Polimerii și tabelul de aplicații ale acestora. Aplicații ale materialelor polimerice

Acasă

Hazna

Polimerii sau macromoleculele sunt molecule foarte mari formate din legăturile multor molecule mici, care sunt numite unități constitutive sau monomeri. Moleculele sunt atât de mari încât proprietățile lor nu se schimbă semnificativ atunci când câteva dintre aceste unități sunt adăugate sau îndepărtate. Termenul „materiale polimerice” este generic. Combină trei grupe largi de materiale plastice sintetice și anume: polimeri; materialele plastice și varietatea lor morfologică - materiale compozite polimerice (PCM) sau, așa cum se mai numesc, materiale plastice armate. Lucrul comun pentru grupurile enumerate este că partea lor obligatorie este componenta polimerică, care determină principalele deformații termice și proprietăți tehnologice ale materialului. Componenta polimerică este o substanță organică cu molecule înalte obținute ca urmare a unei reacții chimice între moleculele substanțelor inițiale cu molecul scăzut - monomeri.

Polimerii sunt de obicei numiți substanțe cu molecul mare (homopolimeri) cu aditivi introduși în ei și anume stabilizatori, inhibitori, plastifianți, lubrifianți, antiradii etc. Din punct de vedere fizic, polimerii sunt materiale homofazate, păstrând toate caracteristicile fizice și chimice inerente homopolimerilor.

Materialele plastice sunt materiale compozite bazate pe polimeri care conțin umpluturi dispersate sau cu fibre scurte, pigmenți și alte componente în vrac. Materialele de umplutură nu formează o fază continuă. Ele (mediul de dispersie) sunt situate în matricea polimerică (mediul de dispersie). Din punct de vedere fizic, materialele plastice sunt materiale heterofazice cu macroproprietăți fizice izotrope (aceleași în toate direcțiile).

Materialele plastice pot fi împărțite în două grupe principale - termoplastice și termosecuri. Materialele termoplastice sunt cele care, odată modelate, pot fi topite și turnate din nou; termorigide, turnate o singură dată, nu se mai topesc și nu pot lua altă formă sub influența temperaturii și presiunii. Aproape toate materialele plastice folosite în ambalaje sunt termoplastice, cum ar fi polietilena și polipropilena (membri ai familiei poliolefinelor), polistirenul, clorură de polivinil, tereftalat de polietilen, nailon (nylon), policarbonat, acetat de polivinil, alcool polivinilic și altele.

Materialele plastice pot fi, de asemenea, clasificate în funcție de metoda utilizată pentru polimerizarea lor în polimeri obținuți prin adăugare la policondensare. Polimerii de adiție sunt produși printr-un mecanism care implică fie radicali liberi, fie ioni, prin care moleculele mici sunt adăugate rapid la lanțul de creștere fără formarea de molecule însoțitoare. Polimerii de policondensare sunt produși prin reacția grupărilor funcționale din molecule între ele, astfel încât un lanț polimeric lung este format pas cu pas și un coprodus cu greutate moleculară mică, cum ar fi apa, este de obicei format în timpul fiecărei etape de reacție. Majoritatea polimerilor de ambalare, inclusiv poliolefinele, clorura de polivinil și polistirenul, sunt polimeri de adiție.

Proprietățile chimice și fizice ale materialelor plastice sunt determinate de compoziția lor chimică, greutatea moleculară medie și distribuția greutății moleculare, istoricul procesării (și utilizării) și prezența aditivilor.

Materialele armate cu polimeri sunt un tip de materiale plastice. Ele diferă prin faptul că folosesc materiale de umplutură nu dispersate, ci de întărire, adică de armare (fibre, țesături, panglici, pâslă, monocristale), care formează o fază continuă independentă în PCM. Varietăți separate de astfel de PCM-uri sunt numite materiale plastice laminate. Această morfologie face posibilă obținerea de materiale plastice cu foarte mare rezistență la deformare, oboseală, electrofizice, acustice și alte caracteristici țintă care îndeplinesc cele mai înalte cerințe moderne.

Reacția de polimerizare este adăugarea secvențială a moleculelor de compuși nesaturați unul la altul cu formarea unui produs cu greutate moleculară mare - un polimer. Moleculele de alchenă care suferă polimerizare se numesc monomeri. Numărul de unități elementare care se repetă într-o macromoleculă se numește grad de polimerizare (notat cu n). În funcție de gradul de polimerizare, din aceiași monomeri se pot obține substanțe cu proprietăți diferite. Astfel, polietilena cu lanț scurt (n = 20) este un lichid cu proprietăți lubrifiante. Polietilena cu o lungime a lanțului de 1500-2000 de zale este un material plastic dur, dar flexibil, din care se pot obține pelicule, se pot realiza sticle și alte ustensile, țevi elastice etc. În sfârșit, polietilena cu o lungime țintă de 5-6 mii de zale. este o substanță solidă din care se pot prepara produse turnate, țevi rigide, fire puternice.

Dacă un număr mic de molecule iau parte la reacția de polimerizare, atunci se formează substanțe cu molecularitate scăzută, de exemplu, dimeri, trimeri etc. Condițiile pentru apariția reacțiilor de polimerizare sunt foarte diferite. În unele cazuri sunt necesari catalizatori și presiune înaltă. Dar principalul factor este structura moleculei de monomer. Compușii nesaturați (nesaturați) intră în reacția de polimerizare din cauza ruperii legăturilor multiple. Formulele structurale ale polimerilor sunt scrise pe scurt după cum urmează: formula unității elementare este cuprinsă între paranteze și litera n este pusă în dreapta jos. De exemplu, formula structurală a polietilenei este (-CH2-CH2-) n. Este ușor de concluzionat că denumirea polimerului este compusă din numele monomerului și prefixul poli-, de exemplu, polietilenă, clorură de polivinil, polistiren etc.

Polimerizarea este o reacție în lanț și, pentru a începe, este necesară activarea moleculelor de monomer cu ajutorul așa-numiților inițiatori. Astfel de inițiatori de reacție pot fi radicali liberi sau ioni (cationi, anioni). În funcție de natura inițiatorului, se disting mecanismele de polimerizare radicalică, cationică sau anioică.

Cei mai comuni polimeri de hidrocarburi sunt polietilena și polipropilena.

Polietilena se obține prin polimerizarea etilenei: Polipropilena se obține prin polimerizarea stereospecifică a propilenei (propenei). Polimerizarea stereospecifică este procesul de obținere a unui polimer cu o structură spațială strict ordonată. Mulți alți compuși sunt capabili de polimerizare - derivați ai etilenei, având formula generală CH2 = = CH-X, unde X sunt diferiți atomi sau grupuri de atomi.

Tipuri de polimeri:

Poliolefinele sunt o clasă de polimeri de aceeași natură chimică (formula chimică -(CH2)-n) cu o structură spațială diversă a lanțurilor moleculare, inclusiv polietilena și polipropilena. Apropo, toți carbohidrații, de exemplu, gazul natural, zahărul, parafina și lemnul, au o structură chimică similară. În total, în lume sunt produse anual 150 de milioane de tone de polimeri, iar poliolefinele reprezintă aproximativ 60% din această cantitate. În viitor, poliolefinele ne vor înconjura într-o măsură mult mai mare decât în prezent, așa că este util să le aruncăm o privire mai atentă.

Complexul de proprietăți al poliolefinelor, inclusiv rezistența la ultraviolete, oxidanți, rupere, perforare, contracție în timpul încălzirii și ruperii, variază într-o gamă foarte largă în funcție de gradul de întindere orientativă a moleculelor în procesul de obținere a materialelor și produselor polimerice. .

În special, trebuie subliniat faptul că poliolefinele sunt mai curate din punct de vedere ecologic decât majoritatea materialelor folosite de om. În producția, transportul și prelucrarea sticlei, lemnului și hârtiei, betonului și metalului, se folosește multă energie, a cărei producție poluează inevitabil mediul. Aruncarea materialelor tradiționale eliberează și substanțe nocive și risipește energie. Poliolefinele sunt produse și eliminate fără emisie de substanțe nocive și cu un consum minim de energie, iar la arderea poliolefinelor, o cantitate mare de căldură netă este eliberată cu subproduse sub formă de vapori de apă și dioxid de carbon. Polietilenă

Aproximativ 60% din toate materialele plastice folosite pentru ambalare sunt polietilenă, în principal datorită costului redus, dar și datorită proprietăților sale excelente pentru multe aplicații. Polietilena de înaltă densitate (HDPE - joasă presiune) are cea mai simplă structură dintre toate materialele plastice, constă din unități repetate de etilenă. -(CH2CH2)n- polietilenă de înaltă densitate. Polietilena de joasă densitate (LDPE - presiune înaltă) au aceeași formulă chimică, dar diferă prin faptul că structura sa este ramificată. -(CH2CHR) n- polietilenă de joasă densitate unde R poate fi -H, -(CH2)nCH3 sau ramificare secundară mai complexă.

Polietilena, datorită structurii sale chimice simple, se pliază cu ușurință într-o rețea cristalină și, prin urmare, tinde să aibă un grad ridicat de cristalinitate. Ramificarea lanțului interferează cu această capacitate de a cristaliza, rezultând mai puține molecule pe unitate de volum și, prin urmare, o densitate mai mică.

LDPE - polietilenă de înaltă presiune. Plastic, ușor mat, ceros la atingere, prelucrat prin extrudare în film tubular suflat sau în film plat printr-o matriță plată și o rolă răcită. Filmul LDPE este puternic la tensiune și compresie, rezistent la impact și rupere, puternic la temperaturi scăzute. Are o caracteristică - o temperatură de înmuiere destul de scăzută (aproximativ 100 de grade Celsius).

