ЗАРАБАТЫВАЙТЕ !!! на глобальных рынках. БЕСПЛАТНАЯ консультация - оставьте свой телефон сейчас

Полимер (Polymer) - это

удивительная материя, присутствующая во всём многообразии мира, "мост" между живой и неживой природой, пронизывающий и соединяющий важнейшие органические и неорганические вещества

Полимером является, вещества полимеры, классификация полимеров, виды полимеров, химия полимеров, производство полимеров, крупнейшие компании по производству полимеров в мире, полимеры в природе, применение полимеров, что производят из полимеров, полимеризация и поликонденсация, полимеры и окружающий мир

Развернуть содержание

Полимер - это, определение

Полимер - это уникальное вещество, удивительный класс химических соединений, обладающий большим разнообразием в природе, буквально пронизывающий её полностью. Считается, что полимеры, будучи неживыми веществами, легли в основу жизни, ведь они могут обмениваться информацией между собой, реплицировать, самовоспроизводиться благодаря своей изменчивости. Многообразие физического строения, гибкость и изменчивость пространственной структуры и молекулярно-химического состава, способствуют присутствию как в минералах и пластиках, так и в полисахаридах и белках. Столь важная и сложная человеческая ДНК и РНК, отвечающие за передачу информацию по наследству, не обходятся без полимеров.

ДНК человека под микроскопом
ДНК человека под микроскопом

Полимер - это большая молекула, которая состоит из более мелких молекул, сваренных друг с другом прочными ковалентными связями. Полимеры могут быть одномерными, то есть это более-менее линейная молекула, которая может быть свернутая в клубок. Эта линейная молекула может достигать колоссальных размеров, но сама она состоит из более мелких звеньев, которые сварены между собой этими сильными ковалентными связями.

Молекула связаны сильными ковалентными связями
Молекула связаны сильными ковалентными связями

Полимер - это (от греч. πολύ- — «много» и μέρος — «часть») - высокомолекулярное соединение, вещество с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), состоит из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок — составных звеньев, соединенных между собой химическими или координационными связями в длинные линейные (например, целлюлоза) или разветвленные (например, амилопектин) цепи, а также пространственные трёхмерные структуры.

Трёхмерная структура полимеров
Трёхмерная структура полимеров

Полимер - это неорганическое и органическое, аморфное и кристаллическое вещество, состоящее из «мономерных звеньев», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями.

Многобразие молекул полимеров
Многобразие молекул полимеров

Полимер - это высокомолекулярное соединение: количество мономерных звеньев в полимере (степень полимеризации) должно быть достаточно велико (в ином случае соединение будет называться олигомером). Во многих случаях количество звеньев может считаться достаточным, чтобы отнести молекулу к полимерам, если при добавлении очередного мономерного звена молекулярные свойства не изменяются. Как правило, полимеры — вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов.

Вещество с большой молекулярной массой
Вещество с большой молекулярной массой

Полимер - это определённое сочетание молекул, в строении которых можно выделить мономер — повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов. Полимеры состоят из большого числа повторяющихся группировок (звеньев) одинакового строения, называют например поливинилхлорид (—СН2—СНСl—)n, каучук натуральный и др. Высокомолекулярные соединения, молекулы которых содержат несколько типов повторяющихся группировок, называют сополимерами.

Пример строения акрилового сополимера
Пример строения акрилового сополимера

Полимер - это большое многообразие химических соединений, благодаря ценным свойствам которых они применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, в быту (текстильные и кожевенные предметы торговли, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы). На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.

Пластик - самый известный полимер
Пластик - самый известный полимер

Полимер - это органическое вещество с высокой молекулярной массой, которое составляет основу пластических масс. Полимеры придают пластическим массам на определенной стадии их переработки способность принимать требуемую форму и сохранять ее после снятия давления, т. е. придают свойства пластичности.

Наглядный пример молекул пластмасс
Наглядный пример молекул пластмасс

Полимер - это вещество, образующееся из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, каучук и другие органические вещества. В большинстве случаев понятие относят к органическим соединениям, однако существует и множество неорганических полимеров. Большое число полимеров получают синтетическим путём на основе простейших соединений элементов природного происхождения путём реакций полимеризации, поликонденсации и химических превращений. Названия полимеров образуются из названия мономера с приставкой поли-: полиэтилен, полипропилен, поливинилацетат.

Полимеры - что это такое в современном мире?

История полимеров

В XIX веке ученые все еще придерживались мнения, что полимеры — сравнительно простые по своей структуре соединения, объясняя их свойства изомеризмом, но дальнейшее время показало, что это не так.

Рождение полимеров
Рождение полимеров

  Происхождение термина

Термин "полимерия" был введён в науку И. Берцелиусом в 1833 для обозначения особого вида изомерии,при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый состав, обладают различной молекулярной массой, например этилен и бутилен, кислород и озон. Т. о., содержание термина не соответствовало современным представлениям о полимерах. "Истинные" синтетические полимеры к тому времени ещё не были известны.

Шведский учёный, внёсший немалый вклад в формирование химической науки
Шведский учёный, внёсший немалый вклад в формирование химической науки

  Получение первых полимеров

Ряд полимеров был, по-видимому, получен ещё в 1-й половине 19 в. Однако химики тогда обычно пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию, которые вели к "осмолению" продуктов основной химической реакции,т. е., собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называли "смолами"). Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 г. (поливинилиденхлорид) и 1839 г. (полистирол).

Упаковку для различных продуктов часто делают из поливинилиденхлорида
Упаковку для различных продуктов часто делают из поливинилиденхлорида

  Теория и практика

Химия полимеров возникла только в связи с созданием А. М. Бутлеровым теории химического строения (начало 60-хгг. 19 в.). А. М. Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся в реакциях полимеризации.

Выдающийся русский химик Бутлеров Александр Михайлович
Выдающийся русский химик Бутлеров Александр Михайлович

Дальнейшее своё развитие (до конца 20-х гг. 20 в.) наука о полимерах получила главным образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, в которых участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г. Бушарда, У. Тилден, нем. учёный К. Гарриес, И. Л.Кондаков, С. В. Лебедев и др.). В 30-х гг. было доказано существование свободнорадикального (Г.Штаудингер и др.) и ионного (американский учёный Ф. Уитмор и др.) механизмов полимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыграли работы - Уо́ллеса Хью́ма Каро́зерса (англ. Wallace Hume Carothers, 27 апреля 1896, Берлингтон, штат Айова, США — 29 апреля 1937, Уилмингтон, штат Делавэр, США) — американского химика, изобретателя и ведущего химика-органика компании DuPont. Он открыл способ получения полимерного материала — нейлона.

Уоллес Карозерс и его известное по всему миру изобретение - нейлон
Уоллес Карозерс и его известное по всему миру изобретение - нейлон

С начала 20-х гг. 20 в. развиваются также теоретические представления о строении полимеров. Вначале предполагалось, что такие биополимеры, как целлюлоза, крахмал, каучук, белки, а также некоторые синтетические П., сходные с ними по свойствам (например, полиизопрен), состоят из малых молекул, обладающих необычной способностью ассоциировать в растворе в комплексы коллоидной природы благодаря нековалентным связям (теория "малых блоков"). Автором принципиально нового представления о полимерах как о веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой молекулярной массы, был Г. Штаудингер. Победа идей этого учёного (к началу 40-х гг. 20 в.) заставила рассматривать П. как качественно новый объект исследования химии и физики.

Немецкий химик Герман Штаудингер, получивший Нобелевскую премию
Немецкий химик Герман Штаудингер, получивший Нобелевскую премию

  Нобелевские лауреаты, оказавшие влияние на химию полимеров

Иоганн Фридрих Вильгельм Адольф фон Байер (нем. Johann Friedrich Wilhelm Adolf von Baeyer; 31 октября 1835, Берлин — 20 августа 1917, Мюнхен) — немецкий химик-органик, лауреат Нобелевской премии по химии 1905 года за заслуги в развитии органической химии и химической промышленности благодаря работам по органическим красителям и гидроароматическим соединениям.

Адольф фон Байер
Адольф фон Байер

Отто Валлах (нем. Otto Wallach; 27 марта 1847, Кёнигсберг — 26 февраля 1931, Гёттинген) — немецкий химик-органик. Лауреат Нобелевской премии по химии в 1910 году - в знак признаний его достижений в области развития органической химии и химической промышленности, а также за то, что он первым осуществил работу в области алициклических соединений.

Отто Валах
Отто Валах

Герман Штаудингер (нем. Hermann Staudinger; 23 марта 1881, Вормс — 8 сентября 1965, Фрайбург) — немецкий химик. В 1922 году доказал, что полимеры представляют собой соединения, состоящие из больших молекул, атомы которых связаны между собой ковалентными связями. Для описания таких молекул ввёл в науку понятие макромолекула. Выдвинул теорию цепного строения макромолекул, которую в дальнейшем дополнил понятиями разветвленной макромолекулы и трёхмерной полимерной сетки. Показал связь между молекулярной массой полимера и вязкостью его раствора, что позволило создать вискозиметрический метод определения молекулярной массы. Предложил реакции полимераналогичных превращений. Нобелевская премия по химии 1953 года За исследования в области химии высокомолекулярных веществ.

Герман Штаундингер
Герман Штаундингер

Ла́йнус Карл По́линг (англ. Linus Carl Pauling; 28 февраля 1901, Портленд, Орегон — 19 августа 1994, Биг-Сюр, Калифорния) — американский химик, кристаллограф, лауреат двух Нобелевских премий: по химии (1954) и премии мира (1962), а также Международной Ленинской премии «За укрепление мира между народами» (1970). Нобелевская премия за исследование природы химической связи и её применение для определения структуры соединений.

Лайнус Полинг
Лайнус Полинг

Совместная Нобелевская премия 1963 года, полученная Карлом Циглером и Джилио Наттой за открытие изотактического полипропилена. Карл Вальдемар Циглер (нем. Karl Waldemar Ziegler; 26 ноября 1898, Хельза, близ Касселя — 12 августа 1973, Мюльхайм-на-Руре) - немецкий химик, предложил метод ЯКР - спектроскопии, лауреат Нобелевской премии по химии в 1963 году, за работу по исследованию полимеров, совместно с Джулио Натта. Нобелевский комитет признал его "выдающееся исследование металлоорганических соединений, которое ... привело к новым реакциям полимеризации и ... проложило путь для новых и очень полезных производственных процессов". Он также известен своими исследованиями с участием свободных радикалов, макроциклических и металлоорганических соединений, а также разработкой катализаторов Циглера-Натта. В 1960 году совместно с Oтто Байером и Вальтером Реппе Циглер получил в награду кольцо Вернера фон Сименса, за расширение научных знаний и технологическое развитие новых синтетических материалов.

Карл Циглер
Карл Циглер

Джу́лио На́тта (итал. Giulio Natta; 26 февраля 1903, Империя — 2 мая 1979, Бергамо) — итальянский химик-органик. Иностранный член Академии наук СССР (1966)[1]. Награжден Большой золотой медалью им. М. В. Ломоносова (1969). Нобелевская премия по химии совместно с немецким химиком К. Циглером (1963)

Джулио Натта
Джулио Натта

Пол Джон Фло́ри (англ. Paul John Flory; 19 июня 1910, Стерлинг, штат Иллинойс, США — 8 сентября 1985, Биг-Сюр, Калифорния, США) — американский физико-химик. Нобелевская премия по химии 1974 года была присуждена П. Флори «за фундаментальные достижения в области теории и практики физической химии макромолекул». Он занимал ведущие позиции в химическом обществе и был награжден не только за выдающиеся достижения в макромолекулярной химии, но и за активную деятельность защитника прав человека во всем мире.

Пол Флори
Пол Флори

Совместная Нобелевская премия за открытие проводимости в полимерах - Алан Хигер, Алан Мак-Диармид, Хидэки Сиракава. Алан Хигер (англ. Alan J. Heeger) (род. 22 января 1936 года, Су-сити, штат Айова, США) — американский физик и химик, лауреат Нобелевской премии по химии (2000, совместно с А. Макдиармидом и Х. Сиракавой). Совместно с Аланом Макдиармидом и Хидэки Сиракавой разработал методы получения органических полимерных материалов, электропроводность которых сравнима с электропроводностью металлов.

Алан Хигер
Алан Хигер

Алан Грэхэм Макдиармид (англ. Alan Graham MacDiarmid; 14 апреля 1927, Мастертон, Новая Зеландия — 7 февраля 2007, Филадельфия, США) — американский физикохимик, лауреат Нобелевской премии по химии (2000, совместно с А. Хигером и Х. Сиракавой).Важнейшие научные работы посвящены физикохимии полимеров. Совместно с А. Хигером и Х. Сиракавой разработал методы получения органических полимерных материалов, электропроводность которых сравнима с электропроводностью металлов.

Алан Макдиармид
Алан Макдиармид

Хидэ́ки Сирака́ва (яп. 白川 英樹 Сиракава Хидэки?, ромадзи: Hideki Shirakawa; род. 20 августа 1936 года, Токио, Япония) — японский учёный-химик, лауреат Нобелевской премии по химии за 2000 год совместно с Аланом Хигером и Аланом Мак-Диармидом с формулировкой «за открытие проводимости в полимерах»

Хидэки Сиракава
Хидэки Сиракава

Наука о полимерах

Наука о полимерах стала развиваться как самостоятельная область знания к началу Второй мировой войны и сформировалась как единое целое в 50-х гг. XX столетия, когда была осознана роль полимеров в развитии технического прогресса и жизнедеятельности биологических объектов. Она тесно связана с физикой, физической, коллоидной и органической химией и может рассматриваться как одна из базовых основ современной молекулярной биологии, объектами изучения которой являются биополимеры.

Лекция по молекулярной биологии, одной из истоков которой послужила наука о полимерах.

Химия полимеров

Химия полимеров - раздел химии, в котором изучаются химические свойства полимеров. Делится на разделы: физическая химия полимеров, структурная и т. д. Синоним — химия высокомолекулярных соединений — раздел органической химии, объектами исследования которой служат макромолекулы синтетического и природного происхождения, состоящие из повторяющихся мономерных звеньев или молекулярных группировок, соединенных химическими связями и содержащих в главной цепи атомы углерода, а также кислорода, азота и серы.

Важные термины химии полимеров
Важные термины химии полимеров

На основе высокомолекулярных соединений (полимеров) разрабатываются многочисленные материалы, в том числе интеллектуальные структуры, с функциональными ингредиентами, что существенно расширяет области их применения. Самая простая макромолекула — полиэтилен: …(-CH2-CH2-)n…Практически все биомолекулы являются сложнейшими полимерами. За воспроизведение клеток и передачу наследственной информации ответственны нуклеиновые кислоты размером от 103 до 105 тысяч пар нуклеотидов. Благодаря успешному развитию химии полимеров создаются новые материалы, находящие применение в медицине, в различных отраслях промышленности и в быту.

Интересная информация
Интересная информация

Физика полимеров

Физика полимеров — раздел физики, изучающий строение и физические свойства полимеров, термодинамику последних и их растворов, макромолекул и полимерных сеток, релаксационные явления (механическая, электрическая и магнитная релаксация).

Пример исследования физики полимеров
Пример исследования физики полимеров

Классификация полимеров

Имеется много схем классификации полимеров, учитывающих их химическую структуру, форму макромолекул, способ получения и другие факторы, поэтому эти разделения достаточно условны.

Один из примеров классификации полимеров
Один из примеров классификации полимеров

  По пространственной конфигурации макромолекул

По этой классификации полимеры делятся на линейные, разветвленные и пространственные трехмерные.

Классификация по расположению макромолекул в пространстве
Классификация по расположению макромолекул в пространстве
    Линейные полимеры

Линейные полимеры являются уникальными соединениями, макромолекулы в которых представлены в виде длинной цепи. В свою очередь молекулы этой цепи являются химически инертными в отношении друг друга. Они связываются между собой исключительно силами Ван-дер-Ваальса. Стоит отметить, что линейные полимеры – это именно те полимеры, которые наделены специфическими макромолекулами. Другими словами в таких макромолекулах атомные группы расположены в виде открытой цепи.

Молекулы, связанные силами Ван-дер-Ваальса
Молекулы, связанные силами Ван-дер-Ваальса

Обратим внимание на основные преимущества рассматриваемых полимеров:

- эти полимеры с легкостью образовывают высокопрочные пленки и волокна;

- они обладают определенной упругостью;

- такие полимеры в состоянии образовывать растворы достаточно высокой вязкости;

- они весьма гибкие.

Материал для обуви из полиуретана - линейного полимера
Материал для обуви из полиуретана - линейного полимера

Последнее их качество способствует тому, что появляется возможность плотного формирования упакованных упорядоченных структур, которые называются кристаллическими областями. Стоит отметить, что для кристаллических полимеров характерна достаточно большая усадка непосредственно при литье. В качестве примера кристаллического полимера можно привести полиэтилен, полиамид, полипропилен, а также некоторые термопластические полиэфиры.

