Реферат: Полимеры в медицине

Первоначально пластмассы получали на основе природных полимеров производных целлюлозы, каучука, молочного белка казеина и др.; потом в качестве связующих стали применять и синтетические полимеры фенолформальдегидные смолы, полиакрилаты, полиэфиры и др. Общее для всех пластмасс то, что во время формирования изделий их полимеросвязующее находится в вязкотекучем состоянии, а при эксплуатации в стеклообразном или кристаллическом.

На начальных стадиях формования изделия из пластмассы молекулы полимера практически всегда имеют линейную или разветвленную структуру. Если эта структура сохраняется и после формования, пластмасса может многократно при нагревании возвращаться в вязкотекучее состояние. Материалы, обладающие этим свойством, называют термопластичными (термопластами). К их числу относятся такие известные пластики, как полиэтилен, полистирол, полиамиды и поликарбонаты.

Если же в процессе формования изделия происходит сшивка макромолекул и полимер, твердея, приобретает сетчатое строение, то такую пластмассу уже нельзя возвратить в вязкотекучее состояние нагреванием или растворением. Эти пластмассы называются термореактивными (реактопластами). Среди них пластики на основе фенолформальдегидных, алкидных, эпоксидных смол.

Изделия из пластмасс очень легкие (имеют малую плотность), большинство пластмасс почти не проводят электрического тока и тепла, многие устойчивы к коррозии в агрессивных средах, некоторые не теряют своих прочностных свойств даже при значительном изменении температуры.Из пластических масс можно получать при помощи формования изделия разнообразной конфигурации, заменять ими металлические детали. Поэтому пластмассы находят очень широкое применение во многих областях человеческой деятельности.

Большое значение в наши дни приобрели кремнийорганические соединения, прежде всего полимерные. Это теплостойкий и морозоустойчивый силиконовый каучук, чрезвычайно важные для электротехники изоляторы кремнийорганические лаки. Даже в бытовой химии кремнийорганические соединения широко используются: обработанная ими одежда меньше загрязняется и мнется. Кремний (лат. Silicium) химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086.

Как самостоятельный химический элемент кремний был открыт в 1825 году шведским химиком и минералогом Й.Берцелиусом.

Нагревая фторосиликат с калием, он восстановил кремний из этого соединения:

K SiF + 4K = 6KF + Si

Ж.Л.Гей-Люссак и Л.Ж.Тенар получили кремний за 12 лет до Берцелиуса, но очень нечистый. В 1834 году русский химик Г.И.Гесс дал новому элементу русское название,оставшееся неизменным до наших дней,"кремний" (от древнегреческого "кремнос"-"утес","скала"). От кремния (по-латыни "силекс") идет и латинское название этого элемента.

Кремний второй по распространенности элемент после кислорода (29,5% от массы земной коры), один из главных элементов неживой природы. Его соединениясиликаты и алюмосиликатысоставляют 75% земной коры. В природе кремний встречается лишь в виде соединений, и почти всегда наряду с кремнием в их составе есть и кислород, а его оксид (IV) SiO важнейшее природное неорганическое соединение.

Кристаллический кремний построен из кристаллов того же типа, что и алмаз. Это вещество серо-стального цвета, с металлическим блеском (плотность 2,33 г/см , Тпл= 1417 С, Ткип= =2600 С). Мелкокристаллический кремний имеет бурую окраску.

Химическая активность кремния невысока. При комнатной температуре он соединяется только со фтором, при нагревании с кислородом, галогенами, серой, при высокой температуресо многими металлами.

Чистый кремний стал одним из самых важных полупроводниковых материалов.

Из оксида кремния (IV)чистого пескавыплавляют кварцевое стекло для сложных оптических устройств, для изготовления лабораторной посуды и осветительных приборов.

Еще одним химическим элементом,с которым человек сталкивается каждый день, а точнее каждое утро, является фтор. При недостатке фтора в организме человека развивается кариес зубов. Поэтому многие зубные пасты содержат фтор.

Фтор (лат. Fluorum)химический элемент VII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 9, атомная масса 18,998; относится к семейству галогенов.

О существовании элемента, который впоследствии был назван фтором (от греческого "фторос" разрушение, гибель), догадывались многие химики конца XVIIIначала XIX в.,но получить его в чистом виде из-за его необычной активности долго не удавалось. В истории фтора немало трагических страниц: многие ученые, которые изучали соединения фтора, теряли здоровье и даже гибли, потому что фтор и его соединения чрезвычайно ядовиты.

