Anorganické polyméry

Prakticky zaujímavé sú lineárne anorganické polyméry, ktoré v naib. stupne sú podobné organickým – môžu existovať v rovnakej fáze, agregačných alebo relaxačných stavoch, tvoria podobné vrcholy. štruktúry atď. Takýmito anorganickými polymérmi môžu byť žiaruvzdorné kaučuky, sklá, vlákna, atď., a tiež vykazovať množstvo St-in, ktoré už nie je vlastné org. polyméry. Patria sem polyfosfazény, polymérne oxidy síry (s rôznymi bočnými skupinami), fosforečnany a silikáty.

Spracovanie anorganických polymérov na sklá, vlákna, sklokeramiku, keramiku atď. vyžaduje tavenie, ktoré je spravidla sprevádzané reverzibilnou depolymerizáciou. Preto sa zvyčajne používajú modifikujúce prísady, ktoré umožňujú stabilizovať stredne rozvetvené štruktúry v taveninách.

Silikóny

Anorganické polyméry ste už videli; ak nie na týchto stránkach, tak aspoň v bežnom živote ste už určite niekde videli silikónový polymér. Silikóny sú jedným z najčastejšie sa vyskytujúcich anorganických polymérov. Vyzerajú takto:

V skutočnosti by sa mali nazývať polysiloxány. Väzba medzi atómami kremíka a kyslíka je veľmi silná, ale veľmi flexibilná. Preto silikóny znesú vysoké teploty bez toho, aby sa rozložili, no majú veľmi nízke teploty skleného prechodu. Určite ste sa už niekde stretli s gumou alebo tmelom vyrobeným zo silikónov.

Polysilány

Na to sa strávilo veľa času, ale atómy kremíka boli stále zoradené v dlhých polymérnych reťazcoch. Už v 20. alebo 30. rokoch 20. storočia si chemici začali uvedomovať, že organické polyméry sa vyrábajú z dlhých uhlíkových reťazcov, ale seriózny výskum polysilánov sa začal až koncom 70. rokov 20. storočia.

Predtým, v roku 1949, v rovnakom čase, keď spisovateľ Kurt Vonnegut pracoval na oddelení pre styk s verejnosťou General Electric, C.A. Burkhard pracoval v oddelení výskumu a vývoja tej istej firmy. Vynašiel polysilán nazývaný polydimetylsilán, ale ten materiál nebol dobrý. Vyzeralo to takto:

Vytváral kryštály, ktoré boli také silné, že ich nič nedokázalo rozpustiť. Burkhard sa ich snažil zahriať, no neroztopili sa pri teplotách pod 250 o C. Pri vyšších teplotách sa rozložili a nikdy sa neroztopili. To urobilo polydimetylsilán celkom zbytočným. Táto látka sa získala reakciou kovového sodíka s dichlórdimetylsilánom takto:

Je to dôležité, pretože v 70. rokoch začali niektorí vedci chápať, ako vyrobiť malé molekuly z atómov kremíka. Takže bez toho, aby to očakávali, urobili niečo veľmi podobné tomu, čo predtým urobil Burckhard. Nechali reagovať kovový sodík s dichlórdimetylsilánom, ale do tejto zmesi pridali aj nejaký dichlórmetylfenylsilán. A hádajte, čo sa stalo? Poviem vám: nedostali štruktúry, ktoré chceli. To, s čím prišli, bol tento kopolymér:

Možno to bude jasnejšie, ak nakreslíte tento kopolymér takto:

Vidíte, tieto fenylové skupiny sa zmiešajú, keď sa polymér pokúša kryštalizovať, takže má menej kryštalických vlastností ako polydimetylsilán. To znamená, že je rozpustný a dá sa spracovať, transformovať a študovať.

No a na čo sú tieto látky dobré? Polysilány sú zaujímavé, pretože môžu viesť elektrinu. Určite nie také dobré ako meď, ale oveľa lepšie, ako by ste očakávali od polyméru, a zaslúži si výskum. Sú tiež veľmi tepelne odolné, dajú sa zohriať až na takmer 300 oC. Ale ak ich zahrejete na oveľa vyššie teploty, môžete ich premeniť na karbid kremíka, čo je užitočné abrazívo.

Polyméry germánia a cínu

No, ak kremík môže tvoriť dlhé polymérne reťazce, čo potom ostatné chemické prvky zo štvrtej skupiny periodickej tabuľky? Môžu byť polyméry vyrobené z germánia? Môžete mi veriť, existujú! Polymérové ​​reťazce môžete vyrobiť nielen z germánia, ale dokonca aj z atómov cínu! Takéto polyméry sa označujú ako polyméry obsahujúce germánium a polyméry obsahujúce cín.

Cínové polyméry sú jedinečné, zaujímavé, pozoruhodné, jednoducho výnimočné, pretože sú jedinými známymi polymérmi, ktorých kostra pozostáva výlučne z atómov kovu. Podobne ako polysilány, aj polyméry germánia a cínu (polygermany a polystanylény) sa skúmajú z hľadiska ich použitia ako elektrických vodičov.

Polyfosfazény

Je mi veľmi ľúto, že vás o tom informujem, ale už nám došli prvky štvrtej skupiny periodickej tabuľky. Takže posledný anorganický polymér, na ktorý sa dnes pozrieme, musí byť vyrobený z niečoho iného. A to niečo je fosfor a dusík. Podobne ako polysiloxány, aj polyfosfazény sú tvorené striedajúcimi sa atómami. V tomto prípade v hlavnom reťazci striedame atómy fosforu a kremíka takto:

Táto kostra je veľmi flexibilná, podobne ako kostra polysiloxánov, takže polyfosfazény sú dobré elastoméry. Sú tiež veľmi dobrými elektrickými izolantmi.

Polyfosfazény sa vyrábajú v dvoch fázach:

Najprv vezmeme chlorid fosforečný a spracujeme ho chloridom amónnym, aby sme vytvorili chlórovaný polymér. Potom ho ošetríme alkoholovou sodnou soľou, čím získame esterom substituovaný polyfosfazén.

Dnes existuje obrovské množstvo anorganických polymérov. Väčšina z nich sú prírodné zlúčeniny, ale moderné technológie umožňujú umelo získavať anorganické polyméry. Na ich výrobu je spravidla potrebný vysoký tlak a teplota, pričom základom je čistá látka a metódy zostávajú rovnaké ako pri výrobe organických polymérov (napríklad polymerizácia). Charakteristickými vlastnosťami anorganických polymérov je ich chemická odolnosť a tepelná stabilita. Navyše mnohé z týchto polymérov sú tvrdé, ale skôr krehké. Vysvetlením je priestorová kryštálová štruktúra alebo nadmerná prítomnosť iónov v chemickej väzbe. Medzi najznámejšie anorganické polymérne materiály patrí grafit, minerálne sklo, keramika, diamanty, azbest, kremeň, sľuda.

Prvky chemickej tabuľky môžu tvoriť rôzne polymérne reťazce. Napríklad síra, selén a telúr tvoria lineárne reťazce, ktoré sa v súlade s kovalenciou atómov skladajú do špirál. Tie chemické prvky, ktoré patria do hlavnej podskupiny III - V skupín, môžu tvoriť tak lineárne reťazce, ako aj ploché alebo priestorové štruktúry anorganických polymérov. Základom polymérnych reťazcov sú najčastejšie oxidy kremíka, hliníka a radu ďalších kovov. Tvoria najširšiu skupinu anorganických polymérnych materiálov - silikáty a hlinitokremičitany. Okrem toho sú nevyhnutnou súčasťou zemskej kôry. Štruktúra molekulového reťazca silikátov môže byť reťazová, rebríková, vrstvená a trojrozmerná. Každá z týchto štruktúr prepožičiava anorganickým materiálom určité, len pre ne charakteristické vlastnosti. Napríklad rebríková štruktúra naznačuje prítomnosť dvoch paralelných molekulových reťazcov spojených atómami kyslíka. Práve tieto väzby poskytujú prítomnosť nových vlastností, ktoré umožňujú klasifikovať získané materiály ako vláknité (azbest). Ďalšou vlastnosťou, ktorá charakterizuje anorganické polyméry, je vrstvená štruktúra. Veľké vzdialenosti medzi vrstvami poskytujú príslušným látkam (mastenec, sľuda) ľahké štiepenie. Ak reťaz obsahuje kovy, ktoré môžu interagovať s vodou, potom tento proces ďalej zväčšuje dostupnú vzdialenosť medzi vrstvami. To môže viesť k opuchu anorganického materiálu. Silikáty s trojrozmernou štruktúrou sa vyznačujú dobrou vodeodolnosťou, tvrdosťou a tuhosťou. Odrody kremeňa spravidla spĺňajú tieto vlastnosti: topaz, jaspis, achát, horský krištáľ a ďalšie.

Anorganické sklá a technická keramika

Anorganické sklá.Sitalls.Technická keramika.Prvky technológie a aplikácie stavebnej keramiky.

Chemické zloženie skiel a ich vlastnosti Klasifikácia anorganických skiel.

V modernej vede o materiáloch začínajú zaujímať čoraz významnejšie miesto rôzne anorganické látky. Mnohé z nich sa používajú vo forme kryštálov: kremeň (SiO2), korund (a-AI2O3) a farebné kryštály tohto oxidu - zafír, rubín atď., Ako aj rutil (ТiO2), nitridy, sulfidy atď. Avšak v oveľa väčšom meradle sa tieto isté anorganické látky používajú v stave wamorfu vo forme skiel.

Najbežnejšie sklo na báze oxidu kremičitého - silikátové sklo. Široko používané sú aj hlinitokremičitanové a borosilikátové sklá.

Anorganické sklo je chemicky zložitý, amorfný, makroskopicky izotropný materiál, ktorý má mechanické vlastnosti krehkej pevnej látky. Sklo sa získava po ochladení taveniny zmesi anorganických zlúčenín (hlavne oxidov). Ich vlastnosti sú vo všetkých smeroch rovnaké, t.j. sú izotropné. Pri zahrievaní sa netopia pri konštantnej teplote, ako kryštály, ale postupne mäknú v širokom rozsahu teplôt a prechádzajú do tekutého stavu. Ich tavenie so zvyšujúcou sa teplotou a vytvrdzovanie s klesajúcou teplotou je reverzibilné. Štrukturálne sú to pevné riešenia.

Možno vyčleniť dva dôvody amorfného stavu anorganických skiel.

Prvým dôvodom je, že v oblasti tuhnutia má tavenina skla veľmi vysokú viskozitu (tabuľka 6.3).

Tabuľka 6.3 - Viskozita niektorých látok pri teplotách topenia

Látka		h × 10, N s/m2

Druhý dôvod vyplýva zo znakov kovalentnej väzby, ktorá určuje interakciu atómov v oxide. Kovalentná väzba má dve dôležité vlastnosti: sýtosť a smerovosť. Podľa nasýtenia chemickej väzby má každý atóm skla v priestore v súlade so svojou mocnosťou presne definovaný počet „partnerov“ v interakcii. Napríklad kremík je 4-valentný. A jeho atóm musí mať vo svojom bezprostrednom okolí štyri atómy kyslíka (v kremennom skle), s ktorými je spojený polárnou kovalentnou väzbou. Navyše tieto väzby môžu byť vytvorené nie ľubovoľne, ale pod určitým uhlom voči sebe (princíp smerovosti). To všetko veľmi sťažuje vytvorenie pravidelnej, kryštalickej štruktúry. Vo vysoko viskóznom médiu môže pri ochladzovaní vzniknúť v štruktúre skla len usporiadanie s krátkym dosahom v usporiadaní atómov.

Chemické zloženie skiel a ich vlastnosti

Okuliare používané v strojárstve sa väčšinou skladajú z niekoľkých komponentov. Podľa ich funkčného účelu možno všetky sklenené komponenty rozdeliť do troch skupín: sklotvorby, modifikátory a kompenzátory.

Hlavnou zložkou skla sú formovače skla. Sklotvorné látky sú anorganické polyméry so sieťovou štruktúrou. Preto majú sklá určité znaky polymérnych štruktúr a zodpovedajúce fyzikálne vlastnosti charakteristické pre polymérne materiály.

Ako sklotvorné látky sa najčastejšie používajú SiO2 (silikátové sklo), Al2O3 a SiO2 (hlinitokremičité sklo), B2O3 a SiO2 (borokremičité sklo), B2O3, Al2O3 a SiO2 (borohlinitokremičité sklo).

Do skla sa zavádzajú modifikátory, ktoré sklu dodávajú požadované vlastnosti: zjednodušiť technológiu, znížiť cenu materiálu atď.

Napríklad, keď sa do kremeňa zavedú oxidy alkalických kovov a kovov alkalických zemín, teplota mäknutia skla sa zníži a technológia sa zjednoduší. Prísady oxidov chrómu, železa, kobaltu atď. dodávajú sklu požadovanú farbu. Oxidy ťažkých kovov, ako je olovo, zvyšujú index lomu.

Zavedenie nejakej prísady často zlepšuje niektoré vlastnosti a zhoršuje iné ukazovatele materiálu. Potom sa zavádzajú prísady - kompenzátory, ktorých účelom je potlačiť negatívny prejav hlavných modifikátorov.