Женщинам хорошо известен полиамид, из него часто делаются элементы одежды
Женщинам хорошо известен полиамид, из него часто делаются элементы одежды
    Разветвлённые полимеры

Разветвленные полимеры состоят из макромолекул, основная цепь которых, в отличие от линейных, содержит произвольно расположенные боковые ответвления длиной от нескольких атомов до размеров основной цепи. Предельный случай разветвлённых полимеров -звездообразные, макромолекулы которых представляют собой совокупность цепей, выходящих из одного центра. К разветвлённым относятся также гребнеобразные полимеры, содержащие короткие ответвления в каждом звене, например полигексадецилакрилат.

Пример формулы одного из типов разветвлённого полимера
Пример формулы одного из типов разветвлённого полимера
    Трёхмерные полимеры

Трехмерные, пространственные или сшитые полимеры - это вулканизационная сетка, полимерная сетка с поперечными связями. Полимеры со сложной топологической структурой, образующие единую пространственную сетку. Обычно мол. масса (более 109 г/моль) С. п. соизмерима с размерами системы, т.е. весь объем полимера представляет собой одну молекулу. Физические узлы образованы за счет электростатических ван-дер-ваальсовых или водородных связей. Примерами О, п.с такими узлами могут служить желатин, крахмал, многие линейные или разветвленные полимеры,содержащие полярные группы. Вследствие низкой прочности узлов сшивки эти полимеры могут переходить в вязкотекучее состояние и быть частично или полностью растворимыми.

Трёхмерный полимер
Трёхмерный полимер

Также полимеры, звенья которых образуют химически связанную пространственную сетку. Аморфны,нерастворимы и не плавки. Получают отверждением полифункциональных мономеров и олигомеров, а также вулканизацией. Сетчатые полимеры — основа резин, термореактивных пластмасс, клеев, лаков и др.

Пенополиуретан пример термореактивного полимера
Пенополиуретан пример термореактивного полимера

  По строению макромолекул

По строению макромолекул полимеры можно разделить на карбоцепные, гетероцепные и хелатные.

Синтетические волокна на с основе карбоцепных и гетероцепных полимеров
Синтетические волокна на с основе карбоцепных и гетероцепных полимеров
    Карбоцепные полимеры

По этому признаку классификация полимеров заключается в делении их на три основных класса. К первому классу можно отнести весьма обширную группу карбоцепных полимеров. В них макромолекулы наделены своеобразным скелетом, который выстроен непосредственно из атомов углерода. Представители полимеров данного класса - полиэтилен, поливиниловый спирт, полипропилен, полиметилметакрилат, полиизобутилен и другие.

Лекарство на основе карбоцепного полимера
Лекарство на основе карбоцепного полимера
    Гетероцепные полимеры

Второй класс состоит из группы гетероцепных полимеров. Здесь макромолекулы, находящиеся в основной цепи, наряду с атомами углерода содержат и гетероатомы, такие как сера, азот, кислород. К представителям этого класса можно отнести многочисленные (как простые, так и сложные) полиэфиры, природные белки, полиуретаны, полиамиды. Стоит отметить, что непосредственно к данному классу принадлежит и группа элементоорганических полимеров, например, полиэтиленоксид, полиэтилентерефталат, полидиметилсилоксан.

Изделия на основе гетероцепных полимеров
Изделия на основе гетероцепных полимеров
    Хелатные полимеры

Классификация полимеров предполагает и наличие третьего класса. Третий класс полимеров включает в себя высокомолекулярные соединения, для которых характерна сопряженная система связей. Сюда относят полиацетилены, полиоксадиазолы, полифенилены, а также другие соединения. К этому же классу принадлежит и группа хелатных полимеров. Состоят такие полимеры из самых различных элементов, способных образовывать координационные связи.

Высокотермостойкое волокно из полиоксадиазола
Высокотермостойкое волокно из полиоксадиазола

  По химическому составу

По химическому составу все полимеры подразделяются на органические, элементоорганические, неорганические.

Классы полимеров по химическому составу
Классы полимеров по химическому составу
    Органические полимеры

Органические полимеры в природе образуются в животных и растительных организмах. Самые важные из них – это белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, каучук и другие природные соединения.Человек давно и широко применяет органические полимеры в своей повседневной жизни. Кожа, шерсть, хлопок, шелк, меха – все это используется для производства одежды. Известь, цемент, глина, органическое стекло (плексиглас) – в строительстве. Органические полимеры присутствуют и в самом человеке. Например, нуклеиновые кислоты (их называют еще ДНК), а также рибонуклеиновые кислоты (РНК).

Человеческая ДНК, в составе которой есть и рибонуклеиновая кислота
Человеческая ДНК, в составе которой есть и рибонуклеиновая кислота

У всех органических полимеров есть особые механические свойства:

- малая хрупкость кристаллических и стеклообразных полимеров (органическое стекло, пластмассы);

- эластичность, то есть высокая обратимая деформация при небольших нагрузках (каучук);

- ориентирование макромолекул под действием механического направленного поля (производство пленок и волокон);

- при малой концентрации большая вязкость растворов (полимеры вначале набухают, а потом растворяются);

- под действием небольшого количества реагента способны быстро изменить свои физико-механические характеристики (например, дубление кожи, вулканизация каучука).

Каучук-очень эластичный материал
Каучук-очень эластичный материал
    Элементоорганические полимеры

Элементоорганические полимеры - высокомолекулярные элементоорганические соединения. По составу главной и боковых цепей макромолекул элементоорганические полимеры делят на 3 группы:

Три различных группы
Три различных группы

- с неорганическими главными цепями, обрамленными органическими группами (например, полиорганосилоксаны, полиорганосилазаны — см.Кремнийорганические полимеры, полиорганофосфазены — см. Полифосфонитрилхлорид);

Полифосфонитрилхлорид
Полифосфонитрилхлорид

- с органонеорганическими главными цепями (например, карбосиланы (I), карбосилоксаны (II), борорганические полимеры с боразольными, фосфинбориновыми и карборановыми циклами в главной цепи, хелатные полимеры, содержащие в молекуле атомы металла, координационно связанные с органическими лигандами);

Первый и второй примеры
Первый и второй примеры

- с органическими главными цепями (например, полиалкенилтриалкилсиланы (III), фосфорсодержащие полимеры типа (IV); R — органический радикал).

Третий и четвёртый примеры
Третий и четвёртый примеры

Наибольшее практическое применение из элементоорганических полимеров получили кремнийорганические полимеры.

Бетон с гидрофобными добавками на основе полиорганосилоксанов (кремнийорганический полимер)
Бетон с гидрофобными добавками на основе полиорганосилоксанов (кремнийорганический полимер)
    Неорганические полимеры

Неорганические полимеры имеют неорганические главные цепи и не содержат органических боковых радикалов. Главные цепи построены из ковалентных или ионно-ковалентных связей; в некоторых неорганических полимерах цепочка ионно-ковалентных связей может прерываться единичными сочленениями координационного характера. Структурная классификация неорганических полимеров осуществляется по тем же признакам, что и органических или элементоорганических полимеров (см. Высокомолекулярные соединения). Среди природных неорганических полимеров наиболее распространены сетчатые, входящие в состав большинства минералов земной коры. Многие из них образуют кристаллы типа алмаза или кварца.

Кварц-природный неорганический полимер
Кварц-природный неорганический полимер

К образованию линейных неорганических полимеров способны элементы верх. рядов III-VI гр. периодической системы. Внутри групп с увеличением номера ряда способность элементов к образованию гомо- или гете-роатомных цепей резко убывает. Галогены, как и в орг. полимерах, играют роль агентов обрыва цепи, хотя всевозможные их комбинации с др. элементами могут составлять боковые группы. Элементы VIII гр. могут входить в главную цепь, образуя координац. неорганические полимеры. Последние, в принципе, отличны от орг.координационных полимеров, где система координационных связей образует лишь вторичную структуру. Многие оксиды или соли металлов переменной валентности по макроскопическим свойствам похожи на сетчатые неорганические полимеры.

Природные полимеры
Природные полимеры

  По происхождению

По происхождению полимеры подразделяются на три класса - биополимеры, искусственные и синтетические.

Классы полимеров по происхождению
Классы полимеров по происхождению
    Биополимеры или природные

Биополимеры - (от греч. bios-жизнь и polymeres - состоящий из многих частей, многообразный), природные высоко-молекулярные соединения, являющиеся структурной основой всех живых организмов. Обеспечивают их нормальную жизнедеятельность, выполняя разнообразные биологические функции.

Физик Артём Оганов об определении полимеров, их роли в природе, биополимерах.

К биополимерам относятся белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Известны также смешанные биополимеры, например липопротеины (комплексы, содержащие белки и липиды), гликопротеины (соед., в молекулах к-рых олиго- или полисахаридные цепи ковалентно связаны с пептидными цепями), липополисахариды (соед., молекулы к-рых построены из липидов, олиго-и полисахаридов).

Тибетские ягоды годжи незаменимый источник ценных полисахаридов
Тибетские ягоды годжи незаменимый источник ценных полисахаридов

Класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры состоят из одинаковых (или схожих) звеньев — мономеров. Мономеры белков — аминокислоты, нуклеиновых кислот — нуклеотиды, в полисахаридах — моносахариды. Выделяют два типа биополимеров — регулярные (некоторые полисахариды) и нерегулярные (белки, нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды).

Трёхмерное изображения белка
Трёхмерное изображения белка
    Искусственные полимеры

Искусственные полимеры названы так из-за условий получения: такие полимеры «выводятся» учеными и специалистами в лабораториях или цехах для производственных целей. Все полимеры такого типа отличаются эластичностью (имеется в виду способность к обратимым деформациям при сравнительно небольшой нагрузке), а также свойством резко менять свои физические и механические свойства. Специфично, что для последнего процесса потребуется сравнительно небольшое количество реагента.

Виниловые краски и смолы на основе искусственных  полимеров
Виниловые краски и смолы на основе искусственных полимеров

Искусственные полимеры на сегодняшний день один из самых востребованных материалов. Человечество всегда использует природные полимеры в своей жизни, но развитие промышленности, рост экономики и быстрорастущие процессы производства требовали совершенно новых материалов. На смену натуральным полимерам природного происхождения (кожа, шерсть, хлопок, глина, цемент, целлюлоза и другие) приходит его аналог искусственного происхождения.

Имитация меха
Имитация меха

Ценным свойством также считается то, что искусственные полимеры стеклообразного типа стойки к внешним воздействиям, не хрупки и могут быть использованы в достаточно жестких условиях эксплуатации. Контроль над процессом их создания позволяет получать материалы с нужными свойствами.По этой причине искусственные полимеры широко используются в строительстве, тяжелой и легкой промышленности, помогают усиливать защитные свойства систем безопасности или стабилизировать ряд важных процессов. Сфера производства полимеров быстро развивается на протяжении уже около ста лет, и ученые уверенно прогнозируют ее дальнейший рост.

В строительстве и промыленности без полимеров часто не обойтись
В строительстве и промыленности без полимеров часто не обойтись

На сегодняшний день искусственные полимеры используют в пошиве штор и производстве других текстильных решений для украшения помещений – подушки, чехлы, покрывала из синтетических материалов. И, наконец, можно привести еще один незаменимый пример использования материала искусственные полимеры – это пластик и изделия из пластика. Все мы прекрасно знаем, что такое пластиковые окна и карнизы. Они есть почти в каждой квартире. Достоинства таких окон очевидны. Новые технологии делают их звуконепроницаемыми, они могут принимать любую форму (все зависит от желания заказчика) и сочетаться практически со всеми вариантами дизайна интерьера.

Пластиковые окна-тоже полимер
Пластиковые окна-тоже полимер

Искусственные полимеры используют и в декорировании помещений. В каждой квартире, в каждом доме они окружают нас. Бытует мнение, что мебель должна быть сделана только из натуральных и природных материалов. Объясняется это тем, что продукция из натурального полимера более экологичная, более качественная. Конечно деревянный стол или стул – это прекрасно, но современные тенденции развития мебельной промышленности, предлагают широчайший выбор мебели из искусственных материалов, являющихся не менее качественными. Как пример: диван из искусственной кожи. Кожзаменитель не прихотлив в эксплуатации, тогда как натуральной коже требуется специальный уход, в противном случае она потеряет свой вид. Еще одним очевидным плюсом является стоимость такого дивана.

Диван из кожезаменителя мало чем уступает обычному
Диван из кожезаменителя мало чем уступает обычному

Еще искусственные полимеры используют в изготовлении декоративного камня (искусственного). Большой ассортимент этого материала представлен современным строительным рынком. Им облицовывают фасады зданий, выкладывают дорожки в саду, декорируют открытые террасы. И все это благодаря его стойкости к суровым внешним воздействиям. Но искусственный камень используют не только во внешней отделке, он легко применим на кухне (в качестве столешниц и раковин), в ванной (в виде сантехники), в коридоре. Им покрывают полы, украшают часть стен.

Декоративный гибкий камень на основе искусственных полимеров
Декоративный гибкий камень на основе искусственных полимеров
    Синтетические полимеры

Синтетические полимеры - это ненатуральные полимерные материалы, произведенные для замены природным материалам. Промышленное изготовление искусственных полимеров осуществляется несколькими способами — путем переделки натуральных органических полимеров в искусственные полимерные материалы, а также способом «добывания» искусственных полимеров из органических низкомолекулярных соединений.Среди синтетических полимеров есть отдельная группа, включающая каучуки и каучукоподобные полимеры. Эти материалы характеризуются удивительной деформативностью и высокоэластичными свойствами, из-за чего им и дали название эластомер.

Каучукоподобный полимер-эластомер со свойствами термопластика
Каучукоподобный полимер-эластомер со свойствами термопластика

Синтетические полимеры формируются благодаря полимеризации и поликонденсации. Карбоцепные полимеры зачастую синтезируются полимеризацией мономеров с одним или более кратным углеродными связями или мономеров, держащих в себе неустойчивые карбоциклические группировки.Первый материал был изготовлен из физической модифицированной целлюлозы еще в начале двадцатого века и до сегодняшнего времени из этого же материала производят волокна, пленки, загустители и лаки. Он приобрел название целлулоид, который всем известен как целлюлоза.

Теннисные шарики из целлулоида
Теннисные шарики из целлулоида

Применение полимеров на практике

Неоценимо значение полимеров в жизни человека, они пронизывают буквально всю современную жизнь, на их основе получается много веществ, из которых делаются многие известные нам вещи - это и пластмасса и полиэтилен, силикон и каучук, упаковки и краска, множество применений находят полимеры в различных сферах промышленности.

Без полимеров никак не обойтись
Без полимеров никак не обойтись

  Полиамиды

Полиамиды - пластмассы на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи амидные группы —CONH—. Полиамиды используются в машиностроении, Автопромышленности, текстильной промышленности, медицине и других областях.

Некоторые свойства полиамидов
Некоторые свойства полиамидов

В машиностроении полиамиды наиболее часто применяются как конструкционный материал и могут содержать следующие добавки:

- стекловолокно - армирующий материал;

- тальк;

- графит - для повышения теплопроводности;

- масло - для уменьшения коэффициента трения;

- дисульфид молибдена - для увеличения твердости.

Молибденит-природный источник дисульфида молибдена (MoS2)
Молибденит-природный источник дисульфида молибдена (MoS2)

Полиамид также может быть использован как антикоррозийный материал для защиты металлов и для защиты бетона. В медицинской промышленности полиамидные волокна используются для изготовления протезов, хирургических нитей, искусственных кровеносных сосудов. В текстильной промышленности из полиамида изготавливают нити, ткани. В народном хозяйстве полиамид часто используется в качестве плёнки, клеёв. В пищевой промышленности из полиамида производят различные оболочки для колбасных изделий.Также используется в производстве оружия. Магазин и приклад современных автоматов Калашникова изготавливаются из полиамида.

Приклад автомата Калашникова на основе полиамида
Приклад автомата Калашникова на основе полиамида

    Получение полиамидов

Полиамиды получают поликонденсацией амидов многоосновных кислот с альдегидами, поликонденсацией высших аминокислот или диаминов с дикарбоновыми кислотами, конденсацией капролактама и солей диаминов дикарбоновых кислот и др.

Пример получения полиамида
Пример получения полиамида

Марки полиамидов - среди марок полиамидов, выпускаемых промышленностью, наиболее известны:

- Полиамид-6 ([-NH-(CH2)5-CO-]n);

- Полиамид-12 ([-HN-(CH2)11-CO-]n);

- Полиамид-66 ([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n);

- Полиамид-610 ([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)8-CO-]n).

