Неорганічні полімери - термін, який набув популярності завдяки широкому застосуванню в лиття за моделями, що виплавляються. А все завдяки властивостям, які притаманні цим матеріалам. Але значення неорганічних полімерів для людини набагато ширше, і сфера застосування далеко виходить за межі цієї технології.

Що таке неорганічні полімери

Найбільш поширені неорганічні полімери природного походження, що містяться у земній корі

Найчастіше це продукт синтезу елементів III-VI групи періодичної системи Менделєєва. Неорганічними вони називаються тому, що в основі лежать головні неорганічні ланцюги і не мають органічні бічні радикали. Зв'язки з'являються в результаті одного з двох процесів – поліконденсація або полімеризація.

Говорячи узагальнено, неорганічні полімери – це штучно синтезовані матеріали, які прийшли на зміну природним. При цьому творці мали на меті зробити їх дешевше. Сучасні полімери перевершують існуючі природні аналоги за своїми характеристиками. Були створені матеріали, якими природа не має зовсім. Це забезпечує їх популярність та різноманітність.

Класифікація

Поки що ще не сформований чіткий перелік видів, але є кілька основних груп неорганічних полімерів, які відрізняються за своєю структурою. Такі матеріали бувають:

• лінійними;
• плоскими;
• розгалуженими;
• тривимірні і т.д.

Також розрізняють за походженням:

• природні;
• штучні.

За освітою ланцюгів:

• гетероцепні;
• гомоцепні.

Види неорганічних полімерів

Азбест - один із найпоширеніших полімерів. За своєю структурою це тонковолоконний матеріал – силікат. У своєму складі він включає молекули заліза, магнію, кальцію та натрію. Виробництво цього полімеру належить до шкідливих для людини, але вироби з нього абсолютно безпечні.

Силікон також знайшов своє застосування завдяки тому, що за багатьма характеристиками перевершує природний каучук. Міцність та еластичність забезпечує з'єднання кисню та кремнію. Полісиликонсан витримує механічні, температурні, деформаційні дії. При цьому форма та структура залишається незмінною.

Карбін прийшов на зміну алмазу. Він також міцний, що необхідно у багатьох галузях промисловості. Для цього полімеру характерна здатність витримувати температуру до 5000 ºC. Особливість – збільшення електропровідності під впливом світлових хвиль.

Графіт відомий усім, хто колись брав у руки олівець. Особливість вуглеводневих полімерів – площинна структура. Вони проводять електричні розряди, тепло, але повністю поглинають світлову хвилю.

Також виготовляються полімери, в основі яких застосовано селен, бор та інші елементи, що забезпечує різноманітність характеристик.

Характеристики неорганічних полімерів

При створенні полімерних матеріалів за основу якостей кінцевого продукту беруть:

• гнучкість та еластичність;
• міцність на стиск, крутіння, розрив;
• агрегатний стан; температурна стійкість;
• електропровідність;
• здатність пропускати світло і т.д.

при виготовленні беруть чисту речовину, піддають її специфічним процесам полімеризації, і на виході отримують синтетичні (неорганічні) полімери, які:

1. Витримують помірні температури.
2. Здатні набувати початкової форми після деформації під впливом зовнішніх механічних сил.
3. Стають склоподібними при нагріванні до критичної температури.
4. Чи здатні змінювати структуру при переході від об'ємної до площинної, чим забезпечується в'язкість.

Здатність перетворюватись використовується при формовому литті. Після остигання неорганічні полімери тверднуть, і набувають також різних якостей від міцного твердого до гнучкого, еластичного. При цьому забезпечується екологічна безпека, чим не може похвалитися звичайний пластик. Полімерні матеріали не вступають у реакцію з киснем, а міцні зв'язки виключають вивільнення молекул.

Сфера використання

Полімери відрізняються величезною різноманітністю. Щороку вчені розробляють нові технології, які дозволяють виробляти матеріали з різними якісними показниками. І зараз полімери зустрічаються як у промисловості, так і у побуті. Жодне будівництво не обходиться без азбесту. Він є у складі шиферу, спеціальних труб тощо. Як в'яжучий елемент застосовується цемент.

Силікон – відмінний герметик, що використовується будівельниками. Автобудування, виробництво промислового обладнання, товарів народного споживання засноване на полімерах, які дозволяють досягти високої міцності, довговічності, герметичності.

А повертаючись до азбесту, не можна не згадати, що здатність утримувати тепло дозволило створити костюми для пожежників.

Говорячи про алмази, прийнято ототожнювати їх із діамантами (обробленими алмазами). Деякі неорганічні полімери не поступаються цьому природному кристалу, що необхідно в різних промислових сферах, і при виробництві діамантів, у тому числі. У вигляді крихти цей матеріал наноситься на ріжучі кромки. У результаті виходять різці, здатні розрізати будь-що. Це відмінний абразив, який застосовується при шліфуванні. Ельбор, боразон, кіборит, кінгсонгіт, кубоніт відносяться до надміцних сполук.

Якщо потрібно обробити метал або камінь, використовуються неорганічні полімери, виготовлені методом синтезу бору. Будь-яке шліфувальне коло, що продається в будівельних супермаркетах, має у своєму складі цей матеріал. Для виробництва декоративних елементів використовується, наприклад, карбід селену. З нього виходить аналог гірського кришталю. Але й цим перелік переваг та список сфер застосування не обмежений.

Фосфорнітридхлориди утворюються при з'єднанні фосфору, азоту та хлору. Властивості можуть змінюватися і залежать від маси. Коли вона велика, утворюється аналог природного каучуку. Тільки тепер він витримує температуру до 350 градусів. Під впливом органічних сполук реакцій немає. А в допустимому температурному діапазоні властивості виробів не змінюються.