HDPE - polietilenă de joasă presiune. Filmul HDPE este dur, durabil, mai puțin ceros la atingere în comparație cu foliile LDPE. Obținut prin extrudare cu manșon suflat sau extrudare cu manșon plat. Temperatura de înmuiere de 121°C permite sterilizarea cu abur. Rezistența la îngheț a acestor filme este aceeași cu cea a foliilor HDPE. Rezistența la întindere și compresie este mare, iar rezistența la impact și rupere este mai mică decât cea a filmelor LDPE. Filmele din HDPE reprezintă o barieră excelentă împotriva umezelii. Rezistent la grăsimi, uleiuri. Geanta de tricou „foșnet” („foșnet”) în care îți împachetezi cumpărăturile este din HDPE.

Există două tipuri principale de HDPE. Tipul „mai vechi”, produs mai întâi în anii 1930, polimerizează la temperaturi și presiuni ridicate, condiții suficient de energice pentru a permite apariția marcată a reacțiilor în lanț care duc la formarea de ramuri, atât catene lungi, cât și scurte. Acest tip de HDPE este uneori denumit polietilenă de înaltă presiune (LDPE, HD-HDPE, din cauza presiunii înalte) dacă este necesar să-l distingem de polietilena liniară de joasă presiune, tipul „mai tânăr” de LDPE. La temperatura camerei, polietilena este un material destul de moale și flexibil. Reține bine această flexibilitate în condiții de frig, deci este aplicabilă în ambalajele pentru alimente congelate. Cu toate acestea, la temperaturi ridicate, cum ar fi 100°C, devine prea moale pentru unele aplicații. HDPE are un punct de fragilitate și de înmuiere mai mare decât LDPE, dar încă nu este un recipient potrivit pentru umplere la cald.

Aproximativ 30% din toate materialele plastice folosite pentru ambalare sunt HDPE. Este cel mai utilizat plastic din sticle, datorită costului scăzut, ușurinței de turnare și performanței excelente în multe aplicații. În forma sa naturală, HDPE are un aspect alb lăptos, translucid și, prin urmare, nu este potrivit pentru aplicații în care este necesară o transparență excepțională. Un dezavantaj al utilizării HDPE în unele dintre aplicații este tendința sa de fisurare prin stres, definită ca defecțiunea unui recipient din plastic în condiții atât de solicitare, cât și de contact cu produsul, care singur nu duce la defecțiune. Fisurarea prin stres de mediu în polietilenă este legată de cristalinitatea polimerului.

LDPE este cel mai utilizat polimer de ambalare, reprezentând aproximativ o treime din toate materialele plastice de ambalare. Datorită cristalinității sale scăzute, este un material mai moale, mai flexibil decât HDPE. Este materialul de alegere pentru filme și genți datorită costului redus. LDPE are o claritate mai bună decât HDPE, dar încă nu are claritatea cristalului de dorit pentru unele aplicații de ambalare.

PP - polipropilenă. Claritate excelentă (cu răcire rapidă în timpul modelării), punct de topire ridicat, rezistență chimică și la apă. PP permite trecerea vaporilor de apă, ceea ce îl face indispensabil pentru ambalarea alimentelor „anti-aburire” (pâine, ierburi, produse alimentare), precum și în construcții pentru izolarea hidro-vânt. PP este sensibil la oxigen și oxidanți. Este prelucrat prin extrudare prin suflare sau printr-o matriță plată cu turnare pe un tambur sau răcire într-o baie de apă. Are transparență și luciu bune, rezistență chimică ridicată, în special la uleiuri și grăsimi, nu crapă sub influența mediului.

PVC - clorură de polivinil. În forma sa pură, este rar folosit din cauza fragilității și neelasticității. Ieftin. Poate fi procesat într-un film prin extrudare suflată sau extrudare cu fantă plată. Topitura este foarte vâscoasă. PVC-ul este instabil termic și coroziv. Când este supraîncălzit și arde, eliberează un compus de clor foarte toxic - dioxina. Răspândită în anii 60 și 70. Este înlocuit cu polipropilenă mai ecologică.

Identificarea polimerului

Consumatorii de filme polimerice se confruntă foarte des cu sarcina practică de a recunoaște natura materialelor polimerice din care sunt fabricate. Principalele proprietăți ale materialelor polimerice, așa cum este bine cunoscut, sunt determinate de compoziția și structura lanțurilor lor macromoleculare. Prin urmare, este clar că pentru identificarea filmelor polimerice în prima aproximare, poate fi suficientă estimarea grupărilor funcționale care alcătuiesc macromoleculele. Unii polimeri, datorită prezenței grupărilor hidroxil (-OH), au tendința de a forma molecule de apă. Aceasta explică higroscopicitatea ridicată, de exemplu, a peliculelor de celuloză și o schimbare vizibilă a caracteristicilor lor de performanță atunci când sunt umezite. Alți polimeri (tereftalat de polietilenă, polietilene, polipropilenă etc.) nu au deloc astfel de grupe, ceea ce explică rezistența lor destul de bună la apă.

Prezența anumitor grupări funcționale într-un polimer poate fi determinată pe baza metodelor de cercetare instrumentală existente și fundamentate științific. Cu toate acestea, implementarea practică a acestor metode este întotdeauna asociată cu costuri de timp relativ mari și se datorează disponibilității unor tipuri adecvate de echipamente de testare destul de costisitoare, care necesită calificări adecvate pentru utilizarea sa. În același timp, există metode practice destul de simple și „rapide” pentru recunoașterea naturii filmelor polimerice. Aceste metode se bazează pe faptul că filmele polimerice din diferite materiale polimerice diferă unele de altele prin caracteristicile lor externe, proprietățile fizice și mecanice, precum și în ceea ce privește încălzirea, natura arderii lor și solubilitatea în solvenți organici și anorganici.

În multe cazuri, natura materialelor polimerice din care sunt fabricate filmele polimerice poate fi determinată de caracteristici externe, în studiul cărora ar trebui să se acorde o atenție deosebită următoarelor caracteristici: starea suprafeței, culoarea, luciul, transparența, rigiditatea și elasticitatea, rezistență la rupere, etc. De exemplu, peliculele neorientate din polietilenă, polipropilenă și clorură de polivinil sunt ușor de întins. Filmele din poliamidă, acetat de celuloză, polistiren, polietilenă orientată, polipropilenă, clorură de polivinil nu se întind bine. Filmele de acetat de celuloză nu sunt rezistente la rupere, se desprind ușor într-o direcție perpendiculară pe orientarea lor și, de asemenea, foșnesc atunci când sunt zdrobite. Pelicule mai rezistente la rupere din poliamidă și lavsan (tereftalat de polietilenă), care foșnesc și când sunt zdrobite. În același timp, foliile din polietilenă de joasă densitate, clorură de polivinil plastifiată nu foșnesc la zdrobire și au rezistență ridicată la rupere. Rezultatele studierii caracteristicilor externe ale peliculei polimerice studiate trebuie comparate cu caracteristicile prezentate în tabel. 1, după care se pot trage deja câteva concluzii preliminare.

Tabelul 1. Semne externe

Tip de polimer	Semne mecanice	Starea suprafeței la atingere	Culoare	Transparenţă	Strălucire
	Moale, elastic, rezistent la rupere	Moale, neted	Incolor	transparent
		Puțin uleios, neted, dulce	Incolor	translucid
	Rigidă, ușor elastică, rezistentă la rupere	Uscat, neted	Incolor	translucide sau transparente
	Dur, rezistent la rupere	Uscat, neted	Incolor	transparent
	Moale, rezistent la rupere	Uscat, neted	Incolor	transparent
	Rigid, rezistent la rupere		Incolor	transparent
		Uscat, neted	Incolor sau galben deschis	translucid
	Rigid, slab rezistent la rupere	Uscat, neted, foarte foșnet	Incolor sau cu o nuanță albăstruie	transparent
	Rigid, slab rezistent la rupere	Uscat, neted, foarte foșnet	Incolor, cu o nuanță gălbuie sau albăstruie	foarte transparent
	Rigid, nu rezistent la rupere	Uscat, neted	Incolor	foarte transparent
Celofan	Rigid, nu rezistent la rupere	Uscat, neted	Incolor	foarte transparent

Cu toate acestea, deoarece este ușor de înțeles din analiza datelor prezentate în tabel. 2, nu este întotdeauna posibil să se stabilească fără ambiguitate natura polimerului din care filmul este realizat prin semne externe. În acest caz, este necesar să se încerce cuantificarea unor caracteristici fizice și mecanice ale probei existente de film polimeric. După cum se poate observa, de exemplu, din datele prezentate în tabel. 2, densitatea unor materiale polimerice (LDPE, HDPE, PP) este mai mică decât unitatea și, prin urmare, mostrele acestor filme ar trebui să „plutească” în apă. Pentru a clarifica tipul de material polimeric din care este realizat filmul, densitatea probei existente ar trebui determinată prin măsurarea greutății acesteia și calcularea sau măsurarea volumului acesteia. Rafinarea naturii materialelor polimerice este, de asemenea, facilitată de date experimentale privind caracteristicile fizice și mecanice precum rezistența finală și alungirea în tensiune uniaxială, precum și temperatura de topire (Tabelul 2). În plus, după cum se poate observa din analiza datelor prezentate în tabel. 2, permeabilitatea filmelor polimerice în raport cu diferite medii depinde, de asemenea, în mod semnificativ de tipul de material din care sunt fabricate.

