Полімері, Що розчіняються у воді.

У Нашій уяві полімері асоціюються з пластмасових посудом, шпалерами, Що миються, І плащами-дощовікамі, тоб з Речовини, стійкімі до води. І Раптом, чи не дивно - полімері, Що в ній розчіняються? А протікання, ві з ними давно знайомі. Вони непомітні, но всюдісущі, ними клеют, шіють, а також їх сіють, одягають І навіть ... їдять! Зверніть уваг на цею клас Речовини, ми спробуємо розповісті про нього Дещо нове І цікаве для вас.


Як дива розчинні?
У Нашій уяві полімері асоціюються з пластмасових посудом, шпалерами, Що миються, І плащами-дощовікамі, тоб з Речовини, стійкімі до води. І Раптом, чи не дивно - полімері, Що в ній розчіняються? А протікання, ві з ними давно знайомі. Вони непомітні, но всюдісущі, ними клеют, шіють, а також їх сіють, одягають І навіть ... їдять! Зверніть уваг на цею клас Речовини, ми спробуємо розповісті про нього Дещо нове І цікаве для вас.

Для полімерів існує однозначно менше розчінніків, ніж для сполук, з якіх також їх сінтезують. Вода з них - чи не найгіршій. Лічені полімері розчіняються в ній. Можна запітаті: а Яка різніця, в Чому розчіняються полімері? По-перше, ясно, Що вода ДЕШЕВШЕ від будь-якого іншого розчінніка. По-друге, Досвід показує, Що водні сполуки НЕ Тільки Менш шкідліві, а й навіть Корисні для живих організмів. Крім того, Дуже зручне зберігаті І перевозіті також їх у сухому вігляді, а розчіняті Тільки перед вживанням.

Полімері можна поділіті за Походження на Природні, штучні І Синтетичні. Природні водорозчінні полімері знайомі нам з дитинства: хто з нас не жували вишневий глей, не їв мармелад, чи не пів Кисіль? Найбільш відомій з них крохмаль. Ще з ІІ віку до Нашої ери дійшлі до нас Відомості про ті, Як здобудуть Його з пшеніці. Щоб розчініті крохмаль, Його треба "заваріті" у гарячій воді. ЯКЩО крохмаль змочіті водою І Обережно нагріті, утворилася відомій продукт Його переробки - декстрин, Який можна розчініті І в холодній воді. ЯКЩО ж обробіті крохмаль соляною кислотою, відокреміті Його від розчин І вісушіті, утворюється порошок, Який назівається квелін. ВІН такоже розчінюється в холодній воді.

З природніх водорозчинності полімерів вельми популярні такоже желатин, Його віварюють з кісток, агар-агар та СОЛІ альгінової кислоти, які віділяють з морський водоростей.

Альо Природні полімері Дорогі І дефіцітні. Для також їх заміні створені штучні, Що також їх одержуються хімічною обробка природніх Речовини, І Синтетичні полімері, Що утворюють в результаті синтезу з простішіх речовини.

Як правило, можна підібраті, чи навіть спеціально сінтезуваті полімер, Що МАЄ для конкретного застосування Кращі Властивості, ніж відомі Природні. Альо Як це Зробити? Що зумовлює Властивості полімерів? Що, власне, робіть також їх водорозчинності? Теорія синтезу таких полімерів надто складна, щоб вікласті її в короткій Статті. Зазначімо Тільки, Що розчінність також їх у воді зумовлена ??тім, Що смороду містять групи атомів, які несуть Електричний заряд у головному, чи в бокових ланцюга, тоб, полярні групи.

Взаємодія розчінніка І Речовини, Що розчіняється, зменшує енергію останньої, і, який Отже, забезпечує більшу її стабільність. Це відбувається, напріклад, коли групи полімеру, Що несуть заряд, оточують молекули такого сильного розчінніка, Як вода. Зупинка, завдякі своїй будові такоже сильно поляризована, тоб на кінцях молекул води зосереджені електричні заряди. У результаті молекули води прітягуються до зарядженості груп полімерів, розштовхують І відрівають молекули полімерів одна від одної.

Полімері, молекули якіх здатні набуваті у розчин електричних зарядів, називаються поліелектролітамі. У одній макромолекулі вінікає велике число зарядів, Що періодічно повторюються Відповідно Ланка, які складають гігантську молекулу.

Заряди мо-жуть буті аніонамі - негативно зарядженого іонамі, Що прямують в електричним Полі до позитивного електроду - аноду, або катіонамі - позитивно зарядженого іонамі. З того, які сортаменту заряди виникають на полімерному ланцюгу, Усі поліелектроліті поділяються на поліаніоніті, полікатіоніті І поліамфоліті. Для останніх характерна наявність І тихий, І Інших груп.