Jednou z dôležitých vlastností skla je tepelná odolnosť. U väčšiny skiel sa tepelná odolnosť pohybuje od 90 do 200 °C a u kremenného skla, najtrvanlivejšieho, tepelne odolného a nerozpínavého, dosahuje 800-1000 °C.

Teplotná závislosť pevnosti skla má minimum pri 200°C. Maximálna prevádzková teplota zvyčajne nepresahuje 400-500°C, čo približne zodpovedá teplote skleného prechodu. Kremenné sklo umožňuje dlhodobú prevádzku pri 1100-1200°C (pevnosť zvýšená o 50%) a krátkodobé použitie pri zahriatí na 1400-1500°C.

Tepelné spevnenie (tvrdenie) skla sa uskutočňuje jeho rýchlym a rovnomerným ochladením, zahriatym nad teplotu skleného prechodu v prúde vzduchu alebo v olejoch. Spevnenie skla kalením je spojené s výskytom dostatočne rovnomerne rozložených napätí v skle, ktoré spôsobujú tlakové napätia vo vonkajších vrstvách skla a ťahové napätia vo vnútorných vrstvách. Pevnosť skla v tlaku je asi 10-15 krát väčšia ako pevnosť v ťahu.

Termochemické tvrdenie je založené na kalení skla a navyše na zmene samotnej štruktúry a vlastností jeho povrchovej vrstvy. Takéto tvrdenie sa dosiahne rýchlym ochladením skla zahriateho nad teplotu skleného prechodu v zahriatych organokremičitých polymérnych kvapalinách. Dodatočné vytvrdzovanie sa vysvetľuje tvorbou polymérnych filmov na povrchu skla.

Klasifikácia anorganických skiel, ich vlastnosti, použitie

Jedným z najbežnejších vysokokvalitných skiel používaných v leteckých konštrukciách je aluminoborosilikátové nízkoalkalické sklo.

Podľa účelu sa technické sklá delia na optické, laboratórne, elektrické, transportné, prístrojové, ochranné, tepelne a zvukovo izolačné, svetelné, sklolaminátové atď. Hustota anorganických skiel sa pohybuje od 2200 kg/m3 pre ľahké alkalické silikátové sklá (index lomu n = 1,44) až 5200…8000 kg/m3 pre ťažké s obsahom až 65 % oxidov olova, bária, bizmutu (n=1,9); priesvitnosť nelakovaných skiel je vo viditeľnej časti spektra až 92 %.

Chemická a hydrolytická odolnosť skiel v kyslom prostredí (okrem kyseliny fosforečnej H2PO3 a fluorovodíka, ktorá sklo úplne rozpúšťa) je pomerne vysoká. V alkalickom prostredí odpor klesá. Silikátové sklá s obsahom 20-30% Na2O alebo LiO sú rozpustné v horúcej vode a tvoria "tekuté sklo".

Nevýhodou tvrdeného skla je citlivosť na nárazy na hranách (v blízkosti samotnej hrany) a v rohoch. Pri rozbití je tvrdené sklo pokryté hustou sieťou trhlín, ktoré sťažujú viditeľnosť.

Ak sa dve tabule skla zlepia priehľadným pružným a elastickým polymérnym filmom, získa sa takzvaný triplex. Keď sa zničí, výsledné fragmenty sa držia na polymérnom filme, ku ktorému sú pripevnené, a nevylejú sa.

Sitaly, ich vlastnosti, použitie

Vynikajúce vlastnosti majú nové konštrukčné materiály - sklokeramika (pojem vznikol zo slov sklo a krištáľ), získané kryštalizáciou anorganických skiel na báze určitých oxidov.

Sitals sú čiastočne vykryštalizované sklá. Získavajú sa riadenou kryštalizáciou skla pri zvýšených teplotách. Počas tohto procesu sa v objeme materiálu vytvárajú mikroregióny kryštalickej štruktúry s veľkosťou do 1 µm. Koncentrácia takýchto oblastí v sklokeramike môže presiahnuť 50 % objemu.

Podľa chemického zloženia sa sklokeramika od skiel líši tým, že sa do nej pridávajú kryštalizačné katalyzátory (semená). Ako kryštalizačné katalyzátory sa používajú mikročastice zlata, striebra, platiny, medi (stotiny percenta) alebo oxidy titánu, zirkónu, zinku, chrómu, vanádu atď.

Čo sa týka štruktúry, sklokeramika zaujíma medzipolohu medzi obyčajnými sklami a keramikou.V tomto smere sa sklokeramika niekedy nazýva sklokeramika. Sklokeramika sú viaczložkové, heterogénne, viacfázové systémy, ktoré majú veľmi vysokú úroveň vlastností: vysoká mechanická pevnosť, tvrdosť, chemická a tepelná stabilita, nízka tepelná rozťažnosť a ďalšie úžitkové vlastnosti. Napríklad sklokeramika, známa ako „pyroceram“, je pevnejšia ako valcované sklo, oceľ s vysokým obsahom uhlíka, ľahšia ako hliník a nelíši sa od kremeňa, pokiaľ ide o koeficient tepelnej rozťažnosti a tepelnú odolnosť.

Pri premene skla na sital prechádza sklo na začiatku fázou tavenia (teplota Tm), následne sa sklo formuje na produkt a ochladí sa na teplotu Tn - teplotu tvorby kryštalizačných centier. Pri tejto teplote sa sklo udržuje asi 1 hodinu, v dôsledku čoho sa v hmote tvoria malé kryštály a je možné zvýšiť teplotu na Tg. Pri Tg rastú kryštály a materiál stráca svoju priehľadnosť. Expozičný čas skleneného výrobku pri Tg je 4-6 hodín.

Mikrokryštalické zliatiny získané zo skiel

Vysokopevnostné kryštalické zliatiny z kovových skiel sa získavajú podobným spôsobom ako pri tvorbe pyrokeramiky. Ide o zliatiny na báze Fe, Ni, Cr, Mo, Co, W v rôznych kombináciách s metaloidmi (hlavne bórom), ktorých obsah nepresahuje 12% a v amorfnom stave sú krehké. Pásky amorfnej zliatiny otryskané taveninou sa dajú ľahko rozdrviť na prášok, ktorý sa potom podrobí vytláčaniu za tepla alebo plynovému izostatickému lisovaniu a súčasne kryštalizuje za vzniku mikrokryštalickej štruktúry stabilizovanej jemnými časticami bóru. Ak je v zliatine uhlík, môže sa vykonať vytvrdzovacie tepelné spracovanie. Takéto zliatiny sú veľmi tvrdé a odolné voči opotrebovaniu a môžu sa použiť ako rýchlorezné ocele.

Technická keramika

Keramika je viaczložkový, heterogénny materiál získaný spekaním vysoko disperzných minerálnych častíc (ílov, oxidov, karbidov, nitridov atď.). Ak zloženie keramiky zahŕňa kovy, potom sa tento typ keramiky nazýva cermety.

Technologický proces výroby keramických výrobkov pozostáva z niekoľkých etáp. Hlavné technologické operácie pri výrobe keramických materiálov sú: príprava východiskových komponentov vo forme práškov, miešanie komponentov, lisovanie výrobkov, vypaľovanie obrobku, konečné operácie (opracovanie, metalizácia a pod.).

Štruktúra keramiky

Mnohé typy štruktúr keramických materiálov možno rozdeliť do dvoch skupín: makroizotropné a anizotropné.

makroizotropné materiály. Na atómovej alebo molekulárnej úrovni ide o anizotropné materiály, ale veľkosť supramolekulových útvarov, zŕn, je malá v porovnaní s veľkosťou keramického produktu. Možno identifikovať štyri typy makroizotropných materiálov.

1. Mikrokryštalická keramika. Príkladom tejto keramiky sú rôzne druhy porcelánu. Sitals majú rovnakú štruktúru. Na obr. 6.3 a bodky označujú mikrokryštalické oblasti obklopené amorfným médiom. Obsah kryštalickej a amorfnej fázy v materiáli môže byť rôzny a rozdielne je aj umiestnenie týchto fáz v objeme materiálu. Materiál je vo všeobecnosti izotropný. Tieto materiály sú veľmi husté a krehké.

a

v

Druhy keramiky:

a - mikrokryštalický, b - zrnitý, c - pórovitý (TiC), d - vystužený (HTSC keramika systému Y-Ba-Cu-O).

2. štruktúra zrna . Tento typ štruktúry je najtypickejší pre keramické materiály. Zrná v štruktúre keramiky sa môžu líšiť veľkosťou, tvarom a vlastnosťami. Rozdelenie zŕn rôzneho charakteru v objeme materiálu, adhézna sila častíc v materiáli sú tiež odlišné. Všetky tieto faktory ovplyvňujú vlastnosti keramiky komplexným spôsobom. V praxi sa v obmedzenom rámci používajú empirické rovnice tvaru:

,

kde s - sila; tak je konštanta blízka sile monokryštálu; k je konštanta; d - zrnitosť.

3. Porézna štruktúra . Vo všeobecnosti je veľa keramiky poréznych. Niekedy sa však póry vytvárajú zámerne: aby sa znížila hmotnosť keramického výrobku, aby bol priepustný pre plyn alebo kvapalinu atď.

Pevnosť poréznej keramiky je zvyčajne nižšia ako pevnosť granulovanej keramiky. Pevnosť materiálu ovplyvňuje aj tvar pórov. Pór môže tiež prerušiť vývoj trhliny pri poruche a rozložiť zaťaženie v objeme materiálu.

4. Zosilnená konštrukcia. Tento typ keramiky obsahuje predĺžené zrná s vysokou pevnosťou. V objeme materiálov nie sú tieto zrná orientované žiadnym konkrétnym smerom. Preto sa materiál v makroobjeme správa ako izotropný. Pevnosť takejto keramiky je vďaka vystuženiu veľmi vysoká.

anizotropná keramika. V týchto materiáloch sú konštrukčné prvky zámerne orientované správnym smerom. Anizotropná keramika zahŕňa vrstvenú keramiku, vláknitú keramiku alebo keramiku s orientovanou štruktúrou.

Prvky technológie keramických materiálov

1 - Získavanie práškov. Na získanie práškov existujú mechanické a fyzikálno-chemické metódy. Prvý z nich súvisí s drvením materiálu. Druhé sú v procesoch aglomerácie produktov chemickej syntézy. Zvyčajne sa používajú prášky s mikronovými časticami. Ak sa vyžaduje husté balenie častíc v materiáli, potom sa používa zmes častíc rôznych veľkostí - polydisperzné prášky.

2 - Miešanie komponentov a lisovanie produktov.

3 - Spekanie častíc nastáva, keď je tvarovaný výrobok vypálený pri vysokej teplote (zvyčajne od 900 do 2000 °C). Pri spekaní dochádza k procesom ako dehydratácia komponentov, deštrukcia organických technologických nečistôt (polyméry, povrchovo aktívne látky), disociácia nestabilných anorganických zlúčenín, oxidačné a redukčné procesy, tavenie niektorých komponentov, polymorfné premeny a pod. Výsledkom je, že po ochladení sklovitá, možno čiastočne skryštalizovaná tavenina, viaže zrná žiaruvzdornejšieho materiálu a vytvára pevný monolit.

V procese spekania častice rastú spolu a pórovitosť materiálu klesá až na teoretickú hustotu. Ako teplota stúpa, póry menia svoj tvar, stávajú sa guľovitými a zmenšujú sa. V praxi si keramika zachováva určitú zvyškovú pórovitosť.

Stupeň a rýchlosť spekania závisí od mnohých faktorov: teploty, trvania procesu, disperzie častíc, koeficientov difúzie, viskozity atď. Tavenina (kvapalina) najtaviteľnejšej zložky má veľmi silný vplyv na vývoj procesu spekania a na keramická štruktúra.

Aplikácia konštrukčnej keramiky

Medzi hlavné oblasti použitia keramických materiálov patria rezné nástroje, časti spaľovacích motorov, motory s plynovou turbínou atď.

Rezná hrana sa vyznačuje vysokou tvrdosťou, odolnosťou proti opotrebovaniu, chemickou inertnosťou. Pokiaľ ide o súbor vlastností, keramické rezné nástroje sú lepšie ako tradičné rezné materiály, ako sú rýchlorezné ocele (HRS), tvrdé zliatiny (TS)

			Keramický Al2O3
Teplota mäknutia
Štartovacia teplota tvorba vodného kameňa

Organické polyméry zohrávajú v prírode významnú úlohu. Okrem toho sú široko používané v priemysle. Ďalej sa uvažuje o zložení, vlastnostiach a použití organických polymérov.

Zvláštnosti

Uvažované materiály pozostávajú z monomérov reprezentovaných opakujúcimi sa fragmentmi štruktúry niekoľkých atómov. Polykondenzáciou alebo polymerizáciou sa spájajú do trojrozmerných štruktúr alebo reťazcov rozvetvenej alebo lineárnej formy. Často v štruktúre sa jasne prejavujú.