Особливі властивості, що застосовуються людиною

Суть у цьому, що результаті синтезу утворюються макромолекули об'ємного (тривимірного) типу. Міцність забезпечується сильними зв'язками та структурою. Як хімічний елемент неорганічні полімери поводяться аморфно, і вступають у реакцію коїться з іншими елементами і сполуками. Це особливість дозволяє використовувати їх у хімічній промисловості, медицині, при виробництві продуктів харчування.

Термічна стійкість перевищує всі показники, якими мають природні матеріали. Якщо волокна використовуються для формування армованого каркасу, така конструкція витримує на повітрі температуру до 220 градусів. А якщо йдеться про борний матеріал, то межа температурної міцності піднімається до 650 градусів. Саме тому польоти в космос без полімерсану були б неможливими.

Але це якщо говорити про якості, що перевершують природні. Ті ж вироби, які виготовлені з цих сполук, які схожі за якістю до натуральних, мають особливе значення для людини. Це дозволяє знизити вартість одягу, замінивши, наприклад, шкіру. При цьому зовнішніх відмінностей практично немає.

У медицині на неорганічні полімери покладаються особливі надії. Їх цих матеріалів планується виготовляти штучні тканини та органи, протези тощо. Хімічна стійкість дозволяє обробляти вироби активними речовинами, що забезпечує стерильність. Інструмент стає довговічним, корисним та безпечним для людини.

Полімери – високомолекулярні сполуки, які складаються з безлічі мономерів. Полімери варто відрізняти від такого поняття як олігомери, на відміну від яких при додаванні ще однієї номерної ланки властивості полімеру не змінюються.

Зв'язок між ланками мономерів може здійснюватися за допомогою хімічних зв'язків, у такому разі вони називаються реактопластами, або завдяки силі міжмолекулярної дії, що характерно для так званих термопластів.

Сполука мономерів при утворенні полімеру може відбуватися в результаті реакції поліконденсації або полімеризації.

У природі зустрічається безліч подібних сполук, найбільш відомі з яких: білки, каучук, полісахариди та нуклеїнова кислота. Такі матеріали називають органічними.

На сьогоднішній день багато полімерів виробляються синтетичним шляхом. Такі сполуки називаються неорганічними полімерами. Неорганічні полімери одержують шляхом з'єднання природних елементів за допомогою реакції поліконденсації, полімеризації та хімічного перетворення. Це дозволяє замінити дорогі або рідкісні природні матеріали, або створити нові, що не мають аналогів у природі. Головна умова, щоб полімер не містив у складі елементів органічного походження.

Неорганічні полімери завдяки своїм властивостям набули широкої популярності. Спектр їх використання досить широкий, при цьому постійно знаходять нові сфери застосування та розробляються нові види неорганічних матеріалів.

Основні характеристики

На сьогоднішній день існує безліч видів неорганічних полімерів, як природних, так і синтетичних, які мають різний склад, властивості, сферу застосування та агрегатного стану.

Сучасний рівень розвитку хімічної промисловості дозволяє виробляти неорганічні полімери у великих обсягах. Щоб отримати такий матеріал, потрібно створити умови підвищеного тиску і високої температури. Сировиною для виробництва виступає чиста речовина, яка піддається полімеризації.

Неорганічні полімери характерні тим, що мають підвищену міцність, гнучкість, важко піддаються впливу хімічних речовин і стійкі до високих температур. Але деякі види можуть бути крихкими і не мати еластичність, але при цьому досить міцними. Найбільш відомими з них вважаються графіт, кераміка, азбест, мінеральне скло, слюда, кварц та алмаз.

Найбільш поширені полімери в основі мають ланцюжки таких елементів, як кремній та алюміній. Це з поширеністю цих елементів у природі, особливо кремнію. Найбільш відомі серед них такі неорганічні полімери як силікати та алюмосилікати.

Властивості та характеристики відрізняються не тільки залежно від хімічного складу полімеру, а й від молекулярної маси, ступеня полімеризації, будови атомної структури та полідисперсності.

Полідисперсність – це присутність у складі макромолекул різної маси.

Більшість неорганічних сполук характеризуються такими показниками:

1. Еластичність. Така характеристика, як еластичність, показує можливість матеріалу збільшиться у розмірах під впливом сторонньої сили та повернуться у початковий стан після зняття навантаження. Наприклад, каучук здатний збільшитися у сім-вісім разів без зміни структури та різних пошкоджень. Повернення форми та розмірів можливе завдяки збереженню розташування макромолекул у складі, переміщуються лише окремі їх сегменти.
2. Кристалічна структура. Від розташування у просторі складових елементів, що називається кристалічною структурою, та їх взаємодії залежать властивості та особливості матеріалу. Виходячи з цих параметрів, полімери поділяють на кристалічні та аморфні.

Кристалічні мають стабільну структуру, в якій дотримується певне розташування макромолекул. Аморфні складаються з макромолекул ближнього порядку, які лише у окремих зонах мають стабільну структуру.

Структура та ступінь кристалізації залежить від кількох факторів, таких як температура кристалізації, молекулярна маса та концентрованість розчину полімеру.

1. Склоподібність. Ця властивість характерна для аморфних полімерів, які при зниженні температури або підвищенні тиску знаходять склоподібну структуру. У разі припиняється тепловий рух макромолекул. Температурні інтервали, при яких відбувається процес склоутворення, залежить від типу полімеру, його структури та властивостей структурних елементів.
2. В'язкотекучий стан. Це властивість, у якому відбуваються незворотні зміни форми та обсягу матеріалу під впливом сторонніх сил. У в'яжучому стані структурні елементи переміщуються в лінійному напрямку, що стає причиною зміни його форми.