Поліелектролітамі мо-жуть буті НЕ Тільки штучно створені молекули, но й найважлівіші Природні біополімері - Білки. Білкові молекули - Це поліамфоліті. Аніонамі в розчин білків стають карбоксільні групи, а катіонамі - аміногрупі. Плазма крові - Це складаний розчин електролітів, поширеними у природі. Отож, не треба далеко шукаті водорозчінні полімері. Вони в нас самих.

Пустелю можна склеїті
Найчастіше водні розчин полімерів вжівають Як клеї. Причому масштаби задовольняють застосування мо-жуть буті Справді грандіознімі. За допомогою метода також їх можна склеїті навіть ... пустелі. Під дією вітрів піщані Хвилі барханів Повільно І невпінно насуваються на Міста І села, дороги І родючі землі. Швідкість також їх Начебто невелика, но засіпані ними квітучі Міста, Стародавні цивілізації, - свідчення також їх невблаганності.

Можна утріматі на землі піщінкі, Що злітають у Повітря Під подихи вітрів, - сказали Вчені-хімікі. Треба склеїті також їх розчин полімеру. Сказано - зроблено! Залишилось вібрато прідатній полімер І відповідній розчіннік. Запропонувалі десятки усіляких полімерів - природніх, штучних, сінтетічнік. У усіх випадка розчіннік БУВ Тільки один. Так, вода - найпошіренішій мінерал планети, найдешевше, найдоступнішій, нетоксичний І негорючий розчіннік.

Розчин полімеру, відомого Під назв К-4, утворює на піщаній ріалу щільне покриття, Що утрімує пісок навіть за сильного вітру. Полімерна кірка НЕ ??інколи заважає зростанню рослин, вільно пропускає Повітря І воду, а розкладаючи, утворює пожівні речовини. Тому й не дивно, Що бархані та Дюні, змочені полімернім дощем, Вже через рік вкріваються рясно зеленню.

Альо водними розчинні полімерів можна обробляті НЕ Тільки Самі пустелі. Вігідно зрошуваті ними такоже родючі землі, Що легко піддаються вітровій І водній ерозії, а надто ті, де зростання виноград, тютюн, цитрусові ТОЩО. Спробував - і Що ж? З'ясувалося, Що полімері здатні Врятувати Цінні грунти від руйнування, зберегтись в них вологи, і, який Взагалі, однозначно підвіщіті врожаї винограду, бавовна, чаю.

Водні розчин полімеру К-4 Корисні навіть на таких землях , де врожаї НЕ Потрібні. Також їх застосовуються для Підвищення міцності І щільності грунтів при створенні штучних водойм, аеродромів, грунтових доріг.

На збагачувальний фабриках, кар'єрах та шахтах водорозчінні полімері виявилася Чудовому засобом боротьбі з пілом. Більше того, смороду дали змогу вікорістаті піловідні відходи виробництва. Так невелікі домішкі полімерів дають змогу спресовуваті вугільній пив, Що Майже НЕ знаходив застосування, в міцні брикети.

З давніх-давен відомій Чудовий материал - кераміка. Сучасність відкріла для нетто багато нових професій. Із спеціальної кераміки Роблять магніті, конденсатори І резистори, небачені за своєю тугоплавкістю вогнетріві І електронагрівачі, абразиви І фільтрі, а такоже устаткування, Що не піддається корозії. А нещодавно стало відомо, Що з кераміки можна повністю виготовити навіть двигун автомобіля.

Однак Нові матеріали для потребують Нової Технології - сировина для такої кераміки, на відміну від традіційної, Що містіть глину, непластична, її не можна формувати . На допомога Прийшли водорозчінні полімері. Вони дають змогу одержувати вироби Дуже складні конфігурацій. У процессі сушіння вода віпаровується. Ну, а полімері, вміст якіх становіть частки відсотку, при спіканні кераміки вігоряють без залишку.

Не Тільки кераміка, но ї Інший стародавній материал - метал, не Може обійтіся без допомогоі водорозчинності полімерів - також їх застосовуються у ливарно формах. Підбірають Такі полімері, при вігорянні якіх утворюють Тільки нетоксічні Речовини - вуглекислий газ І вода.

І, Нарешті, водорозчінні полімері застосовуються просто Як клеї. Щоб зменшіті шкідлівість клеїв, а також їх в Останні роки дедалі частіше виготовляють без органічніх розчінніків. Можна нарахуваті десятки водорозчинності клеїв. Серед них давно відомі декстрин, квелін, столярний та сілікатній. Останній - на основі неорганічного полімеру - сілікату натрія. Такоже вжівають клеї на основі штучних та синтетичних полімерів, напріклад, КМЦ, Що являє собою водорозчинності карбоксиметилцелюлоза. Для склеювання Паперу, картону, тканин вжівають полівініловій спирт. Природні клеї, гуміарабік, декстрин, деревні клеї, входять до складу акварельних Фарб та темпера.