Malo by sa povedať, že výraz "polyméry" sa vzťahuje hlavne na organické varianty, hoci existujú aj anorganické zlúčeniny.

Princípom pomenovania uvažovaných materiálov je pripojiť k názvu monoméru predponu poly-.

Vlastnosti polymérov sú určené štruktúrou a veľkosťou makromolekúl.

Okrem makromolekúl väčšina polymérov obsahuje ďalšie látky, ktoré slúžia na zlepšenie funkčných charakteristík úpravou vlastností. Sú prezentované:

• stabilizátory (zabraňujú reakciám starnutia);
• plnivá (inklúzie iného fázového stavu, slúžiace na dodanie špecifických vlastností);
• zmäkčovadlá (zvýšenie mrazuvzdornosti, zníženie teploty spracovania a zlepšenie elasticity);
• mazivá (aby sa zabránilo prilepeniu kovových prvkov používaných v spracovateľských zariadeniach);
• farbivá (slúžia na dekoratívne účely a na vytváranie značiek);
• retardéry horenia (znižujú horľavosť niektorých polymérov);
• fungicídy, antiseptiká, insekticídy (dodáva antiseptické vlastnosti a odolnosť proti hmyzu a plesniam).

V prírodnom prostredí sa uvažované materiály tvoria v organizmoch.

Okrem toho existujú zlúčeniny, ktoré sú svojou štruktúrou blízke polymérom, nazývané oligoméry. Ich rozdiely spočívajú v menšom počte väzieb a zmene počiatočných vlastností pri odstránení alebo pridaní jedného alebo viacerých z nich pri zachovaní parametrov polymérov. Okrem toho neexistuje jednoznačný názor na vzťah medzi týmito zlúčeninami. Niektorí považujú oligoméry za nízkomolekulárne varianty polymérov, iní ich považujú za samostatný typ zlúčenín, ktoré nepatria medzi vysokomolekulárne.

Klasifikácia

Polyméry sa podľa zloženia spojov delia na:

• organické;
• organoelement;
• anorganické.

Prvý z nich slúži ako základ pre väčšinu plastov.

Látky druhého typu zahŕňajú uhľovodíkové (organické) a anorganické fragmenty vo väzbách.

Podľa štruktúry sa delia na:

• možnosti, v ktorých sú atómy rôznych prvkov orámované organickými skupinami;
• látky, v ktorých sa atómy uhlíka striedajú s inými;
• materiály s uhlíkovými reťazcami orámovanými organoprvkovými skupinami.

Všetky prezentované typy majú hlavné reťazce.

Najbežnejšími anorganickými polymérmi sú aluminosilikáty a kremičitany. Toto sú hlavné minerály zemskej kôry.

Podľa pôvodu sa polyméry delia na:

• prirodzené;
• syntetické (syntetizované);
• modifikované (upravené varianty prvej skupiny).

Posledné sú rozdelené podľa spôsobu získania na:

• polykondenzácia;
• polymerizácia.

Polykondenzácia je proces tvorby makromolekúl z molekúl monomérov obsahujúcich viac ako jednu funkčnú skupinu s uvoľňovaním NH 3, vody a iných látok.

Polymerizáciou sa rozumie proces tvorby makromolekúl s viacnásobnými väzbami z monoméru.

Klasifikácia podľa makromolekulárnej štruktúry zahŕňa:

• rozvetvený;
• lineárny;
• trojrozmerné šitie;
• schody.

Podľa reakcie na tepelnú expozíciu sa polyméry delia na:

• termosetovanie;
• termoplast.

Látky prvého typu sú reprezentované priestorovými variantmi s pevným rámcom. Pri zahrievaní s nimi dochádza k deštrukcii, niektoré sa rozsvietia. Je to spôsobené rovnakou silou vnútorných väzieb a reťazových väzieb. Výsledkom je, že tepelné pôsobenie vedie k pretrhnutiu oboch reťazcov a štruktúry, a preto dochádza k nezvratnej deštrukcii.

Termoplastické varianty sú lineárne polyméry, ktoré pri zahriatí reverzibilne zmäknú a po ochladení vytvrdnú. Ich vlastnosti sú potom zachované. Plasticita týchto látok je spôsobená pretrhnutím medzimolekulových a vodíkových väzieb reťazcov pri miernom zahrievaní.

Nakoniec, podľa štruktúrnych znakov sa organické polyméry delia do niekoľkých tried.

1. Slabé a nepolárne termoplasty. Prezentované ako možnosti so symetrickou molekulárnou štruktúrou alebo so slabo polárnymi väzbami.
2. Polárne termoplasty. Tento typ zahŕňa látky s asymetrickou molekulárnou štruktúrou a vnútornými dipólovými momentmi. Niekedy sa nazývajú nízkofrekvenčné dielektrika. Vďaka polarite dobre priťahujú vlhkosť. Väčšina z nich je tiež zmáčateľná. Tieto látky sa od predchádzajúcej triedy líšia aj nižším elektrickým odporom. Zároveň sa mnohé z polárnych termoplastov vyznačujú vysokou mierou pružnosti, chemickej odolnosti a mechanickej pevnosti. Dodatočné spracovanie umožňuje transformovať tieto zlúčeniny na pružné gumové materiály.
3. termosetové polyméry. Ako bolo uvedené vyššie, ide o látky s priestorovým systémom kovalentných väzieb. Od termoplastických variantov sa líšia tvrdosťou, tepelnou odolnosťou a krehkosťou, veľkým modulom pružnosti a nižším koeficientom lineárnej rozťažnosti. Okrem toho takéto polyméry nie sú ovplyvnené bežnými rozpúšťadlami. Slúžia ako základ pre mnohé látky.
4. Laminované plasty. Reprezentované laminovanými materiálmi z hárkov papiera impregnovaných živicou, sklolaminátu, drevenej dyhy, tkaniny atď. Takéto polyméry sa vyznačujú najväčšou anizotropiou charakteristík a pevnosti. Ale sú málo použiteľné na vytváranie objektov komplexnej konfigurácie. Používajú sa v rádiu, elektrotechnike, výrobe nástrojov.
5. Kov-plasty. Ide o polyméry, vrátane kovových plnív vo forme vlákien, práškov, tkanín. Tieto prísady slúžia na udelenie špecifických vlastností: magnetické, zlepšenie tlmenia, elektrickú a tepelnú vodivosť, absorpciu a odraz rádiových vĺn.

Vlastnosti

Mnohé organické polyméry majú dobré elektrické izolačné vlastnosti v širokom rozsahu napätí, frekvencií a teplôt pri vysokej vlhkosti. Okrem toho majú dobré zvukové a tepelné izolačné vlastnosti. Organické polyméry sa zvyčajne vyznačujú vysokou odolnosťou voči chemickému napadnutiu, nepodliehajú hnilobe a korózii. Napokon, tieto materiály majú vysokú pevnosť pri nízkej hustote.

Vyššie uvedené príklady demonštrujú všeobecné charakteristiky organických polymérov. Niektoré z nich sa navyše vyznačujú špecifickými vlastnosťami: priehľadnosť a nízka krehkosť (organické sklo, plasty), makromolekulárna orientácia pod priamym mechanickým vplyvom (vlákna, fólie), vysoká elasticita (guma), rýchla zmena fyzikálnych a mechanických parametrov pod vplyvom vplyv činidla v malom množstve (guma, koža atď.), ako aj vysoká viskozita pri nízkej koncentrácii, rádiová priehľadnosť, vlastnosti proti treniu, diamagnetizmus atď.

Aplikácia

Vďaka vyššie uvedeným parametrom majú organické polyméry široké uplatnenie. Kombinácia vysokej pevnosti s nízkou hustotou teda umožňuje získať materiály s vysokou špecifickou pevnosťou (tkaniny: koža, vlna, kožušina, bavlna atď.; plasty).

Okrem uvedených sa z organických polymérov vyrábajú aj ďalšie materiály: kaučuky, farby a laky, lepidlá, elektroizolačné laky, vláknité a filmové látky, zlúčeniny, spojivá (vápno, cement, íl). Používajú sa na priemyselné a domáce potreby.

Organické polyméry však majú podstatnú praktickú nevýhodu – starnutie. Pod týmto pojmom sa rozumie zmena ich charakteristík a rozmerov v dôsledku fyzikálno-chemických premien vyskytujúcich sa pod vplyvom rôznych faktorov: obrusovanie, zahrievanie, ožiarenie atď. K starnutiu dochádza v dôsledku určitých reakcií v závislosti od druhu materiálu a ovplyvňovania faktory. Najbežnejšou z nich je deštrukcia, ktorá znamená tvorbu látok s nižšou molekulovou hmotnosťou v dôsledku prerušenia chemickej väzby hlavného reťazca. Na základe príčin sa deštrukcia delí na tepelnú, chemickú, mechanickú, fotochemickú.

Príbeh

Štúdium polymérov sa začalo rozvíjať v 40. rokoch. 20. storočie a vznikla ako samostatná vedecká oblasť v polovici storočia. Bolo to spôsobené rozvojom poznatkov o úlohe týchto látok v organickom svete a objasnením možností ich aplikácie v priemysle.

Zároveň sa začiatkom 20. storočia vyrábali reťazové polyméry.

Do polovice storočia zvládli výrobu elektricky izolačných polymérov (polyvinylchlorid a polystyrén), plexiskla.

Začiatkom druhej polovice storočia sa výroba polymérnych tkanín rozšírila v dôsledku návratu predtým vyrábaných materiálov a vzniku nových možností. Medzi nimi - bavlna, vlna, hodváb, lavsan. V tom istom období sa vďaka použitiu katalyzátorov rozbehla výroba polyetylénu a polypropylénu pri nízkom tlaku a kryštalizujúce stereoregulárne varianty. O niečo neskôr zvládli masovú výrobu najznámejších tmelov, poréznych a adhezívnych materiálov reprezentovaných polyuretánmi, ako aj organoprvkových polymérov, ktoré sa od organických náprotivkov líšia väčšou elasticitou a tepelnou odolnosťou (polysiloxány).

V 60. - 70. rokoch. vznikli unikátne organické polyméry s aromatickými zložkami, vyznačujúce sa vysokou tepelnou odolnosťou a pevnosťou.

Výroba organických polymérov sa stále intenzívne rozvíja. Je to spôsobené možnosťou využitia lacných materiálov, ako je uhlie, súvisiace plyny z rafinácie a výroby ropy a zemné plyny spolu s vodou a vzduchom ako surovinou pre väčšinu z nich.

Anorganické polyméry- vysokomolekulárne zlúčeniny, ktoré pozostávajú výlučne z anorganických atómových jednotiek.

Znakom anorganických polymérov je, že vznikajú v neživej prírode. V minerálnom svete sú také bežné ako organické polyméry v prírode. Anorganické polyméry tvoria oxidy kremíka, hliníka a iných viacmocných prvkov, ktoré sú na zemi najbežnejšie. Viac ako 50% celej hmoty zemegule tvorí anhydrid kyseliny kremičitej a vo vonkajšej časti zemskej kôry (žulová vrstva) jeho obsah dosahuje 60% a väčšina kremíka je vo forme polymérov čistého kremíka. anhydridy a komplexné silikáty.

Mnohé drahé kamene sú tiež polyméry. Takže horský kryštál a ametyst sú takmer čistý polymérny anhydrid kremíka; rubín, zafír, korund - polymér okn-si hliník. Diamant, grafit sú polyméry uhlíka.

Kremeň - najdôležitejšia zložka hornín a piesku - je modifikáciou anhydridu kyseliny kremičitej. V dôsledku toho sú sklenené výrobky získané tavením piesku zložené z polymérov anhydridu kyseliny kremičitej.

Íl pozostáva z vysokomolekulárnych hlinitokremičitanov rôzneho zloženia, preto keramické výrobky z neho získané obsahujú aj anorganické polyméry.

Anorganické polyméry sa v závislosti od pôvodu delia na prírodné, umelé a syntetické.

prírodné polyméry vznikajú v prírode a častejšie sa označujú ako suroviny. Komoditou sa stávajú až po ich vyťažení a technologickom spracovaní, častejšie mechanicky, brúsením, rezaním a inými operáciami. Príkladom sú diamanty, rubíny, zafíry a iné drahé a okrasné kamene. Najbežnejšie prírodné polyméry sú polysiloxány, polyalumináty a polykarbóny. Medzi posledné patria diamant, grafit, tvrdé a hnedé uhlie, karabína (minerál charoit). Vo svojej čistej forme sú tieto polyméry zriedkavé, často s nečistotami iných minerálnych a organických látok.

Umelé polyméry vznikajú z prírodných polymérnych surovín pretavovaním a inými technologickými výrobnými operáciami. Príkladom takýchto polymérov je sklo, keramika a výrobky z nich (sklo, keramický riad atď.).

