mlekowego i/lub fermentacji alkoholowej w procesie produkcyjnym (na przykład sfermentowane produkty mleczne) i/lub podpuszczki (w produkcji sera), laktoza ulega całkowitej fermentacji.

Maltoza (cukier słodowy) - disacharyd składający się z dwóch cząsteczek glukozy. Substancja ta występuje jako produkt niecałkowitej hydrolizy skrobi w słodzie, piwie, pieczywie i wyrobach cukierniczych mącznych wytwarzanych z porośniętych ziaren. Występuje tylko w małych ilościach.

Trehaloza (cukier grzybowy) - disacharyd składający się z dwóch cząsteczek glukozy. Cukier ten nie jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie i występuje głównie w produktach spożywczych z jednej grupy - grzybach świeżych i suszonych, a także w naturalnej żywności w puszkach z nich oraz w drożdżach. W sfermentowanych (solonych) grzybach trehaloza jest nieobecna, ponieważ jest zużywana podczas fermentacji.

rafinoza - trisacharyd składający się z glukozy, fruktozy i galaktozy. Podobnie jak trehaloza, rafinoza jest rzadką substancją występującą w niewielkich ilościach w produktach z mąki zbożowej i burakach.

Nieruchomości. Wszystkie oligosacharydy są rezerwowymi składnikami odżywczymi organizmów roślinnych. Są dobrze rozpuszczalne w wodzie, łatwo ulegają hydrolizie do monosacharydu

§ 4. Sucha masa organiczna

trzciny mają słodki smak, ale stopień ich słodyczy jest inny. Jedynym wyjątkiem jest rafinoza - niesłodzona

Oligosacharydy są higroskopijne, w wysokich temperaturach (160-200 ° C) karmelizują z utworzeniem ciemnych substancji (karmeliny itp.). W roztworach nasyconych oligosacharydy mogą tworzyć kryształy, które w niektórych przypadkach pogarszają teksturę i wygląd produktów, powodując wady (na przykład cukier miodu lub dżemu; tworzenie się kryształów laktozy w słodzonym skondensowanym mleku, wykwitanie cukru w ​​czekoladzie).

Lipidy i lipoidy- oligomery, do których należą pozostałości cząsteczek alkoholu trójwodorotlenowego glicerolu lub innych alkoholi wielkocząsteczkowych, kwasów tłuszczowych, a czasami innych

lipidy to oligomery będące estrami glicerolu i kwasów tłuszczowych – glicerydów. Mieszanina naturalnych lipidów, głównie trójglicerydów, jest powszechnie nazywana tłuszczami. Produkty zawierają tłuszcze.

W zależności od liczby reszt cząsteczek kwasów tłuszczowych w glicerydach są mono, di I trzy&szzerydy, aw zależności od przewagi kwasów nasyconych lub nienasyconych tłuszcze są płynne i stałe. płynne tłuszcze są najczęściej pochodzenia roślinnego (np. oleje roślinne: słonecznikowy, oliwkowy, sojowy itp.), choć zdarzają się również stałe tłuszcze roślinne (masło kakaowe, kokosowe, z ziaren palmowych). Tłuszcze stałe - są to głównie tłuszcze pochodzenia zwierzęcego lub sztucznego (tłuszcz wołowy, barani; masło krowie, margaryna, tłuszcze jadalne). Jednak wśród tłuszczów zwierzęcych są również płynne (ryby, wieloryby, kopytne itp.) -

Tłuszcze zawarte są we wszystkich produktach spożywczych, z wyjątkiem ich poszczególnych grup, które w klasyfikacji wymienione są poniżej jako grupa szósta. W produktach niespożywczych tłuszcze występują w ograniczonej liczbie grup: w produktach kosmetycznych (kremy, płyny) i budowlanych (olej lniany, farby olejne, kity, oleje smarowe itp.), w niewielkiej ilości tłuszcz jest występuje w futrach i produktach skórzanych, wykonanych z naturalnych materiałów pochodzenia zwierzęcego, ponieważ skład błon i organelli komórki zwierzęcej z konieczności obejmuje lipidy i lipidy.

W zależności od ilościowej zawartości tłuszczu w produktach konsumpcyjnych można wyróżnić następujące*! grupy. -,

1. Produkty o bardzo wysokiej zawartości tłuszczu(97,0-99,9%).” Należą do nich oleje roślinne, tłuszcze zwierzęce i kuchenne, krowie ghee, olej schnący, oleje przemysłowe.

2. Produkty o przeważającej zawartości tłuszczu(60-82,5%) reprezentują masło, margaryna, boczek wieprzowy, orzechy: włoskie, sosnowe, laskowe, migdały, nerkowce itp.; farby olejne.

3. Pokarmy bogate w tłuszcze(25-59%). Do tej grupy należą skoncentrowane produkty mleczne: sery, lody, mleko w puszkach, śmietana, twaróg, śmietana o wysokiej zawartości tłuszczu, majonez; tłuste i średniotłuste mięso, ryby i produkty ich przetwórstwa, ikra rybia; jajko; soja beztłuszczowa i produkty jej przetwarzania; ciasta, ciastka, herbatniki maślane, orzechy, orzeszki ziemne, wyroby czekoladowe, chałwa, kremy na bazie tłuszczu itp.