Tabel 2. Caracteristici fizice și mecanice la 20°C

Tip de polimeri	Densitatea kg/m 3	Rezistenta la tractiune, MPa	Alungire la rupere, %	Permeabilitatea la vapori de apă, g/m2 timp de 24 de ore	Permeabilitatea la oxigen, cm 3 / (m 2 hatm) timp de 24 de ore	Permeabilitate la CO 2, cm 3 / (m 2 ham) în 24 de ore	Punct de topire, 0 С










Celofan

Pe lângă caracteristicile distinctive ale caracteristicilor fizice și mecanice, trebuie remarcate diferențele existente în caracteristicile diferiților polimeri în timpul arderii lor. Acest fapt face posibilă utilizarea în practică a așa-numitei metode termice de identificare a filmelor polimerice. Constă în faptul că o probă din film este incendiată și ținută la flacără deschisă timp de 5-10 secunde, fixându-se în același timp următoarele proprietăți: capacitatea de a arde și natura acesteia, culoarea și natura flăcării, miros de produse de ardere etc. Semnele caracteristice ale arderii se observă cel mai clar în momentul aprinderii probelor. Pentru a stabili tipul de material polimeric din care este realizat filmul, este necesar să se compare rezultatele testului cu datele privind caracteristicile de comportare a polimerilor în timpul arderii, prezentate în tabel. 3.

Tabel 3. Caracteristici de ardere. Rezistență chimică

Tip de polimer	combustibilitate	Colorare cu flacără	Miros de produse de ardere	Chim. rezistență la acid	Chim. rezistență la alcalii
		Înăuntru albăstrui, fără funingine	parafină arzând	Excelent
	Arsuri în flacără și când sunt îndepărtate	Înăuntru albăstrui, fără funingine	parafină arzând	Excelent
	Arsuri în flacără și când sunt îndepărtate	Înăuntru albăstrui, fără funingine	parafină arzând	Excelent
		Verzui cu funingine	acid clorhidric
	Este dificil de aprins și stins	Verzui cu funingine	Clorura de hidrogen	Excelent	Excelent
	Iluminează și arde din flacără	Galben cu funingine puternică	Dulce, neplăcut	Excelent
	Se arde și se autostinge	Albastru, gălbui pe margini	Corn sau pană ars
	Este dificil de aprins și stins	Strălucitor	Dulceag	Excelent	Excelent
	Este dificil de aprins și stins	Galben cu funingine	Hârtie arsă
	Arde în flăcări	sclipitoare	Acid acetic
Celofan	Arde în flăcări		Hârtie arsă

După cum se poate observa din datele prezentate în tabel. 3, în funcție de natura arderii și de mirosul produselor de ardere, poliolefinele (polietilenă și polipropilenă) seamănă cu parafina. Acest lucru este destul de înțeles, deoarece compoziția chimică elementară a acestor substanțe este aceeași. Acest lucru face dificilă diferența dintre polietilenă și polipropilenă. Cu toate acestea, cu o anumită îndemânare, polipropilena se poate distinge prin mirosurile mai ascuțite ale produselor de ardere, cu note de cauciuc ars sau ceară de etanșare arsă.

Astfel, rezultatele unei evaluări cuprinzătoare a proprietăților individuale ale filmelor polimerice în conformitate cu metodele prezentate mai sus fac posibilă în majoritatea cazurilor să se stabilească în mod destul de fiabil tipul de material polimeric din care sunt făcute probele studiate. Dacă apar dificultăți în determinarea naturii materialelor polimerice din care sunt fabricate filmele, este necesar să se efectueze studii suplimentare ale proprietăților lor prin metode chimice. Pentru a face acest lucru, probele pot fi supuse la descompunere termică (piroliză), în timp ce prezența atomilor caracteristici (azot, clor, siliciu etc.) sau a grupurilor de atomi (fenol, grupări nitro etc.) predispuse la reacții specifice, ca rezultat al căruia este detectat un efect indicator bine definit. Metodele practice de mai sus pentru determinarea tipului de materiale polimerice din care sunt fabricate filmele polimerice sunt subiective într-o anumită măsură și, prin urmare, nu pot garanta identificarea lor 100%. Dacă totuși apare o astfel de nevoie, atunci ar trebui să utilizați serviciile laboratoarelor speciale de testare, a căror competență este confirmată de documentele de certificare relevante.

Indicele fluxului de topire

Indicele de curgere la topire al unui material polimeric este masa polimerului în grame extrudată printr-un capilar la o anumită temperatură și o anumită cădere de presiune în 10 minute. Determinarea valorii indicelui de curgere a topiturii se realizează pe dispozitive speciale numite viscozimetre capilare. Dimensiunile capilarului sunt standardizate: lungime 8.000±0.025 mm; diametru 2,095±0,005 mm; diametrul interior al cilindrului viscozimetrului este de 9,54±0,016 mm. Valorile non-întregi ale dimensiunilor capilare sunt legate de faptul că, pentru prima dată, metoda de determinare a indicelui de curgere a topiturii a apărut în țările cu sistemul englez de măsuri. Condițiile recomandate pentru determinarea indicelui de curgere a topiturii sunt reglementate de standardele relevante. GOST 11645-65 recomandă încărcături de 2,16 kg, 5 kg și 10 kg și temperaturi în multipli de 10°C. ASTM 1238-62T (SUA) recomandă temperaturi de la 125°C la 275°C și sarcini de la 0,325 kg la 21,6 kg. Cel mai adesea, indicele de curgere a topiturii este determinat la o temperatură de 190°C și o sarcină de 2,16 kg.

Valoarea indicelui de curgere pentru diferite materiale polimerice este determinată la diferite sarcini și temperaturi. Prin urmare, trebuie avut în vedere că valorile absolute ale indicelui de curgere sunt comparabile numai pentru același material. Deci, de exemplu, puteți compara valoarea indicelui de curgere a topiturii polietilenei de joasă densitate de diferite grade. Compararea valorilor debitelor de polietilenă de înaltă și joasă densitate nu face posibilă compararea directă a fluxului ambelor materiale. Deoarece primul este determinat cu o sarcină de 5 kg, iar al doilea cu o sarcină de 2,16 kg.

Trebuie remarcat faptul că vâscozitatea topiturii polimerului depinde în mod semnificativ de sarcina aplicată. Deoarece indicele de curgere al unui anumit material polimeric este măsurat doar la o singură valoare de sarcină, acest indice caracterizează doar un punct pe întreaga curbă de curgere în regiunea tensiunilor de forfecare relativ scăzute. Prin urmare, polimerii care diferă ușor în ramificare macromoleculară sau greutate moleculară, dar cu același indice de curgere a topiturii, se pot comporta diferit în funcție de condițiile de procesare. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, în ceea ce privește debitul de topire pentru mulți polimeri, limitele parametrilor tehnologici recomandați ai procesului de prelucrare sunt stabilite. Distribuția considerabilă a acestei metode se explică prin viteza și disponibilitatea acesteia. Procesele de extrudare a filmului necesită vâscozități înalte la topitură; prin urmare, se folosesc grade de materii prime cu un debit scăzut de topire.

Conform materialelor companiei „NPL Plastic”

Detalii publicate: 25 decembrie 2013

Termenul de polimer este utilizat pe scară largă în epoca noastră în industria materialelor plastice și compozitelor, destul de des cuvântul „polimer” este folosit pentru a se referi la materiale plastice. De fapt, termenul „polimer” înseamnă mult, mult mai mult.

Specialiștii NPP Simplex LLC au decis să spună în detaliu ce sunt polimerii:
Un polimer este o substanță cu o compoziție chimică de molecule legate în lanțuri lungi care se repetă. Datorită acestui fapt, toate materialele realizate din polimeri au proprietăți unice și pot fi adaptate în funcție de scopul lor.
Polimerii sunt atât de origine artificială, cât și naturală. Cel mai comun în natură este cauciucul natural, care este extrem de util și este folosit de omenire de câteva mii de ani. Cauciucul (cauciucul) are o elasticitate excelentă. Acesta este rezultatul faptului că lanțurile moleculare dintr-o moleculă sunt extrem de lungi. Absolut toate tipurile de polimeri au proprietăți de elasticitate crescută, cu toate acestea, împreună cu aceste proprietăți, pot demonstra și o gamă largă de proprietăți utile suplimentare. În funcție de scop, polimerii pot fi sintetizați fin pentru a maximiza confortul și beneficiul proprietăților lor specifice.

Principalele proprietăți fizice ale polimerilor:

rezistența la impact
Rigiditate
Transparenţă
Flexibilitate
Elasticitate
Oamenii de știință, chimiștii au observat de multă vreme o caracteristică interesantă asociată polimerilor: dacă te uiți la lanțul polimeric la microscop, poți vedea că structura vizuală și proprietățile fizice ale moleculei lanțului vor imita proprietățile fizice reale ale polimerului.

De exemplu, dacă lanțul polimeric constă din monomeri strâns răsuciți între filamente și greu de separat, atunci cel mai probabil acest polimer va fi puternic și elastic. Sau, dacă lanțul polimeric prezintă elasticitate la nivel molecular, este probabil ca polimerul să aibă și proprietăți flexibile.

Reciclarea polimerilor
Majoritatea produselor polimerice pot fi modificate și deformate sub influența temperaturilor ridicate, cu toate acestea, la nivel molecular, polimerul în sine poate să nu se schimbe și va fi posibil să se creeze un nou produs din acesta. De exemplu, puteți topi recipiente și sticle de plastic și apoi puteți face recipiente de plastic sau piese de mașină din acești polimeri.