Формулы некоторых марок полиамидов
Формулы некоторых марок полиамидов

    Свойства полиамидов

Основная часть полиамидов — частично кристаллические термопластические полимеры, которые отличаются высокой прочностью, жесткостью и вязкостью, а также стойкостью к воздействию внешней среды. Большая часть свойств объясняется наличием амидных групп, которые связаны между собой с помощью водородных связей.Ряд свойств полиамидов зависит от их кристаллического устройства, в частности от содержания воды. Полиамиды взаимодействуют с окружающей средой обратимо впитывая влагу, при этом вода собирается в аморфных областях полиамида. Так, например в окружении воздуха, полиамид 6 принимает примерно 2,5-3,5 % воды, а полиамид 610 около 0,5 %. Влагопоглощение полиамидов напрямую влияет на их долговечность.В следующей таблице представлены некоторые свойства полиамидов:таблица ввиде картинки.\

Таблица свойств полиамидов
Таблица свойств полиамидов

  Пластмассы

Пластмассы (пласти́ческие ма́ссы) или пла́стики — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное (твёрдое) состояние.

Пластик - этим всё сказано
Пластик - этим всё сказано
    Типы пластмасс

В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на:

- термопласты (термопластичные пластмассы) - при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние;

Термопласт в зубном протезировании
Термопласт в зубном протезировании

- реактопласты (термореактивные пластмассы) - в начальном состоянии имеют линейную структуру макромолекул, а при некоторой температуре отверждения приобретают сетчатую.

Тугоплавкие элементы из реактопластов
Тугоплавкие элементы из реактопластов

После отверждения не могут переходить в вязкотекучее состояние. Рабочие температуры выше, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств. Также газонаполненные пластмассы - вспененные пластические массы, обладающие малой плотностью.

Термопласты и реактопласты - отличия
Термопласты и реактопласты - отличия
    Первая пластмасса - паркезин

Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году.

Александр Паркс в далёком 19 столетии
Александр Паркс в далёком 19 столетии

Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название — целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (резина, нитроцеллюлоза, коллаген, галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит, эпоксидная смола, поливинилхлорид, полиэтилен и другие).

Изделия из паркезина (19 век)
Изделия из паркезина (19 век)

Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако, в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство.

Где-то здесь была Parkesine Company
Где-то здесь была Parkesine Company

Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производимый компанией Даниэля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производимый Джоном Весли Хайатом.

Целлулоидные изделия
Целлулоидные изделия

  Полиуретаны

Полиуретаны - гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу —N(R)—C(O)O—, где R = Н, алкилы, арил или ацил. В макромолекулах полиуретанов также могут содержатьсяпростые и сложноэфирные функциональные группы, мочевинная, амидная группы и некоторые другие функциональные группы, определяющие комплекс свойств этих полимеров. Полиуретаны относятся к синтетическим эластомерам и нашли широкое применение в промышленности благодаря широкому диапазону прочностных характеристик. Используются в качестве заменителей резины при производстве изделий, работающих в агрессивных средах, в условиях больших знакопеременных нагрузок и температур. Диапазон рабочих температур — от −200 °С до +380 °С.

Строение молекул полиуретанов
Строение молекул полиуретанов

    Получение полеуретана

Полиуретаны получают взаимодействием соединений, содержащих изоцианатные группы с би- и полифункциональнымигидроксилсодержащими производными. В качестве изоцианатов используются толуилендиизоцианаты (2,4- и 2,6-изомеры или их смесь в соотношении 65:35), 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 1,5-нафтилен-, гекса-метилендиизоцианаты, полиизоцианаты, трифенилметан-триизоцианат, биуретизоцианат, изоциануратизоцианаты, димер 2,4-толуилендиизоцианата, блокированные изоцианаты. Строение исходного изоцианата определяет скорость уретанообразования, прочностные показатели, световую и радиационную стойкость, а также жёсткость полиуретанов.

Пример получения полиуретана
Пример получения полиуретана

Гидроксилсодержащими компонентами являются:

- олигогликоли — продукты гомо- и сополимеризации Тетрагидрофурана, пропилен- и этиленоксидов, дивинила, изопрена;

- сложные полиэфиры с концевыми группами ОН — линейные продукты поликонденсации адипиновой, фталевой и других дикарбоновых кислот с этилен-, пропилен-, бутилен- или другими низкомолекулярным гликолями;

- разветвленные продукты поликонденсации перечисленных кислот и гликолей с добавкой триолов (глицерина, триметилол-пропана), продукты полимеризации ε-капролактона.

Характеристики полиуретанов, синтезированных с помощью гликоксисиланов и гликоксисилоксанов
Характеристики полиуретанов, синтезированных с помощью гликоксисиланов и гликоксисилоксанов

Гидроксилсодержащий компонент определяет, в основном, комплекс физико-механических свойств полиуретанов. Для удлинения и структурирования цепей применяются гидроксилсодержащие вещества (например, вода, гликоли, моноаллиловый эфир глицерина, касторовое масло)и диамины (-4,4'-метилен-бис-(о-хлоранилин), фенилен-диамины). Эти агенты определяют молекулярную массу линейных полиуретанов, густоту вулканизационной сетки и строение поперечных химических связей, возможность образования доменных структур, то есть комплекс свойств полиуретанов и их назначение (пенопласты, волокна, эластомеры и т. д.).В качестве катализаторов для процесса уретанообразования используют третичные амины, хелатные соединения железа, меди, бериллия, ванадия, нафтенаты свинца и олова, октаноат и лауринат олова. При процессе циклотримеризации катализаторами являются неорганические основания и комплексы третичных аминов с эпоксидами.

Седло с наполнителем из эластомера - продукта сложного синтеза
Седло с наполнителем из эластомера - продукта сложного синтеза
    Свойства полиуретанов

Механические свойства полиуретанов изменяются в очень широких пределах и зависят от природы и длины участков цепи между уретановыми группами, структуры цепей (линейная или сетчатая), молекулярной массы и степени кристалличности. Полиуретаны могут быть вязкими жидкостями или являться твёрдыми веществами в аморфном или кристаллическом состоянии. Их свойства варьируются от высокоэластичных мягких резин (твёрдость по Шору от 15 по шкале А) до жёстких пластиков (твёрдость по Шору 65 по шкале D)

Пример твёрдости по шкале Шора
Пример твёрдости по шкале Шора

. Полиуретан относится к конструкционным материалам (КМ), механические свойства полиуретана дают возможность использовать его в деталях машин и механизмов, подвергающихся силовым нагрузкам. К данному виду промышленных материалов предъявляются очень серьёзные требования с точки зрения сопротивляемости воздействию агрессивной внешней среды.

Наглядная таблица физико-механических показателей различных типов полиуретана.
Наглядная таблица физико-механических показателей различных типов полиуретана.
    Применение полиуретанов

Благодаря разнообразию механических свойств различных типов полиуретана, полиуретан применяется практически во всех сферах промышленности, для изготовления самых разнообразных уплотнений, эластичных форм для изготовления декоративных камней, защитных покрытий, лакокрасочных изделий, клеев, герметиков, деталей маломощных машин (валов, роликов, пружин и т. п.), изоляторов, имплантатов и прочих изделий.

Полиуретановый лак, покрытие паркета
Полиуретановый лак, покрытие паркета

Из полиуретана, благодаря его чрезвычайно высокой износостойкости, изготавливаются подошвы обуви, спортивные шины, втулки и прокладки для фиксации абразивных камней в промышленности, причем в последнем случае полиуретановая втулка более долговечна, чем металлическая. Растворы полиуретана в органических растворителях — высокопрочные клеи. Из полиуретана изготавливают отбойники для автомобильных амортизаторов. Однако, использование полиуретанов значительно ограниченно температурным диапазоном применения (−60 °С..+80 °С).Также применяется во вспененном виде, благодаря тому, что ряд реакций создания полиуретана сопровождается выделением газа (см. пенополиуретан).

Пенополиуретан незаменим в строительстве
Пенополиуретан незаменим в строительстве

  Поликарбонаты

Поликарбонаты - группа термопластов, сложные полиэфиры угольной кислоты и двухатомных спиртов общей формулы (-O-R-O-CO-)n. Наибольшее промышленное значение имеют ароматические поликарбонаты, в первую очередь, поликарбонат на основе Бисфенола А, благодаря доступности бисфенола А, синтезируемого конденсацией фенола и ацетона.

Поликарбонат в гранулах
Поликарбонат в гранулах
    Первые поликарбонаты

Первые упоминания о продукте подобном поликарбонату появились в XIX веке. В 1898 году получение поликарбоната впервые описал немецкий химик, изобретатель новокаина, Альфред Айнхорн. Тогда он работал у знаменитого химика-органика Адольфа фон Байера в Мюнхене и занимаясь поиском обезболивающего средства из эфира, произвел в лаборатории реакции хлорангидрида угольной кислоты с тремя изомерами диоксибензола и в осадке получил полимерный эфир угольной кислоты - прозрачное, нерастворимое и термостойкое вещество.

Альбрехт Айнхорн не только изобрёл нововаин, но и впервые описал поликарбонаты
Альбрехт Айнхорн не только изобрёл нововаин, но и впервые описал поликарбонаты

В 1953 году Герман Шнелл специалист немецкой компании "BAYER" получил соединение поликарбоната. Этот полимеризированный карбонат оказался соединением, механические свойства которого не имели аналогов среди известных термопластов. В том же году поликарбонат запатентовали под маркой "Макролон".

Макролон до сих пор выпускается
Макролон до сих пор выпускается

Но в этом же 1953 году, всего несколькими днями позже, поликарбонат получил Дениель Фокс, специалист из известной американской компании "General Electric". Возникла спорная ситуация. В 1955 году ее удалось решить, и компания "General Electric" запатентовала материал под маркой поликарбонат "Лексан". В 1958 году "BAYER", а за тем в 1960 году "General Electric" пустили в промпроизводство технически пригодный поликарбонат. В дальнейшем права на "Лексан" были проданы компании "Sabic" (Саудовская Аравия).

Арабская компания Sabic знает своё дело
Арабская компания Sabic знает своё дело

Но это было всего лишь вещество - поликарбонат. До появления сотового (или ячеистого) поликарбоната как листового материала оставалось еще долгих 20 лет. В начале 70-х годов в поисках альтернативы тяжелому и хрупкому стеклу поликарбонатом заинтересовался Израиль, правительство которого активно поддерживало развитие сельского хозяйства и животноводчества в условиях жаркой пустыни. В частности, большое внимание уделялось теплицам, позволяющим выращивать растения в микроклимате, созданном с помощью капельного орошения. Стекло для изготовления теплиц было дорого и непрочно, акрил не мог удержать соответствующую температуру, а поликарбонат идеально для этого подходил.

Сотовый поликарбонат незаменим для теплиц
Сотовый поликарбонат незаменим для теплиц

Тогда совместно "General Electric" (владельцами сырья поликарбоната торговой марки "Лексан") проводились опыты по производству прозрачных пластиков на оборудовании компании "Polygal" в Рамат Хашофете и Мегиддо (Израиль), а именно на 160-й линии.Обе компании подгоняли под технологию сырье, и сырье под технологию. Так в 1976 году в Израиле получился первый в мире сотовый лист из поликарбоната.

Завод Polygal в 1976 и 2015 годах. На данный момент имеет много подразделений по всему миру.
Завод Polygal в 1976 и 2015 годах. На данный момент имеет много подразделений по всему миру.

До этого ячеистый материал уже производили из различных других полимеров, например на "Polygal" из полипропилена. Имели место производства ячеистого полимера как из акрила, так и ПВХ. Но именно сотовый поликарбонат был создан и произведен на предприятии "Polygal". Этот исторический факт известен всем производителям сотового поликарбоната в мире.

Поликарбонат Polygal
Поликарбонат Polygal
    Методы синтеза поликарбонатов

Синтез поликарбоната на основе бисфенола А проводится двумя методами: методом фосгенирования бисфенола А и методом переэтерификации в расплаве диарилкарбонатов бисфенолом А.

Переэтерификация дифенилкарбоната
Переэтерификация дифенилкарбоната

В случае переэтерификации в расплаве в качестве исходного сырья используется дифенилкарбонат, реакцию проводят в присутствии щелочных катализаторов (метилат натрия), температуру реакционной смеси повышают ступенчато от 150 до 300 °C, реакцию проводят в вакуумированных реакторах периодического действия при постоянной отгонке выделяющегося в ходе реакции фенола. Полученный расплав поликарбоната охлаждают и гранулируют. Недостатком метода является относительно небольшая молекулярная масса (до 50 КДа) получаемого полимера и его загрязнённость остатками катализатора и продуктов термодеструкции бисфенола А.

Синтез методом переэтерификации
Синтез методом переэтерификации

Фосгенирование бисфенола А проводят в растворе хлоралканов (обычно — хлористого метилена CH2Cl2) при комнатной температуре, существует две модификации процесса — поликонденсация в растворе и межфазная поликонденсация:

Наглядная таблица
Наглядная таблица

При поликонденсации в растворе в качестве катализатора и основания, связывающего выделяющийся хлороводород используют пиридин, гидрохлорид пиридина, образующийся в ходе реакции, нерастворим в хлористом метилене и по завершении реакции его отделяют фильтрованием. От остаточных количеств пиридина, содержащегося в реакционной смеси, избавляются отмыванием водным раствором кислоты. Поликарбонат высаждают из раствора подходящим кислородсодержащим растворителем (ацетоном и т. п.), что позволяет частично избавиться от остаточных количеств бисфенола А, осадок сушат и гранулируют. Недостатком метода является использование достаточно дорогого пиридина в больших количествах (более 2 молей на моль фосгена).

Установка для синтеза поликарбонатов
Установка для синтеза поликарбонатов

В случае фосгенирования в условиях межфазного катализа поликонденсация проводится в два этапа: сначала фосгенированием бисфенолята А натрия получают раствор смеси олигомеров, содержащих концевые хлорформиатные -OCOCl и гидроксильные -OH группы, после чего проводят поликонденсацию смеси олигомеров в полимер.

Межфазная поликонденсация
Межфазная поликонденсация
    Переработка поликарбонатов

При переработке поликарбонатов применяют большинство методов переработки и формовки термопластичных полимеров: литьё под давлением (производство изделий), выдувное литьё (разного рода сосуды), экструзию (производство профилей и плёнок), формовку волокон из расплава. При производстве поликарбонатных плёнок также применяется формовка из растворов — этот метод позволяет получать тонкие плёнки из поликарбонатов высокой молекулярной массы, формовка тонких плёнок из которых затруднена вследствие их высокой вязкости. В качестве растворителя обычно используют метиленхлорид.

Производство поликарбонатных листов
Производство поликарбонатных листов
    Мировое производство поликарбонатов

Поликарбонаты являются крупнотоннажными продуктами органического синтеза, мировые производственные мощности в 2006 года составляли более 3 млн тонн в год. Основные производители поликарбоната (2006)

Крупнейшие производители поликарбоната
Крупнейшие производители поликарбоната
    Применение поликарбонатов

Благодаря сочетанию высоких механических и оптических качеств монолитный пластик также применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков и светотехнических изделий; листовой ячеистый пластик («сотовый поликарбонат») применяется в качестве светопрозрачного материала в строительстве. Также материал используется там, где требуется повышенная теплоустойчивость. Это могут быть компьютеры, очки, светильники, фонари и т. д.

Очки с поликарбонатными линзами
Очки с поликарбонатными линзами

Благодаря высокой прочности и ударной вязкости (250—500 кдж/м2) применяются в качестве конструкционных материалов в различных отраслях промышленности, используются при изготовлении защитных шлемов для экстремальных дисциплин вело- и мотоспорта. При этом для улучшения механических свойств применяются и наполненные стекловолокном композиции.

Устройство шлема с покрытием из поликарбоната
Устройство шлема с покрытием из поликарбоната

Поликарбонат был выбран в качестве материала для производства прозрачных вставок в медалях Зимних Олимпийских игр 2014 в Сочи, главным образом из-за его большого коэффициента теплового расширения, а также ввиду прочности, пластичности, удобства нанесения рисунка лазером.

Прозрачная вставка медалей Сочи 2014
Прозрачная вставка медалей Сочи 2014

  Полиэфиры

Полиэфиры (или полиэ́стеры) - высокомолекулярные соединения, получаемые поликонденсацией многоосновных кислот или их ангидридов с многоатомными спиртами. Известны природные (янтарь, древесная смола, шеллак и др.) и искусственные полиэфиры. Практическое применение получили глифталевые смолы, полиэтилентерефталат, полиэфирмалеинаты и полиэфиракрилаты.

