Вопрос 44.

Синтез новых хим материалов. Химия макромолекул. Химия экстремальных состояний.

СИНТЕЗ НОВЫХ ХИМ МАТЕРИАЛОВ

Современную материально-техническую базу произ-ва на 90% составляют всего лишь два вида материалов: Ме и керамика. До недавнего t Ме оставался материальной основой машиностроения, железных дорог, линий электропередач и т.п. А керамика служила основой строительства зданий, произ-ва посуды и домашней утвари. Но теперь открывается возможностей замены Ме керамикой по двум причинам: произ-во керамикинамного легче в техническом отношении и выгоднее экономически, и, главное, керамика во многих случаях оказывается более подходящим конструкционным материалом.

Преимущества керамики:

1. плотность на 40% ниже плотности Ме, что позволяет снизить массу изделий.

2. С применением новых хим эл-тов – Zr, B, Ti, Ge, Cr, Mo, W- синтезируют огнеупорную, термостойкую, химостойкую и высокотвердую керамику.

3. Сверхпроводимость при высоких температурах. Тоже с помощью добавления различ хим эл-тов.

Синтезируются и др элементоорганические в-ва, обладающие отличными харак-ками. # химия кремнийорганических соединений позволила создать произ-во полимеров, обладающих огнезащитными, водоотталкивающими и др ценными св-вами.

ХИМИЯ МАКРОМОЛЕКУЛ.

Это химия полимеров. Полимеры бывают природные– продукт жизнедеятельности орг-ма (клетчатка), искусственные – из природных материалов(ацетатный шелк из целлюлозы), синтетические– синтез из орган или неорган в-в (аналогов в природе нет). Сейчас полимеры очень распространены. Сущ-ет два пути получения полимеров:

1. р-ция полимеризации. Полимер получаешь быстро, но исх в-ва должны быть очень чисты, т.к. эта р-ция чувствительна к примесям.

2. Р-ция поликонденсации – постепенное присоединение мономеров. Не особенно чувст-на к примесям. Промежуточные в-ва очень устойчивы, еще выделяется низкомолекул. в-во.

В 1994г 94% всех полимеров составляют синтетические. Их св-ва:

- стойкость к окислителям

- стойкость к растворению

- электроизоляционные свойства

- простота получения

недостаток: ксенобиотизм – засоряют наши свалки, т.к. они не съедобны длы бактерий.

ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ ХИМИЯ

При взаимод-вии реагентов с кат-ром происходит ослабление исх хим связей. Оно возможно при энергетической активизации реагента, кот-я достигается при тепловом либо радиоактивном воздействии, хар-щимся большой величиной Е. Вопросами энергетической активизации реагента занимается химия экстремальных состояний, которая включает плазмохимию, радиационную химию, химию высоких Е, Т и давлений.

Плазмохимия изучает процессы в низкотемп-ой плазме. Скорость р-ции увеличивается в млн раз. # метановый плазмотрон с произ-тью 75т ацетилена в сутки имеет крохотные размеры: длина 65см, диаметр 15см. такой плазмотрон заменяет целый завод. А энергозатраты составляют 75кВт·ч на 1кг СН≡СН.

радиационная химия– исследование влияния жестких лучей на протекание хим р-ций. Можно их использовать вместо кат-ров в р-ции полимеризации, срок технич способности полимеров растет. Это сравнительно молодая отрасль, ей около 40 лет. Первые опыты были связаны с облучением полиэтилена гамма-лучами. Прочность полиэтилена при этом существенно возросла.

химия высоких Е, Т и давлений очень важна в методе порошковой металлургии, суть которого заключается в прессовании и сжатии при высокой температуре металлич порошков. При этом Т=1200-2000^оС, а процесс спекания длится неск часов. Это гораздо проще реализуется при горении одного Ме в др, Ме в азоте, углероде и т.п. в рез-те такого синтеза получены сотни тугоплавких соединений превосходного кач-ва: карбиды Ме, бориды, селениды, алюминиды.