Exemple de polimeri
Următoarea este o listă a celor mai obișnuiți polimeri utilizați astăzi, împreună cu principalele lor utilizări:
- Polipropilenă (PP) – Producția de covoare, recipiente pentru alimente, baloane.
- Neopren - Costume de neopren
- Policlorură de vinil) (PVC) - Fabricarea conductelor, carton ondulat
- Polietilenă de joasă densitate (LDPE) - pungi pentru băcănie
- Polietilenă de înaltă densitate (HDPE) – Recipiente de detergent, sticle, jucării
- Polistiren (PS) - Jucării, spume, mobilier fără rame
- Politetrafluoretilenă (PTFE, PTFE) - tigăi antiaderente, izolație electrică
- Polimetil metacrilat (PMMA, plexiglas, plexiglas) – oftalmologie, producție de căzi acrilice, echipamente de iluminat
- (PVA) - Vopsele, adezivi

Avantajele materialelor polimerice sunt rezistența suficient de mare și rezistența la uzură, proprietăți bune antifricțiune și rezistență chimică. Repararea pieselor folosind materiale polimerice nu necesită echipamente complexe, necesită o forță de muncă redusă, este însoțită de încălzirea scăzută a piesei (250–320 °C), permite o uzură mare (1–1,2 mm) și în unele cazuri nu necesită prelucrarea ulterioară. Se foloseste la etansarea fisurilor, a loviturilor, a gaurilor, a cochiliilor, a scaparii, la refacerea dimensiunilor pieselor uzate, la fabricarea pieselor de uzura sau a pieselor individuale ale acestora, pentru protectia anticoroziune. Datorită proprietăților lor valoroase, polimerii sunt utilizați în inginerie mecanică, industria textilă, agricultură și medicină, automobile și construcții navale, producția de avioane și în viața de zi cu zi (textile și produse din piele, vase, lipici și lacuri, bijuterii și alte articole). Pe baza compușilor macromoleculari, sunt produse cauciuc, fibre, materiale plastice, filme și vopsea. Toate țesuturile organismelor vii sunt compuși macromoleculari.

În mod tradițional, produsele fabricate din polimeri se disting prin fiabilitate și calitate înaltă.

Utilizarea materialelor polimerice în gospodărie a fost una dintre primele provocări ale industriei polimerilor încă de la început. Au fost multe premise pentru aceasta. Sunt ușor de pictat în orice culoare și, datorită acestui lucru, ne pot decora viața de zi cu zi.

Gălețile din polietilenă, bazinele sunt mult mai ușoare decât cele metalice - aceasta este ușurarea dorită a travaliului. În unitățile de catering întâlnim ustensile din plastic, ușoare, indestructibile. În același timp, farfurii, cești și alte ustensile, obținute pe bază de rășină melaminică, s-au dovedit cu brio în funcționare.

Sticlele cu oțet și ulei sunt fabricate din PVC și polietilenă folosind procese de înaltă performanță.

Materialele polimerice sunt din ce în ce mai folosite în producția de mobilă. Foliile decorative presate conferă meselor, dulapurilor și altor obiecte un aspect festiv și le fac rezistente la astfel de influențe pe care lemnul nu suportă. În același timp, sunt extrem de ușor de îngrijit.

Tapetul din spumă lavabilă oferă atât confort, cât și atmosferă festivă în cameră.

Acoperirile de podea moderne și fiabile din materiale polimerice facilitează, de asemenea, curățarea spațiilor. Trebuie remarcat în special că deșeurile de prelucrare a polimerilor pot fi utilizate pentru fabricarea lor.

Astăzi, nimeni nu este surprins de fitingurile pentru instalații sanitare din polistiren, clorură de polivinil, polietilenă sau aminoplaste. Un set telefonic din materiale polimerice a devenit familiar.

Aproximativ 25% din materialele plastice produse într-o mare varietate de forme sunt folosite în construcții. Despre utilizarea tradițională ca pardoseală, căptușeală de scurgeri interioare, instalații sanitare etc. nu vom mai vorbi.

În ultimii ani, elementele structurale fabricate în fabrică, în care predomină materialele polimerice, au fost din ce în ce mai utilizate. Greutatea lor redusă aduce avantaje în timpul transportului și instalării. Transmisie ridicată a luminii, capacitatea materialului de a fi vopsit în orice culoare, costuri reduse de operare - acestea sunt proprietățile definitorii ale acestor noi materiale.

Proprietățile excelente de izolare termică, în special spumele, stimulează și gândurile arhitecților și constructorilor. Domurile translucide fac posibilă iluminarea fără umbră. Elementele transparente indestructibile, de obicei realizate din fibră de sticlă, înlocuiesc construcțiile tradiționale din sticlă securizată armată. Cu astfel de arcade, cu o grosime a elementelor lor constitutive de cel mult 2 mm, pot fi acoperite lățimi de până la 12 m. Astfel de structuri sunt utilizate, de exemplu, în construcția de sere, deoarece nu se corodează într-un mediu umed. atmosferă și, în plus, sunt transparente la lumină. S-ar putea numi multe alte exemple de utilizare a polimerilor pentru acoperirea încăperilor. Panourile cu elemente de suprafață mare sunt deja folosite pentru acoperirea stadioanelor.

Sunt cunoscute structuri din plastic cu un diametru de până la 43 m și o înălțime de până la 36 m, care servesc la protejarea instalațiilor radar de influențele atmosferice. (Radiația de înaltă frecvență trece prin fibra de sticlă fără aproape nicio pierdere de putere.) Dimensiunea impresionantă a structurii subliniază posibilitatea materialelor polimerice. De asemenea, merită să priviți cilindrii montați la înălțimi amețitoare care protejează antena turnului de televiziune de înghețare (63).

În ultimii ani, în construcții au fost introduse elemente de construcție ușoare multistrat pentru pardoseli (64). Așa-numitele construcții tip sandwich constau din straturi de acoperire pe bază de aluminiu, azbociment sau fibre rigide, care sunt combinate cu spumă poliuretanică rigidă sau polistiren expandat. Cu o grosime a elementului de 50 până la 80 mm, în funcție de sistemul de straturi de acoperire, masa suprafeței este de la 6 până la 25 kg/m2. Intervalul de temperatură de funcționare se extinde până la 100 °C.

Peste 30% din materialele plastice produse sunt utilizate în construcția de mașini și aparate ca materiale structurale. În inginerie mecanică, accentul se pune, desigur, pe rentabilitatea fabricării elementelor structurale. Garnituri de toate felurile, roți dințate cu axe și bucșe, came, roți axiale și radiale, elemente de ambreiaj, lagăre de alunecare, roți dințate și multe alte piese de profil s-au dovedit a fi foarte eficiente în funcționare. Rigiditate ridicată, capacitatea de a menține cu precizie dimensiunile specificate, bună alunecare și rezistență la uzură sunt avantajele care asigură versatilitatea materialelor polimerice introduse.

Pe lângă majoritatea materialelor plastice utilizate până acum în inginerie mecanică (poliamide dure, compuși de turnare pe bază de rășini fenolice), noi domenii de aplicare ar putea fi găsite astăzi, în principal materiale plastice armate cu sticlă pe bază de liant termoplastic. Dacă conținutul de masă al fibrei de sticlă ajunge la 30%, rezistența la tracțiune este de 2-3 ori mai mare decât cea a unui polimer nearmat, iar modulul elastic este chiar de 3-4 ori mai mare. Dimpotrivă, dilatarea liniară termică este de la 1/4 la x/s din valoarea inițială, alungirea relativă la rupere este de doar aproximativ 1/20. Mai mult, tendința de rupere este redusă, ceea ce indică și o creștere a lucrabilitatii polimerului.

Elastomerii poliuretanici deschid, de asemenea, noi posibilități tehnice pentru inginerie mecanică. Deoarece acest material are și rezistență la coroziune, nu este nevoie de tratament de suprafață și, mai ales, de aplicarea de straturi de protecție metalice și nemetalice. Acest lucru reduce semnificativ costurile de fabricație și de menținere a produselor în stare bună.

În construcția de aparate, în special pentru industria chimică, importanța polimerilor este determinată de rezistența lor ridicată la coroziune. La temperaturi de până la 100 °C și la sarcini mecanice moderate, există condiții favorabile pentru înlocuirea oțelurilor înalt aliate cu materiale polimerice. Policlorura de vinil, polietilena de inalta presiune, polipropilena, polibutena, politetrafluoretilena si fibra de sticla sunt cele mai interesante materiale in acest sens. Pentru structurile care sunt supuse unui mediu agresiv împreună cu sarcini mecanice, materialele plastice armate cu sticlă pe bază de rășini termoplastice joacă un rol deosebit de important.

Țevile termoplastice pot fi produse prin extrudare cu un diametru exterior de până la 1200 mm, iar țevile cu un diametru de până la 3000 mm sunt realizate prin înfășurare.

Rezervoarele de depozitare și transport (65) pot fi fabricate cu o capacitate de până la 85 m3 (cisterne de cale ferată) sau de până la 22 m3 (remorci rutiere). Materialul preferat este fibra de sticla. Există spații de depozitare a acidului clorhidric cu un diametru de până la 9 m și o înălțime de până la 7 m.