Синтез глифталевой смолы
Синтез глифталевой смолы

Полиэфи́рное волокно́ — синтетическое волокно, формируемое из расплава полиэтилентерефталата или его производных. Достоинства — незначительная сминаемость, отличная свето- и атмосферостойкость, высокая прочность, хорошая стойкость к истиранию и к органическим растворителям; недостатки — трудность крашения, сильная электризуемость, жесткость — устраняется химическим модифицированием. Применяется, например, в производстве различных тканей, искусственного меха, канатов, для армирования шин, в качестве утеплительного материала. Основные торговые названия: лавсан, терилен, дакрон, тетерон, тергаль, тесил.

Изделие из лавсана
Изделие из лавсана

В зависимости от вида выделяют следующие полиэфирные волокна:

- штапельные (волокна конечной штапельной длины, как правило не более 40—45 мм (волокна хлопковой штапельной диаграммы), используемые в текстильной промышленности для выработки пряжи;

Штапельное полиэфирное волокно
Штапельное полиэфирное волокно

- филаментные (они же: комплексные нити, непрерывные волокна) — представляют собой нити, состоящие из отдельных бесконечных полиэфирых нитей малой линейной плотности (десятые доли текса и ниже): характеризуются линейной плотностью (как правило — тексом — весом в граммах одного километра нити), филаментарностью — количеством элементарных нитей, из которых оно состоит, титром — средней линейной плотностью одного филамента;

Филаментная нить
Филаментная нить

- текстурированные — как правило филаментные волокна, подвергнутые специальному извитию филаментов для: придания объема — или — соединения (компактирования) филаментов вместе и т. п.;

Изделие из текстурированных нитей
Изделие из текстурированных нитей

- мононити;

Полиэфирная мононить
Полиэфирная мононить

-объемные нити (BCF).

Объёмные полиэфирные нити
Объёмные полиэфирные нити

В настоящее время в мировой текстильной промышленности полиэфирные волокна занимают доминирующую позицию среди волокон искусственного происхождения.

Наглядный график использования волокон в мире
Наглядный график использования волокон в мире

  Полисилоксаны

Полисилоксаны - то же, что полиорганосилоксаны ( Кремнийорганические полимеры). Они представляют собой материалы, которые являются проме­жуточным звеном между органическими и неорганическими мате­риалами. В их состав кроме характерного для органических поли­меров углерода С входит кремний Si. Основу строения их молекул образует силоксанная цепь чередующихся атомов кремния и кислорода. Кремнийорганические полимеры могут быть термопластичны­ми с линейным строением и термореактивными с образованием пространственных структур.

Одна из формул синтеза полисилоксанов
Одна из формул синтеза полисилоксанов

Полисилоксаны имеют чрезвычайно широкое техническое применение в качестве смазочных масел, каучуков, теплоносителей. Они обладают такими ценными свойствами, как термостабильность, гидрофобность, химическая и биологическая инертность, благодаря чему используются в различных областях техники, находят применение в медицине и фармации, например в качестве мазевых основ. Синтез полиорганосилоксанов впервые был осуществлен советским химиком Кузьмой Андриановичем Андриановым (в 1937 году).

Андрианов Кузьма Александрович
Андрианов Кузьма Александрович

Полисилоксаны - твердые, хрупкие неплавкие смолы, которые широко применяются в качестве термостойкого электроизоляционного материала; изоляция электрических проводов из алкилполи-силоксанов выдерживает температуры до 300 С. Использование такой изоляции позволяет уменьшить размеры и вес электродвигателей почти в два раза, что особенно важно в автоматике и реактивной технике.

Защитное покрытие на основе полисилоксанов на роторе двигателя (компаунд)
Защитное покрытие на основе полисилоксанов на роторе двигателя (компаунд)

Они также применяются для получения различных масел и смазок, устойчивых к действию высоких и низких температур и окислителей. Кремнийорганические полимерные пленки находят применение в качестве материалов, непроницаемых для воды, но проницаемых для воздуха и газов. Полисилоксаны используются в качестве термо - и морозостойких каучуков и пластических масс, цементирующих и гидрофобизирующих составов, электроизоляционных составов.

Применение в лакокрасочной защите
Применение в лакокрасочной защите

  Силиконы

Силиконы (полиорганосилоксаны) - кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой [R2SiO]n, где R = органическая группа (метильная, этильная или фенильная). Сейчас этого определения придерживаются уже крайне редко, и в «силиконы» объединяются также полиорганосилоксаны (например силиконовые масла типа ПМС, гидрофобизаторы типа ГКЖ или низкомолекулярные каучуки типа СКТН) и даже кремнийорганические мономеры (различные силаны), стирая различия между понятиями «силиконы» и «кремнийорганика».

Формула силикона
Формула силикона

Термин silicone предложен в 1901 году английским химиком Фредериком Киппингом для полидифенилсилоксана по аналогии с ketone (кетон) для бензофенона из-за схожести формул: в кетонах карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами, в силиконах схожим образом с углеводородными радикалами связана группа SiO. Первоначально Киппинг даже использовал термин silicoketone. Ошибочность названия была понятна изначально, поскольку кетоны являются мономерами. Полным аналогом кетона по структуре, с атомом кремния, связанным двойной связью с атомом кислорода, является силанон.

Фредерик Киппинг с женой Лилиан (1938 год)
Фредерик Киппинг с женой Лилиан (1938 год)

Нередко возникают ошибки при переводе с английского языка из-за схожести написания английских терминов silicon (ˈsɪlɪkən) (кремний) и silicone (ˈsɪlɪkəʊ) (силикон). В частности, именно таким образом в русском языке появился расхожий топоним «Силиконовая долина». В английском языке термины silicon и silicone также иногда вызывают путаницу.

Силиконовая долина не так-то проста
Силиконовая долина не так-то проста
    Применение силикона

Силикон нашёл широкое применение в строительстве и в быту. Силиконы обладают рядом уникальных качеств в комбинациях, отсутствующих у любых других известных веществ: способности увеличивать или уменьшать адгезию, придавать гидрофобность, работать и сохранять свойства при экстремальных и быстроменяющихся температурах или повышенной влажности, диэлектрические свойства, биоинертность, химическая инертность, эластичность, долговечность, экологичность. Это обуславливает их высокую востребованность в разных областях.

Силикон в медицине
Силикон в медицине

Силикон используется для изготовления уплотнений — силиконовых прокладок, колец, втулок, манжет, заглушек и многого другого. Силиконовые изделия обладают рядом качеств, позволяющих использовать их даже в таких условиях, где применение традиционных эластомеров неприемлемо. Изделия из силикона сохраняют свою работоспособность от −60 °C до +200 °C. Из морозостойких типов силиконовых резин — от −100 °C, из термостойких — до +300 °C. Уплотнительные кольца из силикона устойчивы к воздействию озона, морской и пресной воды (в том числе кипящей), спиртов, минеральных масел и топлив, слабых растворов кислот, щелочей и перекиси водорода.

Силиконовые термостойкие уплотнительные кольца
Силиконовые термостойкие уплотнительные кольца

Силиконовые изделия устойчивы к воздействию радиации, УФ излучения, электрических полей и разрядов. При температурах выше +100 °C они превосходят по изоляционным показателям все традиционные эластомеры. Физиологическая инертность и нетоксичность силиконовых изделий используются практически во всех отраслях промышленности.

Трубки из силикона-в промышленности незаменимы
Трубки из силикона-в промышленности незаменимы
    Распознавание подделок силиконов

Из-за высокой стоимости силиконов в продаже нередки их подделки, чаще всего подделывается силиконовая резина и силиконовые герметики: их подменяют полихлорвинилом и акриловыми герметиками. Для быстрого распознавания подделки в бытовых условиях достаточно поджечь небольшой кусочек проверяемого образца: в отличие от органических соединений на основе углерода, используемых для подделок, силиконовые материалы загораются с трудом, а при горении выделяют не чёрную сажу (углерод) а белую (диоксид кремния). Следует однако помнить, что в некоторых силиконовых композициях углерод тоже присутствует в ограниченном количестве.

Зонтик из полихловинила, которым иногда подделывают силикон
Зонтик из полихловинила, которым иногда подделывают силикон

  Каучуки

Каучуки — натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты.

    Природный каучук

Высокомолекулярный углеводород (C5H8)n, цис-полимер изопрена; содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза (многолетнего травянистого растения рода Одуванчик) и других каучуконосных растений. Растворим в углеводородах и их производных (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и т. д.). В воде, спирте, ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется. Уже при комнатной температуре натуральный каучук присоединяет кислород, происходит окислительная деструкция (старение каучука), при этом уменьшается его прочность и эластичность.

Строение натурально каучука
Строение натурально каучука

При температуре выше 200 °C натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов. При взаимодействии натурального каучука с серой, хлористой серой, органическими пероксидами (вулканизация) происходит соединение через атомы серы длинных макромолекулярных связей с образованием сетчатых структур. Это придает каучуку высокую эластичность в широком интервале температур. Натуральный каучук перерабатывают в резину. В сыром виде применяют не более 1 % добываемого натурального каучука (резиновый клей). Каучук открыт де ла Кондамином в Кито (Эквадор) в 1751 году. Более 60 % натурального каучука используют для изготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме и Таиланде.

Заготовка натурального каучука
Заготовка натурального каучука
    Синтетические каучуки

Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С. В. Лебедева (получение из этилового спирта бутадиена с последующей анионной полимеризацией жидкого бутадиена в присутствии натрия). В 1932 году в Ярославле запущен завод СК-1, работающий на основе этого метода, который стал первым в мире заводом по производству синтетического каучука в промышленных масштабах.

Экскурс по синтетическим каучукам
Экскурс по синтетическим каучукам

В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием «Буна».

Бутадиен-натриевый каучук
Бутадиен-натриевый каучук

Синтез каучуков стал значительно дешевле с изобретением катализаторов Циглера — Натта.

Катализаторы Циглера-Натта
Катализаторы Циглера-Натта

Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.

Строение изопренового каучука
Строение изопренового каучука

В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-стирольными или бутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.

Бутадиен-стирольные каучуки
Бутадиен-стирольные каучуки

Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболее массовым в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являются хлоропреновые каучуки (неопрен) — полимеры 2-хлорбутадиена.

Хлоропреновый каучук
Хлоропреновый каучук

В ограниченном масштабе производятся и используются тиоколы — полисульфидные каучуки, получаемые поликонденсацией дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) и полисульфидов щелочных металлов.

Тиокол в бочке
Тиокол в бочке
    Промышленное применение каучуков

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.

В шинах обычно есть каучук
В шинах обычно есть каучук

Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло-, звуко-, воздухо- и гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.

Изоляция труб вспененным каучуком
Изоляция труб вспененным каучуком

Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.

Всем известное средство контрацепции из латекса на основе каучуков
Всем известное средство контрацепции из латекса на основе каучуков

В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твёрдого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя. Типовое смесевое твердое топливо состоит из перхлората аммония, алюминия и синтетического каучука, изначально жидкого, твердеющего прямо в двигателе.

Японская ракета «Эпсилон» на твёрдом топливе, содержащем синтетический каучук
Японская ракета «Эпсилон» на твёрдом топливе, содержащем синтетический каучук

Крупнейшие производители полимерных материалов в мире

Полимеры производятся и синтезируются по всему миру, любая развитая страна старается развить их промышленное получение в тех или иных масштабах, а крупные компании имеют исследовательские лаборатории для инновационных решений.

В лабораториях компаний всегда ведётся поиск новых решений
В лабораториях компаний всегда ведётся поиск новых решений

  Royal Dutch Shell (459.6 млрд. долларов, Нидерланды)

Суммарный индекс Royal Dutch Shell
Суммарный индекс Royal Dutch Shell

Royal Dutch Shell (произносится Роял Датч Шелл) — нидерландско-британская нефтегазовая компания, четвёртая по величине активов производственная компания в мире, согласно рейтингу Forbes Global 2000 (май 2014 года) и первая в рейтинге Fortune Global 500 по величине выручки (2013 год). Штаб-квартира — в Гааге (Нидерланды).

Штаб-квартира Royal Dutch Shell в Гааге (Нидерланды)
Штаб-квартира Royal Dutch Shell в Гааге (Нидерланды)

Группа была создана в 1907 году путём объединения предприятий Royal Dutch Petroleum Company и The «Shell» Transport and Trading Company Ltd. Это слияние, в основном, было обусловлено необходимостью конкуренции на мировом рынке с американской компанией Standard Oil.

Логотип Royal Dutch Shell
Логотип Royal Dutch Shell

Подразделение компании Shell Chemicals имеет историю более чем в 85 лет. Shell Chemicals поставляет более 17 млн тонн нефтехимической продукции в год для клиентов, многие из которых являются лидерами в своих областях.

Офис Shell Chemicals в Лондоне
Офис Shell Chemicals в Лондоне

Shell ведёт геологическую разведку и добычу нефти и газа в более чем 80 странах мира. Запасы нефти на 2009 год составляли 5,69 млрд баррелей (770 млн т), газа — 49,1 трлн куб. футов (1,38 трлн м³). Также «Шелл» полностью или частично владеет более 30 нефтеперерабатывающими заводами. В частности, компании принадлежит один из крупнейших в Европе нефтеперерабатывающий завод (НПЗ) Pernis в Нидерландах мощностью 10 000 т в сутки, завод «Стэнлоу» в Великобритании мощностью 12 млн т в год, три НПЗ во Франции общей мощностью 40 790 т в сутки. «Шелл» принадлежит крупнейшая в мире сеть АЗС, которая насчитывает более 43 тыс. станций. Помимо этого, Shell принадлежит значительное количество химических предприятий, а также производств солнечных батарей и иных альтернативных источников энергии.

Одна из нефтедобывающих платформ компании
Одна из нефтедобывающих платформ компании

Нефтехимия имеет основополагающее значение для роста экономики, без неё не обходятся такие продукты, как пластмассы, резины, волокна, пены, покрытия, клеи, растворители и различные добавки. Продукты нефтехимии используются в производстве потребительских товаров , в том числе текстиля, матрасов, автомобильных компонентов, краски, компьютерных корпусов, мыла и моющих средств. Нефтехимическая промышленность разнообразна и подразделение компании Shell Chemicals сосредоточено на производстве основных или вспомогательных химических веществ, производя сырьё для различных отраслей. Shell Chemicals в больших масштабах производит химические растворители, углеводородные растворители, альфа-олефины, низшие олефины, пропиленоксид и производные, мономерные стиролы и другую продукцию.

Один из заводов подразделения Shell Chemicals
Один из заводов подразделения Shell Chemicals

Нефтяная компания Shell — один из круп­нейших инвесторов социальных проектов в Западной Африке (дельта реки Нигер). Почти 60 миллионов евро в год Концерн рас­ходует в этом обедневшем регионе на юге Нигерии на содержание школ и учреждений здравоохранения. В Европе и Японии Shell — в числе крупнейших инвесторов солнечных электростанций.

Большинство солнечных электростанций в Европе спонсируется Shell
Большинство солнечных электростанций в Европе спонсируется Shell

  ExxonMobil (395 млрд. долларов, США)

Суммарный индекс ExxonMobil Corporation
Суммарный индекс ExxonMobil Corporation

Exxon Mobil — американская компания, крупнейшая частная нефтяная компания в мире, одна из крупнейших корпораций в мире по размеру рыночной капитализации ($417,2 млрд на 28 января 2013 года, $336,5 млрд. в мае 2009 года по рейтингу рыночной капитализации FT 500). ExxonMobil Corporation является прямым правопреемником основанной в 1870 году компании Standard Oil Company, принадлежавшей Джону Рокфеллеру. Корпорация ExxonMobil была образована в 1999 году путем слияния компаний Exxon и Mobil.

Логотип ExxonMobil
Логотип ExxonMobil

В 2007 году заняла 2-е место в списке крупнейших публичных американских компаний Fortune 1000 и в списке крупнейших мировых корпораций Fortune Global 500 (списки составлялись по размеру выручки 2006 года). Штаб-квартира компании расположена в городе Ирвинг, пригород Далласа, штат Техас.

Штаб-квартира ExxonMobil в городе Ирвинге (Техас, США)
Штаб-квартира ExxonMobil в городе Ирвинге (Техас, США)

ExxonMobil Chemical, производящая также и полимерные материалы – одна из крупнейших нефтехимических компаний в мире – входит в состав корпорации ExxonMobil Corporation. Компания ExxonMobil Chemical производит широкий ассортимент нефтехимической продукции. ExxonMobil является одним из крупнейших в мире производителей олефинов (этилена и пропилена) и полиолефинов (полиэтилена и полипропилена).

