ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перспективы развития химии и технологии элементоорганических полимеров из "Технология элементоорганических мономеров и полимеров Издание 2" Элементоорганические соединения по свойствам и строению значительно отличаются и от органических, и от неорганических соединений — они занимают промежуточное положение. Элементоорганические соединения в природе встречаются редко, их получают исключительно синтетическим путем. [c.14] В химии живых организмов роль элементоорганических соединений еще не совсем ясна, тем не менее можно с уверенностью сказать, что соединения кремния, фосфора и других элементов играют существенную роль в жизнедеятельности и метаболизме живых организмов, стоящих на высоком уровне эволюционного развития, в частности человека. В организме человека и животных кремнийсодержащие соединения присутствуют в различных формах, в том числе в виде кремнийорганических и комплексных соединений, растворимых в органических растворителях. Тем не менее для кремнийорганических соединений известен лишь один случай обнаружения их в природе— из перьев птиц выделен индивидуальный эфир ортокремневой кислоты состава 51(ОСз4Нбэ)4. Большую роль в химии живых организмов играют фосфорорганические соединения, в первую очередь эфиры фосфорной и полифосфорной кислот. Так, аденозинтрифосфат (АТФ) содержится в живой ткани и играет жизненно важную роль в качестве источника энергии. [c.14] У элементоорганических соединений можно выделить несколько характерных особенностей, принципиально отличающих их от соединений углерода. [c.14] Полинг Л., Полинг П. Химия. Пер. с англ./Под ред. М. Л. Карапетьянца. Мир., М., 1978, с. 156. [c.15] Примечание. Электроотрицательность элемента может существенно изменяться в зависимости ОТ вида и числа присоединенных к нему групп или атомов. [c.15] Как видно из табл. 2, наименьшая энергия у связей Аз—Аз, 51—51, Р—Р и В—В, которые поэтому более склонны к термическому расщеплению, чем связи Р—С, 81—С, В—С и С—С. Еще большей энергией обладают связи Аз—О, Р—О, 51—О и В—О, поэтому большинство важнейших элементоорганических олигомеров и полимеров, нашедших практическое применение, характеризуется именно наличием силоксановых, алюмоксано-вых, борсилоксановых и подобных группировок в цепях. [c.15] Полинг Л., Полинг П. Химия, Пер. с англ,/Под ред, М, Л, Карапетьянца. Мнр, М., 1973, с. 644. [c.16] Как известно, органические соединения, содержащие две гидроксильные группы у одного атома углерода, встречаются редко более электроположительные элементы, напротив, способны удерживать не только две, но и три гидроксильные группы. При попытке получить органические соединения с двумя гидроксильными группами они обычно отщепляют молекулу воды и образуют альдегиды или кетоны. Ди- и тригидроксипроиз-водные электроположительных элементов к подобному превращению не способны (из-за невозможности образования прочной двойной связи у атомов этих элементов ), вследствие чего элементоорганическая химия не знает соединений, аналогичных органическим альдегидам и кетонам. [c.17] Но несмотря на это следует подчеркнуть, что потребность в элементоорганических мономерах и полимерах из года в год возрастает. Это объясняется комплексом их ценных свойств, и подчас введение весьма небольших количеств соответствующих элементоорганических соединений в различные композиционные составы или материалы позволяет существенно улучшить их эксплуатационные, показатели. Поэтому несмотря на относительно высокую стоимость элементоорганических соединений, их применение выгодно не только технически, но и экономически. Можно. привести такой пример по подсчетам экономистов, полное удовлетворение потребностей народного хозяйства страны только в кремнийорганических продуктах может дать экономический эффект примерно 2 млрд. руб. в год. [c.18] Одна из важнейших современных особенностей научно-технического прогресса — широкое использование полимеров и материалов на их основе практически во всех областях народного хозяйства и в быту, причем диапазон применения синтетических материалов из года в год расширяется. Поэтому для дальнейшего развития народного хозяйства требуется увеличивать производство разнообразных полимерных материалов с комплексом ценных свойств. Исходными веществами для многих полимерных материалов являются синтетические элементоорганические олигомеры и полимеры, используемые в производстве пластических масс, герметиков и резин, лакокрасочных, антикоррозионных и других покрытий, электроизоляционных, смазочных и строительных материалов и т. д. Сейчас трудно найти отрасль народного хозяйства, в которой не применялись бы элементоорганические соединения, так как они сочетают ценные технические свойства с удобными и высокопроизводительными методами переработки в материалы и изделия самой различной формы и габаритов, что и обеспечивает элементоорганическим олигомерам и полимерам большое будущее. [c.18] Карбоцепные высокополимеры (цепи которых построены только нз атомов углерода), как правило, недостаточно тепло- и атмосферостойки, поэтому химики-синтетики всегда стремились к синтезу новых, более тепло- и атмосферостойких полимеров. Это стремление и явилось одной из причин создания высокомолекулярных соединений, цепи которых состоят из атомов различных элементов (51, А1, В, И и др.) и кислорода или азота. [c.18] Эти проблемы можно успешно решить путем поиска методов синтеза новых полимеров с разнообразной структурой молекул, модифицированием известных полимеров, а также легированием полимеров путем небольших добавок веществ, отличных по составу от полимера. [c.19] В связи с широким использованием высокомолекулярных соединений-в виде различных неметаллических материалов, применяемых, в частности, в местах значительного скопления людей, серьезной проблемой в настоящее время является создание неметаллических материалов, не поддерживающих горение или полностью негорючих. [c.19] Чрезвычайно интересными для разработки термостойких неметаллических материалов являются полимеры со структурой II и III. Такие блоки могут полимеризоваться без выделения летучих веществ и, следовательно, обеспечить контактное формование стекло- и асбопластиков, а сополимеры, в которых сочетаются структуры II и III, по-видимому, способны превращаться в сетчатые полимеры, у которых в узлах сетки между линейными участками будут находиться циклические или полициклические кремнийорганические группировки. В этом случае узлы сетки в зависимости от размера и структуры цикла могут подвергаться конформационным переходам под нагрузкой, и, следовательно, жесткость узлов будет резко отлична от той, которая типична для сетчатых полимеров, изучаемых в настоящее время и имеющих обычно-углеродные атомы в узлах сетки. [c.20] В этом случае сочетание в линейных цепях фрагментов с гиб-кими и жесткими цепями молекул может привести к синтезу эластомеров и пластомеров с более высокой термической стабильностью. [c.21] Следует также развивать процессы получения наполненных полимеров в ходе самого их синтеза, что экономически целесообразно и оправдано. В лабораториях советских ученых уже разработан процесс получения наполненных электропроводящих кремнийорганических резин указанным методом. [c.22] В заключение следует отметить, что химия синтетических элементоорганических полимеров — молодая наука, и хотя она не полностью смогла охватить широкие горизонты (которые она уже частично открыла), ей еще много предстоит открыть в будущем. Возможности химии элементоорганических полимеров, а следовательно, и развития их производства поистине неограниченны. Если вначале синтетические полимеры появились как результат подражания природным соединениям и для их замены, то сейчас синтезировано много таких полимеров, которые являются результатом творчества ученых и инженеров и не имеют аналогов в природе. [c.22] Вернуться к основной статье