4. Produkty o niskiej zawartości tłuszczu(1,5-9,0%) - rośliny strączkowe, konserwy przekąskowe i obiadowe, mleko, śmietana, z wyjątkiem wysokotłuszczowych napojów z kwaśnego mleka, niektóre rodzaje ryb o niskiej zawartości tłuszczu (np. z rodziny dorszowatych) lub mięso II kategoria otłuszczenia i podrobów (kości, głowy, nogi itp.).

5. Produkty o bardzo niskiej zawartości tłuszczu(0,1 - 1,0%) - większość mąk zbożowych i przetworów owocowo-warzywnych, z wyjątkiem soi, orzechów, konserw obiadowych i przekąsek; mączne wyroby cukiernicze ujęte w trzeciej grupie; wyroby futrzane i skórzane.

6. Produkty niezawierające tłuszczu(0%) - większość artykułów nieżywnościowych, z wyjątkiem zaliczonych do pozostałych grup, pomocnicze produkty spożywcze, napoje smakowe, wyroby cukiernicze, z wyjątkiem karmelu i słodyczy z nadzieniem mleczno-orzechowym, toffi; cukier; Miód; napoje alkoholowe, niskoalkoholowe i bezalkoholowe, z wyjątkiem likierów emulsyjnych na bazie mleka i jaj; wyroby tytoniowe.

Właściwości ogólne. Tłuszcze są rezerwowymi składnikami odżywczymi, mają najwyższą wartość energetyczną spośród innych składników odżywczych (1 g - 9 kcal), a także wydajność biologiczną, jeśli zawierają lolinenas-

§ 4. Sucha masa organiczna

niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe. Tłuszcze mają gęstość względną mniejszą niż 1, więc są lżejsze od wody. Są nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych (benzyna, chloroform itp.). Z wodą tłuszcze w obecności emulgatorów tworzą emulsje spożywcze (kremy, margaryny, majonezy).

Tłuszcze ulegają hydrolizie pod działaniem enzymu lipazy lub zmydlaniu pod wpływem zasad. W pierwszym przypadku powstaje mieszanina kwasów tłuszczowych i glicerolu; w drugim - mydła (sole kwasów tłuszczowych) i gliceryna. Hydroliza enzymatyczna tłuszczów może również zachodzić podczas przechowywania towarów. Ilość powstających wolnych kwasów tłuszczowych charakteryzuje się liczbą kwasową.

Strawność tłuszczów w dużej mierze zależy od intensywności lipaz, a także od temperatury topnienia. Płynne tłuszcze o niskiej temperaturze topnienia są wchłaniane lepiej niż stałe tłuszcze o wysokiej temperaturze topnienia. Duża intensywność wchłaniania tłuszczu w obecności dużej ilości tych lub innych substancji energetycznych (np. węglowodanów) prowadzi do odkładania się ich nadmiaru w postaci złogów tłuszczu i otyłości. Dlatego przy organizowaniu zbilansowanej diety powinny przeważać stałe tłuszcze zwierzęce (50-60% dziennego zapotrzebowania).

Tłuszcze zawierające nienasycone (nienasycone) kwasy tłuszczowe są zdolne do utleniania z późniejszym tworzeniem nadtlenków i wodoronadtlenków, które mają szkodliwy wpływ na organizm ludzki. Produkty zawierające zjełczałe tłuszcze nie są już bezpieczne i muszą zostać zniszczone lub poddane recyklingowi. Jełczenie tłuszczów jest jednym z kryteriów przydatności do spożycia lub przechowywania produktów zawierających tłuszcze (płatki owsiane, mąka pszenna, herbatniki, sery itp.). Zdolność tłuszczów do jełczenia charakteryzuje się liczbą jodową i nadtlenkową.

Ciekłe tłuszcze o dużej zawartości nienasyconych kwasów tłuszczowych mogą wejść w reakcję uwodornienia - nasycenia takich kwasów wodorem, podczas gdy tłuszcze nabierają stałej konsystencji i funkcjonują jako substytuty niektórych stałych tłuszczów zwierzęcych. Ta reakcja jest podstawą do produkcji margaryny i produktów margarynowych.

W wysokich temperaturach tłuszcze topią się, gotują, a następnie rozkładają na szkodliwe substancje (w temperaturach powyżej 200°C).

lipidy - substancje tłuszczopodobne, których cząsteczki zawierają pozostałości glicerolu lub innych alkoholi wielkocząsteczkowych, kwasów tłuszczowych i fosforowych, substancji azotowych i innych.