Syntetické polyméry - vysokomolekulárne zlúčeniny vytvorené synteticky. Patria sem syntetické ozdobné kamene: korund, kubické zirkóny, rubíny atď. V mnohých spotrebiteľských vlastnostiach (farba, lesk atď.) Tieto polyméry nie sú horšie ako prírodné. Existujú však aj rozdiely. Napríklad diamanty sú lepšie ako kubické zirkóny v priehľadnosti, čo je obzvlášť viditeľné pri veľkom zväčšení.

plynov

Plyny sú neoddeliteľnou súčasťou mnohých tovarov s poréznou štruktúrou, bunkovou štruktúrou alebo špeciálne nasýtených (naplnených) plynmi. V kvantitatívnom pomere plyny

§ 3. Suché anorganické látky

Majú malý podiel na tovare, no pre niektoré sú zásadné pre kvalitu.

Najbežnejšie sú atmosférické vzdušné plyny (H 2, N 2, O 2, CO 2) v rovnakom alebo upravenom (upravenom) pomere ako je bežné zloženie plynu (21 % O 2, 78 % N 2, 0,03 % CO 2 a inertné plyny). Práve toto zloženie je typické pre väčšinu produktov s poréznou štruktúrou. V „živom“ tovare sa plyny nachádzajú v medzibunkovom priestore, pričom sa mení zloženie plynov v dôsledku dýchania, intenzity odstraňovania CO 2 a vstupu O a do tkanív, ako aj plynov z prostredia. Trvanlivosť takéhoto tovaru závisí od zloženia plynu vnútorného a vonkajšieho prostredia. Pri nepriaznivom zložení plynu (napríklad neprítomnosť O 2 alebo nadbytok CO 2 ) môže dochádzať k významným poruchám vedúcim k úhynu a následne poškodeniu živých organizmov tovaru.

Plyny vstupujú do tovaru z atmosférického vzduchu cez póry, mikrokapiláry a iné otvory na povrchu (napríklad ovocie a zelenina majú prieduchy, šošovica). Okrem toho môžu počas výroby alebo skladovania vznikať plyny biologicky alebo chemicky. Napríklad pri výrobe pekárenských a múčnych cukrárskych výrobkov, alkoholu, vín, nakladanej zeleniny, syrov sa alkoholovým a/alebo mliečnym kvasením uvoľňuje oxid uhličitý, ktorý vytvára poréznu štruktúru hotového výrobku alebo vytvára šumivý efekt. (pre šumivé vína).

Pri výrobe niektorých tovarov sú umelo nasýtené plynmi. Do šumivých vín a nápojov sýtených oxidom uhličitým sa tak dostáva oxid uhličitý (oxid uhličitý), ktorého hmotnostný podiel slúži ako jeden z identifikačných znakov sortimentu druhu a odrody tovaru (vysoko a mierne sýtené nápoje). Zvýšený obsah CO 2 zlepšuje aj konzerváciu sýtených, perlivých a šumivých nápojov, dodáva kyslú chuť.

Mnoho produktov s penovou štruktúrou sa vyrába stužovaním a nasýtením hmoty vzduchom. Medzi tieto produkty patria marshmallows, suflé, kozmetické peny atď. Pórovitá štruktúra pekárenských výrobkov sa vytvára v dôsledku plynov vznikajúcich počas fermentácie.

Medzi anorganické plyny patrí amoniak, ktorý je jedným z produktov rozkladu bielkovín a aminokyselín.

Okrem týchto plynov sa môžu počas výroby a skladovania vytvárať alebo zavádzať ďalšie plyny. Takže balóny sú pred predajom naplnené vodíkom. Pri kvasení kapusty sa uvoľňuje sírovodík a merkaptán – plyny obsahujúce síru, ktoré dodávajú produktu nepríjemný zápach, preto ich treba odstrániť. Pri mikrobiologickom znehodnotení niektorých potravín sa uvoľňujú plyny s hnilobným zápachom.

Plyny vstupujúce do hmoty výrobkov môžu spôsobiť tvorbu vnútorných dutín (škrupiny, dutiny atď.), čo znižuje kvalitu tovaru. Takéto chyby sa niekedy vyskytujú v kovových, keramických, sklenených výrobkoch, ako aj v chlebe, syroch, údeninách a iných výrobkoch.

Plyny obsiahnuté v tovare teda môžu napriek svojmu nízkemu obsahu ovplyvňovať tvorbu a zmenu komoditných charakteristík tovaru.

Organické látky tovaru sú zlúčeniny obsahujúce atómy uhlíka a vodíka. Rozdeľujú sa*! na monoméry, oligoméry a polyméry.

Monoméry

Monoméry - organické látky pozostávajúce z jednej zlúčeniny a nepodliehajúce štiepeniu s tvorbou nových organických látok. K rozkladu monomérov dochádza hlavne na oxid uhličitý a vodu.

Zoznam základných látok súvisiacich s monomérmi je uvedený na obr. 25. Väčšina týchto látok sa nachádza najmä v potravinách. V nepotravinárskych výrobkoch sa monoméry nachádzajú v parfumérskych a kozmetických výrobkoch (alkoholy, glycerín, mastné organické kyseliny), chemikáliách pre domácnosť (alkoholy a iné organické rozpúšťadlá), ropných produktoch (uhľovodíky).

Monosacharidy - monoméry patriace do triedy uhľohydrátov, ktorých molekula zahŕňa uhlík, vodík a kyslík (CH 2 O) P. Najbežnejšie z nich sú hexózy(C 6 H | 2 O 6) - glukóza a fruktóza. Nachádzajú sa najmä v potravinách rastlinného pôvodu.

§ 4. Suchá organická hmota

(ovocie a zelenina, ochutené nápoje a cukrovinky). Priemysel vyrába aj čistú glukózu a fruktózu ako potravinársky výrobok a surovinu na výrobu cukroviniek a nápojov pre diabetikov. Z prírodných produktov med obsahuje najviac glukózy a fruktózy (až 60 %).

Monosacharidy dodávajú výrobkom sladkú chuť, majú energetickú hodnotu (1 g - 4 kcal) a ovplyvňujú hygroskopickosť výrobkov, ktoré ich obsahujú. Roztoky glukózy a fruktózy sú kvasinkami dobre fermentované a využívané inými mikroorganizmami, preto pri obsahu do 20 % a zvýšenom obsahu vody zhoršujú trvanlivosť.

Organické kyseliny - zlúčeniny obsahujúce jednu alebo viac karboxylových skupín (-COOH) v molekule.

V závislosti od počtu karboxylových skupín sa organické kyseliny delia na mono-, di- a trikarboxylové kyseliny. Ďalšími klasifikačnými znakmi týchto kyselín sú počet atómov uhlíka (od C3 do C4o), ako aj aminoskupín a fenolových skupín. Klasifikácia organických kyselín je znázornená na obr. 26.

Monokarboxylové kyseliny - zlúčeniny obsahujúce jednu karboxylovú skupinu; zastupujú kyseliny octová, mliečna, maslová, propiónová a iné. Dikarboxylové kyseliny ~ zlúčeniny s dvoma karboxylovými skupinami; zahŕňajú kyselinu jablčnú, šťaveľovú, vínnu a jantárovú. Trikarboxylové kyseliny - zlúčeniny e s tromi karboxylovými skupinami, medzi ne patrí citrónová, šťavelová-jantárová a iné kyseliny. Mono-, di- a trikarboxylové kyseliny majú spravidla nízku molekulovú hmotnosť.

Prírodné organické kyseliny sa nachádzajú v čerstvom ovocí a zelenine, ich spracovaných výrobkoch, aromatických výrobkoch, ako aj vo fermentovaných mliečnych výrobkoch, syroch, fermentovanom mliečnom masle.

Organické kyseliny sú zlúčeniny, ktoré dodávajú jedlu kyslú chuť. Preto sa používajú vo forme potravinárskych prísad ako okysľovače (kyselina octová, citrónová, mliečna a iné) do sladkých cukroviniek, alkoholických a nealkoholických nápojov, omáčok, ale aj niektorých kozmetických výrobkov (krémy a pod.).

V potravinárskych výrobkoch sú najčastejšie kyselina mliečna, octová, citrónová, jablčná a vínna a v nepotravinárskych výrobkoch kyselina citrónová. Niektoré typy kyselín (citrónová, benzoová, sorbová) majú baktericídne vlastnosti, preto sa používajú ako konzervačné látky. Organické kyseliny potravinárskych výrobkov sú doplnkové energetické látky, pretože energia sa uvoľňuje pri ich biologickej oxidácii.

Mastné kyseliny - alifatické karboxylové kyseliny s najmenej šiestimi atómami uhlíka na molekulu (C6-C22 a vyššie). Delia sa na vyššie (HFA) a nízkomolekulárne (SFA).

Mastné kyseliny môžu byť prírodné alebo syntetické. Prírodné mastné kyseliny - prevažne jednosýtne kyseliny s párnym počtom atómov uhlíka. Najbežnejšie prírodné vyššie mastné kyseliny s 12-18 atómami uhlíka v molekule. Mastné kyseliny s počtom atómov vodíka od C 6 do C, 0 sa nazývajú nízkomolekulárne.

§ 4. Suchá organická hmota

HPFA môže byť nasýtená a nenasýtená (s dvojitými, zriedkavo trojitými väzbami). Posledne menované majú vysokú chemickú aktivitu: môžu sa oxidovať v mieste prasknutia dvojitej väzby, pridávať halogény (jód, chlór atď.), Vodík (hydrogenácia), kyslík.

Voľné mastné kyseliny sú v prírode zriedkavé, hlavne ako produkty neúplnej syntézy tukov v nezrelých olejnatých semenách alebo hydrolýzy tukov počas skladovania.

Najdôležitejšie prírodné nasýtené mastné kyseliny sú stearová a palmitová, z nenasýtených sú to olejová, arachidónová, linolová a linolénová. Z nich posledné dve sú polynenasýtené esenciálne mastné kyseliny, ktoré určujú biologickú účinnosť potravinárskych produktov. Prírodné mastné kyseliny sa nachádzajú vo forme tukov vo všetkých potravinách s obsahom tuku, ale vo voľnej forme sa nachádzajú v malom množstve, rovnako ako EFA.

Syntetické mastné kyseliny(FFA) je zmes monokarboxylových kyselín s párnym a nepárnym počtom atómov uhlíka. V priemysle sa získavajú z petrochemických surovín (napríklad oxidáciou parafínu pri vysokých teplotách a atmosférickom tlaku). FFA sa používa pri výrobe tukov, syntetických alkoholov, farieb a lakov na zlepšenie zmáčavosti a disperzie pigmentov, zabránenie ich usadzovaniu a zmenu viskozity farieb. Okrem toho sa FFA používajú pri výrobe latexu a gumy ako emulgátor pri polymerizácii monomérov obsahujúcich butadión a umelej kože, ako aj pri výrobe sviečok.

Syntetické HFA sa od prírodných líšia veľkým rozsahom počtu atómov uhlíka - od C 6 do C 25, zatiaľ čo u prírodných HFA je tento rozsah oveľa menší (C ] 2 -C 18, hlavne C 16 a C 18).

Voľné mastné kyseliny sú stredne toxické látky, dráždia neporušenú pokožku a sliznice. Preto je ich obsah v potravinárskych výrobkoch obmedzený na určitú maximálnu prípustnú úroveň ukazovateľa „číslo kyslosti“.

Aminokyseliny ~ karboxylové kyseliny obsahujúce jednu alebo viac aminoskupín (MH 2). V závislosti od charakteru kyslej frakcie sa delia na monoaminomonokarboxylové(napr. glycín, valín, leucín atď.), diaminomonokarboxylová(lyzín, arginín), hydroxyaminokyseliny(séria, treonín, tyrozín), tioaminokyseliny(obsahujúce síru - cis- *cín, cysteín, metionín) a heterocyklický(histidín, trip-**: tofan, prolín).

Aminokyseliny v produktoch možno nájsť vo voľnej forme a ako súčasť bielkovín. Celkovo je známych asi 100 aminokyselín, z. takmer 80 z nich sa nachádza len vo voľnej forme. Plotamová kyselina a jej sodná soľ sa široko používajú ako potravinárska prídavná látka v koreninách, omáčkach, potravinách " sústreďuje sa na mäsové a rybie základy, pretože zvyšujú; chuť mäsa a rýb. Používajú sa aromatické aminokyseliny; pri výrobe farbív. G Fenolkarboxylové (fenolové) kyseliny - karboxylová kyselina-;, vy, obsahujúca benzénový kruh. Môžu sa stretnúť! vo voľnej forme, ako aj súčasťou polyfenolov. Kyselina galová, kávová, vanilka, salicylová, hydroxybenzoová a škoricová patria medzi fe-!, nulové kyseliny. Majú tieto kyseliny baktericídne vlastnosti, zlepšujú trvanlivosť? tovar a zvýšiť imunitné vlastnosti ľudského tela.< Они содержатся в основном в свежих плодах и овощах, а также.* в продуктах их переработки и винах. I Amíny a amidy - deriváty amoniaku (MH 3). Amines- látky, v ktorých molekule je jeden alebo viac atómov -; Vodíky sú nahradené uhľovodíkovými radikálmi (K). Podľa počtu 1 sa rozlišujú aminoskupiny, mono-, di-, tri- a polyamíny. Názov-*; 1 sú amínové ióny vytvorené z názvov organických zvyškov molekúl spojených s atómom dusíka. Napríklad metylamín, dimetyl-C amín, trimetylamín vznikajú pri hydrolýze bielkovín rýb a mäsa a slúžia ako znak straty čerstvosti týchto produktov. a Amíny dávajú jedlu nepríjemný zápach: čpavok,*! hnilobný (zápach zhnitých rýb).