Полипропилен - одна из многочисленных продукций ExxonMobil
Полипропилен - одна из многочисленных продукций ExxonMobil

  Sinopec (228 млрд. долларов, Китай)

Суммарный индекс China Petroleum & Chemical Corp
Суммарный индекс China Petroleum & Chemical Corp

Sinopec Corp., Китайская нефтяная и химическая корпорация (China Petroleum & Chemical Corporation) — китайская интегрированная энергетическая и химическая компания. Крупнейшая компания КНР, акции которой обращаются на бирже (по выручке 2006 года). Вторая по объемам добычи нефтегазовая компания страны (после Петрочайна).

Логотип Sinopec
Логотип Sinopec

Компания занимает 3 место в Fortune Global 500 (2014 год], в 2013 году — 4 место, в 2012 году — 5 место, в 2011 году — 5 место, в 2010 году — 7 место, в 2009 году — 9 место, в 2008 году — 16 место).

Рейтинг Fortune Global 500
Рейтинг Fortune Global 500

  Bayer AG (102 млрд. долларов, Германия)

Суммарный индекс Bayer AG
Суммарный индекс Bayer AG

Bayer AG — немецкая химическая и фармацевтическая компания, основанная в Бармене (на данный момент — часть Вупперталя, Германия) в 1863 году.

Логотип компании
Логотип компании

Её штаб-квартира находится в Леверкузене, Северный Рейн - Вестфалия (Германия). Героин и аспирин - исходно бренды Bayer — принесли компании широкую известность.

Штаб-квартира компании Bayer в Леверкузене
Штаб-квартира компании Bayer в Леверкузене

Крупнейшим производителями полимеров в мире является её подразделение - субконцерн Bayer Material Science AG.

Прошлое название подразделения по полимерам
Прошлое название подразделения по полимерам

Bayer Material Science — поставщик высокотехнологичных полимеров и разработчик решений для широкого спектра повседневных задач. С 1 сентября 2015 г. субконцерн Bayer Material Science переименован в Covestro. В Bayer сообщается, что компания планирует вывести Covestro на рынок акций не позже середины 2016 г.

Новое название подразделения по выпуску полимеров
Новое название подразделения по выпуску полимеров

Сейчас COVESTRO — ведущий мировой производитель материалов с уникальными эксплуатационными характеристиками, таких как поликарбонаты и полиуретаны, а также поставщик инновационных системных решений для использования в разных сферах повседневной жизни. Основной объем сбыта этого подразделения занимает продукция, лидирующая на мировом рынке.

Производственные мощности в Германии (Covestro)
Производственные мощности в Германии (Covestro)

  Saudi Basic Industries Corporation (88 млрд. долларов, Саудовская Аравия)

Суммарный индекс Saudi Basic Industries Corporation
Суммарный индекс Saudi Basic Industries Corporation

SABIC (Saudi Basic Industries Corporation) - является одним из крупнейших мировых производителей удобрений, химикатов, металлов и полимерных материалов.

Собственно значёк компании
Собственно значёк компании

На сегодняшний день данная компания входит в пятерку самых крупных нефтехимических мировых компаний. Выпускаемая данной организацией продукция используется в качестве сырья и материалов различными производителями во всем мире.«SABIC» самая публичная компания на Ближнем Востоке. Грамотная политика управления компанией, использование достижений собственных научно-технических программ, а также четкая стратегия развития позволила руководству добиться больших успехов.

Генеральный офис компании Sabic в Эр-Риаде
Генеральный офис компании Sabic в Эр-Риаде

Производственные мощности компании расположены в Саудовской Аравии, Европе, также компания представлена в Африке, Америке и в Тихо-Океанском регионе.

Заводы в Саудовской Аравии
Заводы в Саудовской Аравии

Сегодня компания «SABIC» выпускает различную продукцию: олефины, спирты, эфиры, различные удобрения, металлы, полимеры и т. д. Параллельно компания занимается строительством заводов и технологических линий для производства новых видов продукции.

Инновационное производство в Гелене, Нидерланды
Инновационное производство в Гелене, Нидерланды

Компания Sabic (Saudi Basic Industries Corporation) в настоящее время работает более чем в 40 странах мира. Общая численность персонала ее предприятий превышает 40 000 человек, а стоимость ее активов составляет порядка 88 миллиард. долл.

Работа в разгаре, введение новой технологии
Работа в разгаре, введение новой технологии

Эмиссией полимерных материалов занято одно из её подразделений - Sabic Innovative Plastics - крупнейший производитель в мире.

Один из офисов
Один из офисов

На сегодняшний день компания Sabic Innovative Plastics выпускает 10 основных семейств продукции, включая Lexan, Noryl, Valox, Cycolac, Ultem, Siltem, Extem, Xenoy, Xylex и Geloy, которые дополняются исчерпывающим ассортиментом полимеров серии LNP: Colorcomp, LNP Faradex, Konduit, Lubricomp, Lubriloy, Statkon, Statloy Thermocomp и Verton.

Одна из продукций компании
Одна из продукций компании

За последние годы компания Sabic Innovative Plastics (Sabic IP) открыла новое предприятие по производству марки Ultem мощностью 18 000 тонн в Испании и новый завод по производству поликарбонатов мощностью 250 000 тонн в Саудовской Аравии. В результате одни только мощности компании Sabic IP по производству поликарбонатов превысили 750 000 тонн. В ближайшие годы компания планирует открыть и другие производственные предприятия.

Авиационные пластики от Sabic
Авиационные пластики от Sabic

Компании Resinex UK limited и Sabic IP (бывшая GE Plastics) работают в тесном сотрудничестве с 1986 года. В настоящее время Resinex является единственным уполномоченным официальным дистрибьютором продукции компании Sabic IP на территории Великобритании и Ирландии. Этот альянс обеспечивает возможность полной поддержки компании Sabic IP посредством каналов поставок, имеющихся в распоряжении Resinex. Мы можем быстро и эффективно предоставлять все данные о соответствии продукции нормативным требованиям, а также информацию по ее сертификации и сведения коммерческого характера при одновременной технической поддержке непосредственно от компании Sabic IP.

Стадион в Дублине, дизайн покрытия - Sabic Innivative Plastics
Стадион в Дублине, дизайн покрытия - Sabic Innivative Plastics

Компания Sabic Innovative Plastics (Sabic IP) также сознательно подходит к оценке влияния своей деятельности на окружающую среду и работает над сокращением энергозатрат, потребления воды и углеродоемкости. Поиск новых и современных экологически безопасных материалов неизменно входит в число ее основных приоритетов.

Символ инноваций
Символ инноваций

Наряду с Sabic IP, компания Sabic имеет структурное подразделение Sabic Polyolefins, являющееся третьим по величине производителем полиэтилена и четвертым по величине производителем полипропилена в мире.

Одна из продукций подразделения - полиэтилен
Одна из продукций подразделения - полиэтилен

  BASF (84 млрд. долларов, Германия)

Суммарный индекс BASF
Суммарный индекс BASF

BASF Societas Europaea (BASF SE, «Badische Anilin- & Soda-Fabrik» / «Бадише анилин- унд сода- фабрик») — крупнейший в мире химический Концерн.

Логотип BASF
Логотип BASF

Штаб-квартира — в городе Людвигсхафене в земле Рейнланд-Пфальц на юго-западе Германии. Концерн основан 6 апреля 1865 года. Сокращение BASF обозначало «Badische Anilin- und Soda-Fabrik», то есть «Баденская фабрика по изготовлению анилина и соды», но это название устарело, осталось лишь сокращение. С 1925 по 1952 компания входила в германский химический Концерн IG Farben.

Генеральный офис BASF в Людвигсхафене (Германия)
Генеральный офис BASF в Людвигсхафене (Германия)

Концерн располагает 160 дочерними предприятиями в Европе, Америке и Азии. Концерн поддерживает связи со 170 странами мира и производит более 7000 наименований продуктов. Около 60 % своей продукции BASF реализует в Европе (в том числе 21,2 % — в Германии), 21,5 % — в США, 5,3 % — в Южной Америке, на Азию, Африку и Тихоокеанскую зону приходится 15,9 % продукции.

Одно из многочисленных предприятий BASF
Одно из многочисленных предприятий BASF

  Dow Chemical Co (57.5 млрд. долларов, США)

Суммарный индекс Dow Chemical Co
Суммарный индекс Dow Chemical Company Co

Dow Chemical Company - американская химическая компания, вторая в мире по объёму продаж после BASF.

Логотип Dow Chemical
Логотип Dow Chemical

Штаб-квартира расположена в городе Мидлэнд, штат Мичиган.Основана в 1897 году химиком Гербертом Дау. Поначалу компания занималась эмиссией отбеливателя и бромида калия, со временем расширяя сферу своей деятельности и превратившись к концу XX века в одну из крупнейших транснациональных корпораций. С 1930-х годов Dow Chemical стала выпускать резины и пластмассы, что со временем стало одним из основных направлений бизнеса.

Штаб-квартира компании
Штаб-квартира компании

Первое производство за пределами США появилось в 1952 году в Японии. В 1999 году Dow Chemical Company приобрела компанию Union Carbide за $11,6 млрд. Компания Union Carbide в т.ч. известна общественности благодаря тому, что на предприятии индийской компании UCIL (сегодня Eveready Industries India, Ltd), в котором Union Carbide являлась основным акционером, произошла одна из крупнейших техногенных катастроф XX века — Бхопальская катастрофа в Индии. Однако в результате многолетних судейских споров федеральный суд Нью Йорка признал виновным в катастрофе Национальное Правительство Индии во главе с Мадха Прадеш.

Жертвы Бхопальской катастрофы
Жертвы Бхопальской катастрофы

Dow Chemical Company выпускает промышленные, бытовые и сельскохозяйственные химикаты, пластмассы, медикаменты, химическую продукцию военного назначения, специализируясь, в основном, на полуфабрикатах для иных производств, а не на конечных потребительских товарах. Dow Chemical совместно с Corning, Inc. владеет компанией Dow Corning, специализирующейся на производстве продукции из силикона. Одно время данная компания была крупным производителем искусственных имплантатов для увеличения женской груди.

Силикон Dow Corning
Силикон Dow Corning

Во время войны во Вьетнаме Dow Chemical Company являлась поставщиком напалма и агента Оранж (смеси дефолиантов) для вооружённых сил США, использовавшегося для уничтожения растительности. В результате, по сообщениям Вьетнамского общества пострадавших от диоксина, из трёх миллионов вьетнамцев, подвергшихся отравлению диоксинами, к 2008 году около миллиона человек в возрасте до 18 лет стали наследственными инвалидами.

Протест студентов против выпуском компании Dow Chemical напалма и агента Оранж (Висконсинский университет в городе Мадисон)
Протест студентов против эмиссией ценных бумаг компании Dow Chemical напалма и агента Оранж (Висконсинский университет в городе Мадисон)

  LyondellBasell Industries (57 млрд. долларов, США)

Суммарный индекс LyondellBasell Industries
Суммарный индекс LyondellBasell Industries

LyondellBasell Industries (по русски произносится Лайонделл бэзел индастрис) — американская нефтехимическая компания.

Логотип LyondellBasell Industries
Логотип LyondellBasell Industries

Основана в 2007 году в результате поглощения нидерландской компанией Basell Polyolefins американской химической компании Lyondell Chemical (основанной, в свою очередь, в 1985 году). Lyondell Chemical была третьей (на 2007 год) по объёму производства нефтехимической компанией в США, выпускала этилен, полиэтилен, стирол, пропилен и т. д. В июле 2007 года было объявлено о том, что подконтрольная американскому предпринимателю советского происхождения Леонарду Блаватнику нидерландская компания Basell, крупнейший в мире производитель полипропилена и полиолефинов, договорилась о покупке американской Lyondell Chemical за $12,66 млрд. (с учётом долгов — $19 млрд). Сделка была завершена в декабре 2007 года. Современная штаб-квартира компании находится в Хьюстоне.

Штаб-квартира компании - башня LyondellBasell
Штаб-квартира компании - башня LyondellBasell

  DuPont (40.41 млрд. долларов, США)

Суммарный индекс DuPont
Суммарный индекс DuPont

DuPont (E.I. du Pont de Nemours and Company, произносится Дюпон) — американская химическая компания, одна из крупнейших в мире. Входит в список Fortune 1000 по итогам 2008 года (81-е место).

Логотип DuPont
Логотип DuPont

Штаб-квартиры — в Уилмингтоне, штат Делавэр и в Женеве (Швейцария). Основана в 1802 году как предприятие по производству пороха.

Женевский генеральный офис
Женевский генеральный офис

DuPont выпускает широкий спектр химических материалов, ведя обширные инновационные исследования в этой области. Компания является изобретателем множества уникальных полимерных и иных материалов, среди которых неопрен, нейлон, тефлон, кевлар, майлар, тайвек и др. Компания была разработчиком и основным производителем фреонов, используемых в производстве холодильных устройств.

Гидроизоляционный и пароизоляционный материал Tyvek (DuPont)
Гидроизоляционный и пароизоляционный материал Tyvek (DuPont)

В 1968 году компания представила первый в мире полностью автоматизированный дискретный химический анализатор для крови и сыворотки под торговой маркой aca® analyzer. В 2004 году DuPont продала свой текстильный бизнес компании Koch Industries, уступив вместе с ним и одну из своих самых успешных марок — «лайкра».

Реклама лайкры от DuPont
Реклама лайкры от DuPont

Численность персонала — 70 000 (2012 год), выручка компании в 2005 году составила $26,6 млрд.. По данным рейтинга Toxic 100, формируемого Political Economy Research Institute (США), на август 2013 года DuPont находилась на 1-м месте среди компаний, в наибольшей степени загрязняющих окружающую среду в США. По другим источникам DuPont часто называют одним из самых экологически чистых производителей химии. Считается также, что «Дюпоновским» напалмом и дефолиантами пользовалась армия США во время войны во Вьетнаме.

Один из заводов комании
Один из заводов комании

  Braskem (22.5 млрд. долларов, Бразилия)

Суммарный индекс Braskem
Суммарный индекс Braskem

Бразильская нефтехимическая компания Braskem является крупнейшим производителем полимеров на американских континентах. Значительная часть ее производственных мощностей располагается в Бразилии и Мексике; кроме того, в последнее время она активно наращивает свое присутствие в США. В результате недавних поглощений, а также реализации ряда новых проектов суммарный объем эмиссии полимеров превысил 7 миллионов тонн, большую часть из которых составляют ПЭ (ПЭНП, ЛПЭНП, ЭВА), ПП и ПВХ.

Логотип Braskem
Логотип Braskem

Вслед за приобретением полипропиленовых заводов компании Sunoco в США, в 2011 году под контроль компании Braskem перешли предприятия по производству полипропилена в США и Европе, ранее принадлежавшие концерну DOW. Таким образом, компании удалось прочно закрепиться и на европейском континенте. Под управлением компании Braskem функционирует 35 производственных предприятий в Бразилии, США и Германии общей производительностью 16 миллионов тонн продукции, благодаря чему компания Braskem является одним из крупнейших в мире производителей полипропилена, полиэтилена, ПВХ и другой химической продукции. Общая численность персонала компании Braskem составляет около 7 500 человек, а ее годовой оборот – порядка $24 млрд..

Центр новых технологий и инноваций Braskem
Центр новых технологий и инноваций Braskem

Braskem является первой компанией, запустившей производство биополиэтилена в мировом масштабе. В качестве сырья для производства этого материала используется сахарный тростник. По свойствам данный материал аналогичен ПЭВП, но производится из возобновляемых источников. В 2014 году компания Braskem также начала выпуск биополипропилена, получаемого из того же источника.

Биопластик от Braskem
Биопластик от Braskem

  LG Chem Ltd (21 млрд. долларов, Южная Корея)

Суммарный индекс  LG Chem Ltd
Суммарный индекс LG Chem Ltd

LG Chemicals (Lucky GoldStar Chemical) является крупнейшей химической компанией Кореи, штаб-квартира которой расположена в Сеуле. Численность персонала компании LG Chem составляет более 16 000 человек.

Офис компании
Офис компании

История компании LG Chem ведет свое начало с 1947 года, когда была создана корпорация Lucky Chemical Industrial Corporation.

Логотип компании
Логотип компании

Компания LG Chem уделяет большое внимание удовлетворению требований своих клиентов за счет превосходного сочетания высокого качества продукции, широты ассортимента и надежности обслуживания. Инновационные материалы, производимые компанией LG Chem, ориентированы на обеспечение оптимального соотношения качества и стоимости на рынках с высоким уровнем конкуренции.

Инновационные технологии
Инновационные технологии

Компания производит широкий ассортимент химических продуктов и полимеров, но наибольшую известность в Европе ей принесла линейка стироловых полимеров, вкл. АБС и АСА.

ABS - пластик
ABS - пластик

Компания LG Chem является вторым по величине производителем АБС во всем мире. LG Chem производит акрилонитрил-бутадиен-стирольные (АБС-) пластики с использованием в качестве сырья стиролового мономера. Эти АБС- пластики используются главным образом в производстве электротехнического и электронного оборудования, бытовых электроприборов, деталей внутренней отделки автомобилей и игрушек.