Lipoidy obejmują fosfatydy, steroidy i woski. Różnią się od lipidów obecnością kwasu fosforowego, zasad azotowych i innych substancji nieobecnych w lipidach. Są to bardziej złożone substancje niż tłuszcze. Większość z nich łączy obecność kwasów tłuszczowych w składzie. Drugi składnik - alkohol - może mieć inny charakter chemiczny: w tłuszczach i fosfatydach - glicerol, w steroidach - wysokocząsteczkowe cykliczne sterole, w woskach - wyższe alkohole tłuszczowe.

Z chemicznego punktu widzenia najbliższy tłuszczom fosfatydy(fosfolipidy) - estry glicerolu kwasów tłuszczowych i fosforowych oraz zasad azotowych. W zależności od chemicznego charakteru zasady azotowej wyróżnia się następujące rodzaje fosfatydów: lecytyna (nowa nazwa to fosfatydylocholina), która zawiera cholinę; jak również kefalina zawierająca etanoloaminę. Lecytyna ma największe rozpowszechnienie w produktach naturalnych i zastosowanie w przemyśle spożywczym. Żółtka jaj, podroby (mózg, wątroba, serca), tłuszcz mleczny, rośliny strączkowe, zwłaszcza soja są bogate w lecytynę.

Nieruchomości. Fosfolipidy mają właściwości emulgujące, dzięki czemu lecytyna wykorzystywana jest jako emulgator w produkcji margaryny, majonezu, czekolady, lodów i niektórych kremów.

Steroidy I wosk są estrami alkoholi o dużej masie cząsteczkowej i kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej (C, 6-C 3 b) - Różnią się od innych lipidów i lipidów brakiem glicerolu w swoich cząsteczkach, a od siebie nawzajem alkoholami: steroidy zawierają reszty cząsteczki steroli - alkohole cykliczne, a woski - alkohole jednowodorotlenowe o 12-46 atomach C w cząsteczce. W zależności od pochodzenia sterole dzielimy na roślinne – fitosterole; pochodzenia zwierzęcego – zoosterole i pochodzenia mikrobiologicznego – mikrosterole. Głównym sterolem roślinnym jest p-sitosterol, zwierzęcy

nyh - cholesterol, mikroorganizmy - ergosterol. Oleje roślinne są bogate w sitosterol, masło krowie, jaja, podroby są bogate w cholesterol. Wełna i futro zwierząt zawierają znaczne ilości cholesterolu i innych zoosteroli, w szczególności lanosterolu.

Nieruchomości. Steroidy są nierozpuszczalne w wodzie, nie są zmydlane przez alkalia, mają wysoką temperaturę topnienia i mają właściwości emulgujące. Cholesterol i ergosterol pod wpływem promieni ultrafioletowych mogą ulec przemianie

witamina O.

Sterole i steroidy występują razem z lipidami w żywności, a także w produktach z wełny i futra.

Wosk dzielą się na naturalne i syntetyczne oraz naturalne - na roślinne i zwierzęce. Woski roślinne są częścią tkanek powłokowych liści, owoców, łodyg. Niektóre woski roślinne (carnauba, palmowy) są stosowane w przemyśle spożywczym jako środki glazurujące. Woski zwierzęce – wosk pszczeli, lanolina z wełny owczej, spermacet kaszalotów – są wykorzystywane do produkcji wyrobów kosmetycznych, a wosk pszczeli jest stosowany jako glazurująca powierzchnia produktów spożywczych.

Woski syntetyczne, w zależności od rodzaju surowca, dzielą się na częściowo i w pełni syntetyczne. Wykorzystywane są do produkcji past, preparatów ochronnych, materiałów izolujących, składników kremów w kosmetyce oraz maści w medycynie.

Tak więc woski występują w niewielkich ilościach w produktach spożywczych pochodzenia roślinnego, a także w produktach nieżywnościowych: kosmetykach (kremy, szminki, mydła), chemii gospodarczej (masy do polerowania podłóg, świece woskowe), produktach wełnianych i futrzanych ( wełniany

Woski pełnią funkcję ochronną dzięki swoim właściwościom nieruchomości: plastyczność, obojętność chemiczna. Nie są zwilżane wodą, wodoodporne, nierozpuszczalne w wodzie, etanolu, ale rozpuszczalne w benzynie, chloroformie, dietylu

glikozydy - oligomery, w których pozostała część cząsteczek monosacharydów lub oligosacharydów jest połączona z resztą substancji niewęglowodanowej – aglukonem poprzez wiązanie glikozydowe.