Foarte semnificativă este, de asemenea, introducerea materialelor plastice în domeniul aparatelor tehnologice și al sistemelor de conducte aferente. Utilizarea materialelor polimerice în unitățile de ventilație pentru extragerea gazelor agresive este foarte eficientă. Turnurile de curățare pentru gazele reziduale corozive, coșurile de fum, orificiile de aerisire pentru tăvi cu dom, echipamentele de galvanizare, instalațiile electrolitice clor-alcaline, turnurile de reacție, pompele și multe alte aplicații similare sunt exemple de utilizare a polimerilor ca materiale structurale. Datorită rezistenței la abraziune, inerției chimice și ușurinței de prelucrare în fiecare caz, se pot realiza economii, care constă în reducerea costului menținerii instalațiilor în stare bună de funcționare și creșterea duratei și siguranței funcționării acestora față de cele similare realizate din metal sau alte materiale.

Tehnologia de ambalare consumă 20-25% din toate materialele plastice produse, adică la fel de mult ca și construcțiile. Materialele de ambalare tradiționale, cum ar fi hârtie, lemn, frânghie și țesături din fibre vegetale se deteriorează mult mai repede. Foliile și spumele de plastic nu numai că înlocuiesc aceste materiale „de modă veche”, dar au adus și o tehnologie de ambalare complet nouă.

Foliile de ambalare îndeplinesc cerințe mai largi decât materialele tradiționale. Sunt transparente și pot fi imprimate, ceea ce conferă ambalajului un aspect atractiv. Inerția fiziologică, precum și impermeabilitatea la gaze și vapori de apă, sunt deosebit de apreciate în ambalajele alimentare. Filmele sunt polietilenă, polipropilenă, clorură de polivinil, poliamidă, alcool polivinilic și celofan cu o grosime de 20 până la 200 de microni. Desigur, au caracteristici diferite de rezistență și permeabilitate pentru gaze și vapori de apă. Pentru unele dintre aceste materiale, rezistența la tracțiune poate fi suficient de mare pentru a îndeplini cerințele pentru saci, de exemplu (încărcați până la 50 kg de material și stivuiți până la 30 de straturi).

În cazurile în care este necesar un material etanș la gaz, se folosesc așa-numitele filme combinate. Cele mai cunoscute materiale de film duplicat: polietilena-celofan, polietilena-poliamida, policlorura de vinil-celofan, clorura de poliviniliden - celofan. Pentru ambalarea specială a dispozitivelor tehnice foarte sensibile, în special pentru transportul maritim, sunt necesare folii cu trei straturi. Combinațiile polietilenă - poliamidă - polietilenă, polietilenă - polipropilenă - polietilenă, polietilenă - policarbonat - polietilenă îndeplinesc cele mai severe cerințe.

Filmele polimerice au deschis noi posibilități pentru tehnologia de ambalare. Așa-numitele folii contractabile au proprietăți tehnologice deosebite. Când sunt recepționate, se fixează tensiunile interne, care ulterior, atunci când sunt expuse la căldură, sunt „înlăturate” și astfel se produce contracția.

Folia acoperă produsul destinat ambalării, iar după încheierea contracției, este gata de transport, protejată de praf și umiditate. Nu este nevoie de pansament suplimentar. Datorită compactității ambalajului, devine posibilă utilizarea optimă a spațiului de încărcare, ceea ce echivalează cu o creștere a volumului util de transport cu 20%. Este ușor de imaginat importanța economică națională a creșterii încărcăturii de transport asociată cu aceasta.

Alte noi oportunități în tehnologia de ambalare au apărut datorită materialelor plastice spumă, în primul rând polistirenului expandat cu o densitate de 25-30 kg/m3. 1 m3 din acest material conține aproximativ 350.000 de celule sferice separate prin pereți de 1-2 microni grosime. Materialul conține până la 97% aer. Aerul conținut în celule atenuează șocurile și vibrațiile care apar în timpul transportului. Rezistența spumei trebuie să fie suficientă pentru a susține produsul. Este usor sa faci o locatie in interiorul blocului, corespunzatoare exact formei exterioare a produsului.

Noua tehnologie de ambalare este deosebit de valoroasă pentru transportul dispozitivelor fragile, scumpe, de înaltă calitate, cum ar fi tuburile vidate, mașinile de scris, televizoarele, deoarece poate limita semnificativ deteriorarea. Ambalajul de protectie termica pentru un anumit timp fara masuri suplimentare asigura ca temperatura marfii transportate, sensibila la caldura sau frig, se va mentine la un anumit nivel. De exemplu, peștele transportat în cutii de polistiren necesită doar aproximativ jumătate din cantitatea de gheață necesară în mod normal.

Dar deșeurile generate după utilizarea materialelor de ambalare polimerice au creat și noi probleme. O parte din acesta nu arde, iar la arderea unor tipuri de polimeri, produsele toxice sunt desprinse. Gunoiul din plastic nu poate putrezi.

O schimbare completă a tehnologiei de ambalare necesită dezvoltarea în continuare a acestor materiale și dezvoltarea unor modalități de eliminare în siguranță a resturilor de plastic rezultate.

Materialele plastice, cu proprietățile lor dielectrice excelente, se poate spune că au stimulat dezvoltarea ingineriei electrice și electronice. Carcasele bobinelor și ale contactelor, conexiunile prizei, plăcile de circuite, bazele de relee, comutatoarele de program și plăcile de circuite imprimate sunt doar câteva dintre aplicațiile polimerilor în aceste industrii importante.

Un cablu de înaltă frecvență cu șapte sisteme coaxiale își datorează, de asemenea, designul și puterea proprietăților specifice ale materialelor plastice menționate mai sus.

Anterior, sarcina de izolație electrică a fost atribuită ceramicii, porțelanului și cauciucului. Astăzi, cerințele crescute pentru proprietățile de izolare electrică și nevoia de a reduce pierderile electrice sunt îndeplinite aproape exclusiv de polimeri. Deci, în tehnologia de înaltă frecvență, proprietățile operaționale ale materialului trebuie să fie independente de frecvență și temperatură. În plus, aceste proprietăți nu ar trebui să se schimbe sub influența îmbătrânirii, de exemplu în climatele calde umede. Scindarea substanțelor corozive sub influența temperaturii ridicate și a umidității ridicate în timpul funcționării limitează adesea performanța contactelor metalice.

Recent, ca materiale izolante au fost folosite masele de turnare rigide pe baza de rasini termorigide: rasini fenolice, melamina, uree, poliester si epoxidice. Aceste materiale, ale căror proprietăți sunt variate prin selectarea rășinii, umpluturii și a altor componente, se caracterizează prin rezistență la căldură, dilatare termică scăzută și stabilitate dimensională la temperaturi ridicate. Rezistența lor la solvenți organici, inflamabilitate și combustibilitate scăzute și o serie de alte caracteristici distinctive sunt deosebit de apreciate.

Introducerea materialelor termoplastice în inginerie electrică a fost la început cel mai semnificativă în domeniul izolației cablurilor. Inerția ridicată și proprietățile bune de prelucrare au făcut posibilă înlocuirea din ce în ce mai mult a cauciucului, în special pentru izolarea firelor.

În electronică, producția de masă extrem de economică a pieselor complexe, în special având în vedere miniaturizarea lor tot mai mare, a creat condiții prealabile bune pentru introducerea termoplasticelor J.TJI. În ceea ce privește rezistența și proprietățile de deformare, materialele plastice armate cu sticlă pe bază de termoplastice sunt deja comparabile cu materialele bazate pe termorigide. Acolo unde până acum doar polimerii termorigizi puteau îndeplini cerințele crescute de stabilitate a formei sub influența termică, este acum disponibilă o gamă largă de materiale.

Deși acordăm o importanță capitală proprietăților electrice ale materialelor, trebuie întotdeauna să le comparăm costurile. De aceea găsim în tehnologia de control și reglare, tehnologia transmisiei și alte domenii conexe, diverse tipuri de materiale plastice corespunzătoare acestor domenii specifice.

Concluzie.

În prezent, polimerii au intrat în fiecare casă, iar utilizarea materialelor polimerice a acoperit multe domenii diferite care, se pare, nu au nimic în comun. În fiecare an, nivelul de consum de materiale polimerice și cererea pentru acestea sunt în creștere, domeniul de aplicare și piața produselor polimerice se extind. Tehnologiile moderne fac posibilă crearea de produse mai bune și mai avansate din materiale polimerice, pentru a le face mai ecologice și mai sigure. Marele avantaj al produselor polimerice folosite este că sunt reciclabile și se acordă din ce în ce mai multă atenție acestei probleme. Astfel, fără exagerare, polimerii pot fi numiți materialele viitorului.

În 1833, J. Berzelius a inventat termenul de „polimerie”, pe care l-a numit unul dintre tipurile de izomerie. Astfel de substanțe (polimeri) ar trebui să aibă aceeași compoziție, dar greutate moleculară diferită, cum ar fi etilena și butilena. Concluzia lui J. Berzelius nu corespunde înțelegerii moderne a termenului „polimer”, deoarece polimerii adevărați (sintetici) nu erau încă cunoscuți la acea vreme. Primele referiri la polimeri sintetici datează din 1838 (clorura de poliviniliden) și 1839 (polistiren).

Chimia polimerilor a apărut abia după crearea de către A. M. Butlerov a teoriei structurii chimice a compușilor organici și a fost dezvoltată în continuare datorită căutării intense a metodelor pentru sinteza cauciucului (G. Bushard, W. Tilden, K Garries, I. L. Kondakov, S. V. Lebedev) . De la începutul anilor 20 ai secolului al XX-lea, au început să se dezvolte idei teoretice despre structura polimerilor.

DEFINIȚIE

Polimeri- compuși chimici cu greutate moleculară mare (de la câteva mii la multe milioane), ale căror molecule (macromolecule) constau dintr-un număr mare de grupe repetate (unități monomerice).