Продукция-аккумуляторы нового поколения
Продукция-аккумуляторы нового поколения

Компания LG Chem имеет свои производственные подразделения в Корее и Китае. Производственные мощности ее завода в Китае недавно были расширены до 1,3 млн. тонн, благодаря чему компания LG Chem стала мировым лидером данной отрасли как по масштабу, так и по доле рынка.

LG Chem  Китае
LG Chem Китае

  Sumitomo Chemical (14.5 млрд. долларов, Япония)

Суммарный индекс Sumitomo Chemical
Суммарный индекс Sumitomo Chemical

Sumitomo Chemical Co., Ltd. — японская компания химической промышленности. Входит в кэйрэцу Sumitomo. Компания занимает 419 место в Fortune Global 500 (2011 год).

Логотип Sumitomo Chemical
Логотип Sumitomo Chemical

История компании восходит к 1913 году, когда компания Sumitomo озаботилась выбросами двуокиси серы при выплавке меди. В результате из сернистых выбросов было налажено производство удобрений. Это производство стало началом химического бизнеса группы Sumitomo. Бурное развитие японской экономики в послевоенные годы диктовало необходимость развития современной нефтехимической промышленности в стране.

Штаб-квартира Sumitomo Chemical в Токио
Штаб-квартира Sumitomo Chemical в Токио

В 1958 году Sumitomo Chemical запускает свой первый нефтехимический комплекс в префектуре Эхимэ. В 1965 году компания ввела свой второй нефтехимический комплекс в префектуре Тиба. В 1984 году компания входит в проект нефтехимического комплекса в Сингапуре. Мощности данного предприятия постоянно модеринзировались и к 1997 году удвоились. В 2004 компания совместно с Saudi Aramco принимает участие в разработке технико-экономического обоснования проекта одного из крупнейших нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов в мире в Rabigh на побережье Красного моря.

Крупнейший совместный нефтеперерабатывающий и нефтехимический комплекс RABIGH
Крупнейший совместный нефтеперерабатывающий и нефтехимический комплекс RABIGH

В секторе нефтехимической продукции Sumitomo является ведущей компанией Азии по производству и реализации полиэтилена, полипропилена, каучуков и конструкционных полимеров.

Гибкая жидкокристаллическая панель
Гибкая жидкокристаллическая панель

  DSM (10 млрд. долларов, Нидерланды)

Суммарный индекс DSM
Суммарный индекс DSM

КомпанияDSM (Royal DSM) была основана в 1902 году. В настоящее время DSM является многопрофильной химической компанией с годовым оборотом около €9 млрд.. DSM осуществляет свою деятельность в общемировом масштабе, имея в своем распоряжении более 200 объектов (производственные предприятия, научно- исследовательские лаборатории, представительства) в различных странах мира и штаб- квартиру в Нидерландах в городе Херлен.

Штаб-квартира DSM в городе Херлен (Нидерланды)
Штаб-квартира DSM в городе Херлен (Нидерланды)

DSM Engineering Polymers является структурным подразделением компании по выпуску высококачественных полимеров.

Пластик от DSM Engineering Polymers
Пластик от DSM Engineering Polymers

DSM Engineering Plastics является обособленным подразделением компании, занимающимся производством полимеров и имеющим длительную историю и опыт работы на рынке компаундирования. Результатом этого является оперативная, гибкая и клиентоориентированная деятельность, позволяющая обеспечивать рынок разнообразными материалами, хорошо подходящими для удовлетворения потребностей самых различных отраслей и сфер применения.

Различные подразделения DSM
Различные подразделения DSM

  Teijin (8 млрд. долларов, Япония)

Суммарный индекс Teijin
Суммарный индекс Teijin

Teijin - это глобальная группа высокотехнологичных компаний, работающая в пяти основных областях: специальные волокна и композиты, здравоохранение, электроника и пластики, волоконная продукция и информационные технологии.

Логтип группы компаний
Логтип группы компаний

Главные офисы компании находятся в Японии, городах Токио и Осака.

Головной офис в городе Осака
Головной офис в городе Осака

Лидер на рынке полиэфирных пленок. Базовую и производственную технологии полиэфирных пленок Группа Тейджин получила от американской E.I du Pont de Nemours and Company (DuPont) и британской ICI, первыми разработавшими такие пленки 50 лет.

Совместное производство - Teijin DuPont Films
Совместное производство - Teijin DuPont Films

Но компания не остановилась на этом, а, напротив, усилила их своими собственными наработками – прежде всего, уникальными технологиями полимеризации и функционализации. В результате она приобрела исключительные технологические возможности и смогла достичь самого большого в мире объема эмиссии полиэфирных пленок, включая полиэтилентерефталат (ПЭТ) и полиэтиленнафталат (ПЭН).

Солнечные батареи на основе плёнок Teijin DuPont Films
Солнечные батареи на основе плёнок Teijin DuPont Films

Специализация – уникальные высокофункциональные полиэфирные волокна. На полиэфирные волокна приходится большая часть производства синтетического волокна. При этом компания специализируется на уникальных и высокофункциональных видах полиэфирных волокон. Поставки этой продукции осуществляются по всему миру и для самых различных сфер применения: от одежды, интерьера и постельных принадлежностей до автомобильной и других отраслей промышленности.

Качественная одежда на основе полиэфирных волокон
Качественная одежда на основе полиэфирных волокон

Первопроходец в области пластмасс для оптических дисков. Поликарбонат, серийный выпуск которого в Японии был впервые налажен компанией Тейджин Кемикалс (Teijin Chemicals, в настоящий момент Бизнес-группа "Электроника и пластики" компании Тейджин Лимитед), является наиболее распространенным материалом в производстве как высококачественных DVD-дисков, так и нового поколения оптических носителей BD-дисков, а также в других областях, требующих высоких эксплуатационных характеристик и качества. Успех бизнеса поликарбоната во много строится на конкурентных преимуществах Группы Тейджин, как первопроходца в этой области.

Этот поликарбонат скорее всего для дисков
Этот поликарбонат скорее всего для дисков

Философия Группы. Обещание, заложенное в бренд Тейджин, резюмируются в звучном девизе: «Human Chemistry, Human Solutions» (Химия Людям, Решения Людям). Обещание подразумевает дальнейшее развитие химических технологий, не наносящих вреда ни человеку, ни окружающей среде. Это означает обеспечение решений, имеющих реальную значимость и востребованных обществом и клиентами.

Экологические технологии
Экологические технологии

  Celanese Corporation (6.44 млрд. долларов, США)

Суммарный индекс Celanese Corporation
Суммарный индекс Celanese Corporation

Американская компания Celanese – ведущий мировой производитель ПОМ и технических полимеров – входит в состав группы Celanese Corporation.

Логотип Celanese
Логотип Celanese

Компания Celanese имеет 3 производственных и научно- исследовательских объекта в Европе, 6 таких объектов на американских континентах и один в Азии. Штаб-квартира компании находится в городе Даллас (Техас, США)

Головной офис Celanese  Далласе
Головной офис Celanese Далласе

Общая численность персонала компании Celanese по всему миру составляет 1800 человек. Это международная химическая компания, является мировым лидером в области производства продуктов на основе ацетата, технических полимеров, продуктов с высокими техническими характеристиками и другой химической продукции.

Один из заводов компании по производству ацетата
Один из заводов компании по производству ацетата

Многие полимеры производства Celanese имеют сертификат FDA, а также европейские пищевые сертификаты на детали, контактирующие с пищевыми продуктами, и сертификаты NSF, WRAS, KTW для питьевой воды. Кроме того, компания Celanese имеет в своем ассортименте специальные сорта различных полимеров (такие как Hostaform® MT) для медицинских назначений.

Пластик Hostaform® MT от Celanese
Пластик Hostaform® MT от Celanese

Полимеризация и поликонденсация синтетических полимеров

Существует два основных метода синтеза полимеров - полимеризация и поликонденсация.

Определение процессов
Определение процессов

  Зарождение полимеризации и поликонденсации

Человек давно использует природные полимерные материалы в своей жизни. Это кожа, меха, шерсть, шёлк, хлопок и т. п., используемые для изготовления одежды, различные связующие (цемент, известь, глина), образующие при соответствующей обработке трёхмерные полимерные тела, широко используемые как строительные материалы. Однако промышленное производство цепных полимеров началось в начале XX века, хотя предпосылки для этого появились ранее. Практически сразу же промышленное производство полимеров развивалось в двух направлениях — путём переработки природных органических полимеров в искусственные полимерные материалы и путём получения синтетических полимеров из органических низкомолекулярных соединений.

Вполне возможно где-то здесь синтезировали первые полимеры
Вполне возможно где-то здесь синтезировали первые полимеры

В первом случае крупнотоннажное производство базируется на целлюлозе. Первый полимерный материал из физически модифицированной целлюлозы — целлулоид — был получен ещё в середине XIX века. Крупномасштабное производство простых и сложных эфиров целлюлозы было организовано до и после Второй мировой войны и существует до настоящего времени. На их основе производят плёнки, волокна, лакокрасочные материалы и загустители. Необходимо отметить, что развитие кино и фотографии оказалось возможным лишь благодаря появлению прозрачной плёнки из нитроцеллюлозы.

Чёрно-белая, нитроцеллулозная плёнка
Чёрно-белая, нитроцеллулозная плёнка

Производство синтетических полимеров началось в 1906 году, когда Лео Бакеланд запатентовал так называемую бакелитовую смолу — продукт конденсации фенола и формальдегида, превращающийся при нагревании в трёхмерный полимер. В течение десятилетий он применялся для изготовления корпусов электротехнических приборов, аккумуляторов, телевизоров, розеток и т. п., а в настоящее время чаще используется как связующее и адгезивное вещество.

Учёный-химик Лео Бакеланд из США и его вклад в науку
Учёный-химик Лео Бакеланд из США и его вклад в науку

Благодаря усилиям Генри Форда, перед Первой мировой войной началось бурное развитие автомобильной промышленности сначала на основе натурального, затем - также и синтетического каучука. Производство последнего было освоено накануне Второй мировой войны в Союзе Советских Социалистических Республик (CCCP), Англии, Германии и США. В эти же годы было освоено промышленное производство полистирола и поливинилхлорида, являющихся прекрасными электроизолирующими материалами, а такжеполиметилметакрилата — без органического стекла под названием «плексиглас» было бы невозможно массовое самолётостроение в годы войны.

Генри Форд тоже имел дело с полимерами
Генри Форд тоже имел дело с полимерами

После войны возобновилось производство полиамидного волокна и тканей (капрон, нейлон), начатое ещё до войны. В 50-х годах XX века было разработано полиэфирное волокно и освоено производство тканей на его основе под названием лавсанили полиэтилентерефталат. Полипропилен и нитрон — искусственная шерсть из полиакрилонитрила, - замыкают список синтетических волокон, которые использует современный человек для одежды и производственной деятельности. В первом случае эти волокна очень часто сочетаются с натуральными волокнами из целлюлозы или из белка (хлопок, шерсть, шёлк).

Аделина Грей, первая женщина-парашютист, тестирует парашют из нейлона (1944г)
Аделина Грей, первая женщина-парашютист, тестирует парашют из нейлона (1944г)

Эпохальным событием в мире полимеров явилось открытие в середине 50-х годов XX столетия и быстрое промышленное освоение катализаторов Циглера-Натта, что привело к появлению полимерных материалов на основе полиолефинов и, прежде всего, полипропилена и полиэтилена низкого давления (до этого было освоено производство полиэтилена при давлении порядка 1000 атм.), а также стереорегулярных полимеров, способных к кристаллизации. Затем были внедрены в массовое производство полиуретаны — наиболее распространенные герметики, адгезивные и пористые мягкие материалы (поролон), а также полисилоксаны — элементорганические полимеры, обладающие более высокими по сравнению с органическими полимерами термостойкостью и эластичностью.

Поролон-куда уж без него
Поролон-куда уж без него

Список замыкают так называемые уникальные полимеры, синтезированные в 60—70 годы XX века. К ним относятся ароматические полиамиды, полиимиды, полиэфиры, полиэфир-кетоны и др.; непременным атрибутом этих полимеров является наличие у них ароматических циклов и (или) ароматических конденсированных структур. Для них характерно сочетание выдающихся значений прочности и термостойкости.

Полиэфиркетон
Полиэфиркетон
    Полимер будущего

Из макромолекулярных цепочек полимеров состоит множество привычных вещей, от одежды и посуды до комплектующих PC. Синтетические полимеры получают путем простых реакций и превращений, причем эти способы практически не менялись десятилетиями. Но в мае 2014 года ученые из исследовательского центра компании IBM в Сан-Хосе объявили, что им удалось получить совершенно новый тип полимера, во всём превосходящий все существующие вариации. Он легкий, гораздо прочнее кости и устойчивый к растворителям, а изделия на его основе годятся для переработки.

Научная лаборатория компании IBM
Научная лаборатория компании IBM

Новый материал удалось получить благодаря так называемой вычислительной химии. При помощи лабораторных экспериментов ученые определили желаемые свойства материала, а затем в дело вступил компьютер, который высчитал, как именно мономерные звенья должны сложиться в цепочку, чтобы дать нужный эффект. Получившееся вещество, что особенно важно, может самовосстанавливаться: цепочка достраивает сама себя, устраняя небольшие повреждения.

Полимер буквально сращивается
Полимер буквально сращивается

По словам Джеймса Хедрика, специалиста по органическим материалам из IBM Research, производить предметы с использованием новых полимеров будет даже дешевле, чем раньше, а сфера их применения не менее обширна: машиностроение, текстильная и пищевая промышленность, компьютерные технологии, строительство и многие другие отрасли. В то же время Хедрик признает, что продвинуть новые полимеры на рынок будет непросто: для этого огромные индустрии должны перестроиться.

Структура самовосстанавливающегося полимера
Структура самовосстанавливающегося полимера

  Полимеризация (образование высокомолекулярного полимера)

Полимеризация (др.-греч. πολυμερής — состоящий из многих частей) - процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера. Молекула мономера, входящая в состав полимера, образует так называемое мономерное (структурное) звено. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера приблизительно одинаков.

Краткое описание полимеризации
Краткое описание полимеризации

Обычно мономерами являются соединения, содержащие кратные связи, которые способны, раскрываясь, образовывать новые связи с другими молекулами, обеспечивая рост цепей. Механизм полимеризации обычно включает в себя ряд связанных стадий: - инициирование - зарождение активных центров полимеризации; - рост (продолжение) цепи - процесс последовательного присоединения молекул мономеров к центрам; - передача цепи - переход активного центра на другую молекулу; -разветвление цепи — образование нескольких активных центров из одного; - обрыв цепи - гибель активных центров.

Пример стадий полимеризации
Пример стадий полимеризации
    Открытие полимеризации

Полимеризация была открыта ещё в середине XIX века, практически одновременно с выделением первых способных к полимеризации мономеров (стирола, изопрена, винилхлорида, метакриловой кислоты и др.). Однако суть полимеризации как цепного процесса образования истинных химических связей между молекулами мономера была понята лишь в 20—30-е гг. XX века благодаря работам Г. Штаудингера, С. В. Лебедева, Б. В. Бызова, К. Циглера. В 1922 году химик Штаудингер доказал, что полимеры представляют собой соединения, состоящие из больших молекул, атомы которых связаны между собой ковалентными связями.

Штаундингер с макетом молекул полимера
Штаундингер с макетом молекул полимера
    Виды полимеризации

Существует очень много различных видов и типов полимеризации по характерным признакам и условиям. Из них стоит выделить несколько важных и распространённых.

Один из условных примеров классификации видов полимеризации
Один из условных примеров классификации видов полимеризации

Гомополимеризация - это истинный процесс полимеризации, охватывает случаи образования полимера путем последовательного соединения молекул мономера.

Сверху -пример гомополимеризации
Сверху -пример гомополимеризации

Сополимеризация - полимеризация, в которой участвуют два или несколько различных мономеров. В результате сополимеризации образуются сополимеры, макромолекулы которых состоят из двух или более разнородных структурных звеньев. Сополимеризация позволяет получать высокомолекулярные вещества с разнообразными свойствами.

Пример сополимеризации
Пример сополимеризации

Фронтальная полимеризация (англ. fróntal poymerizátion) — автоволновой (самораспространяющийся) режим реакции полимеризации мономеров. Может реализовываться в экзотермических системах посредством теплового импульса - локального инициирования. Тогда по формальным признакам (наличие фронта, тепловыделение, кинетика) относится к процессу горения.От других режимов полимеризации (например, объёмного) отличается наличием перемещающейся узкой (обычно — плоской) пространственной границы, в которой происходит реакция (фронт реакции), отделяющей исходный мономер от конечного продукта — полимера.