We współczesnym świecie praktycznie nie ma osoby, która nie miałaby przynajmniej pojęcia o polimerach. Polimery przechodzą przez życie razem z człowiekiem, czyniąc jego życie coraz wygodniejszym i wygodniejszym. Na wzmiankę o polimerach pierwsze skojarzenia nasuwają się z syntetycznymi substancjami organicznymi, ponieważ są one bardziej widoczne. Polimery naturalne – naturalne substancje organiczne – choć w otaczającym nas świecie jest ich więcej, w skojarzeniowym postrzeganiu człowieka schodzą na dalszy plan. Zawsze nas otaczają, ale nikt nie myśli o naturze pochodzenia flory i fauny. Celuloza, skrobia, lignina, kauczuk, białka i kwasy nukleinowe to główny materiał wykorzystywany przez naturę do tworzenia otaczającego nas świata zwierzęcego i roślinnego. I absolutnie nikt nie będzie postrzegał kamieni szlachetnych, grafitu, miki, piasku i gliny, szkła i cementu jako polimerów. Niemniej jednak nauka ustaliła fakt struktury polimerowej wielu związków nieorganicznych, w tym wymienionych powyżej. Polimery składają się z makrocząsteczek. Podczas tworzenia polimerów duża liczba atomów lub grup atomów łączy się ze sobą wiązaniami chemicznymi - kowalencyjnymi lub koordynacyjnymi. Makrocząsteczki polimerowe zawierają dziesiątki, setki, tysiące lub dziesiątki tysięcy atomów lub powtarzających się jednostek elementarnych. Informacje o strukturze polimeru uzyskano badając właściwości roztworów, strukturę kryształów oraz właściwości mechaniczne i fizykochemiczne substancji nieorganicznych. Na poparcie powyższego należy zauważyć, że istnieje wystarczająca ilość literatury naukowej potwierdzającej fakt struktury polimerowej niektórych substancji nieorganicznych.

Logiczne byłoby zwrócenie uwagi: dlaczego jest tak dużo informacji o syntetycznych polimerach organicznych, a tak mało o nieorganicznych. Jeśli istnieją nieorganiczne substancje polimerowe, czym dokładnie są i gdzie są stosowane? Powyżej podano kilka przykładów polimerów nieorganicznych. Są to dobrze znane substancje, które wszyscy znają, ale niewiele osób wie, że substancje te można sklasyfikować jako polimery. Ogólnie rzecz biorąc, laika nie obchodzi, czy grafit można przypisać polimerom, czy nie, tak jak w przypadku kamieni szlachetnych, dla niektórych może być nawet obraźliwe utożsamianie drogiej biżuterii z tanią biżuterią z tworzywa sztucznego. Niemniej jednak, jeśli istnieje powód, aby nazywać niektóre substancje nieorganiczne polimerami, to dlaczego o tym nie mówić. Rozważ niektórych przedstawicieli takich materiałów, przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo najciekawszym z nich.
Synteza polimerów nieorganicznych wymaga najczęściej bardzo czystych materiałów wyjściowych, a także wysokiej temperatury i ciśnienia. Głównymi sposobami ich otrzymywania, podobnie jak polimerów organicznych, są polimeryzacja, polikondensacja i polikoordynacja. Do najprostszych polimerów nieorganicznych należą związki homołańcuchowe składające się z łańcuchów lub szkieletów zbudowanych z identycznych atomów. Oprócz dobrze znanego węgla, który jest głównym pierwiastkiem biorącym udział w budowie niemal wszystkich polimerów organicznych, w budowie makrocząsteczek mogą uczestniczyć również inne pierwiastki. Pierwiastki te obejmują bor z grupy trzeciej, krzem, german i cynę z grupy czwartej, do której zalicza się również węgiel, fosfor, arsen, antymon i bizmut z grupy piątej, siarkę, tellur selen z grupy szóstej. Zasadniczo polimery homołańcuchowe otrzymywane z tych pierwiastków znajdują zastosowanie w elektronice i optyce. Przemysł elektroniczny rozwija się w bardzo szybkim tempie, a popyt na kryształy syntetyczne już dawno przekroczył podaż. Szczególnie jednak należy zwrócić uwagę na węgiel i otrzymywane na jego bazie polimery nieorganiczne: diament i grafit. Grafit to dobrze znany materiał, który znalazł zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Grafit jest używany do produkcji ołówków, elektrod, tygli, farb, smarów. Tysiące ton grafitu trafia na potrzeby przemysłu nuklearnego ze względu na jego właściwości spowalniające neutrony. W artykule zajmiemy się bardziej szczegółowo najciekawszymi przedstawicielami polimerów nieorganicznych - kamieniami szlachetnymi.
Najciekawszymi, pretensjonalnymi, ukochanymi przez kobiety przedstawicielami polimerów nieorganicznych są diamenty. Diamenty to bardzo drogie minerały, które można również przypisać polimerom nieorganicznym; wydobywa je w naturze pięć dużych firm: DeBeers, Alrosa, Leviev, BHPBilliton, RioTinto. To DeBeers stworzył reputację tych kamieni. Umiejętny marketing sprowadza się do hasła „to na zawsze”. DeBeers zamienił ten kamień w symbol miłości, dobrobytu, władzy i sukcesu. Ciekawostką jest to, że diamenty są dość powszechne w przyrodzie, takie jak szafiry i rubiny, minerały rzadsze, ale są cenione niżej niż diamenty. Najciekawsza jest sytuacja, jaka rozwinęła się na rynku diamentów naturalnych. Faktem jest, że istnieją technologie, które umożliwiają uzyskanie syntetycznych diamentów. W 1954 roku badacz General Electric Tracy Hall wynalazł urządzenie, które umożliwiło uzyskanie kryształów diamentu z siarczku żelaza pod ciśnieniem 100 000 atmosfer i w temperaturze ponad 2500ºС. Jakość tych kamieni nie była wysoka z jubilerskiego punktu widzenia, ale twardość była taka sama jak kamienia naturalnego. Wynalazek Halla został ulepszony, aw 1960 roku General Electric stworzył fabrykę, która mogła produkować diamenty o jakości klejnotów. Minusem było to, że cena kamieni syntetycznych była wyższa niż kamieni naturalnych.
Obecnie istnieją dwie technologie syntezy diamentów. Technologia HPHT (wysokie ciśnienie/wysoka temperatura) - synteza diamentów w połączeniu wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury. Technologia CVD (chemiczne osadzanie z fazy gazowej) - technologia chemicznego osadzania z fazy gazowej, uważana jest za bardziej zaawansowaną i pozwala wyhodować diament, jakby symulując naturalne warunki jego wzrostu. Obie technologie mają zalety i wady. Kampanie wykorzystujące je rozwiązują niedociągnięcia technologii, stosując własne wynalazki i rozwiązania. Na przykład w 1989 roku grupie radzieckich naukowców z Nowosybirska udało się obniżyć ciśnienie syntezy jądrowej do 60 000 atmosfer. Po rozpadzie Związku Radzieckiego rozwój syntezy diamentów nie został zahamowany dzięki licznym inwestorom zagranicznym zainteresowanym uzyskaniem technologii taniej syntezy wysokiej jakości kamieni szlachetnych. Na przykład DeBeers, aby nie stracić możliwości kontrolowania rynku, sfinansował pracę niektórych naukowców. Niektórzy prywatni przedsiębiorcy kupili sprzęt do syntezy diamentów w Rosji, na przykład dobrze prosperująca obecnie amerykańska firma Gemesis rozpoczęła od zakupu zakładu uprawy diamentów w Rosji w 1996 roku za 60 000 USD. Teraz „Gemesis” produkuje i sprzedaje diamenty o rzadkich kolorach: żółtym i niebieskim, a różnica w cenie między tymi a dokładnie tymi samymi kamieniami naturalnymi sięga 75%.