Clasificarea polimerilor

Clasificarea polimerilor se bazează pe trei caracteristici: originea lor, natura chimică și diferențele în lanțul principal.

Din punct de vedere al originii, toți polimerii sunt împărțiți în naturali (naturali), care includ acizi nucleici, proteine, celuloză, cauciuc natural, chihlimbar; sintetice (obținute în laborator prin sinteză și fără analogi naturali), care includ poliuretan, fluorură de poliviniliden, rășini fenol-formaldehidice etc.; artificiale (obținute în laborator prin sinteză, dar pe bază de polimeri naturali) - nitroceluloză etc.

Pe baza naturii chimice, polimerii sunt împărțiți în polimeri organici (pe bază de monomer - materie organică - toți polimerii sintetici), anorganici (pe baza de Si, Ge, S și alte elemente anorganice - polisilani, acizi polisilici) și organoelement (un amestec de polimeri organici si anorganici – polisloxani) natura.

Există polimeri homochain și heterochain. În primul caz, lanțul principal este format din atomi de carbon sau siliciu (polisilani, polistiren), în al doilea - un schelet de diferiți atomi (poliamide, proteine).

Proprietățile fizice ale polimerilor

Polimerii se caracterizează prin două stări de agregare - cristalin și amorfe și proprietăți speciale - elasticitate (deformații reversibile la o sarcină mică - cauciuc), fragilitate scăzută (plastic), orientare sub acțiunea unui câmp mecanic direcționat, vâscozitate mare și dizolvare. a polimerului se produce prin umflarea acestuia.

Prepararea polimerilor

Reacțiile de polimerizare sunt reacții în lanț, care sunt adăugarea secvențială a moleculelor de compuși nesaturați unul la altul cu formarea unui produs cu molecul mare - un polimer (Fig. 1).

Orez. 1. Schema generală de producere a polimerului

Deci, de exemplu, polietilena este obținută prin polimerizarea etilenei. Greutatea moleculară a unei molecule ajunge la 1 milion.

n CH 2 \u003d CH 2 \u003d - (-CH 2 -CH 2 -) -

Proprietățile chimice ale polimerilor

În primul rând, polimerii vor fi caracterizați prin reacții caracteristice grupării funcționale prezente în compoziția polimerului. De exemplu, dacă polimerul conține o grupare hidroxo caracteristică clasei de alcooli, atunci polimerul va participa la reacții precum alcoolii.

În al doilea rând, interacțiunea cu compuși cu greutate moleculară mică, interacțiunea polimerilor între ei cu formarea polimerilor de rețea sau ramificați, reacții între grupările funcționale care alcătuiesc același polimer, precum și descompunerea polimerului în monomeri (distrugerea lanțului).

Aplicarea polimerilor

Producția de polimeri și-a găsit o aplicație largă în diverse domenii ale vieții umane - industria chimică (producția de materiale plastice), construcția de mașini și avioane, întreprinderi de rafinare a petrolului, medicină și farmacologie, agricultură (producția de erbicide, insecticide, pesticide), industria construcțiilor. (izolație fonică și termică), producție de jucării, ferestre, țevi, articole de uz casnic.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu

Polistirenul este foarte solubil în solvenți organici nepolari: benzen, toluen, xilen, tetraclorură de carbon. Calculați fracția de masă (%) a polistirenului într-o soluție obținută prin dizolvarea a 25 g de polistiren în benzen cu o greutate de 85 g. (22,73%).

Decizie

Scriem formula pentru găsirea fracției de masă:

Aflați masa soluției de benzen:

m soluție (C 6 H 6) \u003d m (C 6 H 6) / (/ 100%)

Pe baza de polimeri se obțin fibre, filme, cauciucuri, lacuri, adezivi, materiale plastice și materiale compozite (compozite).

fibre obținut prin forțarea soluțiilor sau topituri de polimeri prin găuri subțiri (filiere) din placă, urmată de solidificare. Polimerii care formează fibre includ poliamide, poliacrilonitrili etc.

Filme polimerice obținut din topituri de polimeri prin extrudare prin matrițe cu orificii fante, sau prin aplicarea de soluții de polimeri pe o bandă în mișcare sau prin calandrarea polimerilor. Filmele sunt folosite ca material de izolare electrică și de ambalare, bază de benzi magnetice etc.

Calandrare– prelucrarea polimerilor pe calandre formate din doua sau mai multe role dispuse paralel si rotite una fata de alta.

Norocos– soluții de substanțe filmogene în solvenți organici. Pe lângă polimeri, lacurile conțin substanțe care măresc plasticitatea (plastifianți), coloranți solubili, întăritori etc. Sunt utilizate pentru acoperiri electroizolante, precum și pentru baza unui grund și a emailurilor de vopsea și lac.

Adezivi- compoziții capabile să conecteze diverse materiale datorită formării de legături puternice între suprafețele lor și stratul adeziv. Adezivii organici sintetici se bazează pe monomeri, oligomeri, polimeri sau amestecuri ale acestora. Compoziția include întăritori, umpluturi, plastifianți etc. Adezivii sunt împărțiți în termoplastic, termorigid și cauciuc. Adezivi termoplastici formează o legătură cu suprafața ca rezultat al solidificării la răcirea de la punctul de curgere la temperatura camerei sau evaporarea solventului. Adezivi termorigizi formează o legătură cu suprafața ca urmare a întăririi (formarea de legături încrucișate), adezivi de cauciuc - ca urmare a vulcanizării.

materiale plastice- acestea sunt materiale care conțin un polimer, care, în timpul formării produsului, se află în stare vâscoasă, iar în timpul funcționării sale - în stare sticloasă. Toate materialele plastice sunt împărțite în termoplastice și termoplastice. La formare termoduri are loc o reacție de întărire ireversibilă, constând în formarea unei structuri de rețea. Termoseturile includ materiale pe bază de fenol-formaldehidă, uree-formaldehidă, epoxidice și alte rășini. Termoplastice sunt capabili să treacă în mod repetat într-o stare vâscoasă când sunt încălzite și sticloase - când sunt răcite. Materialele termoplastice includ materiale pe bază de polietilenă, politetrafluoretilenă, polipropilenă, clorură de polivinil, polistiren, poliamide și alți polimeri.

Elastomeri- este vorba de polimeri și compozite pe baza acestora, pentru care intervalul de temperatură al temperaturii de tranziție sticloasă - punctul de curgere este destul de ridicat și captează temperaturi obișnuite.

Pe lângă polimeri, materialele plastice și elastomerii includ plastifianți, coloranți și materiale de umplutură. Plastifianții - de exemplu, ftalatul de dioctil, sebacatul de dibutil, parafina clorurată - reduc temperatura de tranziție sticloasă și măresc curgerea polimerului. Antioxidanții încetinesc degradarea polimerilor. Materialele de umplutură îmbunătățesc proprietățile fizice și mecanice ale polimerilor. Pulberile (grafit, funingine, cretă, metal etc.), hârtie, țesătură sunt folosite ca umpluturi.

Fibre și cristale de armare pot fi metalice, polimerice, anorganice (de exemplu, sticlă, carbură, nitrură, bor). Materialele de umplutură de întărire determină în mare măsură proprietățile mecanice, termice și electrice ale polimerilor. Multe materiale polimerice compozite sunt la fel de puternice ca metalele. Compozitele pe bază de polimeri armați cu fibră de sticlă (fibră de sticlă) au o rezistență mecanică ridicată (rezistență la tracțiune 1300–2500 MPa) și proprietăți bune de izolare electrică. Compozitele pe bază de polimeri întăriți cu fibre de carbon (CFRP) combină rezistența ridicată și rezistența la vibrații cu o conductivitate termică și rezistență chimică crescute. Boroplastele (umpluturi - fibre de bor) au rezistență ridicată, duritate și fluaj scăzut.

Compozite pe bază de polimeri sunt utilizate ca izolație structurală, electrică și termică, rezistente la coroziune, materiale anti-fricțiune în industria auto, mașini-unelte, electrice, aviatice, radio inginerie, minerit, tehnologie spațială, inginerie chimică și construcții.

Redoxiții. Polimerii redox (cu grupări redox sau redoxionite) au primit o aplicare largă.

Utilizarea polimerilor.În prezent, un număr mare de polimeri diferiți cu proprietăți fizice și chimice diferite sunt utilizați pe scară largă.

Luați în considerare câțiva polimeri și compozite pe baza acestora.

Polietilenă[-CH2-CH2-] n este un termoplastic produs prin polimerizare radicalică la temperaturi de până la 320 0C și presiuni de 120-320 MPa (polietilenă de înaltă presiune) sau la presiuni de până la 5 MPa folosind catalizatori complecși (polietilenă de joasă presiune). Polietilena de joasă densitate are rezistență, densitate, elasticitate și punct de înmuiere mai mare decât polietilena de înaltă presiune. Polietilena este rezistentă chimic în multe medii, dar îmbătrânește sub acțiunea agenților oxidanți. Polietilena este un bun dielectric, poate fi folosit la temperaturi de la -20 la +100 0 C. Iradierea poate crește rezistența la căldură a polimerului. Din polietilenă sunt fabricate țevi, produse electrice, părți de echipamente radio, folii izolante și mantale de cablu (de înaltă frecvență, telefon, energie), folii, material de ambalare, înlocuitori pentru recipientele din sticlă.