Модель фронтальной полимеризации
Модель фронтальной полимеризации

Радикальная полимеризация - радикально-цепной процесс полимеризации, в котором активные центры роста макромолекул являются свободными радикалами.

Краткое объяснение радикальной полимеризации
Краткое объяснение радикальной полимеризации

  Поликонденсация (синтез полимеров)

Поликонденсация - процесс синтеза полимеров из полифункциональных ( чаще всего бифункциональных ) соединений, обычно сопровождающийся выделением низкомолекулярных побочных продуктов (воды,спиртов, смол и т. п.) при взаимодействии функциональных групп.Молекулярная масса полимера, образовавшегося в процессе поликонденсации, зависит от соотношения исходных компонентов, условий проведения реакции.

Отличительные призанаки поликонденсации
Отличительные призанаки поликонденсации

Линейная и трёхмерная поликонденсации -в реакции поликонденсации могут вступать как один мономер с двумя различными функциональными группами, например, синтез поли-ε-капроамида (нейлона-6, капрон) из ε-аминокапроновой кислоты, так и два мономера, несущие различные функциональные группы, например, синтез нейлона-66 поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина; при этом образуются полимеры линейного строения.В случае, если мономер (или мономеры) несут более двух функциональных групп, образуются сшитые полимеры трёхмерной сетчатой структуры (трёхмерная поликонденсация).

Описание линейной и трёхмерной поликонденсации
Описание линейной и трёхмерной поликонденсации

С целью получения таких полимеров к смеси мономеров нередко добавляют «сшивающие» полифункциональные компоненты.Особняком стоят реакции синтеза полимеров из циклических мономеров по механизму раскрытия цикла — присоединение, например, синтез найлона-6 из капролактама (циклического амида ε-аминокапроновой кислоты);несмотря на то, что выделение низкомолекулярного фрагмента при этом не происходит, такие реакции чаще относят к поликонденсации.

Синтез найлона-6 из капролактама
Синтез найлона-6 из капролактама

Основные промышленные группы полимеров, синтезируемых поликонденсацией - Линейные полимеры:

- полиамиды;

- полиуретаны;

- поликарбонаты;

- полиэфиры;

- полисилоксаны.

Забор со вставками из поликарбоната
Забор со вставками из поликарбоната

Сетчатые полимеры:

- алкидные смолы;

- меламин-альдегидные смолы;

- мочевино-альдегидные смолы;

- фенол-альдегидные смолы.

Шары для снукера из феноло-альдегида
Шары для снукера из феноло-альдегида
    Поликонденсация в химии природных соединений

Практически все биополимеры (белки, ДНК и РНК, целлюлоза, хитин и пр.) синтезируются в живых организмах поликонденсацией с участием соответствующих комплексов ферментов. В некотором роде исключением является биосинтез полиизопренов (в том числе каучука), который происходит путём ферментативного присоединения изопренилпирофосфата с аллильной перегруппировкой и отщеплением аниона пирофосфата. В данном случае мономер несёт одну функциональную группу, а механизм присоединения с аллильной перегруппировкой близок к механизму анионной полимеризации в синтезе бутадиенового каучука по Лебедеву. Тем не менее, благодаря отщеплению низкомолекулярного фрагмента пирофосфата биосинтез полиизопренов является реакцией поликонденсации.

Панцирь рака включает в себя хитин-продукт природной поликонденсации
Панцирь рака включает в себя хитин-продукт природной поликонденсации

Применение полимеров человеком

Полимерные материалы, отчасти благодаря их важности в живой природе, отчасти благодаря тем самым уникальным свойствам и их разнообразию, получили огромное распространение в технологиях и в нашей жизни. Речь не только о пластике, но и о многих других формах полимеров. .

Широкий спектр применения полимеров человеком
Широкий спектр применения полимеров человеком

  Кевлар

Кевла́р (англ. Kevlar) — ткань пара-арамидного (полипарафенилен-терефталамид) волокна, выпускаемого фирмой DuPont. Кевлар обладает высокой прочностью (в пять раз прочнее стали, предел прочностиσ0= 3620 МПа).

Кевларовая защита
Кевларовая защита

Впервые кевлар был получен группой Стефани Кволек в 1964, технология производства разработана в 1965 году, с начала 1970-х годов начато коммерческое производство. Такие вещества, как кевлар (кевлар — это полимер, который обладает соотношением прочности к массе, в пять раз превышающим сталь), из него делают, например, бронежилеты.

Бронежилет и маски из кевлара (DuPont)
Бронежилет и маски из кевлара (DuPont)

  Тефлон

Политетрафторэтиле́н, тефло́н или фторопла́ст-4 (-C2F4-)n — полимер тетрафторэтилена (ПТФЭ), пластмасса, обладающая редкими физическими и химическими свойствами и широко применяемая в технике и в быту. Слово «Тефлон» является зарегистрированной торговой маркой корпорации DuPont. Непатентованное название вещества — «политетрафторэтилен» или «фторополимер».

Увеличенная поверхность тефлона
Увеличенная поверхность тефлона

В СССР и России традиционное техническое название этого материала — фторопласт. Политетрафторэтилен был открыт в апреле 1938 года 27-летним учёным-химиком Роем Планкеттом из компании Kinetic Chemicals, который случайно обнаружил, что закачанный им в баллоны под давлением газообразный тетрафторэтилен спонтанно полимеризовался в белый парафиноподобный порошок. В 1941 году компании Kinetic Chemicals был выдан патент на тефлон, а в 1949 году она стала подразделением американской компании DuPont.

Тефлоновая сковородка
Тефлоновая сковородка

  Авиационные детали

Полимеры сейчас применяются, например, для создания многих деталей самолетов, поскольку они могут быть очень прочными и в то же время они очень легкие.

Вот так вот
Вот так вот

  Лекарства и вещества в медицине

Широкое применение нашли полимеры в медицине. Они используются для изготовления заменителей крови, а также в хирургии для замены отдельных костей при переломах скелета, ребер, черепной коробки, для изготовления зубных протезов, кровеносных сосудов, даже очень больших, для изготовления искусственных почек, сердечных клапанов и т. п.

Медицина - одна из самых востребованных сфер для использования полимеров
Медицина - одна из самых востребованных сфер для использования полимеров

Прозрачные шланги из поливинилхлорида применяют при переливании крови. Из пластмасс изготовляют перевязочные материалы, сухожилия, глазные протезы и т. д.

Глазные протезы - одно из востребованных применений полимеров
Глазные протезы - одно из востребованных применений полимеров

  Волокна

Полимерные волокна принято подразделять на природные, искусственные и синтетические.

Современные волокна без полимеров не обходятся
Современные волокна без полимеров не обходятся

Природные (натуральные) волокна — волокна, образующиеся в природных условиях. Их классифицируют по происхождению, определяющему их химический состав, на растительные и животные волокна. Волокна растительного происхождения (например, хлопок) состоят из целлюлозы, в меньшей степени — из гемицеллюлозы и лигнина. Волокна животного происхождения, это шерсть и шелк, состоят из белка — каротина.

Хлопок-природный полимер
Хлопок-природный полимер

Искусственные волокна — волокна, получаемые в результате химической переработки природных полимеров. К этой группе относят вискозные, ацетатные, белковые и альгинатные волокна. Сырьем для производства вискозных и ацетатных волокон являются сульфитная или сульфатная древесная целлюлоза. Искусственные волокна выпускают в виде текстильных и кордных (для изготовления автомобильных шин) нитей, а также в виде штапельного волокна, перерабатываемого вместе с другими волокнами при производстве различных тканей.

Искусственный шёлк-вискозное волокно
Искусственный шёлк-вискозное волокно

Синтетические волокна — химические волокна, формируемые из синтетических полимеров (полиамидов, полиэфиров, полиакрилонитрила, полиолефинов, поливинилхлорида, поливинилового спирта и др.). Для производства химических волокон в качестве сырья, как правило, используют полимеры, состоящие из гибких макромолекул линейной или слаборазветвленной формы, обладающие значительной молекулярной массой — более 15 000 а. е. м., и достаточно узким молекулярно-массовым распределением.

Синтетическое волокно - лавсан в хирургии
Синтетическое волокно - лавсан в хирургии

  Колготки

Колго́тки (от чеш. kalhoty, что в чешском означает «брюки») — вид нижнего белья, представляющий собой пару чулок, соединённую с трусами. Изготавливается из различных эластичных материалов: шёлка, нейлона, спандекса (лайкры, эластана) и их сочетаний. Выпускаются различных цветов и плотности. Наиболее популярны колготки телесного цвета (для повседневного использования) и чёрные (часто как элемент дресс-кода).

Карта цветов у колготок
Карта цветов у колготок
Также выпускаются трикотажные колготки, специальные поддерживающие (например, для беременных женщин), моделирующие колготки и лечебно-профилактические от варикоза. Плотность и эластичность нити измеряется в денье (den): чем больше значение den, тем плотнее материал. Число денье означает вес в граммах нити длиной 9 км (40 den означает, что 9 км нити колготок весят 40 г). Также иногда плотность колготок измеряется в единицах DTEX («децитекс»). Есть так же колготки, сохраняющие тепло — термоколготки.
Колготки 40 den
Колготки 40 den

Колготки можно разделить на несколько типов или видов:

- Эластичные (из капрона, полиамида и др. синтетических материалов); - Трикотажные (шерстяные, полушерстяные, хлопчатобумажные); - Ажурные (колготки в сеточку); - Лечебные (колготки от варикоза, с антисептическими пропитками); - Термоколготки (колготки, изготовленные из особой пряжи специально смешанных нитей натуральных и синтетических волокон, таких как: шерсть кашемира, шерсть мериноса, хлопок, микромодал, эластан3D…).

Лечебные колготки
Лечебные колготки

  Термобельё

Термобельё, или функциона́льное ни́жнее бельё — особое нижнее бельё, сохраняющее тепло и отводящее влагу от тела. Термобельё при небольшом весе эквивалентно по сохранению тепла двум и более слоям традиционной одежды и не даёт спортсмену пропотеть и промёрзнуть. Этими свойствами в некоторой мере обладает шерстяное бельё. Однако оно непрочное, требует бережного обращения. К тому же, если добавить в пряжу совсем немного хлопка, теплосберегающие и влагопроводные свойства белья ухудшаются. Частично эти недостатки были решены добавлением в шерсть искусственных волокон, однако современные технологии изготовления синтетической пряжи, такие как «звёздочка» и «острова в море», позволили сделать ткань, превосходящую по характеристикам даже шерсть.

Так работает двухслойное термобельё
Так работает двухслойное термобельё

Разные виды термобелья применяются для занятий спортом на холоде: лыжи (беговые и горные), фигурное катание, хоккей, конькобежный спорт, альпинизм, пеший и велотуризм, охота, рыбалка, водные виды спорта (кайтинг, виндсёрфинг) и простые пробежки в холодную погоду. Для повседневной носки в холодную пору года носят также термоноски, термоколготки, термоперчатки, термолосины, термошарфы и т. д.

Термобельё для зимних видов спорта
Термобельё для зимних видов спорта

  Пластмассы

Пластмассы - это искусственные полимеры. Назвали их так потому, что это пластичные материалы: при нагревании или под давлением они расплавляются и поддаются формовке, а после охлаждения или отвердения сохраняют свою форму - как пластилин. Структурными единицами (мономерами) пластмасс являются низкомолекулярные (маленькие) молекулы, которые выделяют из нефти, угля или Природного газа. Так, из газа этилена путем химической реакции полимеризации (то есть создания длинных цепочек молекул этилена) получают хорошо известный всем пластик полиэтилен, из которого делают пакеты (приставка "поли-", которая присутствует в названиях полимеров, означает по-гречески "много")

Состав и применение пластмасс
Состав и применение пластмасс

  Посуда

С помощью высокомолекулярных соединений изготавливают такие изделия как резину, волокна, пластмассы, пленки, клей, лак, посуду.

Посуда из пищевого пластика
Посуда из пищевого пластика

  Мебель

Немалое применение нашли полимерные материалы в современном мире и при изготовлении мебели.

Пластиковая мебель
Пластиковая мебель

  Полиэтилен

Полиэтиле́н — термопластичный полимер этилена, относится к классу полиолефинов[1]. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы …—CH2—CH2—CH2—CH2—…, где «—» обозначает ковалентные связи между атомами углерода. Самая распространённая в мире пластмасса. Представляет собой массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, диэлектрик, не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80—120°С),адгезия (прилипание) — чрезвычайно низкая. Иногда в народном сознании отождествляется с целлофаном.

Разноцветная полиэтиленовая плёнка
Разноцветная полиэтиленовая плёнка

  Целлофан

Целлофа́н (от целлюлоза и греч. φᾱνός — светлый) — прозрачный жиро- влагоустойчивый плёночный материал, получаемый из вискозы. Иногда целлофановыми неправильно называют упаковочные изделия (пакеты, товарную упаковку) из полиэтилена, полипропилена или полиэфиров. Это разные материалы с совершенно разными свойствами.

Хлеб, упакованный целлофаном
Хлеб, упакованный целлофаном

  Резина

Рези́на (от лат. resina «смола») — эластичный материал, получаемый вулканизацией каучука. Применяется для изготовления шин для различного транспорта, уплотнителей, шлангов, транспортёрных лент, медицинских, бытовых и гигиенических изделий и др.

Самое распространённое применение полимеров-покрышки из резины
Самое распространённое применение полимеров-покрышки из резины

Получают из натурального или синтетического каучука методом вулканизации - смешиванием с вулканизирующим веществом (обычно с серой) с последующим нагревом. По степени вулканизации резина разделяется на мягкую (1—3 % серы), полутвёрдую и твёрдую (более 30 % серы) (эбонит). Плотность около 1200 кг/м3.

Что такое резина
Что такое резина

  Линолеум

Линолеум (лат. linum — лён, полотно + oleum — масло) — вид напольного покрытия из полимерных материалов. Выпускается в виде рулонов. Линолеум выпускается в виде рулонов длиной от 6 до 45 м, шириной от 0,5 до 5 м при толщине от 1,5 до 5 мм (специальные линолеумы для укладки в производственных, складских, общественных или спортивных сооружениях имеют толщину до 8—9 мм). Линолеум укладывается или наклеивается на ровное сухое основание с помощью полимерных мастик или специальных клеев. В сборном домостроении применяется линолеум на тепло- и звукоизолирующей основе, поэтому его можно настилать непосредственно на бетонное основание.

Покрытие полов - основное применение линолеума
Покрытие полов - основное применение линолеума

  Лаки

Лáки — растворы смол (натуральных или синтетических) в различных растворителях (углеводороды, ацетон, вода, этанол, олифы или эфирные масла) до жидкой или полужидкой консистенции, которые, просыхая в тонком слое, находящемся на каком-либо предмете, образуют прочную пленку (как правило прозрачную, в отличие от краски), хорошо противостоящую различным внешним физико-химическим воздействиям. Отвердение пленки лака происходит либо за счет испарения растворителя, либо за счет реакции окислительной полимеризации. Лаки условно делят на термопластичные и термореактивные. В настоящее время существуют лаки, не содержащие в составе растворителей. Их низкую вязкость обеспечивают олигомеры, которые способны отверждаться в присутствии специальных веществ — отвердителей или катализаторов.

Полимерный полиуретановый лак
Полимерный полиуретановый лак

  Краски

Кра́ски — общее наименование для группы цветных красящих веществ, предназначенных для непосредственного использования в той или иной сфере быта. По химическому составу пигменты и изготовленные из них краски разделяются на минеральные (неорганические соли или оксиды металлов) и органические ( весьма сложные соединения, в основном растительного или животного происхождения). И те и другие могут быть естественными (природными) и искусственными (синтетическими).

Бутадиен-стирольные краски - синтетичекий продукт
Бутадиен-стирольные краски - синтетичекий продукт

  Клеи

Клей — вещество или смесь, а также многокомпонентные композиции на основе органических или неорганических веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы — в частности, древесину, кожу, бумагу, ткани, стекло, керамику, металлы, пластмассы, резину. Склеивание обусловлено образованием прочной адгезионной связи между прослойкой клея и материалами соединяемых поверхностей. На прочность клеевого шва влияют также когезия клея к поверхности, аутогезия - самослипание при контакте однородных материалов.

Полимерный клей
Полимерный клей

  Полимерные солнечные батареи

Полимерные солнечные батареи — разновидность солнечных батарей, которые производят электричество из солнечного света. Берет свое начало с 1992 года, когда впервые были опубликованы данные о переносе заряда с полпроводникового полимера на акцептор. Относительно новая технология, активно исследуемая в университетах, национальных лабораториях и нескольких компаниях по всему миру. Демонстрируются устройства-прототипы с эффективностью конверсии энергии 11,5 %.