Одно из самых интересных соединений фтора плавиковая кислота HF была получена в 1771 г. шведским химиком К.Шееле. Постепенно крепло убеждение, что в веществе, открытом Шееле, содержится новый элемент, похожий на хлор. Но прошло более ста лет, прежде чем химики выделили наконец этот элемент. Произошло это в 1886 г. Первооткрывателем свободного фтора стал французский химик А.Муассан. Чтобы получить фтор, Муассан подверг электролизу охлажденный до -23 С безводный фтороводород и собрал на аноде несколько пузырьков желтого газа. Электроды в приборе Муассана были сделаны из химически стойкого платиноиридиевого сплава, но и его разрушал агрессивный газ.

Муассан должен был подтвердить свое открытие, получив фтор в присутствии комиссии, присланной Парижской Академией наук. Он очистил фтороводород со всей тщательностью, установил новые электроды, включил ток и ничего не получил. Оказалось, что помешала опыту слишком тщательная очистка исходного вещества: электролиз происходил лишь в присутствии гидродифторида калия KHF .

Спустя 20 лет за это открытие Муассан был удостоен Нобелевской премии по химии. Электролиз и поныне остается единственным способом получения фтора.

Фтор распространен в природе довольно широко. Его содержание в земной коре 6,25 * 10 % от общей массы. Свободный фтор в природе фактически не встречается. Основной его минерал флюорит, или плавиковый шпат CaF ; фтор входит также в состав фосфоритов, фторапатита 3 Ca (PO ) *CaF ,криолита Na AlF .

Фтор элемент , расположенный в таблице Менделеева " на полюсе" неметаллических свойств. Это самый активный , самый реакционноспособный окислитель. Даже кислород окисляется фтором. Химическая активность фтора такова, что инертные газы ( криптон, ксенон, радон), долгое время считавшиеся не способными к какимлибо химическим реакциям, вступают в соединения с ним.

Чрезвычайная реакционная способность фтора объясняется особенностями строения его атома. Как и у других галогенов, на внешней оболочке атома фтора 7 электронов: для создания устойчивой электронной конфигурации октета не хватает лишь одного. И этот электрон атом фтора "отбирает" у любых веществ, даже у кислорода, других галогенов.У них, как и у фтора, по 7 электронов на последней оболочке, но расположена она дальше от ядра, и от того ядро слабее притягивает валентные электроны. Поэтому и иод, и бром, и даже хлор иногда могут проявлять положительную степень окисления, а фтор очень редко.

Фтор реагирует почти со всеми простыми веществами, кроме гелия, аргона, неона, азота и углерода (в виде алмаза). В результате многих реакций с участием фтора выделяется большое количество тепла, а некоторые из этих реакций имеют характер взрыва.

Многие фторосодержащие вещества очень важны для современной науки и техники. Например, фтороводород (плавиковая кислота его водный раствор) широко применяется в авиационной, химической, целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве стекла и некоторых металлов.

Плавиковый шпат СaF (флюорит)одна из важнейших солей плавиковой кислоты.Поскольку это достаточно распространенный минерал, его используют для получения HF и искусственного криолита двойного фторида натрия и алюминия 3NaF*AlF . Криолит незаменим в производстве алюминия.

Для атомной энергетики важны соединения фтора с другими галогенами:ClF , BrF, BrF .С помощью этих соединений получают гексафторид урана UF единственное летучее соединение урана (температура возгонки всего 56,5 С ). Изотопы урана разделяют, превратив урановые концентраты в летучий гексафторид.

Фтор вступает в реакции и с органическими веществами.

Правда, на практике для таких реакций обычно используют не сам фтор, а его неорганические соединения.Из органических фторосодержащих соединений наибольшее значение приобрели фреоны, получающиеся из углеводородов при замене в их молекулах водородных атомов на фтор и хлор. Фреоны работают в холодильниках, в установках для кондиционирования воздуха. В домашних холодильниках охлаждение обычно достигается испарением в замкнутом пространстве холодильного агрегата одного из таких соединений фреона-12 CF Cl .

Очень важно еще одно фторосодержащее органическое соединение тетрафторэтилен C F . При полимеризации этого вещества образуется отличающийся чрезвычайной химической стойкостью фторопласт-4, или тефлон, впервые полученный в 1938 г. Царская водка смесь концентрированных соляной и азотной кислот в пропорции 3:1 растворяет почти все металлы, в том числе золото и платину. А на фторпласт-4 она практически не действует. За необычайную химическую стойкость это белое легкое вещество иногда называют пластмассовой платиной.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://study.online.ks.ua/