Структура полимеров

10 Апреля в 9:36 4246 0


Пластмассы и резина, как их называют в повседневном обиходе, объединены одним общим свойством — они являются полимерами. Полимеры — это молекулы с длинной цепью, состоящей из множества повторяющихся элементов. Полимеры не изобретены в двадцатом веке — фактически, по возрасту, они старше человечества, и в той или иной форме являются основной составляющей любой живой материи, будь то растение или животное. Примерами полимеров натурального или природного происхождения являются агар, целлюлоза, ДНК, протеины, натуральный каучук, коллаген и шелк. Однако, лишь недавно мы стали понимать строение полимеров и разработали методы их производства.

 

Примерами синтетических полимеров, широко используемых в быту, являются поливинилхлорид, полиэтилен, нейлон и полистирол. Сначала считалось, что синтетические полимеры станут искусственными заменителями таких натуральных полимеров, как шелк и каучук. В настоящее время может быть выпущено множество самых разных видов синтетических полимеров, которые смогут найти применение практически в любой сфере жизнедеятельности человека, и позволят удовлетворить такие потребности, о которых раньше невозможно было даже предположить. В качестве примера можно привести материалы медицинского назначения, такие как мембраны для диализа и оксигенамии, стоматологические пломбировочные материалы. 

 

Исходным материалом для получения полимера является мономер. Такие материалы, как полиэтилен, состоят из многократно повторяющихся групп СН2, соединенных вместе и образующих длинную цепь (Рис. 1.6.1а). Мономер, из которого получен данный полимер, называется этиленом (Рис. 1.6.1Ь).

 stomatologicheskoe materialovedenie_1.6.1.jpg

Рис. 1.6.1. Полиэтилен (а), полученный из этилена (Ь)

 stomatologicheskoe materialovedenie_1.6.2.jpg

Рис. 1.6.2. Полимеризация пропилена (а) дает полипропилен (Ь)

 

Полимером, похожим по структуре на полиэтилен, является полипропилен. Он образуется при соединении молекул пропилена (Рис. 1.6.2а). Пропилен отличается от этилена наличием метальной группы (СН3), замещающей один из атомов водорода, и при его полимеризации образуется полипропилен (Рис. 1.6.2b).

 

Строение полипропилена несколько сложнее по сравнению с полиэтиленом, при этом расположение метальных групп может быть разным, так как:

 

• все они могут находиться по одну сторону цепи (изотактические полимеры);

• они могут равномерно располагаться по разным сторонам цепи (синдиотактические полимеры);

• их расположение может быть хаотическим (атактические полимеры).

 

Ряд полимеров, основанных на мономерах группы винила, представлен в Таблице 1.6.1.

 

 stomatologicheskoe_materialovedenie_table_1.6.1.jpg

 

Следует отметить, что химические способы получения разных полимеров существенно отличаются друг от друга, и переход от одной формы вещества к другой не настолько прост, насколько это кажется на первый взгляд. У каждого полимера имеются свои собственные характеризующие его элементарные звенья, подобно отпечаткам пальцев, и эти звенья являются основой широкого разнообразия свойств полимеров.

 

Самыми распространенными полимерами являются те, которые состоят из органических соединений углерода, но полимеры могут состоять и из неорганических соединений, основой которых является диоксид кремния (Si02).

 

Кремний, будучи четырехвалентным, как и углерод, способен образовывать основную цепь полимерного соединения, в которую он входит вместе с кислородом. Примером кремнийорганического полимера является полидиметилсилоксан (Рис. 1.6.3). Если полимер образуется из мономеров одного вида, то его называют гомополимером, а если в состав полимера входят мономеры разного вида, то он называется гетерополимером. 

 stomatologicheskoe materialovedenie_1.6.3.jpg

Рис. 1.6.3. Структурная формула полидиметилсилоксана


Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт
Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