Краткая презентация солнечных батарей на основе полимеров
Краткая презентация солнечных батарей на основе полимеров

Ученые-химики и инженеры из Калифорнийского университета предложили революционную технологию производства полимерных солнечных батарей. Новый метод даст возможность сохранять накопленный заряд не микросекунды, как сейчас, а в течение нескольких суток, а значит — позволит значительно повысить эффективность полимерных панелей.

Полимерные солнечные батареии с революционной технологией сохранения заряда
Полимерные солнечные батареии с революционной технологией сохранения заряда

  Бездымный порох

Безды́мный по́рох (англ. Smokeless powder) или нитропорох (англ. nitro powder) — групповое название метательных взрывчатых веществ, используемых в огнестрельном оружии и артиллерии, в твёрдотопливных ракетных двигателях, которые при сгорании не образуют твёрдых частиц (дыма), а только газообразные продукты сгорания, в отличие от дымного (чёрного) пороха. Типы бездымного пороха включают кордит, баллистит и, традиционно, белый порох (англ. Poudre B). Они классифицируются на одноосновный, двухосновный и трёхосновный.

Бездымный порох на основе нитроцеллюлозы -  различные сорта
Бездымный порох на основе нитроцеллюлозы - различные сорта

  Твёрдое ракетное топливо

Твёрдое ракетное топливо — твёрдое вещество или смесь отдельных веществ, способная гореть без доступа воздуха, выделяя при этом большое количество газообразного рабочего тела, нагретого до высокой температуры. Используется в твёрдотопливных ракетных двигателях для создания реактивной тяги, в нём активно используются различные полимеры.

Твёрдотопливный ракетный двигатель
Твёрдотопливный ракетный двигатель

  Электроизоляционные материалы

Применение полимеров в технике – это электроизоляционные и конструкционные материалы. Полимеры - хорошие электроизоляторы, поэтому их широко используют в производстве различных по конструкции и назначению проводов, кабелей, электрических конденсаторов.

Изолятор из полимера
Изолятор из полимера

  Полупроводники

На основе полимеров получаются материалы, имеющие полупроводниковые и магнитные свойства. А поливинилхлоридные полимеры (пластмасса белого цвета) используются в производстве ПВХ окон. Традиционно изделия из полимеров отличаются надежностью и высоким качеств.

Твердотельный конденсатор с начинкой из полимера
Твердотельный конденсатор с начинкой из полимера
Физик Алексей Хохлов о человеке, полимерах и нанотехнологиях

Полимеры в природе

В природе подавляющее большинство элементов существует либо в виде двухатомных молекул (димеров), либо в форме полимеров. Полимерия характерна как для атомного, так и для молекулярного уровня организации материи. В живой природе полимеры - это в основном белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды.

Полимеры пронизывают живую природу
Полимеры пронизывают живую природу

  Белки

Значение белков в живой природе трудно переоценить. Это строительный материал живых организмов, биокатализаторы – ферменты, обеспечивающие протекание реакций в клетках, и энзимы, стимулирующие определённые биохимические реакции, т. е. обеспечивающие избирательность биокатализа. Наши мышцы, волосы, кожа состоят из волокнистых белков. Белок крови, входящий в состав гемоглобина, способствует усвоению кислорода воздуха, другой белок – инсулин – ответственен за расщепление сахара в организме и, следовательно, за его обеспечение энергией.

Кратко о белках
Кратко о белках

  Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты играют наиболее ответственную роль в процессах жизнедеятельности. С их помощью решаются две важнейшие задачи: хранения и передачи наследственной информации и матричный синтез макромолекул ДНК, РНК и белка.

Природная роль нуклеиновых кислот
Природная роль нуклеиновых кислот

  Полисахариды

Целлюлоза (полисахарид) содержится в коре и древесине деревьев, стеблях растений: хлопок содержит более 90 % целлюлозы, деревья хвойных пород – свыше 60 %, лиственных – около 40 %. Прочность волокон целлюлозы обусловлена тем, что они образованы монокристаллами, в которых макромолекулы упакованы параллельно одна другой. Целлюлоза составляет структурную основу представителей не только растительного мира, но и некоторых бактерий.

Деревья буквально сотканы из целлюлозы
Деревья буквально сотканы из целлюлозы

В животном мире в качестве опорных, структурообразующих полимеров полисахариды «используются» лишь насекомыми и членистоногими. Наиболее часто для этих целей применяется хитин, который служит для построения так называемого внешнего скелета у крабов, раков, креветок. Из хитина деацетилированием получается хитозан, который, в отличие от нерастворимого хитина, растворим в водных растворах муравьиной, уксусной и соляной кислот. В связи с этим, а также благодаря комплексу ценных свойств, сочетающихся с биосовместимостью, хитозан имеет большие перспективы широкого практического применения в ближайшем будущем.

Хитозан в медицине
Хитозан в медицине

Крахмал относится к числу полисахаридов, выполняющих роль резервного пищевого вещества в растениях. Клубни, плоды, семена содержат до 70 % крахмала. Запасаемым полисахаридом животных является гликоген, который содержится преимущественно в печени и мышцах. Прочность стволов и стеблей растений, помимо скелета из целлюлозных волокон, определяется соединительной растительной тканью.

Картофель-один из основных источников крахмала
Картофель-один из основных источников крахмала

  Полимеры-минералы

Графит (от др.-греч. γράφω — пишу) — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Структура слоистая. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии (дигексагонально-дипирамидальный), до тригональной (дитригонально -скаленоэдрический). Слои слабоволнистые, почти плоские, состоят из шестиугольных слоёв атомов углерода. Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые. Образует листоватые и округлые радиально-лучистые агрегаты, реже — агрегаты концентрически-зонального строения. У крупнокристаллических выделений часто треугольная штриховка на плоскостях (0001).

Графит в природе
Графит в природе

Графит известен с древних времён, однако точных сведений об истории его использования получить не удаётся из-за сходства красящих свойств с другими минералами, например, молибденитом. Одним из наиболее ранних свидетельств применения графита является глиняная посуда культуры Боян-Марица (4000 лет до н. э.), раскрашенная с помощью этого минерала. Название «графит» предложено в 1789 году Абраамом Вернером, встречаются также названия «чёрный свинец» (англ. black lead), «карбидное железо», «серебристы й свинец»

На древнейших изделиях боянской культуры применяли графит
На древнейших изделиях боянской культуры применяли графит

Стекловолокно (стеклонить) - волокно или комплексная нить, формуемые из стекла. В такой форме стекло демонстрирует необычные для себя свойства: не бьётся и не ломается, а вместо этого легко гнётся без разрушения. Это позволяет ткать из него - стеклоткань.Стекловолокна естественного происхождения встречаются в местах, где в прошлом происходили извержения вулканов, название данного вида волокон — волосы Пеле. Волосы Пеле имеют химический состав базальтовых пород, имеют включения кристаллов и по физико-механическим свойствам не являются аналогами стекловолокна.

Волосы Пеле развеваются на антенне (Гавайские острова)
Волосы Пеле развеваются на антенне (Гавайские острова)

Тальк - Mg3Si4O10(OH)2 - минерал, кристаллическое вещество. Представляет собой жирный на ощупь рассыпчатый порошок белого (изредка зелёного) цвета. Качество талька определяется его белизной. Для промышленных целей используют молотый тальк, микротальк и т. д. Цвет от белого до светло-зелёного. Блеск жирный, на плоскостях спайности перламутровый. Просвечивается в краях. Спайность весьма совершенная. Тальк открыл учёный Майкл Фарадей. Имеет минимальную (1-2 балла) твёрдость по шкале Мооса. Жирный на ощупь.

Минерал мягче некуда - тальк
Минерал мягче некуда - тальк

Полимеры и окружающая среда

Трудно переоценить значение полимеров в нашей жизни. Полимеры окружают нас буквально со всех сторон: из них состоят пакеты в супермаркетах и одноразовая посуда, корпуса телефонов и другой бытовой техники, автомобильные шины и оконные рамы. Это важнейший материал, из которого сделаны постоянно используемые нами предметы. С другой стороны, полимеры являются естественными компонентами всех живых организмов, в том числе и человека. Широкое применение некоторых синтетических полимеров, например полиэтилена, сопряжено с необходимостью их утилизации.

Пластик давно добрался уже и в водные системы
Пластик давно добрался уже и в водные системы

Известно, что разложение обычного полиэтилена под воздействием света и кислорода может длиться не одну сотню лет. Утилизация полиэтиленовой упаковки и изделий из других синтетических полимеров – одна из глобальных проблем современности.

Такие мусорки обычное дело по всему миру
Такие мусорки обычное дело по всему миру

Развитие системы потребления подтолкнуло человечество к изобретению и производству материалов, которые стоили бы недорого, легко принимали бы нужную форму и были бы максимально универсальными в применении. Современный человек оглянувшись увидит пластик всюду. Однако, как показали исследования еще прошлого века, используемый повсеместно материал представляет большую опасность для человека.

Без слов
Без слов

Именно поэтому часть современных ученых не оставляют попыток подтолкнуть человечество отказаться от пластика. Уже не в первый раз специалисты в своих областях, на сей раз из Соединённых Штатов, Страны восходящего солнца и Туманного альбиона, попытались втолковать о вреде пластиковых изделий, и в этот раз они сделали упор на посуде. Отказываясь верить в доказательства того, что пластик инертен, специалисты утверждают: пластмасса распадается на волокна микроскопического размера, таким образом она попадает в организм человека. Исследования, проведенные чуть ранее, доказали наличие таких волокон в легких, больных раком. Таким образом, отрицать возможность того, что одним из возбудителей рака является пластик, нельзя.

Вполне возможно засилье пластика-косвенная причина рака лёгких
Вполне возможно засилье пластика-косвенная причина рака лёгких

Скромные подсчеты той же группы экспертов указывают на гигантскую цифру в 300 миллионов одних только картриджей для принтеров, сделанных из пластика, которые выбрасываются каждый год. Свалки развитых стран в основном состоят из пластиковых изделий, который тоннами громоздятся друг на друге создавая целые пласты опасной почвы.

Не только Земля, но и мировые воды постепенно засоряются
Не только Земля, но и мировые воды постепенно засоряются

Крупнейшие в этом плане страны — это Китай и США, поскольку они производят огромную часть пластика на планете. Именно эти две страны вызывают наибольшие опасения у специалистов. Так, по некоторым данным, в Северной Америке ежесекундные выбросы пластиковых картриджей составляют до десяти штук.

Попытка достучаться
Попытка достучаться

Эксперты настаивают на максимально быстром решении вопроса о классификации пластмассы в одну из категорий опасных отходов. Они утверждают, что если сильные мира сего прислушаются, то производство пластика, в конечном итоге, может быть остановлено.

Животные тоже страдают
Животные тоже страдают

Специалисты также упоминают о небезопасности пищевых продуктов, которые упакованны в пластик, поскольку такие продукты могут вызывать нарушения в обмене веществ. В этой связи в России начались разговоры о запрете пластиковой тары для газированных напитков. Серьёзной преградой к осуществлению запрета является стоимость альтернативной упаковки. Необходимое количество стекла для замены пластиковой бутылки будет стоить на 15% дороже. Что в конечном итоге ударит по карману покупателя.

Вот столько лет разлагается разный мусор
Вот столько лет разлагается разный мусор

С другой стороны, встаёт вопрос об утилизации пластика. Если исходить из текущих цифр, мы увидим, что около половины из почти 300 миллионов тонн пластмассы, производимой ежегодно, отправляется на свалку. При этом затраты на утилизацию всей этой горы пластика, мягко скажем, не выдающиеся. Например, в США выделяется около полмиллиарда долларов, которые могли бы расходоваться более эффективно, если внедрить современные способы утилизации. Те же меры, которые применяются сейчас, значительно устарели и могут приносить вред здоровью людей.

Большинство способов утилизации устарели и малоэффективны
Большинство способов утилизации устарели и малоэффективны

В сформированном отчёте группа ученых напоминает нам о прецеденте 1989 года, когда ООН признала хлорфторуглероды опасными отходами. Только из-за этого признания производство хладагентов было прекращено и не возобновлялось на протяжении семи лет. Это значительным образом помогло защите озонового слоя нашей планеты. В отчёте подчеркивается, что схожий эффект будет получен, если пластик признать одним видов опасных отходов, таких как едкие или токсичные.

Проблема озонового слоя никуда не делась
Проблема озонового слоя никуда не делась

Существующие способы переработки многих полимеров не совершенны, в связи с этим ряду стран пришлось ограничить их производство. Некоторые полимеры обладают уникальными свойствами – способностью к биоразложению и биологической совместимостью, что делает их предпочтительным, а в отдельных случаях незаменимым материалом во многих отраслях, и позволяет постепенно завоёвывать рынок, вытесняя полимерные материалы, не обладающие данными свойствами.

Символ безвредных пластиков
Символ безвредных пластиков

Источники и ссылки

  Источники текстов, картинок и видео

ru.wikipedia.org - обширная свободная энциклопедия в интернете

investments.academic.ru - словари и энциклопедии на Академике

polimer.net - сайт технических подробностей о полимерах

chem21.info-справочник химика для всех возврастов

chem.msu.su - химический справочник для школьников и студентов

dic.academic.ru - словари и энциклопедии на портале Академик

xumuk.ru - серьёзный сайт о химии в помощь студентам

лена24.рф - личный сайт с разнообразной информацией и учебниками

build2last.ru - строительные материалы, компании, статьи о полимерах

.bibliotekar.ru - электронная онлайн-библиотека Библиотекарь

postnauka.ru - научно-популярный сайт, интересно о науке

chemicalnow.ru - интересный мир химии для всех возврастов

ngpedia.ru - Большая Энциклопедия Нефти Газа

polymery.ru - новые технологии переработки пластмасс

school-collection.edu.ru - коллекция образовательных материалов для студентов

otvet.mail.ru - сервис обмена опыта между пользователями

ego-blog.ru - блог эгоиста, о том что задело

bestreferat.ru - рефераты на любую тему для студентов

xexe.club - познавательный сайт на разную тематику

teijin-russia.ru - русскоязычный сайт группы компаний Teijin

resinex.ru - дистрибьютер пластиков и эластомеров, сведения о компаниях

polymer.by -всё о полимерах, производители, торговля, производители

scubanet.kr - журнал о природе и путешествиях, экологических проблемах

sznm.ro - научно-познавательеный, археологический сайт Румынии

myshared.ru - понятные презентации на любую тему

aquatherm.by - продажа полимеров, компании, статьи о полимерах

polikonta.by - краски для полимеров, вспененные полимеры

popmech.ru - популярная механика, научно-познавательный сайт

allforchildren.ru - познавательный сайт о разном для детей и взрослых

yoursystemeducation.com - онлайн тесты ЦТ всех лет

polymers-money.com - журнал о полимерной индустрии в Украине и странах СНГ

parma-l.com - полимеры в строительстве, различные технологии

medvestnik.by - актуальный медицинский вестник, здоровье и безопасность

e-reading.club - онлайн-библиотека различных книг

meduniver.com - сайт о медицине, актуальные статьи и новости

gturp.spb.ru - сайт Санкт-Петербургского Университет растительных полимеров

  Ссылки на интернет-сервисы

forexaw.com - информационно-аналитический портал по финансовым рынкам

youtube.com - ютуб, самый крупный видеохостинг в мире

Гугл.ru - крупнейшая поисковая система в мире

economic-definition-com-video.google.com - поиск видео в интернете черег Google

translate.google.ru - переводчик от поисковой системы Google

maps.google.ru - карты от Google Inc. для поиска мест описываемых в материале

Yandex.ru - крупнейшая поисковая система в Российской Федерации

wordstat.yandex.ru - сервис от Яндекса позволяющий анализировать поисковые запросы

economic-definition-com-video.yandex.ru - поиск видео в интернете через Яндекс

images.yandex.ru - поиск картинок через сервис Яндекса

maps.yandex.ru- карты от Яндекса для поиска мест описываемых в материале

  Создатель статьи

Создателем данной статьи является Фома Киняев

vk.com/id332052092- профиль создателя статьи ВКонтакте

plus.google.com/u/1/114413574658912812182/posts?hl=ru - профиль создателя статьи в Google Плюс

my.mail.ru/mail/foma.kiniaev.de.piento/ - профиль создателя статьи в Мой Мир

Твиттер.com/Foma_Kiniaev_ - профиль создателя статьи в Twitter

Фейсбук.com/profile.php?id=100010625076512 - профиль создателя статьи в Фейсбук

ok.ru/profile/572040484026 - профиль создателя статьи в Одноклассниках

fomakiniaev.livejournal.com - профиль создателя статьи в Livejournal

Корректировщик статьи - Джейкоб

Рецензент статьи - профессор, д. э. н. Хайзенберг

Главный редактор ForexAW.com - Варис смотрящий