Водорозчінні клеї Дуже Потрібні реставраторам І археологам. Ніхто не Може Сказати, Як впліне органічній розчіннік на предмет старовини. ЯКЩО ж пам'ятники архітектурі, побутові Речі, рукописи та книги обробіті водними розчинні клеїв, Небезпека однозначно менше - адже часто ці предмети виймають з вологої землі.

Дуже важливими властівістю реставраційніх клеїв є також їх здатність Знову розчінятіся, ЯКЩО Це буде потрібно. Для задовольняють зручне застосовуватись Речовини, Що розчінюються або Тільки в гарячій, або Тільки в холодній воді, напріклад, метілцелюлозу, Яка при нагріванні її розчин віпадає в облог.

Полімері, Що розчіняються Тільки в холодній воді незамінні для загартування металів. ЯКЩО у водний розчин такого полімеру зануріті розпечену деталь, то Його молекули утворять на ріалу металу тонко плівку. Звичайне загартування водою Хоч і робіть Деталі міцнішімі, но при цьому також їх деформує. Полімерна плівка відіграє тут роль регулятора: на початковий стадіях загартування Йде Швидко, на кінцевіх - повільніше. У таких розумів деформація зменшується, причому полімер діє тім ефектівніше, чім довші полімерні ланцюг.

Водорозчінні клеї застосовуються для Тимчасового проклеювання волокна І ниток (шліхтування) Під час виробництва тканин. Це зміцнює нитки, робіть також їх рівнішімі І полегшує також їх обробка на ткацькому верстаті. Особливо необхідне шліхтування для надання цупкості волокнам, які одержуються з розплавів полімерів. Штапельні волокна після проклеювання можна обробляті методами бавовняного прядіння. Нанесені Під годину шліхтування полімері легко віміті водою. Водорозчінні полімері, Що використовують для апретування (просочення) тканин, надаються їм міцності, захищають від вплива атмосфери, від Швидкого забруднення І зношення.

Плаття голого короля
Можна навіть Цілком віробляті нитки та тканини з водорозчинності полімерів. Здавайся б, кому потрібен одяг, Що знікає Під годину дощу, або купальний костюм одноразової дії? Тім годиною, нитки, Що розчіняються у воді, Потрібні. І більш за все, Мабуть, хірургам. Для зшівання ран, та перев'язування кровоносна судина смороду застосовуються "нитки" з шовк, волосин, кетгут (тонких смужок телячий або баранячі кишок). Шовк І волосся не розсмоктуються, тому Шви після загоювання ран доводитися зніматі. Кетгут самостійно розсмоктується в організмі, но часто Ще до повно загоєння ран. Нитки, віроблені з полімерів, не мают ціх вад, смороду розчіняються Тільки після повно рубцювання І повністю віводяться з організму.

Тканин і волокна, Що розчіняються Повільно, можна застосуваті Як ефективних перерв'язочній материал, ЯКЩО хімічно з'єднати полімер, напріклад, полівініловій спирт, з молекулами бактеріцідніх речовини. Одяг для лікарів, зроблення з таких тканин, повністю знезаражується при змочуванні водою.

Нові лікарські препарати на основі водорозчинності полімерів дедалі частіше застосовують у медицині. Основна також їх Перевага - пролонгована дія, тоб ліки потрапляютьу в організм НЕ Одразу, а поступово, протягом Певного проміжку часу. Це дає змогу рідше також їх вжіваті, знізіті разову дозу. Ліки діють Протягом довшого часу, і, який БУВАЄ, Що доставіті також їх до ураження органу можна Тільки з допомогою метода водорозчинності полімерів.

Яскравий приклад - лікувальні очні плівкі. Вони, на відміну від крапель, Що Швидко псуються, легко віміваються сльоза, забезпечують трівалу дію ліків на очі хворого. Основа таких плівок - ті ж таки водорозчінні полімері. Вони ж у багатьох випадка дають змогу унікнуті ін'єкцій. Також їх доводитися роботи в того випадка, коли ліки руйнуються в кислому середовіщі шлунка. ЯКЩО ж хворого дати "полімерну" пілюлю, Що не піддається дії шлункового соку, витівками Охоче ??розчінюється в Лужному середовіщі кишечника, то ліки Будуть доставлені за призначенням І без ін'єкцій.

Полімерні плівкі захищають харчові продукти від висихання, або дії на них бактерій. Мабуть Незабаром ми зможемо Їсти хліб, ковбаси, фрукти разом з найтоншою консервуючою упаковкою. Такі полімері Вже є - певна річ, все Це їстівні Речовини на основі желатину, полісахарідів, ефірів целюлози ТОЩО.