Inna duża firma syntetyzująca diamenty, Apollo Diamond, udoskonala technologię HPHT, syntetyzując kamienie w atmosferze gazowej o określonym składzie (symbioza technologii HPHT i CVD). Ta metoda wprowadza „Apollo Diamond” na rynek kamieni jubilerskich, podczas gdy jakość diamentów syntetycznych hodowanych tą technologią jest bardzo wysoka. Gematologom coraz trudniej jest odróżnić kamienie syntetyczne od naturalnych. Wymaga to kompleksowych analiz na dość skomplikowanym i drogim sprzęcie. Syntetyczne diamenty Apollo Diamond są praktycznie nie do odróżnienia od naturalnych minerałów za pomocą standardowych metod analizy.

Światowa produkcja diamentów wynosi obecnie 115 milionów karatów, czyli 23 tony rocznie. Teoretycznie ten gigantyczny rynek mógłby się załamać, a reputacja diamentów jako kamieni jubilerskich zostałaby utracona na zawsze. Firmy monopolistyczne inwestują w stabilizację sytuacji i kontrolowanie rynku. Na przykład przeprowadza się kosztowne akcje marketingowe, wykupuje się patenty na technologie wytwarzania sztucznych diamentów, aby te technologie nigdy nie zostały wprowadzone, wydawane są certyfikaty i paszporty jakości na markowe diamenty potwierdzające ich naturalne pochodzenie. Ale czy to powstrzyma postęp technologii syntezy jądrowej?

Mówiąc o diamentach, odbiegliśmy od blasku kamieni szlachetnych w branży jubilerskiej, ale należy również wspomnieć o kamieniach przemysłowych. W tym przypadku większość przedsiębiorstw zajmujących się uprawą diamentów pracuje głównie na potrzeby przemysłu elektronicznego i optycznego. Rynek kamienia przemysłowego może nie jest tak intrygujący jak rynek biżuterii, ale mimo to jest ogromny. Na przykład głównym dochodem „Apollo Diamond” jest synteza cienkich dysków diamentowych do półprzewodników. Nawiasem mówiąc, teraz zakład do syntezy diamentów o wydajności około 200 kg diamentów miesięcznie można kupić za 30 tysięcy dolarów.

