Полимеры, их классификация, состав. Влияние продуктов деструкции полимеров на организм человека.

Полимеры – соединения, молекулы которых состоят из многократно повторяющихся структурных единиц- звеньев (мономеров) с малым молекулярным весом.

Строение ПМ

Отличительным признаком строения полимеров является наличие длинных цепных молекул, имеющих прочные химические связи вдоль цепи и относительно слабые физические связи между цепями. Образование макромолекул происходит в результате присоединения большого числа маленьких молекул (мономеров) друг к другу.

В зависимости от строения макромолекулы подразделяются на 3 типа: линейные, разветвленные и производные. Форма макромолекул имеет определенное значение и с точки зрения потенциальной опасности выделения из ПМ вредных веществ. Интенсивность выделения в воду низкомолекулярных соединений из сетчатых соединений из сетчатых полимеров будет ниже чем из разветвленных и тем более линейных. В то же время в процессе получения из линейных полимеров легче удалить низкомолекулярные вещества.

В состав ПМ могут вводиться отвердители, пластификаторы, пластификаторы, стабилизаторы и другие вспомогательные вещества. В составе ПМ и изделий из них кроме макромолекул и добавок могут быть остатки незаполимеризированных мономеров, катализаторы полимеризации или поликонденсации, продукты деструкции.

Мономеры очень реактивны и биологически агрессивны – они способны поражать кожу и слизистые оболочки, некоторые из них обладают аллергенным действием, влияют на печень, репродуктивную функцию, могут индуцировать канцерогенез.

Главная функция стабилизаторов – задержать распад полимеров. Легко выщелачиваются из изделий в воду. Хотя стабилизаторы составляют незначительную часть пластмасс (0.01 – 1%), пользуясь пластмассовыми изделиями человек может подвергаться их воздействию.

Пластификаторы – включая их в состав ПМ снижается вторичные силы притяжения между полимерными цепями, в результате чего полимерное вещество становится мягче, эластичнее, легче перерабатываются. Пластификаторы токсичны, при их использовании почти всегда существует возможность выделения этих веществ из пластмассовых изделий. Количество пластификаторов в ПМ может достигать 60%.

Важное гигиеническое значение имеют процессы деструкции и старения ПМ, так как эти явления связаны с выделением в окружающую среду вредных химических веществ. Процесс деструкции и старения ПМ протекают под воздействием определенных факторов окружающей среды, важнейшими из которых являются окисление (влияние кислорода воздуха), что наблюдается даже при постоянной температуры. Следовательно, чистыми с гигиенической точки зрения могут быть только ПМ без добавок. Однако это обычно недостижимо, т. к. при производстве большинства из них применяют различные вспомогательные вещества, определяющие качество ПМ.

Классификация:

Огромное число полимеров можно подразделить на три основных класса, лежащих в основе принятой сейчас классификации.

· К первому классу относится обширная группа карбоцепных полимеров, макромолекулы которых имеют скелет, построенный из атомов углерода. Типичными представителями полимеров этого класса можно назвать полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, полиметилметакрилат, поливиниловый спирт и множество других. Фрагмент макромолекулы первого из них имеет следующее строение:
[-СН2-СН2-]n.

· Ко второму классу относится не менее обширная группа гетероцепных полимеров, макромолекулы которых в основной цепи помимо атомов углерода содержат гетероатомы (например, кислород, азот, серу и др.). К полимерам этого класса относятся многочисленные простые и сложные полиэфиры, полиамиды, полиуретаны, природные белки и т.д., а также большая группа элементоорганических полимеров: полиэтиленоксид (простой полиэфир); полиэтилентерефталат (сложный полиэфир) полиамид; полидиметилсилоксан.

· Третий класс полимеров - высокомолекулярные соединения с сопряженной системой связей. К ним относятся различные полиацетилены, полифенилены, полиоксадиазолы и многие другие соединения. Примерами таких полимеров могут служить: полиацетилен; полифенилен; полиоксадиазол.

К этому же классу относится интересная группа хелатных полимеров, в состав которых входят различные элементы, способные к образованию координационных связей (они обычно обозначаются стрелками). Элементарное звено таких полимеров часто имеет сложное строение.

По химическому составу все полимеры подразделяются на

1. органические,

2. элементоорганические,

3. неорганические.

43. Полимерные материалы, понятие, классификация…

Полимерные материалы (пластмассы, композиты, пластики) - это композиции определенного состава, получаемые из мономеров, олигомеров, полимеров с введением при их изготовлении либо в процессе формования изделия различных компонентов (ингредиентов) для целенаправленного придания свойств как материалу, так и изделию из него.

В полимерный материал могут входить одновременно или в различном сочетании: связующее (полимерная матрица), наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивающие агенты (отвердители), структурообразователи, порообразователи, смазки, антипирены, антистатики, антимикробные агенты и другие компоненты, придающие специфические свойства композиции в целом.

В настоящее время существует несколько классификаций полимерных материалов, которые зависят от основных параметров, в соответствии с которыми производится сравнение. Наиболее популярным методом классификации полимерных материалов является классификация по кристаллической решетке.

Химики выделяют три основных вида кристаллических решеток – карбоцепные решетки, кристаллические решетки, которые построены на основе атомов углерода, и гетероцепные полимеры, в состав которых, кроме атомов углерода, входят: кислород, азот или сера, а также высокомолекулярные соединения, образованные с помощью сложной системы межатомных связей.

Кроме того, существует классификация полимеров, которая основана на виде мономера, который используется при создании кристаллической решетки полимерного материала. На основе данной классификации полимеры подразделяются на гомополимеры и сополимеры. Также специалисты выделяют несколько групп стереополимеров, свойства которых зависят от пространственной конфигурации боковых групп относительно основной полимерной цепи. Наиболее известными типами сополимеров являются изотактические, синдиотактические и атактические полимеры.
В настоящее время применяется классификация сополимеров, которая отображает эксплуатационные свойства материала, большинство химических производств изготавливают блок-сополимеры, статические сополимеры, привитые сополимеры и альтернативные сополимеры.

Специалисты, которые занимаются подбором полимерных материалов для производства различных изделий, применяют другой способ классификации. Все полимерные материалы подразделяются на материалы общетехнического назначения, конструкционные материалы, а также специальные конструкционные материалы.
Еще одной формой классификации полимерных материалов является деление всех материалов на аморфные и кристаллические.
Технологи применяют классификацию полимерных материалов в зависимости от химической структуры. В настоящее время химическая промышленность выпускает огромное количество полиолефинов, к которым относят полиэтилены и полипропилены, а также различные виды полиамидов, стирольных пластиков и сложных эфиров.
Одной из форм классификации полимеров является разделение материалов на стеклопластики и углепластики, которое применяется для определенных материалов.
Появление новых полимерных материалов приводит к возникновению новых методов классификации, которые могут принимать разнообразные формы, например, выделение так называемых пищевых пластиков.

1. Гигиенические требования к полимерным строительным материалам.

- ПМ не должны создавать в помещении специфического запаха к моменту заселения дома

- не должны выделять в воздух летучие вещества в опасных для здоровья концентрациях

- не должны стимулировать развитие микрофлоры на своей поверхности

- должны быть доступны влажной дезинфекции

- напряженность поля статического электричества на поверхности конструкций из ПМ в условиях эксплуатации помещений не должна превышать 150 В/см

- ПМ не должны ухудшать микроклимат помещений

2. Особенности отбора проб воздуха жилых и общественных зданий