Amíny ľahko vstupujú do rôznych chemických reakcií s anorganickými a organickými kyselinami, anhydridmi karboxylových kyselín, estermi za vzniku rôznych látok: nitrozamíny (s kyselinou dusičnou a dusitanmi), farbivá, polyamidy (pri polykondenzácii amínov a ich derivátov), ​​amidy.

Amíny sú medziprodukty pri výrobe farbív, pesticídov, polymérov (vrátane polyamidov a polyuretánov), adsorbentov, inhibítorov korózie a antioxidantov.

§ 4. Suchá organická hmota

Amidy - acylové deriváty amoniaku alebo amínov. Prírodné amidy sú súčasťou potravinárskych výrobkov (hlavne vo forme amidov kyseliny asparágovej a glutámovej: asparagín a glutamín), ako aj nepotravinárskych výrobkov, pri výrobe ktorých sa používajú syntetické amidy (napríklad zmäkčovadlá na papier, umelá koža, suroviny na výrobu polymérov, farbivá atď.).

Vlastnosti. Amíny vo vysokých dávkach pôsobia škodlivo na ľudský organizmus: ovplyvňujú nervový systém, narúšajú priepustnosť stien ciev a bunkových membrán, spôsobujú poruchu funkcie pečene a rozvoj dystrofie. Niektoré aromatické amíny sú karcinogény, ktoré spôsobujú rakovinu močového mechúra u ľudí.

Asparagín v ľudskom organizme pôsobí priaznivo: viaže amoniak, prenáša ho do obličiek, čím pomáha neutralizovať a odstraňovať z tela tento silný jed, ktorý vzniká pri hlbokom rozklade bielkovín a deaminácii aminokyselín.

vitamíny - organické zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré sú regulátormi alebo účastníkmi metabolických procesov v ľudskom tele.

Vitamíny sa môžu samostatne podieľať na metabolizme (napríklad vitamíny C, P, A atď.) alebo byť súčasťou enzýmov, ktoré katalyzujú biochemické procesy (vitamíny B a B 2, B 3, B 6 atď.).

Okrem týchto všeobecných vlastností má každý vitamín špecifické funkcie a vlastnosti. Tieto vlastnosti sa berú do úvahy v komoditnej vede o potravinárskych výrobkoch.

V závislosti od rozpustnosti sa vitamíny delia na:

rozpustné vo vode(B, B 2, B 3, PP, B 6, B 9, B, 2, B 15, C a R

rozpustný v tukoch(A, D, E, K).

Do skupiny vitamínov patria aj látky podobné vitamínom niektoré z nich sa nazývajú vitamíny (karotén, cholín, vitamín i, kyselina vínna atď.).

Alkoholy - organické zlúčeniny obsahujúce v molekulách jednu alebo viac hydroxylových skupín (OH) na nasýtených atómoch uhlíka (C).

Podľa počtu týchto skupín sa rozlišujú jedno-, dvoj- (glykoly), troj- (glycerol) a viacsýtne alkoholy.

jednosýtne alkoholy, obsahujúce jednu hydroxylovú skupinu sa v závislosti od počtu atómov C delia na nižšie (C, -C 5) a vyššie mastné (C6 -C 2P) alkoholy. Medzi nižšie alkoholy patrí metanol (CH 5 OH), etanol (C 2 H 5 OH), propanol (C 3 H 7 OH) atď., a medzi vyššie alkoholy patrí hexyl (C 6 H P OH), heptyl (C 7 H | 5OH), oktyl (C8H,7OH), nonyl (C9H,9OH) a iné alkoholy.

Tieto alkoholy môžu byť prírodné alebo syntetické. Prírodné alkoholy sa v rastlinných organizmoch nachádzajú v malom množstve vo voľnej a viazanej forme (estery). Etylalkohol sa získava ako hotový výrobok v alkoholovom priemysle, ako aj vo vinárstve, liehovarníctve, pivovarníctve, pri výrobe vín, vodiek, koňaku, rumu, whisky, piva. Ako nežiaduce nečistoty vznikajú metyl, butyl a vyššie alkoholy, ktoré znižujú kvalitu a bezpečnosť hotového výrobku. Okrem toho sa etylalkohol vytvára v malých množstvách pri výrobe kefíru, koumissu a kvasu. Vyššie mastné alkoholy sa nenachádzajú vo voľnej forme v potravinách, ale sú prítomné ako estery vo voskoch.

Alkoholy, najmä etylalkohol, sú zahrnuté aj v mnohých nepotravinárskych výrobkoch: parfuméria a kozmetika, chemikálie pre domácnosť ako rozpúšťadlá aromatických a farbiacich látok, mastné kyseliny a tuky. Alkoholy sa používajú ako suroviny na syntézu rôznych organických zlúčenín (formaldehyd, acetón, dietyléter, estery karboxylových kyselín), ako aj pri výrobe farbív, syntetických vlákien, vonných látok, detergentov a pod. motorové palivo.

V tovare majú najväčší význam tieto alkoholy: etyl, amyl, butyl, benzyl, metyl, propid, vyššie mastné alkoholy, etylglykol.

Vlastnosti. Alkoholy sú kvapaliny alebo pevné látky, ktoré sú vysoko rozpustné v mnohých organických rozpúšťadlách. Nižšie alkoholy sa dobre rozpúšťajú vo vode, zatiaľ čo vyššie alkoholy sú slabo rozpustné.

§ 4. Suchá organická hmota

Mnohé jednosýtne alkoholy sú toxické látky. Ich toxicita závisí od dávky. Jedným z najtoxickejších alkoholov je metanol, ktorého smrteľná dávka je 100-150 ml. Smrteľná dávka etanolu je oveľa vyššia – 9 g na 1 kg telesnej hmotnosti. Vyššie mastné alkoholy C 6 -C 10 dráždia sliznice, slabo - kožu, ovplyvňujú zrak a parenchýmové tkanivá. Maximálna povolená hladina pre ne je 10 mg/m 3 . Alkoholy C, -C 2P - prakticky netoxické.

Dvojsýtne (glykoly) a viacsýtne alkoholy prakticky netoxický, s výnimkou etylénglykolu, ktorý v tele tvorí jedovatú kyselinu šťaveľovú.

Osobitné miesto medzi alkoholmi zaujíma glycerol ako jedna zo zložiek tukov. Preto budeme tento alkohol uvažovať podrobnejšie.

Glycerol(z gréckeho ё1ukego $ - sladký) - trojsýtny alkohol, čo je bezfarebná viskózna kvapalina sladkej chuti a bez zápachu. Je miešateľný v akomkoľvek pomere s vodou, etanolom, metanolom, acetónom, ale je nerozpustný v chloroforme a éteri a je vysoko hygroskopický. Roztoky glycerínu a vody zmrazujú pri nízkych teplotách (napríklad vodná zmes so 66,7 % glycerolu zamrzne pri -46,5 °C).

V prírode sa glycerol vyskytuje len vo forme esterov s vyššími mastnými kyselinami – tukmi, z ktorých sa získava saponifikáciou. Glycerín je súčasťou množstva parfumov a kozmetiky, likérov, sladkých cukroviniek. Okrem toho sa používa ako aviváž pre tkaniny, kožu, papier, mazivá, krémy na topánky a mydlá.

Uhľovodíky - organické zlúčeniny pozostávajúce iba z atómov uhlíka a vodíka. Existujú alifatické a acyklické uhľovodíky. Alifatické uhľovodíky charakterizované prítomnosťou lineárnych alebo rozvetvených reťazcov (metán, etán, acetylén, izoprén). Na rozdiel od nich acyklické uhľovodíky majú molekuly pozostávajúce z cyklov (kruhov) troch alebo viacerých atómov uhlíka (napríklad fenol, benzén).

V závislosti od chemickej povahy existujú bohatý(s jednoduchými spojeniami) a nenasýtené(dvojité, trojité väzby) a v konzistencii - plynné, kvapalné a tuhé uhľovodíky. Medzi plynné látky patria nižšie uhľovodíky (C, -C 4): metán, etán, propán, bután a izobután a metán a propán sa používajú ako plyn, palivo a suroviny pre domácnosti v spracovateľskom priemysle. Tieto plyny sú bez farby a bez zápachu.

Kvapalné uhľovodíky predstavujú látky s počtom atómov uhlíka od C5 do C17. Sú to bezfarebné kvapaliny s charakteristickým „benzínovým“ zápachom. Patria sem pentán, izopentán, hexán, heptán, oktán, nonant atď.

Pevné uhľovodíky sú bezfarebné látky príbuzné vyšším nasýteným uhľovodíkom s C 18 a viac (napríklad eikosan, hektán a pod.) - Zmes tuhých nasýtených uhľovodíkov (C 18 -C 35) je parafín, a zmes rôznych plynných , kvapalné a tuhé uhľovodíky získané z ropy - ropných produktov.

Nasýtené uhľovodíky sú súčasťou domáceho plynu, motorového paliva. Kvapalné uhľovodíky sa používajú ako rozpúšťadlá, tuhé (parafín, perezín) - pri výrobe plastov, gumy, syntetických vlákien, detergentov. Parafín sa používa pri výrobe sviečok, zápaliek, ceruziek, na ochranné nátery nádob (napríklad došníky z kyslej kapusty), obalových materiálov (voskovaný papier), apretačných tkanín a tiež na výrobu syntetických mastných kyselín.

Nenasýtené uhľovodíky sú široko používané v chemickom priemysle na výrobu syntetických polymérov: polyetylén, polypropylén, rôzne kaučuky a kyselina octová.

Nenasýtené uhľovodíky sú v prírode zriedkavé kvôli ich vysokej reaktivite. Etylén teda vzniká pri dozrievaní ovocia a zeleniny, urýchľuje tento proces na materskej rastline a pri skladovaní. Terpény – vyššie nenasýtené uhľovodíky sú súčasťou éterických olejov čerstvého ovocia a zeleniny. Oranžové a ružové farbivá – karotén, lykopén, obsiahnuté v mnohých druhoch ovocia a zeleniny (marhule, broskyne, rakytník, mrkva, tekvica, paradajky, vodné melóny, atď.), sú nenasýtené uhľovodíky. Terpény sa nachádzajú aj v terpentíne a žraločej pečeni (skvalén).

Na záver úvahy o monoméroch je potrebné poznamenať, že až na zriedkavé výnimky sú obsiahnuté v potravinách a nepotravinových produktoch rastlinných a živočíšnych potravín.

§ 4. Suchá organická hmota

výstup v malých množstvách. Je to spôsobené tým, že rastliny a zvieratá majú tendenciu budovať svoje tkanivá na úkor polymérov a ukladať rezervné látky vo forme oligomérov a polymérov. V neživej prírode sa monoméry často hromadia vo forme uhľovodíkov.

Oligoméry

Oligoméry sú organické látky pozostávajúce z 2-10 zvyškov molekúl homogénnych a rozdielnych látok.

V závislosti od zloženia sa oligoméry delia na jednozložkové, dvoj-, troj- a viaczložkové. Komu jednozložkový oligoméry zahŕňajú niektoré oligosacharidy (maltóza, trehalóza), dvojzložkový- sacharóza, laktóza, monoglyceridové tuky, ktoré zahŕňajú zvyšky molekúl glycerolu a iba jednu mastnú kyselinu, ako aj glykozidy, estery; do trojzložkový - rafinóza, diglyceridové tuky; do viaczložkový - mastné triglyceridy, lipoidy: fosfatidy, vosky a steroidy.

Oligosacharidy - sacharidy, ktoré zahŕňajú 2-10 zvyškov molekúl monosacharidov spojených glykozidickými väzbami. Existujú di-, tri- a tetrasacharidy. Najväčšie zastúpenie v potravinách majú disacharidy – sacharóza a laktóza, v menšej miere – maltóza a trehalóza, ako aj trisacharidy – rafinóza. Tieto oligosacharidy sa nachádzajú iba v potravinách.

sacharóza(repný, alebo trstinový, cukor) je disacharid pozostávajúci zo zvyškov molekúl glukózy a fruktózy. Pri kyslej alebo enzymatickej hydrolýze sa sacharóza rozkladá na glukózu a fruktózu, ktorých zmes v pomere 1:1 sa predtým nazývala invertný cukor. V dôsledku hydrolýzy sa zvýrazní sladká chuť potravín (napríklad pri dozrievaní ovocia a zeleniny), pretože fruktóza a invertný cukor majú vyšší stupeň sladkosti ako sacharóza. Ak sa teda stupeň sladkosti sacharózy berie ako 100 konvenčných jednotiek, stupeň sladkosti fruktózy bude 220, a

stehnový cukor - 130.