Будова неорганічних полімерів

Така властивість дуже важлива в деяких сферах промисловості. Найбільш часто його використовують при переробці термопластів за допомогою таких методів як лиття під тиском, екструзія, вакуум-формування та інші. При цьому полімер розплавляється при підвищених температурах та високому тиску.

Види неорганічних полімерів

Сьогодні існують певні критерії, за якими класифікуються неорганічні полімери. Основні з яких:

• природа походження;
• види хімічних елементів та їх різноманітність;
• кількість мономірних ланок;
• будова полімерного ланцюга;
• фізичні та хімічні властивості.

Залежно від природи походження класифікують синтетичні та натуральні полімери. Натуральні формуються в природних умовах без участі людини, а синтетичні виробляються та модифікуються у промислових умовах для досягнення необхідних властивостей.

На сьогоднішній день існує безліч видів неорганічних полімерів, серед яких виділяються найбільш широко використовувані. До таких належить азбест.

Азбест – тонковолокнистий мінерал, який належить до групи силікатів. Хімічний склад азбесту представлений силікатами магнію, залози, натрію та кальцію. Азбест має канцерогенні властивості, тому дуже небезпечний для здоров'я людини. Він дуже небезпечний для працівників, зайнятих з його видобутку. Але у вигляді готових виробів він досить безпечний, тому що не розчиняється у різних рідинах і не вступає з ними в реакцію.

Силікон – один із найпоширеніших синтетичних неорганічних полімерів. Його легко зустріти у повсякденному житті. Наукова назва силікону – полісилоксан. Його хімічний склад є зв'язком кисню і кремнію, який надає силікону властивості високої міцності та гнучкості. Завдяки цьому силікон здатний витримати високі температури і фізичні навантаження не втрачаючи міцності, зберігаючи форму і структуру.

Полімери вуглецю дуже поширені у природі. Існує також безліч видів, що синтезуються людиною у промислових умовах. Серед природних полімерів виділяється діамант. Цей матеріал неймовірно міцний і має кристально чисту структуру.

Карбін - це синтетичний вуглецевий полімер, який має підвищені властивості міцності, що не поступаються алмазу і графену. Виготовляється у вигляді чорного морошка дрібнокристалічної структури. Має властивості електропровідності, яка збільшується під впливом світла. Здатний витримати температуру 5000 градусів не втрачаючи властивостей.

Графіт – вуглецевий полімер, структура якого відрізняється площинною орієнтацією. Через це структура графіту шарувата. Цей матеріал проводить електрику, тепло, але не пропускає світло. Його різновидом є графен, що складається з одного шару молекул вуглецю.

Полімери бору відрізняються високою твердістю, не сильно поступаючись алмазам. Здатні витримати температуру понад 2000 градусів, що набагато більше за прикордонну температуру алмазу.

Полімери селену - досить широкий ряд неорганічних матеріалів. Найбільш відомий з них – карбід селену. Карбід селену – міцний матеріал, що має вигляд прозорих кристалів.

Полісилани мають особливі властивості, які відрізняють їх від інших матеріалів. Цей вид проводить електрику та витримує температуру до 300 градусів.

Застосування

Неорганічні полімери використовуються практично у всіх сферах нашого життя. Залежно від виду, вони мають різні властивості. Головна їх особливість у тому, що штучні матеріали мають покращені властивості в порівнянні з органічними матеріалами.

Азбест застосовується у різних сферах, переважно, у будівництві. Зі сумішей цементу з азбестом виробляють шифер і різні типи труб. Також азбест застосовують зниження кислотного впливу. У легкій промисловості азбест застосовується для пошиття протипожежних костюмів.

Силікон застосовується у різних сферах. З нього виробляють трубки для хімічної промислової, елементи, що використовуються в харчовій промисловості, а також використовують у будівництві як герметик.

В цілому силікон один з найбільш функціональних неорганічних полімерів.

Діамант найбільш відомий як ювелірний матеріал. Він дуже дорогий завдяки своїй красі та складності видобутку. Але алмази також використовуються у промисловості. Цей матеріал необхідний у різальних пристроях для розпилювання дуже міцних матеріалів. Він може використовуватися в чистому вигляді як різець або як напилення на ріжучі елементи.

Графіт широко використовується в різних сферах, з нього роблять олівці, він застосовується в машинобудуванні, в атомній промисловості та у вигляді графітових стрижнів.

Графен і карбін поки що маловивчені, тому сфера їх застосування обмежена.

Полімери бору використовуються для виробництва абразивних матеріалів, ріжучих елементів та . Інструменти такого матеріалу необхідні для обробки металу.

Карбід селену застосовується для виробництва гірського кришталю. Його одержують шляхом нагрівання до 2000 градусів кварцового піску та вугілля. Кришталь використовують для виробництва високоякісного посуду та предметів інтер'єру.

Полімери знеорганічної (що не містить атомів вуглецю) головним ланцюгом макромолекули (Див. Макромолекула). Бічні (обертають) групи - зазвичай теж неорганічні; проте полімери з органічними бічними групами часто також відносять до Н. п. (суворого поділу за цією ознакою немає).

Аналогічно органічним полімерам Н. п. підрозділяють за просторовою структурою на лінійні, розгалужені, сходові та сітчасті (двох- і тривимірні), за складом головного ланцюга - на гомоцепні типу [-M-] n і гетероцепні типу [-M-M"-] n або [- М- M"- М"-] n (де М, M", М" - різні атоми). Наприклад, полімерна сірка [-S-] n - гомоцепний лінійний Н. п. без бічних груп.