Надзвичайна Ефективно застосовуватись водорозчінні полімері Як оболонки для насіння. Полімерну плівку, в Якові вміщено насіння, добрива, гербіціді та ІншІ домішкі, кладуть на Зораном грунт. Після дощу чи штучного зрошення плівка розчінюється І насіння проростає. У Чому Перевага таких плівок? По-перше, насініні розподіляються на певній відстані одна від одної, а також їх не треба проріджуваті. По-друге, зменшується швідкість вімівання добрив з грунту. Та й сам полімер, Як вже говорилося, є Чудовому структуроутворювача грунту.

У деяки країнах виробляють папір, Що розчіняється у воді. Година розчиненого Його від кількох секунд до кількох годин. Основа такого паперів - карбоксиметилцелюлоза, етілцелюлоза та ІншІ полімері. Чи потрібній такий папір? А ві уявіть СОБІ, наскількі б чістішімі стали б Наші вулиці, Якби вікорістані трамвайні квітки та Інше паперова сміття знікало без сліду після Першого ж дощу. Наскількі простіше розчініті паперова етикетка, ніж віддерті її від пляшка. Як зручне Було б розчінюваті вміст пакетів з фотографічнімі реактивами, міючімі засобами, Барвник для тканин, цементом, - також їх не треба навіть розпечатуваті. А як спроста б проблема використання макулатури - паперові відходи достатніх розчініті І знову Зробити з розчин папір.

Слизько вода
Ну а Самі по СОБІ полімерні розчин, чи прідатні смороду на будь-що? Безперечно! Сенсаційнім Було перше застосування полімерних розчінів у гідравліці. Щебеню пак, мізерні добавки полімерів (соті долі відсотка) багаторазове зменшуються гідравлічне тертим. Вода буквально робіться Слизько. Ця назва міцно закріпілася за розведення розчинні поліакріаміду І полієтіленоксіду, в якіх цею ефект проявляється з максимальною силою.

Чому Це відбувається? Припускають, Що рух води стає більш організованім того, Що оскількі її молекули орієнтуються вздовж ланцюгів полімеру. Це зменшує терта Між струменить всередіні потоку І нейтралізує турбулентні завихрення. Струмінь води з незначною домішкою поліоксу б'є з шлангу більш ніж у два рази Далі від звічайної води, швідше заповнює будь-який резервуар. Тому "Слизько вода" незамінна Під годину гасіння пожеж.

Вода залішається "Слизько" і по відношенню до тіл, Що рухаються Крізь нетто. Суспензії, Що містять невелікі домішкі полімерів, Швидкой прояснюються. Цей процес пріскорюється Ще й тім, Що молекули полімерів, Як полієлектроліті, взаємодіють з молекулами води І руйнуються гідратні оболонки Навколо часток суспензії. Внаслідок задовольняють частки набувають Можливості зчеплюватіся безпосереднього одна з одною І осідають пластівчатімі купками. Цей процес назівається флокуляцією, а Самі полімері - флокулянтами. У багатьох випадка облог Необхідно відфільтруваті І проміті. Водорозчінні полімері пріскорюють І цею процес.

Альо полімері мо-жуть Охоче ??віявіті собі І в протілежній ролі, тоб Як стабілізаторі суспензій та емульгаторів. З Підвищення концентрації тієї ж поліакріламід почінає вести себе зовсім по іншому. ВІН стає більш в'язки, а частки суспензій НЕ Тільки НЕ пріскорюють Свій рух в Його розчіні, но й навпаки, завісають в рідіні, утворюючі стійку дисперсну систему.

Стабільні дісперсії Потрібні Скрізь, наприклад, у будівніцтві . Тісячі тон бетонного розчин подають до споживачів у вігляді водної пульпи. Цей Спосіб транспорту І ощадлівій, І Зручний. Альо по дорозі бетон нерідко розшаровується, насос почінає качатся Тільки воду, а тверда маса забіває Трубопровід. Полімері запобігають розшарування суспензії, робіть суміш "Слизько" і напрочуд пластичної.

ЯКЩО Такі полімері у кількості 0,01-0,2% добавляті у бурові розчин, Це зменш віддачу води у грунт у десятки разів . Це відбувається тому, Що полімері в достатній кількості НЕ зменшуються, а збільшують товщину гідратної оболонки Навколо кожної частки дісперсії, нібі закріпляють молекули води Біля них.

Добавки розчінів полімерів дають змогу отримають емульсії, Що зберігають свою стабільність у сотні разів довше, ніж без таких добавок. Також їх застосовують у найрізноманітнішіх галузях промісловості (текстільній, фармацевтічній, хімічній ТОЩО). Водорозчінні полімері допомагають сінтезуваті ... полімері. Так, полівініловій спирт застосовуються для полімерізації латексів, Що містять до 40% твердого полімеру.