Sacharóza je prevládajúcim cukrom v týchto potravinách: kryštálový cukor, rafinovaný cukor (99,7 – 99,9 %), sladké cukrovinky (50 – 96 %), niektoré druhy ovocia a zeleniny (banány – do 18 %, melóny – do 12 % , cibuľa - do 10-12%), sladké a dezertné ochutené vína, likéry, likéry atď. Okrem toho sa sacharóza môže v malých množstvách nachádzať aj v iných potravinách rastlinného pôvodu (obilné produkty, v mnohých alkoholických a nealkoholických alkoholické nápoje, nízkoalkoholické koktaily, múčne cukrovinky), ako aj sladké mliečne výrobky - zmrzlina, jogurty atď. Sacharóza chýba v potravinách živočíšneho pôvodu, tabakových výrobkoch a nepotravinových výrobkoch.

Laktóza (mliečny cukor) - disacharid pozostávajúci zo zvyškov molekúl glukózy a galaktózy. Pri kyslej alebo enzymatickej hydrolýze sa laktóza rozkladá na glukózu a galaktózu, ktoré využívajú živé organizmy: ľudia, kvasinky alebo baktérie mliečneho kvasenia.

Laktóza je z hľadiska sladkosti výrazne horšia ako sacharóza a glukóza, ktorá je jej súčasťou. Z hľadiska prevalencie je pod nimi, keďže sa nachádza najmä v mlieku rôznych živočíšnych druhov (3,1 – 7,0 %) a jednotlivých produktoch jeho spracovania. Pri použití kyseliny mliečnej a/alebo alkoholového kvasenia vo výrobnom procese (napríklad fermentované mliečne výrobky) a/alebo syridla (pri výrobe syra) je však laktóza úplne skvasená.

Maltóza (sladový cukor) - disacharid pozostávajúci z dvoch molekúl glukózy. Táto látka sa nachádza ako produkt neúplnej hydrolýzy škrobu v slade, pive, chlebe a múčnych cukrárskych výrobkoch vyrobených z naklíčených zŕn. Nachádza sa len v malom množstve.

Trehalóza (hubový cukor) - disacharid pozostávajúci z dvoch molekúl glukózy. Tento cukor nie je v prírode veľmi rozšírený a nachádza sa najmä v potravinových výrobkoch jednej skupiny - čerstvých a sušených hubách, ako aj v prírodných konzervách z nich a kvasniciach. Vo fermentovaných (solených) hubách trehalóza chýba, pretože sa spotrebuje počas fermentácie.

Rafinose - trisacharid zložený z glukózy, fruktózy a galaktózy. Podobne ako trehalóza, aj rafinóza je vzácna látka, ktorá sa v malých množstvách nachádza vo výrobkoch z obilnej múky a repy.

Vlastnosti. Všetky oligosacharidy sú rezervnými živinami rastlinných organizmov. Sú vysoko rozpustné vo vode, ľahko sa hydrolyzujú na monosacharid

§ 4. Suchá organická hmota

rákosie majú sladkú chuť, ale stupeň ich sladkosti je iný. Jedinou výnimkou je rafinóza – nesladená

Oligosacharidy sú hygroskopické, pri vysokých teplotách (160-200 °C) karamelizujú za vzniku tmavo sfarbených látok (karamelíny a pod.). Oligosacharidy môžu v nasýtených roztokoch vytvárať kryštály, ktoré v niektorých prípadoch zhoršujú textúru a vzhľad výrobkov a spôsobujú chyby (napríklad cukornatenie medu alebo džemu; tvorba kryštálikov laktózy v sladenom kondenzovanom mlieku, cukrové kvitnutie čokolády).

Lipidy a lipoidy- oligoméry, ktoré zahŕňajú zvyšky molekúl trojmocného alkoholu glycerolu alebo iných vysokomolekulárnych alkoholov, mastných kyselín a niekedy aj iných

Lipidy sú oligoméry, ktoré sú estermi glycerolu a mastných kyselín – glyceridov. Zmes prírodných lipidov, hlavne triglyceridov, sa bežne označuje ako tuky. Výrobky obsahujú tuky.

V závislosti od počtu zvyškov molekúl mastných kyselín v glyceridoch existujú mono, di a tri&shzeridy, a v závislosti od prevahy nasýtených alebo nenasýtených kyselín sú tuky tekuté a tuhé. tekuté tuky sú najčastejšie rastlinného pôvodu (napríklad rastlinné oleje: slnečnicový, olivový, sójový a pod.), aj keď existujú aj tuhé rastlinné tuky (kakaové maslo, kokosový, palmojadrový). Tuhé tuky - ide najmä o tuky živočíšneho alebo umelého pôvodu (hovädzie, baranie tuk; kravské maslo, margarín, kuchynské tuky). Medzi živočíšnymi tukmi sú však aj tekuté (ryby, veľryby, kopytníky atď.) -

Tuky sú obsiahnuté vo všetkých potravinárskych výrobkoch, okrem ich jednotlivých skupín, ktoré sú uvedené nižšie v klasifikácii ako šiesta skupina. V nepotravinárskych výrobkoch sú tuky obsiahnuté v obmedzenom počte skupín: v kozmetických výrobkoch (krémy, pleťové vody) a stavebných výrobkoch (ľanový olej, olejové farby, tmely, mazacie oleje a pod.), v malom množstve je tuk nachádza sa v kožušinových a kožených výrobkoch vyrobených z prírodných materiálov živočíšneho pôvodu, pretože zloženie membrán a organel živočíšnej bunky nevyhnutne zahŕňa lipoidy a lipidy.

V závislosti od kvantitatívneho obsahu tuku v spotrebných výrobkoch možno rozdeliť na nasledujúce*! skupiny. -,

1. Produkty so super vysokým obsahom tuku(97,0-99,9%)." Patria sem rastlinné oleje, živočíšne a kuchynské tuky, kravské ghí, sušiaci olej, priemyselné oleje.

2. Výrobky s prevažujúcim obsahom tuku(60-82,5 %) sú zastúpené maslo, margarín, bravčová slanina, orechy: vlašské orechy, píniové oriešky, lieskové orechy, mandle, kešu a pod.; olejové farby.

3. Potraviny s vysokým obsahom tuku(25-59 %). Do tejto skupiny patria koncentrované mliečne výrobky: syry, zmrzlina, konzervované mlieko, kyslá smotana, tvaroh, smotana s vysokým obsahom tuku, majonéza; tučné a stredne tučné mäso, ryby a produkty ich spracovania, rybie ikry; vajcia; odtučnená sója a produkty jej spracovania; koláče, pečivo, maslové sušienky, orechy, arašidy, čokoládové výrobky, chalva, krémy na báze tuku atď.

4. Výrobky s nízkym obsahom tuku(1,5-9,0%) - strukoviny, desiatové a obedové konzervy, mlieko, smotana okrem vysokotučných, kyslomliečnych nápojov, niektoré druhy nízkotučných rýb (napr. treska čeľade) alebo mäso II. kategórie tuku a vnútorností (kosti, hlavy, nohy atď.).

5. Výrobky s veľmi nízkym obsahom tuku(0,1 – 1,0 %) – väčšina obilnej múky a výrobkov z ovocia a zeleniny, okrem sójových bôbov, orechov, obedových konzerv a pochutín; múčne cukrárske výrobky zaradené do tretej skupiny; kožušinový a kožený tovar.

6. Výrobky, ktoré neobsahujú tuk(0 %) - väčšina nepotravinárskych výrobkov, okrem tých, ktoré sú zahrnuté v iných skupinách, pomocné potravinárske výrobky, ochutené nápoje, cukrovinky s cukrom, okrem karamelu a sladkostí s mliečnou a orechovou náplňou, karamel; cukor; med; alkoholické, nízkoalkoholické a nealkoholické nápoje okrem emulzných likérov na mliečnej a vaječnej báze; tabakové výrobky.

Všeobecné vlastnosti. Tuky sú rezervné živiny, majú najvyššiu energetickú hodnotu spomedzi ostatných živín (I g - 9 kcal), ako aj biologickú účinnosť, ak obsahujú lolinenas-

§ 4. Suchá organická hmota

esenciálne mastné kyseliny. Tuky majú relatívnu hustotu menšiu ako 1, sú teda ľahšie ako voda. Sú nerozpustné vo vode, ale rozpustné v organických rozpúšťadlách (benzín, chloroform atď.). S vodou tvoria tuky v prítomnosti emulgátorov potravinové emulzie (smotany, margarín, majonéza).

Tuky podliehajú hydrolýze pôsobením enzýmu lipázy alebo zmydelňovaniu pôsobením zásad. V prvom prípade sa vytvorí zmes mastných kyselín a glycerolu; v druhej - mydlá (soli mastných kyselín) a glycerín. Enzymatická hydrolýza tukov môže nastať aj pri skladovaní tovaru. Množstvo vytvorených voľných mastných kyselín je charakterizované číslom kyslosti.

Stráviteľnosť tukov do značnej miery závisí od intenzity lipáz, ako aj od teploty topenia. Kvapalné tuky s nízkou teplotou topenia sa vstrebávajú lepšie ako tuhé tuky s vysokou teplotou topenia. Vysoká intenzita vstrebávania tukov v prítomnosti veľkého množstva týchto alebo iných energetických látok (napríklad uhľohydrátov) vedie k ukladaniu ich prebytku vo forme tukových zásob a obezity. Preto by pri organizovaní vyváženej stravy mali prevládať tuhé živočíšne tuky (50 – 60 % dennej potreby).

Tuky obsahujúce nenasýtené (nenasýtené) mastné kyseliny sú schopné oxidácie s následnou tvorbou peroxidov a hydroperoxidov, ktoré majú škodlivý vplyv na ľudský organizmus. Výrobky so zatuchnutými tukmi už nie sú bezpečné a musia sa zničiť alebo recyklovať. Žlukosť tukov je jedným z kritérií pre dátum spotreby alebo skladovanie výrobkov s obsahom tuku (ovsené vločky, pšeničná múka, sušienky, syry atď.). Schopnosť tukov žltnúť je charakterizovaná číslom jódu a peroxidu.

Kvapalné tuky s vysokým obsahom nenasýtených mastných kyselín môžu vstúpiť do hydrogenačnej reakcie - nasýtenia takýchto kyselín vodíkom, pričom tuky získajú pevnú konzistenciu a fungujú ako náhrada niektorých tuhých živočíšnych tukov. Táto reakcia je základom pre výrobu margarínu a margarínových výrobkov.

Tuky sa pri vysokých teplotách topia, varia a následne sa rozkladajú za vzniku škodlivých látok (pri teplotách nad 200 °C).

Lipoidy - tukom podobné látky, ktorých molekuly zahŕňajú zvyšky glycerolu alebo iných vysokomolekulárnych alkoholov, mastné a fosforečné kyseliny, dusíkaté a iné látky.

Lipoidy zahŕňajú fosfatidy, steroidy a vosky. Od lipidov sa líšia prítomnosťou kyseliny fosforečnej, dusíkatých zásad a iných látok, ktoré v lipidoch chýbajú. Ide o zložitejšie látky ako tuky. Väčšinu z nich spája prítomnosť mastných kyselín v kompozícii. Druhá zložka - alkohol - môže mať rôznu chemickú povahu: v tukoch a fosfatidoch - glycerol, v steroidoch - vysokomolekulárne cyklické steroly, vo voskoch - vyššie mastné alkoholy.

Chemickou povahou najbližšie k tukom fosfatidy(fosfolipidy) - estery glycerolu mastných a fosforečných kyselín a dusíkatých zásad. Podľa chemickej povahy dusíkatej bázy sa rozlišujú tieto typy fosfatidov: lecitín (nový názov je fosfatidylcholín), ktorý obsahuje cholín; ako aj kefalín obsahujúci etanolamín. Lecitín má najväčšie zastúpenie v prírodných produktoch a uplatnenie v potravinárskom priemysle. Na lecitín sú bohaté vaječné žĺtky, vnútornosti (mozog, pečeň, srdce), mliečny tuk, strukoviny, najmä sója.

Vlastnosti. Fosfolipidy majú emulgačné vlastnosti, vďaka ktorým sa lecitín používa ako emulgátor pri výrobe margarínu, majonézy, čokolády, zmrzliny a niektorých krémov.

Steroidy a vosk sú estery vysokomolekulárnych alkoholov a vysokomolekulových mastných kyselín (C, 6 -C 3 b) - Od ostatných lipoidov a lipidov sa líšia absenciou glycerolu v molekulách a navzájom od seba alkoholmi: steroidy obsahujú zvyšky molekuly sterolov - cyklické alkoholy, a vosk - jednosýtne alkoholy s 12-46 atómami C v molekule. Podľa pôvodu sa steroly delia na rastlinné – fytosteroly; živočíšneho - zoosteroly a mikrobiologického pôvodu - mikrosteroly. Hlavným rastlinným sterolom je p-sitosterol, živočíšny

nyh - cholesterol, mikroorganizmy - ergosterol. Rastlinné oleje sú bohaté na sitosterol, kravské maslo, vajcia, vnútornosti sú bohaté na cholesterol. Vlna a kožušina zvierat obsahujú značné množstvo cholesterolu a iných zoosterolov, najmä lanosterolu.