Багато неорганічних речовин у твердому стані є єдиною макромолекулою, проте, для віднесення їх до Н. п. необхідна наявність деякої анізотропії просторової будови (і, отже, властивостей). Цим кристали Н. п. відрізняються від ізотропних кристалів звичайних неорганічних речовин (наприклад, NaCI, ZnS). Більшість хімічних елементів не здатне до утворення стійких гомоцепних Н. п., і лише приблизно 15 (S, Р, Se, Te, Si та ін) утворюють не дуже довгі (олігомерні) ланцюги, що значно поступаються за стійкістю гомоцепних олігомерів зі зв'язками С -С. Тому найбільш типові гетероцепні Н. п., в яких чергуються електропозитивні та електронегативні атоми, наприклад, В і N, Р і N, Si і О, що утворюють між собою і з атомами бічних груп полярні (частково іонні) хімічні зв'язки.

Полярні зв'язки зумовлюють підвищену реакційну здатність Н. п., насамперед схильність до гідролізу. Тому багато Н. п. малостійкі на повітрі; крім того, деякі з них легко деполімеризуються з утворенням циклічних структур. На ці та ін хімічні властивості Н. п. можна частково впливати, спрямовано змінюючи бічне обрамлення, від якого головним чином залежить характер міжмолекулярної взаємодії, що визначає еластичні та ін механічні властивості полімеру. Так, лінійний еластомер Поліфосфонітрилхлорид [-CI 2 PN-] n в результаті гідролізу зв'язку Р-Сl (і подальшої поліконденсації) перетворюється на тривимірну структуру, що не володіє еластичними властивостями. Стійкість до гідролізу цього еластомеру можна підвищити заміні атомів Cl деякі органічні радикали. Багато гетероцепних Н. п. відрізняються високою термостійкістю, що значно перевищує термостійкість органічних і елементоорганічних полімерів (наприклад, полімерний оксонітрид фосфору n не змінюється при нагріванні до 600 °С). Однак висока термостійкість Н. п. рідко поєднується з цінними механічними та електричними властивостями. Тому число Н. п., які знайшли практичне застосування, порівняно невелике. Однак Н. п. – важливе джерело отримання нових термостійких матеріалів.

Є. М. Шусторович.

• - солі борних к-т: метаборної НВО 2, ортоборної Н 3 ВО 3 та не виділених у вільн. стан поліборних Н 3m-2n В mO3m-n. За кількістю атомів бору в молекулі діляться на моно-, ди-, тетра-, гексаборати і т. д.

  Хімічна енциклопедія

• - Солі вугільної к-ти. Існують середні карбонати з аніоном 32- і кислі, або гідрокарбонати, з аніоном HCO3-. К. - кристалічний...

  Хімічна енциклопедія

• - клеї на основі клеючих неорг. природи. Мінеральні клеї виробляють у вигляді порошків, розчинів і дисперсій.

  Хімічна енциклопедія

• - Солі азотної к-ти HNO3. Відомі майже всім металів; існують як у вигляді безводних солей Mn, так і у вигляді кристалогідратів Mn.x>H2O ...

  Хімічна енциклопедія

• - Солі азотистої к-ти HNO2. Використовують насамперед нітрити лужних металів та амонію, менш-щел.-зем. та 3d-металів, Рb та Ag. Про Н. інших металів є тільки уривчасті відомості.

  Хімічна енциклопедія

• - Яскраво-червоні тверді з'єдн. загальної ф-ли Мn, де п заряд катіона М. Іон -3 має симетричну трикутну конфігурацію; в молекулі RbO3 довжина зв'язку ВОО 0,134 нм, кут ТОВ 114...

  Хімічна енциклопедія

• - див. Гідроксиди, Кислоти та основи.

  Хімічна енциклопедія

• - див. Фосфати конденсовані...

  Хімічна енциклопедія

• - Солі сірчаної к-ти. Відомі середні сульфати з аніоном, кислі або гідросульфати, з аніоном, основні, що містять поряд з аніоном групи ВІН, напр. Zn22SO4...

  Хімічна енциклопедія

• - З'єдн. сірки з металами, а також з більш електропоклад. неметалами. Бінарні сульфіди можуть розглядатися як солі сірководневої кислоти H2S-середні, напр. , і кислі, або гідросульфіди, MHS, M2...

  Хімічна енциклопедія

• - солі сірчистої к-ти H2SO3. Розрізняють середні сульфіти з аніоном та кислі з аніоном. Середні С.-кристалліч. в-ва. С. амонію та лужних металів добре розтв. у воді; р-римість: 2SO3 40,0 , K2SO3 106,7 ...

  Хімічна енциклопедія

• - ...

  Енциклопедичний словник нанотехнологій

• - див. Органічні речовини...

  Енциклопедичний словник Брокгауза та Євфрона

• - До неорганічних відносяться сполуки всіх хімічних елементів, за винятком більшості сполук вуглецю.

  Енциклопедія Кольєра

• - неорганічні речовини із функціональними властивостями. Розрізняють металеві, неметалеві та композиційні матеріали. Приклади - сплави, неорганічні стекла, напівпровідники, кераміка, кермети, діелектрики.
• - НЕОРГАНІЧНІ полімери - полімери, молекули яких мають неорганічні головні ланцюги та не містять органічних бічних радикалів.