Innym przedstawicielem kamieni szlachetnych jest rubin. Pierwszy syntetyczny rubin narodził się w 1902 roku. Został zsyntetyzowany przez francuskiego inżyniera Verneuila przez stopienie proszku tlenku glinu i chromu, który następnie skrystalizował w sześciogramowy rubin. Ta łatwość syntezy umożliwiła stosunkowo szybki rozwój przemysłowej produkcji rubinów na całym świecie. Ten kamień jest bardzo poszukiwany. Na świecie wydobywa się rocznie około 5 ton rubinów, a potrzeby rynku to setki ton. Rubiny są potrzebne przemysłowi zegarmistrzowskiemu, są potrzebne do produkcji laserów. Technologia zaproponowana przez Verneuila dostarczyła później warunków do syntezy szafirów i granatów. Największe produkcje sztucznych rubinów znajdują się we Francji, Szwajcarii, Niemczech, Wielkiej Brytanii i USA. To jest ekonomia produkcji. Lwią część kosztów pochłaniają koszty energii. Jednocześnie koszt syntezy kilograma rubinów wynosi 60 dolarów, a koszt kilograma szafirów to 200 dolarów. Rentowność takiego biznesu jest bardzo wysoka, ponieważ cena zakupu kryształów jest co najmniej dwukrotnie wyższa. Tutaj należy wziąć pod uwagę szereg czynników, takich jak fakt, że im większy wyhodowany monokryształ, tym niższy jego koszt, a przy wytwarzaniu produktów z kryształów ich cena będzie znacznie wyższa niż cena sprzedawanych kryształów (na przykład produkcja i sprzedaż okularów). Jeśli chodzi o sprzęt, rosyjskie rośliny do uprawy kryształów kosztują około 50 tysięcy dolarów, zachodnie są o rząd wielkości droższe, a okres zwrotu zorganizowanej produkcji wynosi średnio dwa lata. Jak już wspomniano, zapotrzebowanie rynku na syntetyczne kryształy jest ogromne. Na przykład kryształy szafiru są bardzo poszukiwane. Każdego roku na świecie syntetyzowanych jest około tysiąca ton szafirów. Roczne potrzeby produkcyjne sięgają miliona ton!
Szmaragdy są syntetyzowane wyłącznie na potrzeby przemysłu jubilerskiego. W przeciwieństwie do innych kryształów, szmaragd otrzymuje się nie ze stopu, ale z roztworu bezwodnika borowego w temperaturze 400 ° C i ciśnieniu 500 atmosfer w komorze hydrotermalnej. Ciekawe, że wydobycie kamienia naturalnego wynosi tylko 500 kilogramów rocznie. Syntetyczne szmaragdy są również produkowane na świecie w nie tak dużych ilościach jak inne kryształy, około tony rocznie. Faktem jest, że technologia syntezy szmaragdów jest nieefektywna, ale opłacalność takiej produkcji jest najwyższa. Produkując około 5 kilogramów kryształów miesięcznie przy koszcie 200 USD za kilogram, cena sprzedaży syntetycznych szmaragdów jest prawie równa cenie naturalnych. Koszt instalacji do syntezy szmaragdów to około 10 tysięcy dolarów.
Ale najpopularniejszym syntetycznym kryształem jest krzem. Być może da szanse każdemu drogocennemu kamieniowi. W tej chwili krzem zajmuje 80% całego rynku kryształów syntetycznych. Na rynku brakuje krzemu ze względu na szybki rozwój wysokich technologii. W tej chwili opłacalność produkcji krzemu przekracza 100%. Cena kilograma krzemu to około 100 USD za kilogram, podczas gdy koszt syntezy sięga 25 USD.

Ultraczysty krzem jest używany jako półprzewodnik. Jego kryształy są wykorzystywane do produkcji ogniw fotowoltaicznych o wysokiej wydajności. Krzem, podobnie jak węgiel, może tworzyć długie łańcuchy molekularne ze swoich atomów. Otrzymuje się w ten sposób silan i kauczuk, które mają niesamowite właściwości. Kilka lat temu cały świat był podekscytowany raportem z eksperymentów amerykańskiego inżyniera Waltera Robbsa, któremu udało się wykonać film z gumy silikonowej o grubości 0,0025 centymetra. Tą gumą przykrył klatkę, w której mieszkał chomik, i spuścił chomika do akwarium. Przez kilka godzin pierwszy na świecie chomik z okrętu podwodnego oddychał tlenem rozpuszczonym w wodzie, a jednocześnie był czujny, nie wykazywał oznak niepokoju. Okazuje się, że film pełni rolę błony, pełniąc te same funkcje, co skrzela u ryb. Film pozwala cząsteczkom gazu życia przedostać się do środka, podczas gdy dwutlenek węgla jest wypychany przez film. Takie odkrycie umożliwia organizowanie życia ludzkiego pod wodą poprzez odsuwanie na bok butli z mieszanką oddechową i generatorów tlenu.