Vlastnosti. Steroidy sú nerozpustné vo vode, nie sú zmydelnené alkáliami, majú vysokú teplotu topenia a majú emulgačné vlastnosti. Cholesterol a ergosterol pod vplyvom ultrafialových lúčov sa môžu premeniť na

vitamín O.

Steroly a steroidy sa nachádzajú spolu s lipidmi v potravinách, ako aj vo výrobkoch z vlny a kožušiny.

Vosk sú rozdelené na prírodné a syntetické a prírodné - na rastlinné a živočíšne. Rastlinné vosky sú súčasťou krycích pletív listov, plodov, stoniek. Niektoré rastlinné vosky (karnaubský, palmový) sa používajú v potravinárskom priemysle ako leštidlá. Živočíšne vosky - včelí vosk, lanolín z ovčej vlny, vorvaň vorvaňový - sa používajú pri výrobe kozmetických produktov a včelí vosk sa používa ako glazúra na potravinárske výrobky.

Syntetické vosky sa v závislosti od druhu suroviny delia na čiastočne a plne syntetické. Používajú sa pri výrobe leštidiel, ochranných kompozícií, izolačných materiálov, zložiek krémov v kozmetike a mastí v medicíne.

Vosky sa teda nachádzajú v malých množstvách v potravinárskych výrobkoch rastlinného pôvodu, ako aj v nepotravinárskych výrobkoch: kozmetika (krémy, rúže, mydlo), chemikálie pre domácnosť (tmely na leštenie podláh, voskové sviečky), vlnené a kožušinové výrobky ( vlnené

Vosky plnia ochrannú funkciu vďaka ich vlastnosti: plasticita, chemická inertnosť. Nie sú zmáčané vodou, vodotesné, nerozpustné vo vode, etanole, ale rozpustné v benzíne, chloroforme, dietyle

Glykozidy - oligoméry, v ktorých je zvyšok molekúl monosacharidov alebo oligosacharidov spojený so zvyškom neuhľohydrátovej látky - aglukónom prostredníctvom glykozidickej väzby.

V modernom svete prakticky neexistuje človek, ktorý by nemal aspoň nejakú predstavu o polyméroch. Polyméry prechádzajú životom spolu s človekom, vďaka čomu je jeho život stále pohodlnejší a pohodlnejší. Pri zmienke o polyméroch budú prvé asociácie so syntetickými organickými látkami, pretože sú viditeľnejšie. Prírodné polyméry – prírodné organické látky – hoci je ich vo svete okolo nás viac, v asociatívnom vnímaní človeka ustupujú do úzadia. Vždy nás obklopujú, ale nikto sa nezamýšľa nad povahou pôvodu flóry a fauny. Celulóza, škrob, lignín, kaučuk, proteíny a nukleové kyseliny sú hlavnými materiálmi, ktoré príroda používa na vytvorenie sveta zvierat a rastlín okolo nás. A absolútne nikto nebude vnímať ako polyméry drahé kamene, grafit, sľudu, piesok a hlinu, sklo a cement. Veda však potvrdila skutočnosť, že mnohé anorganické zlúčeniny, vrátane tých, ktoré sú uvedené vyššie, majú polymérnu štruktúru. Polyméry sa skladajú z makromolekúl. Pri tvorbe polymérov je veľké množstvo atómov alebo skupín atómov navzájom spojených chemickými väzbami - kovalentnými alebo koordinačnými. Polymérne makromolekuly obsahujú desiatky, stovky, tisíce alebo desaťtisíce atómov alebo opakujúcich sa elementárnych jednotiek. Informácie o štruktúre polymérov boli získané štúdiom vlastností roztokov, štruktúry kryštálov a mechanických a fyzikálno-chemických vlastností anorganických látok. Na podporu vyššie uvedeného je potrebné poznamenať, že existuje dostatočné množstvo vedeckej literatúry potvrdzujúcej skutočnosť o polymérnej štruktúre niektorých anorganických látok.

Bolo by logické poznamenať: prečo je toľko informácií o syntetických organických polyméroch a tak málo o anorganických? Ak existujú anorganické polymérne látky, čo to vlastne sú a kde sa používajú? Vyššie bolo uvedených niekoľko príkladov anorganických polymérov. Ide o známe látky, ktoré pozná každý, no málokto vie, že tieto látky možno zaradiť medzi polyméry. Vo všeobecnosti je laikovi jedno, či grafit možno pripísať polymérom alebo nie, ako v prípade drahých kameňov, potom môže byť pre niekoho dokonca urážlivé prirovnávať drahé šperky k lacným plastovým šperkom. Ak však existuje dôvod nazývať niektoré anorganické látky polymérmi, tak prečo o tom nehovoriť. Zvážte niektorých predstaviteľov takýchto materiálov, poďme sa podrobnejšie zaoberať tými najzaujímavejšími.
Syntéza anorganických polymérov si najčastejšie vyžaduje veľmi čisté východiskové materiály, ako aj vysokú teplotu a tlak. Hlavnými spôsobmi ich získania, ako aj organických polymérov, sú polymerizácia, polykondenzácia a polykoordinácia. Medzi najjednoduchšie anorganické polyméry patria homoreťazcové zlúčeniny pozostávajúce z reťazcov alebo štruktúr vytvorených z rovnakých atómov. Okrem dobre známeho uhlíka, ktorý je hlavným prvkom podieľajúcim sa na konštrukcii takmer všetkých organických polymérov, sa na konštrukcii makromolekúl môžu podieľať aj ďalšie prvky. Medzi tieto prvky patrí bór z tretej skupiny, kremík, germánium a cín zo štvrtej skupiny, do ktorej patrí aj uhlík, fosfor, arzén, antimón a bizmut z piatej skupiny, síra, telúr selén zo šiestej. V zásade sa homoreťazcové polyméry získané z týchto prvkov používajú v elektronike a optike. Elektronický priemysel sa rozvíja veľmi vysokým tempom a dopyt po syntetických kryštáloch už dávno prevyšuje ponuku. Najmä je však potrebné poznamenať uhlíkové a anorganické polyméry, ktoré sa získavajú na jeho základe: diamant a grafit. Grafit je známy materiál, ktorý našiel uplatnenie v rôznych priemyselných odvetviach. Grafit sa používa na výrobu ceruziek, elektród, téglikov, farieb, mazív. Pre potreby jadrového priemyslu smerujú tisíce ton grafitu vďaka jeho vlastnostiam spomaľovať neutróny. V článku sa budeme podrobnejšie zaoberať najzaujímavejšími predstaviteľmi anorganických polymérov - drahými kameňmi.
Najzaujímavejšie, najnáročnejšie, milované predstaviteľkami anorganických polymérov, sú diamanty. Diamanty sú veľmi drahé minerály, za čo môžu aj anorganické polyméry, v prírode ich ťaží päť veľkých spoločností: DeBeers, Alrosa, Leviev, BHPBilliton, RioTinto. Povesť týchto kameňov vytvoril práve DeBeers. Šikovný marketing sa scvrkáva na slogan „je to navždy“. DeBeers premenil tento kameň na symbol lásky, prosperity, sily a úspechu. Zaujímavosťou je, že diamanty sú v prírode celkom bežné, ako zafíry a rubíny, vzácnejšie minerály, no sú cenené nižšie ako diamanty. Najzaujímavejšia je situácia, ktorá sa vyvinula na trhu s prírodnými diamantmi. Faktom je, že existujú technológie, ktoré umožňujú získať syntetické diamanty. V roku 1954 vynašiel výskumník General Electric Tracy Hall prístroj, ktorý umožnil získať diamantové kryštály zo sulfidu železa pri tlaku 100 000 atmosfér a teplote nad 2500ºС. Kvalita týchto kameňov nebola z klenotníckeho hľadiska vysoká, ale tvrdosť bola rovnaká ako u prírodného kameňa. Hallov vynález bol vylepšený a v roku 1960 General Electric vytvoril závod, ktorý dokázal produkovať diamanty v kvalite drahokamov. Negatívom bolo, že cena syntetických kameňov bola vyššia ako prírodných.
V súčasnosti existujú dve technológie na syntézu diamantov. HPHT technológia (vysoký tlak/vysoká teplota) - syntéza diamantov v kombinácii vysokého tlaku a vysokej teploty. Technológia CVD (chemické naparovanie) - technológia chemického naparovania, je považovaná za pokročilejšiu a umožňuje pestovať diamant, akoby simuloval prirodzené podmienky jeho rastu. Obe technológie majú výhody aj nevýhody. Kampane, ktoré ich využívajú, riešia nedostatky technológie aplikáciou vlastných vynálezov a vývoja. Napríklad ešte v roku 1989 sa skupine sovietskych vedcov z Novosibirska podarilo znížiť tlak fúzie na 60 000 atmosfér. Po rozpade Sovietskeho zväzu sa vývoj v oblasti syntézy diamantov nezastavil vďaka mnohým zahraničným investorom, ktorí mali záujem získať technológiu na lacnú syntézu vysokokvalitných drahokamov. Napríklad spoločnosť DeBeers, aby neprišla o možnosť ovládať trh, financovala prácu niektorých vedcov. Niektorí súkromní podnikatelia kúpili zariadenia na syntézu diamantov v Rusku, napríklad teraz prosperujúca americká spoločnosť Gemesis začala v roku 1996 kúpou závodu na pestovanie diamantov v Rusku za 60 000 dolárov. Teraz "Gemesis" vyrába a predáva diamanty vzácnych farieb: žltej a modrej a rozdiel v cene medzi týmito a presne rovnakými prírodnými kameňmi dosahuje 75%.

Ďalšia veľká spoločnosť syntetizujúca diamanty, Apollo Diamond, vylepšuje technológiu HPHT syntetizovaním kameňov v plynnej atmosfére určitého zloženia (symbióza technológie HPHT a CVD). Táto metóda prináša „Apollo Diamond“ na trh šperkových kameňov, pričom kvalita syntetických diamantov pestovaných touto technológiou je veľmi vysoká. Gemmatológovia majú čoraz ťažšie rozoznať syntetické kamene od prírodných. To si vyžaduje komplex analýz na pomerne zložitom a drahom zariadení. Syntetické diamanty Apollo Diamond sú štandardnými analytickými metódami prakticky nerozoznateľné od prírodných minerálov.

Svetová produkcia diamantov je teraz 115 miliónov karátov alebo 23 ton ročne. Teoreticky by sa tento gigantický trh mohol zrútiť a povesť diamantov ako drahých kameňov by bola navždy stratená. Monopolné firmy investujú do stabilizácie situácie a kontroly trhu. Robia sa napríklad drahé marketingové kampane, skupujú sa patenty na technológie výroby umelých diamantov, aby sa tieto technológie nikdy nezaviedli, na značkové diamanty sa vydávajú certifikáty a pasy kvality potvrdzujúce ich prírodný pôvod. Bude to však brzdiť pokrok technológie fúzie?

Keď už hovoríme o diamantoch, v klenotníckom priemysle sme odbočili k lesku drahých kameňov, ale treba spomenúť aj priemyselné kamene. V tomto prípade väčšina podnikov zaoberajúcich sa pestovaním diamantov pracuje najmä pre potreby elektronického a optického priemyslu. Trh s priemyselným kameňom možno nie je taký zaujímavý ako trh so šperkami, no napriek tomu je obrovský. Napríklad hlavným príjmom "Apollo Diamond" je syntéza tenkých diamantových diskov pre polovodiče. Mimochodom, teraz sa závod na syntézu diamantov s kapacitou asi 200 kg diamantov mesačne dá kúpiť za 30 tisíc dolárov.