  Великий енциклопедичний словник

"Неорганічні полімери" у книгах

Глава 9 Полімери вічні

З книги Земля без людей автора Вейсман Алан

Розділ 9 Полімери вічні Портове місто Плімут у південно-західній Англії вже не входить до мальовничих міст Британських островів, хоча до Другої світової війни він ним був. За шість ночей у березні та квітні 1941 року бомби нацистів зруйнували 75 тисяч будівель під час того, що

Полімери

З книги Довідник будівельних матеріалів, а також виробів та обладнання для будівництва та ремонту квартири автора Онищенко Володимир

Полімери У технології виробництва будівельних пластмас полімери, одержувані синтезом із найпростіших речовин (мономерів), за способом виробництва поділяються на два класи: клас А – полімери, одержувані ланцюговою полімеризацією, клас Б – полімери, одержувані

Карбоцепні полімери

З книги Велика Радянська Енциклопедія (КА) автора Вікіпедія

Гетероцепні полімери

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ГЕ) автора Вікіпедія

Полімери

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ПЗ) автора Вікіпедія

Кремнійорганічні полімери

З книги Велика Радянська Енциклопедія (КР) автора Вікіпедія

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ІЗ) автора Вікіпедія

Сіндіотактичні полімери

З книги Велика Радянська Енциклопедія (СІ) автора Вікіпедія

ПОЛІМЕРИ

З книги Експеримент у хірургії автора Кованов Володимир Васильович

ПОЛІМЕРИ На початку нашого століття хіміки синтезували особливу групу високомолекулярних сполук та полімерів. Маючи високий рівень хімічної інертності, вони відразу ж привернули увагу численних дослідників і хірургів. Так хімія прийшла на допомогу

52. Полімери, пластмаси

З книги Матеріалознавство. Шпаргалка автора Буслаєва Олена Михайлівна

52. Полімери, пластмаси Полімери – це речовини, макромолекули яких складаються з численних повторюваних елементарних ланок, які становлять однакову групу атомів. Молекулярна маса молекул становить від 500 до 1000000. У молекулах полімерів розрізняють

До неорганічних належать полімери, макромолекули.
яких мають неорганічні головні ланцюги і містять органічних бічних радикалів (обертають груп).

Неорганічні полімери класифікуються за походженням (синтетичні та природні), конфігурації макромолекул (лінійні, розгалужені, сходові, регулярні та нерегулярні плоскосітчасті, регулярні та нерегулярні просторово-сітчасті і т. д.), хімічній структурі головного ланцюга - го гетероатомні). Природні неорганічні полімери, які стосуються групи сітчастих, надзвичайно поширені у вигляді мінералів входять до складу земної кори.

Неорганічні полімери відрізняються за хімічними та фізичними властивостями від органічних або елементоорганічних полімерів головним чином різною електронною структурою головного ланцюга та відсутністю органічних груп, що обрамляють. Область існування неорганічних полімерів обмежена елементами ІІІ-ІV груп Періодичної системи. Більшість неорганічних полімерів відноситься до категорії мінералів і кремнійсодержащих матеріалів.

Бентоніти

Бентонітові глини – дешева природна сировина. Завдяки своїм фізико-хімічним властивостям вони привернули велику увагу дослідників усього світу. Бентоніти є дисперсними системами розміром частинок менше 0,01 мм.

Глинисті мінерали мають складний склад і представляють переважно алюмогідросилікати.

Відмінність у будові кристалічних ґрат обумовлює різну ступінь дисперсності глинистих мінералів. Ступінь дисперсності каолінітових частинок невелика і визначається порядком декількох мікрон, тоді як монтморилоніти при розпаді диспергуються до елементарних осередків.

Бентоніти характеризуються активною фізико-хімічною взаємодією з водою. Внаслідок утворення гідратної оболонки частки глинистих мінералів здатні міцно утримувати воду.

Широке застосування знайшли бентоніти у виробництві зубних паст. За існуючими рецептурами до зубних паст входять до 50% гліцерину. Однак виробництво гліцерину обмежене дефіцитністю сировини, тому необхідно знайти дешевший і доступніший замінник гліцерину.

Гліцерин у зубних пастах сприяє стабілізації твердих нерозчинних у воді речовин, запобіганню пасти від висихання, зміцненню зубної емалі та у великих концентраціях консервує їх. Для стабілізації твердих нерозчинних речовин останнім часом широко використовуються монтморіллонітові глини. Запропоновано також використовувати в зубних пастах замість карбоніту кальцію як абразивний засіб каолініт. Використання глинистих мінералів (монтморилоніту у вигляді 8% гелю та каолініту) у зубних пастах дозволяє звільнити значну кількість гліцерину (до 27%) без погіршення їх властивостей, особливо при тривалому зберіганні.

Монтморилоніти можуть бути використані для підвищення в'язкості супозиторних основ у супозиторіях, що містять велику кількість лікарських препаратів. Встановлено, що додавання 5-15% монтморилоніту підвищує в'язкість супозиторної основи, що забезпечує рівномірний розподіл суспендованих лікарських речовин в основі. Завдяки їх адсорбційним властивостям глинисті мінерали використовують для очищення різних антибіотиків, ферментів, білків, амінокислот, вітамінів.

АЕРОСИЛИ

Аеросили, так само як і бентоніти, відносяться до неорганічних полімерів. На противагу бентонітам, які є природною сировиною, аеросили відносяться до синтетичних продуктів.

Аеросилколоїдальний двоокис кремнію, що є дуже легким білим порошком, який в тонкому шарі здається прозорим, блакитним. Це високодисперсний, мікронізований порошок з розміром частинок від 4 до 40 мкм (переважно 10-30 мкм), щільністю 2,2 г/см3. Особливість аеросилу полягає у його великій питомій поверхні - від 50 до 400м2/р.

Існує кілька марок аеросилу, які різняться в основному за величиною питомої поверхні, ступеня гідрофільності або гідрофобності, а також поєднань аеросилу з іншими речовинами. Стандартний аеросил марок 200, 300, 380 має гідрофільну поверхню.