Krzem produkowany jest w trzech rodzajach: krzem metalurgiczny (MG), krzem dla przemysłu elektronicznego (EG) oraz krzem do produkcji ogniw słonecznych (SG). W związku z serią kryzysów energetycznych intensywnie wprowadzane są alternatywne technologie pozyskiwania energii. Należą do nich zamiana energii słonecznej na energię elektryczną, czyli wykorzystanie instalacji fotowoltaicznych zasilanych panelami fotowoltaicznymi. Krzem jest ważnym składnikiem ogniw słonecznych. Na Ukrainie krzem do baterii słonecznych był produkowany w Zaporoskich Zakładach Tytanu i Magnezu. W Związku Radzieckim przedsiębiorstwo to wyprodukowało 200 ton krzemu, przy ogólnounijnej wielkości produkcji 300 ton. Autor nic nie wie o stanie produkcji krzemu w Zaporożu. Koszt zorganizowania nowoczesnej produkcji krzemu polikrystalicznego na potrzeby energetyki o mocy 1000 ton rocznie to około 56 mln dolarów. Synteza krzemu na różne potrzeby na całym świecie zajmuje pierwsze miejsce pod względem popytu i utrzyma tę pozycję jeszcze przez długi czas.

W artykule rozważyliśmy tylko niektórych przedstawicieli polimerów nieorganicznych. Być może wiele z opisanych powyżej rzeczy zostało przez kogoś przyjętych ze zdziwieniem i autentycznym zainteresowaniem. Ktoś rzucił świeże spojrzenie na koncepcję kamienia filozoficznego, jeśli nie złoto, to jednak kamienie szlachetne z nieokreślonych tlenków metali i innych niczym nie wyróżniających się substancji wciąż można uzyskać. Mamy nadzieję, że artykuł dał powód do refleksji i przynajmniej zabawił czytelnika ciekawostkami.

Polimery nieorganiczne to termin, który zyskał na znaczeniu ze względu na jego szerokie zastosowanie w odlewaniu precyzyjnym. A wszystko dzięki właściwościom, które są nieodłącznie związane z tymi materiałami. Ale znaczenie polimerów nieorganicznych dla ludzi jest znacznie szersze, a zakres zastosowania znacznie wykracza poza zakres tej technologii.

Co to są polimery nieorganiczne

Bardziej powszechne polimery nieorganiczne pochodzenia naturalnego, zawarte w skorupie ziemskiej

Najczęściej jest produktem syntezy pierwiastków grup III-VI układu okresowego Mendelejewa. Nazywa się je nieorganicznymi, ponieważ są oparte na nieorganicznych łańcuchach głównych i nie mają organicznych rodników bocznych. Wiązania powstają w wyniku jednego z dwóch procesów - polikondensacji lub polimeryzacji.

Ogólnie rzecz biorąc, polimery nieorganiczne to sztucznie syntetyzowane materiały, które zastąpiły naturalne. Jednocześnie twórcom przyświecał cel, jakim jest uczynienie ich tańszymi. Nowoczesne polimery przewyższają swoimi właściwościami dostępne naturalne analogi. Powstały materiały, których natura w ogóle nie posiada. Zapewnia to ich popularność i różnorodność.

Klasyfikacja

Wyraźna lista gatunków nie została jeszcze utworzona, ale istnieje kilka głównych grup polimerów nieorganicznych, które różnią się budową. Takimi materiałami są:

• liniowy;
• płaski;
• rozgałęziony;
• trójwymiarowe itp.

Wyróżnione również ze względu na pochodzenie:

• naturalny;
• sztuczny.

Przez tworzenie łańcucha:

• heterołańcuch;
• homołańcuch.

Rodzaje polimerów nieorganicznych

Azbest jest jednym z najpowszechniejszych polimerów. Zgodnie ze swoją strukturą jest materiałem drobnowłóknistym - krzemianem. W swoim składzie zawiera cząsteczki żelaza, magnezu, wapnia i sodu. Produkcja tego polimeru jest klasyfikowana jako szkodliwa dla człowieka, jednak produkty z niego wykonane są całkowicie bezpieczne.

Silikon znalazł również swoje zastosowanie ze względu na fakt, że pod wieloma względami przewyższa kauczuk naturalny. Wytrzymałość i elastyczność zapewnia połączenie tlenu i krzemu. Polikrzem jest odporny na działanie mechaniczne, temperaturę i odkształcenia. Jednocześnie forma i struktura pozostają niezmienione.

Carbin zastąpił diament. Jest również wytrzymały, co jest niezbędne w wielu gałęziach przemysłu. Polimer ten charakteryzuje się zdolnością do wytrzymywania temperatur do 5000 ºC. Cecha - wzrost przewodnictwa elektrycznego pod wpływem fal świetlnych.

Grafit jest znany każdemu, kto kiedykolwiek wziął do ręki ołówek. Cechą polimerów węglowodorowych jest płaska struktura. Przewodzą wyładowania elektryczne, ciepło, ale całkowicie pochłaniają falę świetlną.

Polimery produkowane są również na bazie selenu, boru i innych pierwiastków, co zapewnia różnorodne właściwości.

Charakterystyka polimerów nieorganicznych

Podczas tworzenia materiałów polimerowych właściwości produktu końcowego opierają się na:

• elastyczność i sprężystość;
• wytrzymałość na ściskanie, skręcanie, pękanie;
• stan skupienia; odporność na temperaturę;
• przewodnictwo elektryczne;
• zdolność przepuszczania światła itp.

w produkcji pobierana jest czysta substancja, poddawana specyficznym procesom polimeryzacji, a na wyjściu otrzymuje się syntetyczne (nieorganiczne) polimery, które:

1. Wytrzymaj ekstremalne temperatury.
2. Potrafi przyjąć pierwotny kształt po odkształceniu pod działaniem zewnętrznych sił mechanicznych.
3. Stają się szkliste po podgrzaniu do temperatury krytycznej.
4. Są w stanie zmienić strukturę podczas przejścia z objętościowej na płaską, co zapewnia lepkość.