Polipropilenă[-CH(CH3)-CH2-]n este un termoplastic cristalin obţinut prin polimerizare stereospecifică. Are o rezistență la căldură mai mare (până la 120–140 0 C) decât polietilena. Are rezistență mecanică ridicată (vezi Tabelul 14.2), rezistență la îndoire și abraziune repetată și este elastic. Se foloseste la fabricarea tevilor, foliilor, rezervoarelor de stocare etc.

Polistiren - termoplastic obţinut prin polimerizarea radicalică a stirenului. Polimerul este rezistent la agenții oxidanți, dar instabil la acizii puternici, se dizolvă în solvenți aromatici, are rezistență mecanică și proprietăți dielectrice ridicate și este folosit ca izolator electric de înaltă calitate, precum și ca material de finisare structural și decorativ în instrument. confectionare, inginerie electrica, inginerie radio, electrocasnice. Polistirenul elastic flexibil, obținut prin tragere în stare fierbinte, este utilizat pentru mantale de cabluri și fire. Materialele plastice spumă sunt produse și pe bază de polistiren.

PVC[-CH 2 -CHCl-] n - termoplastic produs prin polimerizarea clorurii de vinil, rezistent la acizi, alcaline si agenti oxidanti; solubil în ciclohexanonă, tetrahidrofuran, limitat în benzen și acetonă; greu combustibil, puternic mecanic; proprietățile dielectrice sunt mai slabe decât cele ale polietilenei. Este folosit ca material izolator care poate fi îmbinat prin sudare. Din el sunt făcute discuri de gramofon, haine de ploaie, țevi și alte articole.

Politetrafluoretilenă (PTFE)[-CF2-CF2-]n este un termoplastic obţinut prin polimerizarea radicalică a tetrafluoretilenei. Posedă rezistență chimică exclusivă la acizi, alcaline și oxidanți; dielectric excelent; are limite de temperatură de lucru foarte largi (de la –270 la +260 0 C). La 400 0 C se descompune cu eliberarea de fluor, nu este umezită de apă. Fluoroplastul este utilizat ca material structural rezistent chimic în industria chimică. Fiind cel mai bun dielectric, este utilizat în condițiile în care este necesară o combinație de proprietăți de izolare electrică cu rezistență chimică. În plus, este utilizat pentru aplicarea de acoperiri anti-fricțiune, hidrofobe și de protecție, acoperiri de tigaie.

Polimetacrilat de metil (plexiglas)

- termoplastic obtinut prin polimerizarea metacrilatului de metil. Rezistent mecanic; rezistent la acizi; rezistent la vreme; solubil în dicloroetan, hidrocarburi aromatice, cetone, esteri; incolor si transparent optic. Este folosit în inginerie electrică ca material structural, precum și ca bază pentru adezivi.

Poliamide- termoplastice care conțin gruparea amido -NHCO- în lanțul principal, de exemplu, poli-ε-capron [-NH-(CH 2) 5 -CO-] n, polihexametilen adipamidă (nylon) [-NH-(CH 2) 5-NH-CO-(CH2)4-CO-]n; polidodecanamidă [-NH-(CH 2) 11 -CO-] n şi altele.Se obţin atât prin policondensare cât şi prin polimerizare. Densitatea polimerilor este de 1,0÷1,3 g/cm 3 . Caracterizat prin rezistență ridicată, rezistență la uzură, proprietăți dielectrice; rezistent la uleiuri, benzină, acizi diluați și alcalii concentrate. Sunt utilizate pentru obținerea de fibre, pelicule izolante, produse structurale, antifricțiune și electroizolante.

Poliuretani- termoplastice care conțin grupări -NH (CO) O - în lanțul principal, precum și eter, carbamat etc. Sunt obținute prin interacțiunea izocianaților (compuși care conțin una sau mai multe grupări NCO) cu polialcooli, de exemplu, cu glicoli. si glicerina. Rezistent la acizi minerali diluați și alcalii, uleiuri și hidrocarburi alifatice. Sunt produse sub formă de spume poliuretanice (cauciuc spumă), elastomeri, sunt incluși în compoziția lacurilor, adezivilor, etanșanților. Sunt utilizate pentru izolarea termică și electrică, ca filtre și material de ambalare, pentru fabricarea de încălțăminte, piele artificială, produse din cauciuc.

Poliesterii- polimeri cu formula generala HO [-R-O-] n H sau [-OC-R-COO-R "-O-] n. Se obtin fie prin polimerizarea oxizilor ciclici, de exemplu oxidul de etilena, lactonele (esterii hidroxiacizilor). ), sau prin glicoli de policondensare, diesteri și alți compuși. Poliesterii alifatici sunt rezistenți la soluții alcaline, poliesterii aromatici sunt rezistenți și la soluții de acizi minerali și săruri. Sunt utilizați la producerea de fibre, lacuri și emailuri, filme, coagulanți și fotoreactivi. , componente ale fluidelor hidraulice etc.

Cauciucuri sintetice (elastomeri) obţinut prin emulsie sau polimerizare stereospecifică. Când sunt vulcanizate, se transformă în cauciuc, care se caracterizează prin elasticitate ridicată. Industria produce un număr mare de cauciucuri sintetice diferite (CK), ale căror proprietăți depind de tipul de monomeri. Multe cauciucuri sunt produse prin copolimerizarea a doi sau mai mulți monomeri. Distingeți CK scop general și special. CK de uz general include butadiena [-CH 2 -CH \u003d CH-CH 2 -] n și butadiena stiren [-CH 2 -CH \u003d CH-CH 2 -] n - - [-CH 2 -CH (C 6 H 5) -]n. Cauciucurile pe bază de acestea sunt utilizate în produse de masă (anvelope, mantale de protecție ale cablurilor și firelor, benzi etc.). Din aceste cauciucuri se obține și ebonita, care este utilizată pe scară largă în inginerie electrică. Cauciucurile obținute din CK în scopuri speciale, pe lângă elasticitate, se caracterizează prin unele proprietăți speciale, de exemplu, rezistența la benzo și ulei (butadienă-nitril CK [-CH 2 -CH \u003d CH-CH 2 -] n - [ -CH 2 -CH (CN) -] n), rezistență la benzo, ulei și căldură, incombustibilitate (cloropren CK [-CH 2 -C (Cl) \u003d CH-CH 2 -] n), rezistență la uzură (poliuretan , etc.), rezistență la căldură, lumină, ozon (cauciuc butilic) [-C (CH 3) 2 -CH 2 -] n -[-CH 2 C (CH 3) \u003d CH-CH 2 -] m. Cele mai utilizate sunt cauciucurile stiren-butadienă (mai mult de 40%), butadienă (13%), izoprenul (7%), cauciucurile cloropren (5%) și cauciucul butilic (5%). Ponderea principală a cauciucurilor. (60 - 70%) merge la producția de anvelope, aproximativ 4% - la fabricarea de încălțăminte

Polimeri siliconici (siliconi)- conţin atomi de siliciu în unităţile elementare ale macromoleculelor. O mare contribuție la dezvoltarea polimerilor organosilici a fost adusă de omul de știință rus K. A. Andrianov. O trăsătură caracteristică a acestor polimeri este rezistența ridicată la căldură și îngheț, elasticitatea; nu sunt rezistenți la alcalii și sunt solubili în mulți solvenți aromatici și alifatici. Polimerii siliconici sunt utilizați pentru a produce lacuri, adezivi, materiale plastice și cauciuc. Cauciucurile organosilicioase [-Si (R 2) -O-] n, de exemplu, dimetilsiloxanul și metilvinilsiloxanul au o densitate de 0,96 - 0,98 g/cm 3, o temperatură de tranziție sticloasă de 130 0 C. Solubil în hidrocarburi, halocarburi, eteri. Vulcanizat cu peroxizi organici. Cauciucul poate fi operat la temperaturi de la -90 la +300 0 C, are rezistență la intemperii, proprietăți ridicate de izolare electrică. Ele sunt utilizate pentru produse care funcționează în condiții de diferență mare de temperatură, de exemplu, pentru acoperirile de protecție ale navelor spațiale etc.

Rășini fenolice și amino-formaldehidice obţinut prin policondensarea formaldehidei cu fenol sau amine. Aceștia sunt polimeri termorigizi, în care, ca urmare a reticularii, se formează o structură spațială de rețea, care nu poate fi transformată într-o structură liniară, adică. procesul este ireversibil. Sunt folosite ca bază pentru adezivi, lacuri, schimbătoare de ioni, materiale plastice.

Materialele plastice pe bază de rășini fenol-formaldehidice se numesc fenolici , pe bază de rășini uree-formaldehidă - aminoplaste . Fenoplastele și aminoplastele sunt umplute cu hârtie sau carton (getinaks), țesătură (textolit), lemn, cuarț și făină de mică etc. Fenoplastele sunt rezistente la apă, soluții acide, săruri și baze, solvenți organici, cu ardere lentă, rezistente la intemperii. și sunt dielectrici buni. Sunt utilizate în producția de plăci de circuite imprimate, carcase pentru produse de inginerie electrică și radio, dielectrice din folie.

Aminoacizi se caracterizează prin proprietăți dielectrice și fizico-mecanice ridicate, sunt rezistente la lumină și razele UV, sunt greu inflamabile, rezistente la acizi și baze slabe și la mulți solvenți. Ele pot fi vopsite de orice culoare. Sunt utilizate pentru fabricarea de produse electrice (carcase de instrumente și aparate, întrerupătoare, plafoniere, materiale izolante termice și fonice etc.).