Аеросил отримують в результаті парофазного гідролізу чотирихлористого коємнію в полум'ї водню при температурі 1100-1400°С.

Численними дослідженнями встановлено, що аеросил при застосуванні внутрішньо добре переноситься хворими та є ефективним засобом при лікуванні захворювань шлунково-кишкового тракту та інших запальних процесів. Є відомості, що аеросил сприяє скороченню гладкої мускулатури та судин і має бактерицидні властивості.

Завдяки фармакологічній активності аеросилу він знайшов широке застосування у фармації у різних лікарських формах як при створенні нових, так і при вдосконаленні існуючих.

Аеросил широко застосовується для стабілізації суспензій з різним дисперсійним середовищем і масляних суспензійних лініментів. Введення аеросилу до складу масляних та водно-спиртово-гліцеринових суспензійних лініментів сприяє підвищенню седиментаційної та агрегативної стійкості цих систем створенню досить міцної просторової структури, здатної утримати в осередках іммобілізовану рідку фазу із суспендованими частинками. Встановлено, що осадження частинок твердої фази в стабілізованих аеросилом олійних лініментах відбувається у 5 разів повільніше, ніж у нестабілізованих.

У водних і водно-спиртових суспензіях стабілізуюча дія аеросілу обумовлена ​​переважно електростатичними силами.

Однією з властивостей аеросилу є його здатність, що заглушує. Ця властивість використовується для отримання аеросилсодержащих гелів з метою використання їх як мазевих основ, або є самостійними лікарськими препаратами при лікуванні ран, виразок, опіків.

Вивчення біологічних властивостей аеросилсодержащих гелів показало, що вони не мають подразнюючої та загальнотоксичної дії.

Для мазей неоміцинових та неоміцин-преднізолонових (з вмістом неоміцину сульфату та преднізолону ацетату відповідно 2 та 0,5%) запропоновано есилон-аеросильну основу. Мазі, що містять аеросил, гідрофобні, легко видавлюються з туб, добре утримуються на шкірі і мають пролонгуючу дію.

Аеросил знаходить широке застосування як допоміжна речовина у виробництві таблеток: він скорочує час розпаду таблеток, полегшує гранулювання та гідрофілювання ліпофільних лікарських речовин, покращує плинність, дозволяє вводити несумісні та хімічно нестійкі лікарські речовини.

Введення аеросилу в супозиторну масу сприяє підвищенню в'язкості, регуляції інтервалу плавання, надає масі гомогенний характер і зменшує розшарування, забезпечує рівномірний розподіл лікарських речовин та більш високу точність дозування, дозволяє вводити рідкі та гігроскопічні речовини. Супозиторії, що містять аеросил, не подразнюють слизову оболонку прямої кишки. У таблетках аеросил використовується для збереження їх у сухому вигляді.

Аеросил входить до складу зуболікарського пломбувального матеріалу як наповнювач, що забезпечує хороші структурно-механічні властивості пломбувального матеріалу. Він використовується також у різних лосьйонах, що застосовуються у парфумерії та косметиці.

Висновок

При підведенні підсумків курсової роботи, можна зробити висновок про суттєву роль високомолекулярних сполук у технології лікарських засобів. З наведеної класифікації видно, наскільки широкий спектр використання сполук, а звідси випливає висновок про ефективність їх використання у фармацевтичному виробництві. У багатьох випадках нам не обійтися без їхнього використання. Це має місце у використанні пролонгованих лікарських форм для збереження стабільності препарату при його зберіганні, упаковки готових препаратів. Важливу роль високомолекулярні речовини грають при отриманні нових лікарських форм (наприклад ТДС).

Але не тільки у фармації високомолекулярні сполуки знайшли своє застосування. Ефективне використання їх у таких галузях як харчова, при виробництві СМС, у хімічному синтезі, а також інших галузях.

На сьогоднішній день, я вважаю, що сполуки, що розглядаються мною, повною мірою використовуються у фарм виробництві, але все ж, хоча методи та способи їх використання давно відомі і зарекомендували себе з позитивного боку, все глибше продовжують вивчати їх роль і цілі при виробництві лікарських препаратів.

Список літератури

1. Біофармація: Навч. для студ. фармац. вузів та фак. / А.І. Тихонов, Т.Г. Ярних, І.А. Зупанець та ін; За ред. А.І. Тихонова. - Х.: Вид-во НФаУ; Золоті сторінки, 2003. - 240 с. ;

2. Гельфман М.І. Колоїдна хімія/Гельфман М.І., Ковалевич О.В., Юстратов В.П. - С.Пб. та ін: Лань, 2003. – 332 с.;

3. Євстратова К.І., Купіна Н.А., Малахова Є.Є. Фізична та колоїдна хімія: Навч. для фармац. вузів та факультетів / За ред. К.І. Євстратової. - М.: Вищ. шк., 1990. - 487 с.;

4. Машковський М.Д. Лікарські засоби: У 2 т. - 14-е вид., Перераб., Випр. та дод. - М.: ТОВ «Видавництво Нова Хвиля», 2000. - Т. 1. - 540 с.;

5. Полімери медичного призначення / Под ред. Сено Манабу. - М.: Медицина, 1991. - 248 с.;

6. Тихонов А.І., Ярних Т.Г. Технологія ліків: Навч. для фармац. вузів та фак.: Пер. з укр. / За ред. А.І. Тихонова. - Х.: Вид-во НФаУ; Золоті сторінки, 2002. - 704 с.;