Ďalším zástupcom drahých kameňov je rubín. Prvý syntetický rubín sa zrodil v roku 1902. Syntetizoval ho francúzsky inžinier Verneuil roztavením prášku oxidu hlinitého a chrómu, ktorý potom vykryštalizoval do šesťgramového rubínu. Táto jednoduchosť syntézy umožnila pomerne rýchlo rozvinúť priemyselnú výrobu rubínov po celom svete. Tento kameň je veľmi žiadaný. Ročne sa na svete vyťaží asi 5 ton rubínov a potreby trhu sú stovky ton. Rubíny potrebuje hodinársky priemysel, potrebuje ich pri výrobe laserov. Technológia navrhnutá Verneuilom neskôr poskytla predpoklady pre syntézu zafírov a granátov. Najväčšie produkcie umelých rubínov sa nachádzajú vo Francúzsku, Švajčiarsku, Nemecku, Veľkej Británii a USA. Toto je ekonomika výroby. Leví podiel nákladov pohltia náklady na energiu. Zároveň sú náklady na syntézu kilogramu rubínov 60 dolárov a náklady na kilogram zafírov sú 200 dolárov. Ziskovosť takéhoto podnikania je veľmi vysoká, pretože nákupná cena kryštálov je najmenej dvakrát vyššia. Tu je potrebné vziať do úvahy množstvo faktorov, ako napríklad skutočnosť, že čím väčší monokryštál vyrastie, tým nižšia je jeho cena a pri výrobe produktov z kryštálov bude ich cena oveľa vyššia ako cena predávaných kryštálov. (napríklad výroba a predaj okuliarov). Pokiaľ ide o vybavenie, ruské závody na pestovanie kryštálov stoja asi 50 tisíc dolárov, západné sú rádovo drahšie, zatiaľ čo doba návratnosti organizovanej výroby je v priemere dva roky. Ako už bolo spomenuté, potreby trhu pre syntetické kryštály sú obrovské. Napríklad zafírové kryštály sú veľmi žiadané. Ročne sa na svete syntetizuje asi tisíc ton zafírov. Ročná potreba produkcie dosahuje milión ton!
Smaragdy sú syntetizované výhradne pre potreby klenotníckeho priemyslu. Na rozdiel od iných kryštálov sa smaragd nezískava z taveniny, ale z roztoku ahydridu boritého pri teplote 400 ° C a tlaku 500 atmosfér v hydrotermálnej komore. Je zvláštne, že ťažba prírodného kameňa je len 500 kilogramov ročne. Syntetické smaragdy sa vo svete vyrábajú aj nie v takom veľkom množstve ako iné kryštály, asi tona ročne. Faktom je, že technológia syntézy smaragdov je neefektívna, ale ziskovosť takejto výroby je najlepšia. Pri výrobe asi 5 kilogramov kryštálov za mesiac za cenu 200 dolárov za kilogram sa predajná cena syntetických smaragdov takmer rovná cene prírodných. Náklady na inštaláciu na syntézu smaragdov sú asi 10 tisíc dolárov.
Najpopulárnejším syntetickým kryštálom je však kremík. Možno dá šancu akémukoľvek drahému kameňu. V súčasnosti kremík zaberá 80 % celkového trhu so syntetickými kryštálmi. Trh pociťuje nedostatok kremíka v dôsledku rýchleho rozvoja špičkových technológií. V súčasnosti presahuje ziskovosť výroby kremíka 100 %. Cena kilogramu kremíka je asi 100 dolárov za kilogram, pričom náklady na syntézu dosahujú 25 dolárov.

Ako polovodič sa používa ultračistý kremík. Z jeho kryštálov sa vyrábajú solárne fotovoltaické články s vysokou účinnosťou. Kremík, podobne ako uhlík, dokáže zo svojich atómov vytvárať dlhé molekulové reťazce. Takto sa získava silán a kaučuk, ktoré majú úžasné vlastnosti. Pred pár rokmi vzrušila celý svet správa o pokusoch amerického inžiniera Waltera Robbsa, ktorému sa podarilo vyrobiť film zo silikónovej gumy s hrúbkou 0,0025 centimetra. Touto gumou zakryl klietku, v ktorej škrečok žil, a spustil škrečka do akvária. Prvý podmorský škrečok na svete niekoľko hodín dýchal kyslík rozpustený vo vode a zároveň bol ostražitý, nejavil známky úzkosti. Ukazuje sa, že film hrá úlohu membrány, ktorá vykonáva rovnaké funkcie ako žiabre u rýb. Film umožňuje molekulám plynu života prechádzať dovnútra, zatiaľ čo oxid uhličitý je vytláčaný cez film. Takýto objav umožňuje organizovať ľudský život pod vodou odsunutím fliaš s dýchacou zmesou a generátormi kyslíka.

Kremík sa vyrába v troch typoch: metalurgický kremík (MG), kremík pre elektronický priemysel (EG) a kremík na výrobu solárnych článkov (SG). Vzhľadom na sériu energetických kríz sa intenzívne zavádzajú alternatívne technológie výroby energie. Patrí medzi ne premena slnečnej energie na elektrickú energiu, teda využívanie solárnych zariadení poháňaných solárnymi panelmi. Kremík je dôležitou súčasťou solárnych článkov. Na Ukrajine sa kremík pre solárne batérie vyrábal v závode na výrobu titánu a horčíka v Záporoží. Za Sovietskeho zväzu tento podnik produkoval 200 ton kremíka s celoúniovým objemom výroby 300 ton. Autor nič nevie o stave výroby kremíka v Záporoží. Náklady na organizáciu modernej výroby polykryštalického kremíka pre potreby energetického priemyslu s kapacitou 1000 ton ročne sú asi 56 miliónov dolárov. Syntéza kremíka pre rôzne potreby po celom svete zaujíma prvé miesto z hľadiska dopytu a túto pozíciu si bude držať ešte dlho.

V článku sme uvažovali len o niektorých predstaviteľoch anorganických polymérov. Možno mnohé z vyššie popísaných vecí niekto prijal s prekvapením a skutočným záujmom. Niekto sa nanovo pozrel na koncept kameňa mudrcov, ak nie zlato, ale stále sa dajú získať drahé kamene z nevýrazných oxidov kovov a iných nevýrazných látok. Dúfame, že článok dal dôvod na zamyslenie a čitateľa aspoň pobavil zaujímavými faktami.

Anorganické polyméry je pojem, ktorý sa dostal do popredia vďaka svojmu širokému použitiu pri odlievaní na investičné liatie. A to všetko vďaka vlastnostiam, ktoré sú týmto materiálom vlastné. Ale význam anorganických polymérov pre ľudí je oveľa širší a rozsah použitia ďaleko presahuje rámec tejto technológie.

Čo sú to anorganické polyméry

Bežnejšie anorganické polyméry prírodného pôvodu, obsiahnuté v zemskej kôre

Najčastejšie je to produkt syntézy prvkov skupín III-VI periodického systému Mendelejeva. Nazývajú sa anorganické, pretože sú založené na anorganických hlavných reťazcoch a nemajú organické vedľajšie radikály. Väzby vznikajú ako výsledok jedného z dvoch procesov - polykondenzácie alebo polymerizácie.

Všeobecne povedané, anorganické polyméry sú umelo syntetizované materiály, ktoré nahradili prírodné. Tvorcovia zároveň sledovali cieľ ich zlacnenia. Moderné polyméry svojimi vlastnosťami prevyšujú dostupné prírodné analógy. Boli vytvorené materiály, ktoré príroda vôbec nemá. To zaručuje ich popularitu a rozmanitosť.

Klasifikácia

Jasný zoznam druhov ešte nebol vytvorený, ale existuje niekoľko hlavných skupín anorganických polymérov, ktoré sa líšia svojou štruktúrou. Takéto materiály sú:

• lineárny;
• plochý;
• rozvetvený;
• trojrozmerné atď.

Rozlišuje sa aj podľa pôvodu:

• prirodzené;
• umelé.

Podľa tvorby reťazca:

• heteroreťazec;
• homochain.

Typy anorganických polymérov

Azbest je jedným z najbežnejších polymérov. Podľa štruktúry ide o jemnovláknitý materiál - silikát. Vo svojom zložení obsahuje molekuly železa, horčíka, vápnika a sodíka. Výroba tohto polyméru je klasifikovaná ako škodlivá pre ľudí, ale výrobky z neho sú absolútne bezpečné.

Silikón našiel svoje využitie aj vďaka tomu, že v mnohých vlastnostiach prekonáva prírodný kaučuk. Pevnosť a pružnosť poskytuje kombináciu kyslíka a kremíka. Polysiliconsan odoláva mechanickým, teplotným a deformačným účinkom. Forma a štruktúra zároveň zostávajú nezmenené.

Carbin nahradil diamant. Je tiež odolný, čo je nevyhnutné v mnohých odvetviach. Tento polymér sa vyznačuje schopnosťou odolávať teplotám do 5 000 ºC. Funkcia - zvýšenie elektrickej vodivosti pod vplyvom svetelných vĺn.

Grafit pozná každý, kto kedy vzal do ruky ceruzku. Charakteristickým znakom uhľovodíkových polymérov je rovinná štruktúra. Vedú elektrické výboje, teplo, ale úplne absorbujú svetelnú vlnu.

Polyméry sa vyrábajú aj na báze selénu, bóru a iných prvkov, ktoré poskytujú rôzne vlastnosti.

Charakteristika anorganických polymérov

Pri vytváraní polymérnych materiálov sú kvality konečného produktu založené na:

• pružnosť a elasticita;
• pevnosť v tlaku, krútenie, pretrhnutie;
• stav agregácie; teplotná odolnosť;
• elektrická vodivosť;
• schopnosť prenášať svetlo atď.

pri výrobe sa odoberie čistá látka, ktorá sa podrobí špecifickým polymerizačným procesom a na výstupe sa získajú syntetické (anorganické) polyméry, ktoré:

1. Odoláva extrémnym teplotám.
2. Schopný zaujať pôvodný tvar po deformácii pôsobením vonkajších mechanických síl.
3. Po zahriatí na kritickú teplotu sa stanú sklovitými.
4. Sú schopné meniť štruktúru pri prechode z objemovej na rovinnú, čo zabezpečuje viskozitu.

Schopnosť transformácie sa využíva pri odlievaní foriem. Anorganické polyméry po ochladení vytvrdnú a tiež získajú rôzne kvality od odolných pevných až po pružné, elastické. Zároveň je zabezpečená environmentálna bezpečnosť, ktorou sa bežný plast nemôže pochváliť. Polymérne materiály nereagujú s kyslíkom a silné väzby zabraňujú uvoľňovaniu molekúl.

Pôsobnosť

Polyméry sú mimoriadne všestranné. Každý rok vedci vyvíjajú nové technológie, ktoré umožňujú výrobu materiálov s rôznymi ukazovateľmi kvality. A teraz sa polyméry nachádzajú v priemysle aj v každodennom živote. Žiadna budova nie je úplná bez azbestu. Je prítomný v zložení bridlice, špeciálnych rúr atď. Ako spojivo sa používa cement.

Silikón je vynikajúci tmel, ktorý používajú stavitelia. Automobilový priemysel, výroba priemyselných zariadení a spotrebného tovaru sú založené na polyméroch, ktoré umožňujú dosiahnuť vysokú pevnosť, odolnosť a tesnosť.

A keď sa vrátime k azbestu, nemožno nespomenúť, že schopnosť udržať teplo umožnila vytvárať obleky pre hasičov.

Keď už hovoríme o diamantoch, je zvykom ich stotožňovať s diamantmi (brúsené diamanty). Niektoré anorganické polyméry nie sú horšie ako tento prírodný kryštál, ktorý je potrebný v rôznych priemyselných oblastiach, vrátane výroby diamantov. Vo forme omrviniek sa tento materiál nanáša na rezné hrany. Výsledkom sú frézy, ktoré dokážu prerezať čokoľvek. Je to vynikajúce brusivo používané pri brúsení. Elbor, borazón, kyborit, kingsongit, cubonit sú superpevné zlúčeniny.

Ak je potrebné spracovať kov alebo kameň, používajú sa anorganické polyméry vyrobené syntézou bóru. Akýkoľvek brúsny kotúč predávaný v stavebných supermarketoch má tento materiál vo svojom zložení. Na výrobu dekoratívnych prvkov sa používa napríklad karbid selénu. Vytvára analóg horského krištáľu. Ale zoznam výhod a zoznam aplikácií sa neobmedzuje ani na toto.

Fosfornitridové chloridy vznikajú kombináciou fosforu, dusíka a chlóru. Vlastnosti sa môžu meniť a závisia od hmotnosti. Keď je veľký, vytvorí sa analóg prírodného kaučuku. Až teraz dokáže odolávať teplotám do 350 stupňov. Pri pôsobení organických zlúčenín nie sú pozorované žiadne reakcie. A v prípustnom teplotnom rozsahu sa vlastnosti výrobkov nemenia.

Špeciálne vlastnosti používané človekom

Pointa je, že v dôsledku syntézy vznikajú makromolekuly objemového (trojrozmerného) typu. Sila pochádza zo silných väzieb a štruktúry. Anorganické polyméry sa ako chemický prvok správajú amorfne a nereagujú s inými prvkami a zlúčeninami. Táto vlastnosť umožňuje ich využitie v chemickom priemysle, medicíne, výrobe potravín.

Tepelná odolnosť prevyšuje všetky ukazovatele, ktoré majú prírodné materiály. Ak sa vlákna použijú na vytvorenie vystuženého rámu, potom tento dizajn vydrží teploty vzduchu až do 220 stupňov. A ak hovoríme o bórovom materiáli, potom hranica teplotnej pevnosti stúpa na 650 stupňov. To je dôvod, prečo by vesmírne lety bez polymersunu neboli možné.

Ale to je, ak hovoríme o vlastnostiach, ktoré sú lepšie ako prirodzené. Pre človeka sú obzvlášť dôležité tie isté produkty, ktoré sú vyrobené z týchto zlúčenín, ktoré sú svojou kvalitou podobné prírodným. To umožňuje znížiť náklady na oblečenie nahradením napríklad kože. Zároveň neexistujú prakticky žiadne vonkajšie rozdiely.

V medicíne sa špeciálne nádeje vkladajú do anorganických polymérov. Plánuje sa použitie týchto materiálov na výrobu umelých tkanív a orgánov, protéz atď. Chemická odolnosť umožňuje spracovanie produktov s účinnými látkami, čo zabezpečuje sterilitu. Nástroj sa stáva odolným, užitočným a bezpečným pre ľudí.