În prezent, aproximativ 1/3 din toate materialele plastice sunt folosite în electrotehnică, electronică și inginerie mecanică, 1/4 - în construcții și aproximativ 1/5 - pentru ambalare. Interesul tot mai mare pentru polimeri poate fi ilustrat de industria auto. Mulți experți estimează nivelul de perfecțiune al unei mașini în funcție de proporția de polimeri utilizați în ea. De exemplu, masa materialelor polimerice a crescut de la 32 kg pentru VAZ-2101 la 76 kg pentru VAZ-2108. În străinătate, greutatea medie a materialelor plastice este de 75÷120 kg per mașină.

Astfel, polimerii sunt folosiți pe scară largă sub formă de materiale plastice și compozite, fibre, adezivi și lacuri, iar amploarea și domeniul de utilizare a acestora este în continuă creștere.

Întrebări pentru autocontrol:

1. Ce sunt polimerii? Tipurile lor.

2. Ce este un monomer, oligomer?

3. Care este metoda de obţinere a polimerilor prin polimerizare? Dă exemple.

4. Care este metoda de obţinere a polimerilor prin policondensare? Dă exemple.

5. Ce este polimerizarea radicalică?

6. Ce este polimerizarea ionică?

7. Ce este polimerizarea în masă (bloc)?

8. Ce este polimerizarea în emulsie?

9. Ce este polimerizarea în suspensie?

10. Ce este polimerizarea gazelor?

11. Ce este policondensarea topiturii?

12. Ce este policondensarea în soluție?

13. Care este policondensarea la interfață?

14. Care este forma și structura macromoleculelor polimerice?

15. Ce caracterizează starea cristalină a polimerilor?

16. Care sunt caracteristicile stării fizice a polimerilor amorfi?

17. Care sunt proprietățile chimice ale polimerilor?

18. Care sunt proprietățile fizice ale polimerilor?

19. Ce materiale se produc pe baza de polimeri?

20. Care este utilizarea polimerilor în diverse industrii?

Întrebări pentru munca independentă:

1. Polimerii și aplicațiile acestora.

2. Pericol de incendiu al polimerilor.

Literatură:

1. Semenova E. V., Kostrova V. N., Fedyukina U. V. Chimie. - Voronezh: Carte științifică - 2006, 284 p.

2. Artimenko A.I. Chimie organica. - M.: Mai sus. şcoală – 2002, 560 p.

3. Korovin N.V. Chimie generală. - M.: Mai sus. şcoală – 1990, 560 p.

4. Glinka N.L. Chimie generală. - M .: Mai sus. şcoală – 1983, 650 p.

5. Glinka N.L. Culegere de sarcini și exerciții de chimie generală. - M .: Mai sus. şcoală – 1983, 230 p.

6. Akhmetov N.S. Chimie generală și anorganică. M.: Liceu. – 2003, 743 p.

Cursul 17 (2 ore)

Tema 11. Identificarea chimică și analiza unei substanțe

Scopul prelegerii: a se familiariza cu analiza calitativă și cantitativă a substanțelor și a face o descriere generală a metodelor utilizate în aceasta.

Probleme în studiu:

11.1. Analiza calitativă a substanței.

11.2. Analiza cantitativă a substanței. Metode chimice de analiză.

11.3. Metode instrumentale de analiză.

11.1. Analiza calitativă a substanței

În practică, adesea devine necesară identificarea (detectarea) unei anumite substanțe, precum și cuantificarea (măsurarea) conținutului acesteia. Știința care se ocupă cu analiza calitativă și cantitativă se numește Chimie analitică . Analiza se realizează în etape: mai întâi se realizează identificarea chimică a substanței (analiza calitativă), apoi se determină cât de mult substanță se află în probă (analiza cantitativă).

Identificare chimică (detecție)- aceasta este stabilirea tipului și stării fazelor, moleculelor, atomilor, ionilor și altor părți constitutive ale unei substanțe pe baza unei comparații a datelor experimentale și relevante de referință pentru substanțele cunoscute. Identificarea este scopul analizei calitative.În identificare, se determină de obicei un set de proprietăți ale substanțelor: culoarea, starea de fază, densitatea, vâscozitatea, topirea, temperaturile de fierbere și de tranziție de fază, solubilitatea, potențialul electrodului, energia de ionizare și (sau) etc. Pentru a facilita identificarea, au fost create bănci de date chimice și fizico-chimice. În analiza substanțelor multicomponente se folosesc adesea instrumente universale (spectrometre, spectrofotometre, cromatografe, polarografe etc.), dotate cu calculatoare, în memoria cărora se află informații chimico-analitice de referință. Pe baza acestor instalații universale se creează un sistem automatizat de analiză și procesare a informațiilor.

În funcție de tipul de particule identificate, se disting analizele elementare, moleculare, izotopice și de fază. Prin urmare, metodele de determinare clasificate după natura proprietății care se determină, sau după metoda de înregistrare a semnalului analitic, sunt de cea mai mare importanță:

1) metode chimice de analiză bazat pe utilizarea reacţiilor chimice. Sunt însoțite de efecte externe (precipitații, degajare de gaze, apariție, dispariție sau schimbare de culoare);

2) metode fizice, care se bazează pe o anumită relație între proprietățile fizice ale unei substanțe și compoziția sa chimică;

3) metode fizice si chimice , care se bazează pe fenomenele fizice care însoţesc reacţiile chimice. Ele sunt cele mai frecvente datorită preciziei, selectivității (selectivității) și sensibilității lor ridicate. Analizele elementare și moleculare vor fi luate în considerare mai întâi.

În funcție de masa substanței uscate sau de volumul soluției de analit, există macrometoda (0,5 - 10 g sau 10 - 100 ml), metoda semi-micro (10 - 50 mg sau 1 - 5 ml), micrometoda (1-5 Hmg sau 0,1 - 0,5 ml) și ultramicrometodă (sub 1 mg sau 0,1 ml) identificări.

Se caracterizează analiza calitativă limita detectiei (minim detectat) de substanță uscată, adică cantitatea minimă de substanță identificabilă în mod fiabil și concentrația limită a soluției. În analiza calitativă, se folosesc numai astfel de reacții, ale căror limite de detectare nu sunt mai mici de 50 μg.

Există unele reacții care fac posibilă detectarea unei anumite substanțe sau ion în prezența altor substanțe sau a altor ioni. Astfel de reacții se numesc specific . Un exemplu de astfel de reacții poate fi detectarea ionilor NH 4 + prin acțiunea alcaline sau încălzire.

NH4CI + NaOH = NH3 + H2O + NaCI

sau reacția iodului cu amidonul (culoare albastru închis) etc.

Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, reacțiile de detecție ale unei substanțe nu sunt specifice, prin urmare, substanțele care interferează cu identificarea sunt transformate într-un precipitat, un compus slab disociat sau complex. Analiza unei substanțe necunoscute se efectuează într-o anumită secvență, în care una sau alta substanță este identificată după detectarea și îndepărtarea altor substanțe care interferează cu analiza, adică. se folosesc nu numai reacțiile de detectare a substanțelor, ci și reacțiile de separare a acestora unele de altele.

În consecință, analiza calitativă a unei substanțe depinde de conținutul de impurități din ea, adică de puritatea acesteia. Dacă impuritățile sunt conținute în cantități foarte mici, acestea se numesc „urme”. Termenii corespund fracțiilor molare în %: "urme" 10 -3 ÷ 10 -1 , "microurme"– 10 -6 ÷ 10 -3 , "ultramicrourme"- 10 -9 ÷ 10 -6 , submicrourme- mai putin de 10 -9 . Substanța se numește puritate ridicată atunci când conținutul de impurități nu este mai mare de 10 -4 ÷ 10 -3% (fracții molare) și mai ales pur (ultra clar) cand continutul de impuritati este sub 10 -7% (fractie molara). Există o altă definiție a substanțelor extrem de pure, conform căreia acestea conțin impurități în astfel de cantități care nu afectează principalele proprietăți specifice ale substanțelor. Cu toate acestea, nu orice impuritate contează, ci impuritățile care afectează proprietățile unei substanțe pure. Astfel de impurități sunt numite limitatoare sau controlante.

La identificarea substanțelor anorganice, se efectuează o analiză calitativă a cationilor și anionilor. Metodele de analiză calitativă se bazează pe reacții ionice, care fac posibilă identificarea elementelor sub formă de anumiți ioni. Ca și în cazul oricărui tip de analiză calitativă, în cursul reacțiilor, se formează compuși puțin solubili, compuși complecși colorați, oxidarea sau reducerea are loc cu o schimbare a culorii soluției. Pentru identificarea prin formarea de compuși puțin solubili, sunt utilizați atât precipitanți de grup, cât și individuali.

La identificarea cationilor substanţelor anorganice grupare precipitatoare pentru ioni Ag + , Pb 2+ , Hg 2+ este NaCl; pentru ionii Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ - (NH 4) 2 CO 3, pentru ionii Al 3+, Cr 3+, Fe 2+, Fe 3+, Mn 2+, Co 2+, Ni 2 +, Zn 2+ și altele - (NH 4) 2 S.

Dacă sunt prezenți mai mulți cationi, atunci analiza fracționată , în care toți compușii puțin solubili sunt precipitați, iar apoi cationii rămași sunt detectați printr-o metodă sau alta sau se efectuează o adăugare treptată a unui reactiv, în care sunt precipitați mai întâi compușii cu cea mai mică valoare PR și apoi compușii cu o valoare PR mai mare. Orice cation poate fi identificat folosind o anumită reacție dacă alți cationi care interferează cu această identificare sunt îndepărtați. Există mulți reactivi organici și anorganici care formează precipitate sau compuși complecși colorați cu cationi (Tabelul 9).

Secțiuni