7. Фрідріхсберг Д.А. Курс колоїдної хімії: Підручник для вузів. - 2-ге вид., перераб. та дод. – Л.: Хімія, 1984. – 368 с.;

8. Фармацевтична технологія: технологія лікарських форм. За ред. І.І. Краснюка та Г. В. Михайлової, - М: «Академія», 2004 р., 464с.;

9. Енциклопедії полімерів, т. 1, ред. Ст А. Каргін, М., 1972 - 77с;

10. Шур А.М., Високомолекулярні сполуки, 3 видавництва, М., 1981;

11. Алюшин М.Т. Силікони у фармації, - М., 1970. - 120с.;

12. Муравйов І.А. Фізико-хімічні аспекти використання основотворчих та допоміжних речовин у лікарських суспензійних системах: навч. посібник/І.А. Муравйов, В.Д. Козьмін, І.Ф. Кононіхіна. - Ставрополь, 1986. - С.61;

13. ПАР та ВМС у технології лікарських форм. Лікарські засоби. Економіка, технологія та перспективи отримання. Огляд інформації/Г.С. Башура, О.М. Клименко, З.М. Ленушко та інших. – М.: ВНИИСЖТИ, 1988. – вип. 12. - 52с.;

14. Полімери у фармації / За ред. А.І. Тенцової та М.Т. Алюшин. - М., 1985. 256с.

15. ru.wikipedia.org/wiki/Полімер

16. www. pharm вестнік. ru

Теоретично можливе існування неорганічних полімерів, утворених хімічними елементами III-VI груп системи елементів.

Найважливішим хімічним елементом до створення неорганічних полімерів є кисень - найпоширеніший землі елемент. Він легко створює гетероцепні елементооксанові високомолекулярні сполуки, тому поліелементооксани є основним класом гетероцепних безвуглецевих або неорганічних полімерів.

До неорганічних полімерів відносять всі безвуглецеві поліелементооксани зі зв'язками типу Р-О, В-О, S-О, Si-О, А1-О та ін, а також багато безвуглецевих гетероядерних сполук типу боридів, сульфідів, силіцидів, карбідів та ін.

Загальноприйнято, що до високомолекулярних сполук належать речовини, що складаються з атомів, пов'язаних з макромолекулярною структурою ковалентними зв'язками. Встановлено, що вміст ковалентних зв'язків у неорганічних полімерах становить від 50 до 80%.

Макромолекули неорганічних полімерів можуть бути не лише гетероцепними, а й гомоатомними. Добре відомі органічні гомоатомні полімери вуглецю - алмаз та графіт, про які йшлося вище (гл. 4).

Менш відомі гомоатомні неорганічні полімери сірки, селену, телуру. Гомоатомні полімери сірки мають молекулярну масу від 5000 до 300 000, температуру склування 248-250 К і виявляють високоеластичні властивості при температурі 273-353 К. Але більшість хімічних елементів не здатна до утворення гомоатомних стійких високомолекулярних сполук.

Гетероцепні неорганічні полімери відомі значно ширше. Завдяки своїй будові вони більш стабільні та стійкі до різних впливів.

Гетероцепні неорганічні полімери, так само як і органічні, можуть мати лінійну та сітчасту будову. До лінійних відносяться силікатні скла на основі оксиду кремнію, поліфосфати та поліборати (з'єднання на основі солей поліфосфорної та поліборної кислот відповідно). Високомолекулярну природу силікатів наш великий співвітчизник Д.І. Менделєєв передбачив ще XIX в. і писав про кремнезем як про полімер.

Інший неорганічний гетероцепний полімер на основі діоксиду кремнію – кварц – має тривимірну сітчасту будову.

Добре відомі інші природні неорганічні полімерні матеріали на основі силікатів – азбест, слюда, тальк. Розроблено технології синтезу цих полімерів, причому технічні характеристики штучних матеріалів вищі, ніж природні.

Найважливішу групу неорганічних гетероцепних полімерних матеріалів становлять кераміки різного складу.

Що ж дозволяє вважати ці полімерними матеріали? Насамперед наявність високої анізотропії макромолекули та з'єднання атомів між собою міцними ковалентними зв'язками. Поряд з цим для безвуглецевих полімерів так само, як і для органічних полімерів, невідомо газоподібний стан. Так само як і органічні високомолекулярні сполуки, безвуглецеві полімери поділяються на термопласти (наприклад, силікатні стекла) та реактопласти (наприклад, оксидна кераміка).

Розчини та розплави неорганічних полімерів у порівнянні з розчинами низькомолекулярних речовин мають підвищену в'язкість, яка зростає із збільшенням молекулярної маси. Неорганічні сітчасті полімери так само, як і сітчасті органічні полімери, не здатні до розчинення.

Неорганічні полімерні матеріали лінійної будови здатні перебувати в трьох фізичних станах: склоподібному, високоеластичному та в'язкотекучому. На рис. 17.1 показані термомеханічні криві органічних та неорганічних полімерів. Криві побудовані шляхом вимірювання за різних температур кута кручення ф круглого стрижня з досліджуваного матеріалу.

З наведених даних видно, що неорганічні скла, так само як і органічні полімери, мають два температурні переходи.

Рис. 17.1. Термомеханічні криві органічних та неорганічних полімерів: 1 - оргскла; 2- ебоніту; 3, 4, 5 - силікатного скла (свинцевого, лужного та малолужного відповідно)

так, при яких їх властивості (в даному випадку кут закручування стрижня) різко змінюються, що пов'язано з їх переходами зі склоподібного в високоеластичний і з високоеластичного в'язкотекуче стан.