Zdolność do transformacji jest wykorzystywana w odlewaniu form. Po schłodzeniu polimery nieorganiczne twardnieją, a także nabierają różnych właściwości, od trwałej bryły po giętkość, sprężystość. Jednocześnie zapewnione jest bezpieczeństwo środowiskowe, którym zwykły plastik nie może się pochwalić. Materiały polimerowe nie reagują z tlenem, a silne wiązania uniemożliwiają uwalnianie cząsteczek.

Szereg zastosowań

Polimery są niezwykle wszechstronne. Co roku naukowcy opracowują nowe technologie, które pozwalają na produkcję materiałów o różnych wskaźnikach jakości. A teraz polimery znajdują się zarówno w przemyśle, jak iw życiu codziennym. Żaden budynek nie jest kompletny bez azbestu. Jest obecny w składzie łupków, specjalnych rur itp. Cement jest używany jako spoiwo.

Silikon jest doskonałym uszczelniaczem stosowanym przez budowniczych. Przemysł motoryzacyjny, produkcja urządzeń przemysłowych i dóbr konsumpcyjnych opiera się na polimerach, które pozwalają na uzyskanie wysokiej wytrzymałości, trwałości i szczelności.

A wracając do azbestu, nie sposób nie wspomnieć, że zdolność zatrzymywania ciepła umożliwiła stworzenie kombinezonów dla strażaków.

Mówiąc o diamentach, zwyczajowo utożsamia się je z diamentami (szlifowanymi diamentami). Niektóre polimery nieorganiczne nie ustępują temu naturalnemu kryształowi, który jest niezbędny w różnych dziedzinach przemysłu, w tym w produkcji diamentów. W postaci okruchów materiał ten nakłada się na krawędzie tnące. Rezultatem są noże, które mogą przeciąć wszystko. Jest doskonałym ścierniwem stosowanym w szlifowaniu. Elbor, borazon, cyboryt, kingsongit, kubonit to związki supermocne.

Jeśli wymagana jest obróbka metalu lub kamienia, stosuje się polimery nieorganiczne wytwarzane na drodze syntezy boru. Każda ściernica sprzedawana w supermarketach budowlanych ma ten materiał w swoim składzie. Do produkcji elementów dekoracyjnych stosuje się np. węglik selenu. Wytwarza analog kryształu górskiego. Ale lista zalet i lista zastosowań nie ogranicza się do tego.

Chlorki azotku fosforu powstają z połączenia fosforu, azotu i chloru. Właściwości mogą się zmieniać i zależą od masy. Kiedy jest duży, powstaje analog kauczuku naturalnego. Dopiero teraz wytrzymuje temperatury do 350 stopni. Nie obserwuje się reakcji pod działaniem związków organicznych. A w dopuszczalnym zakresie temperatur właściwości produktów nie zmieniają się.

Specjalne właściwości wykorzystywane przez człowieka

Najważniejsze jest to, że w wyniku syntezy powstają makrocząsteczki typu masowego (trójwymiarowego). Siła pochodzi z silnych więzi i struktury. Jako pierwiastek chemiczny polimery nieorganiczne zachowują się amorficznie i nie wchodzą w reakcje z innymi pierwiastkami i związkami. Cecha ta pozwala na zastosowanie ich w przemyśle chemicznym, medycynie, produkcji żywności.

Odporność termiczna przewyższa wszystkie wskaźniki posiadane przez naturalne materiały. Jeśli włókna zostaną użyte do utworzenia wzmocnionej ramy, wówczas ta konstrukcja może wytrzymać temperatury powietrza do 220 stopni. A jeśli mówimy o materiale borowym, to granica wytrzymałości temperaturowej wzrasta do 650 stopni. Dlatego loty kosmiczne byłyby niemożliwe bez polimerów słońca.

Ale dzieje się tak, jeśli mówimy o cechach, które są lepsze od naturalnych. Te same produkty, które są wykonane z tych związków, które są podobne jakościowo do naturalnych, mają szczególne znaczenie dla człowieka. Daje to możliwość obniżenia kosztów odzieży poprzez zastąpienie np. skóry. Jednocześnie praktycznie nie ma różnic zewnętrznych.

W medycynie szczególne nadzieje pokłada się w polimerach nieorganicznych. Planuje się wykorzystanie tych materiałów do produkcji sztucznych tkanek i narządów, protez itp. Odporność chemiczna pozwala na obróbkę produktów z substancjami aktywnymi, co zapewnia sterylność. Narzędzie staje się trwałe, użyteczne i bezpieczne dla człowieka.