ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения и классификация неорганических полимерных материалов из "Неорганические полимерные материалы на основе оксидов кремния и фосфора" Различают неорганические полимеры линейного (цепного), плоскостного (слоистого), пространственного (трехмерного) строения [78]. В полимерах первых двух видов макромолекулы могут быть связаны между собой слабыми ван-дер-ваальсовыми силами, водородными или ионными связями. Если межмолекулярное взаимодействие преимущественно обусловлено силами ван-дер-ваальса и водородными связями, то полимерные цепи сохраняют гибкость. Но на пути создания подобных материалов стоят большие трудности, обусловленные прежде всего характером химической связи между самими атомами. Межмолекулярные взаимодействия ионного характера, основанные на эффективном многократном образовании поперечных связей благодаря силам кулоновского взаимодействия между полианионными цепями и катионами, являются весьма значительными. Такое взаимодействие характерно для большинства неорганических стекол полифосфатных, силикатных, боратных. [c.5] Материалы эти отличаются твердостью, жесткостью. Эластичные свойства проявляются только при высоких температурах. [c.5] В трехмерных полимерах полианионные цепи соединены в единую полимерную сетку. [c.5] Основные неорганические стеклообразные системы по классификации Коршака могут быть отнесены к гетероцепным полимерам [79]. [c.5] Неорганические полимеры в последовательности, предусмотренной Периодической системой, впервые рассмотрели Берлин и Парини [80, 81. [c.5] Следует отметить, что основные стеклообразующие элементы в таблице Д.И. Менделеева расположены от второго до пятого периодов, принадлежащие к П1Г-УГ подгруппам, а именно В, 81, Се, Р, Ав. [c.5] Другие элементы, которые также могут быть отнесены к стеклообразующим О, 8, 8е, Те, С. [c.5] Приведем та 1ицу электроотрицательностей элементов (табл. 1) и график (рис. 1), позволяющий определить процент ковалентного характера связи по данным Полинга [85] и других авторов [86,87]. [c.6] Электроотрицательность — термин, характеризующий способность атома в соединении притягивать к себе электроны. Разность электроотрицательностей пропорциональна сумме энергии ионизации более электроположительного атома и сродства к электрону более электроотрицательного атома. [c.6] Разность злектроогрицательностей атомов кислорода и кремния из та . 1 равна 1,7, отсюда из графика степень ионного характера связи 8Ю составляет 0,5,или 50%, соответственно ковалентность связи 50%. Для связей кислород—бор и кислород—фосфор разности электроотрицательностей соответственно равны 1,5 и 1,4, отсюда ковалентности связей равны 58 и 60%. [c.7] Говоря о частично ионных связях, не следует проводить аналогию с квантово-волновым дуализмом, потому что в этом случае можно прийти к ошибочному толкованию, например, что электрон нах, %, является частицей, а нг у, %, - волной (х + у = 100). Представления о частично ионных связях позволяют количественно характеризовать степень поляризации ковалентных связей или, точнее, вероятность обнаружить валентные электроны в состоянии обменного или кулонового (ионного, гетеро полярно го) взаимодействия. [c.7] Возможность перевода вещества из жидкого состояния в стеклообразное определяется для каждого конкретного продукта скоростью охлаждения расплава. Будем рассматривать стекловидные мате риалы, критические скорости охлаждения которых порядка 10° —10 к/с. [c.7] В классификации (табл. 2) даются основной элементный состав, повторяющаяся группа, характеризуется строение стекла, указьшаются особенности свойств и условия получения. Стекла с одинаковой ковалентностью сгруппированы в 10 групп. Внутри каждой группы стекла подразделяются на три класса с учетом наличия замещающих элементов в полимерном каркасе и модифицирующих элементов. Расположение групп последовательное. Вначале рассматриваются стекла с ковалентным типом связи, далее с ионно-ковалентным - с нарастающей степенью ионного характера связи. Расположение в классах — по мере усложнения основного элементного состава и повторяющейся структурной группы. [c.7] По табл. 2 представляется возможным проследить некоторые причинно-следственные зависимости свойств материалов от характера химической связи. Классификация может быть полезной, например при выполнении работ по синтезу стеклообразных веществ со специальными свойствами. В частности, имеется ряд групп гипотетических стекол [группа 2 - ковалентность химической связи 96%, группа 3 (классы 1, 2, 3) -ковалентность 93%, группа 5 — ковалентность 90% и др.], которые являются перспективными с точки зрения синтеза нехрупких стекол. В ближайшие годы следует ожидать интенсификации работ по этим типам материалов. Их синтез возможен в атмосфере инертного газа или в вакууме. [c.7] Инвертные, карбонатные, нитратные, сульфатные и др. [c.15] Следует иметь ввиду, что с возрастанием поляризации ковалентной связи, как правило, повышается их способность к различным реакциям замещения при атаке нуклеофильными или электрофильными агентами. Требуемая стабилизация для этих соединений обеспечивается формированием в материале пространственных структур с двух- или трехмерной периодичностью. [c.16] Для цепных или умеренно сетчатых неорганических полимеров привычные проявления высокоэластичного состояния заэкранированы чрезвычайно сильными межмолекулярными взаимодействиями, эти соединения чаще всего находятся в твердом (стеклообразном) состоянии. [c.16] Из рассмотренных групп неорганических полимерных материалов наибольшую практическую значимость в настоящее время приобрели силикаты (группа 9 — ковалентность 50%) и полифосфаты (группа 7 — ковалентность 60%). [c.16] Вернуться к основной статье