Багато неорганічних полімерів мають сітчасту будову і, як органічні реактопласти, не можуть виявити високоеластичність. Для сітчастих неорганічних полімерів, як і для органічних, мають тривимірну сітку, поняття «макромолекула» втрачає сенс, оскільки всі їх атоми з'єднані в єдину сітчасту структуру, що утворює гігантську надмакромолекулу.

Технологія отримання неорганічних високомолекулярних сполук, так само як і органічних, заснована на полімеризації та поліконденсації. Синтез неорганічних полімерів сітківки та формування з них виробів відбуваються одночасно, так само як і при виготовленні виробів з реактопластів.

Пластифікація неорганічних полімерів виробляється низькомолекулярними речовинами і дозволяє знизити температуру склування, аналогічно тому, як це відбувається при пластифікації органічних полімерів органічними пластифікаторами. Як пластифікатори неорганічних полімерів використовують воду, спирти, аміак, гази - азот і кисень, що дозволяють знизити рівень міжмолекулярної взаємодії та збільшити інтервал між температурами склування та плинності.

Неорганічні полімери схильні до утворення надмолекулярних структур. Різними методами встановлено, що у структурі скла є мікронеоднорідності, які мають суворої впорядкованістю. Один структурно-упорядкований елемент у склі припадає на об'єм 1(Г 28 см 3 ). кристалізації спеціально створюється двофазна аморфно-кристалічна структура, яка дозволяє одержувати матеріали із заданими властивостями.

На рис. 17.2 наведено фотографії мікроструктури неорганічних полімерів на основі оксидів металів, на яких чітко видно надмолекулярні утворення, що свідчать про структурну впорядкованість цих матеріалів.

Рис. 17.2. Надмолекулярні структури неорганічних полімерів (х10000): а- паливної таблетки U02; б- шпинелі MgAl 2 0 4

Макромолекули безвуглецевих лінійних поліелементооксанів, так само як і органічних полімерів, мають гнучкість. Поширена думка про відсутність гнучкості у макромолекул неорганічних полімерів ґрунтується на тому, що більшість безвуглецевих природних полімерів (силікатів) мають тривимірну структуру, що жорстко обмежує сегментальну рухливість макромолекул.

Фізичні та хімічні властивості неорганічних полімерів принципово відрізняються від властивостей органічних та елементоорганічних полімерів, що є наслідком відмінностей у структурі головного ланцюга. Вони мають високу міцність і твердість, тугоплавкість і жаростійкість, зносостійкість і відмінні діелектричні властивості, хімічно і біологічно інертні.

Завдяки цим властивостям неорганічні полімери знаходять широке застосування як вогнетривкі, жароміцні та надміцні конструкційні матеріали. З них роблять каталізатори та адсорбенти, клеї та герметики з високою теплостійкістю, ці матеріали застосовуються при виготовленні лазерного та електронного обладнання. Широко використовуються неорганічні полімери як будівельні матеріали, а також в ортопедії та стоматології. І це лише початок.

Таблиця 17.1.Прогноз розвитку досліджень та розробок у галузі керамічних матеріалів та скла

Нові технології та відкриття	Області промисловості	Соціальний чи технічний ефект
Наукові принципи конвергенції неорганічних, органічних та біологічних матеріалів	Виробництво енергетичних установок; утилізація відходів; виробництво сільськогосподарської продукції; створення біо-функціональних та «інтелектуальних» матеріалів	Підвищення безпеки енергетичних установок (зокрема атомних); збільшення тривалості здорового життя; створення нових технологій сільськогосподарського виробництва, екологічно здорового середовища проживання людини
Наукові принципи стандарту РВ для розплавів оксидних систем (за аналогією з рН для водних розчинів); моніторинг оксидних розплавів	Принципово нові технології виробництва цементу, скла, металів	Скорочення енерговитрат на одиницю продукції; зниження вартості будівельних матеріалів; розробка нових типів скла та ситалів; зміна умов життя людини
Фізико-хімічні процеси у системах з нанорозмірами; теоретичні уявлення, що враховують розмір як фізико-хімічний фактор, та уявлення про «п'ятий» стан речовини	Нові технології виробництва матеріалів; нові машини та обладнання; багатофункціональні мікропроцесори	Промислове виробництво дешевих та довговічних побутових предметів; розвиток міської інфраструктури
Принципи структурно-енергетичного моделювання будови та властивостей матеріалів; програми комп'ютерного моделювання більшості конструкційних матеріалів, виробів та конструкцій	Дизайн та конструювання нових машин та механізмів	Різка зміна умов та змісту праці матеріалознавців та конструкторів, скорочення числа працюючих у несприятливих умовах; автоматизоване виробництво матеріалів та механізмів

У табл. 17.1 наведено прогнози розвитку досліджень у галузі неорганічних полімерних матеріалів, які показують, що цей напрямок матеріалознавчої науки має призвести до революційних змін у галузі створення нової техніки.

Подальший розвиток використання цих матеріалів пов'язаний із необхідністю зниження їх вартості та розширення обсягів виробництва.

Контрольні питання

• 1. Які хімічні елементи можуть утворювати полімерні неорганічні матеріали?
• 2. Якими зв'язками з'єднані атоми в полімерних неорганічних матеріалах?
• 3. Наведіть приклади неорганічних конструкційних матеріалів.
• 4. Які найважливіші властивості, властиві високомолекулярним сполукам, мають неорганічні полімери?
• 5. Які фізичні стани відомі для неорганічних полімерів?
• 6. Як можна класифікувати неорганічні полімери щодо нагрівання?
• 7. Чи можна пластифікувати неорганічні полімери?
• 8. Чи застосовується поняття про надмолекулярну структуру до неорганічних полімерів?
• 9. Якими є відмінні властивості неорганічних конструкційних матеріалів?