Полимер материалдарының қасиеттері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы : Полимерлі имплантанттар.

Алматы-2020ж

Жоспар

Кіріспе
Полимерлерге жалпы түсінік
Полимерлер қасиеттері мен кемшіліктері
Полимерлі импланттар
Қорытынды

Кіріспе

Полимерлер дегеніміз - құрамы бірнеше рет қайталанатын бірдей мономер буындарынан тұратын ұзын молекулалардан құрылған молекулалық массасы үлкен заттар.

Полимердің молекуласының өлшемі полимерлену дәрежесімен n, яғни тізбектегі буындар санымен анықталады. Егер n=10…20, зат жеңіл май түрінде болады. Тұтқырлықтың жоғарылауымен зат балауызды бола бастайды, n=1000 жеткенде қатты полимер пайда болады. Полимерлену дәрежесі шексіз: ол 104 - ке тең болуы мүмкін, және бұл жағдайда молекуланың ұзындығы микрометрге жетеді. Полимердің молекулярлық массасы полимерлену дәрежесі мен мономердің молекулярлық массасының туындысына тең. Әдетте ол 103… 3*105 аралығында болады. Молекуланың сонша үлкен ұзындығы оның дұрыс орамасына кедергі келтіреді және полимердің құрылысын аморфтыдан ішінара кристалдыққа дейін өзгертеді. Едәуір мөлшерде кристалданудың шамасы геометриялық тізбекпен анықталады. Неғұрлым тізбек жақын жинақталса, соғұрлым кристалданған полимер пайда болады. Тіпті жақсы жағдайда кристалдау жетілмеген.

Аморфты полимерлер тек қана олардың табиғатынан ғана емес, тізбектердің ұзындығынан да тәуелді температуралар ауқымында балқиды; кристалдылар балқу нүктесіне ие болады.

Шығу тегіне қарай полимерлер үш топқа жіктеледі.

Табиғи полимерлер өсімдіктер мен жануарлардың тіршілік әрекетінің нәтижесінде пайда болады және ағашта, жүнде, теріде болады. Бұл протеин, целлюлоза, крахмал, шеллак, лигнин, латекс.

Әдетте табиғи полимерлер тазартудың бөліну, негізгі тізбектің құрылысы өзгеріссіз қалатын түрлену операцияларына ұшырайды. Мұндай өңдеудің өнімі жасанды полимерлер болып табылады. Мысалы эластикалық қасиетті жоғарылату үшін камфорамен пластифицирленген, нитроцеллюлоза болып табылатын целлулоид, латекстен дайындалған табиғи каучук жатады.

Табиғи және жасанды полимерлер қазіргі техникада үлкен маңызға ие болды, ал кейбір салаларда, мысалы, целлюлоза - қағаз өнеркәсібінде әлі кунге дейін өз құндылығын жойған жоқ. Дегенмен өндірістің және органикалық материалдарды тұтынудің күрт артуы табиғатта аналогтары кездеспейтін, төмен молекулалық қосылыстардың синтезінде алынатын синтетикалық полимер - материалдардың негізінде пайда болды. Жоғары молекулалық заттардың химиялық технологияның дамуы - қазiргi ҒТҚ - тың ажырамас және маңызды бөлiгi. Техниканың бірде бір саласы, әсіресе жаңа техника полимерсіз елестетілмейді. Полимерлер химиялық құрылысы бойынша тармақталған, сызықты, торлы, кеңістікті болып жіктеледі. Сызықты полимерлердің молекулалары бір - біріне қатысты химиялық инертті және бір- бірімен Ван - Дер - Ваальс күшімен байланысқан. Қыздырғанда мұндай полимерлердің тұтқырлығы төмендейді және олар бастапқыда жоғары эластикалық, содан соң тұтқыр - ағыны күйіне өтуге қабілетті. Қыздырудың негізгі салдары болып иілгіштіктің өзгерісі табылады, сызықты полимерлерді термопластикалық деп атайды. «Сызықты» термині тік сызықты дегенді білдіреді деп ойлау дұрыс емес, керісінше, олар үшін мұндай полимерлерге механикалық беріктік беретін тісті және спиральды конфигурация тән.

Полимер материалдарының қасиеттері

Полимерлі материалдардың ерекше қасиеттері: Тығыздығы төмен, беріктілік көрсеткіштері жоғары материал. агрессиялық ортаға, атмосфералық және радиациялық әсерлерге төзімді; радио- және электротехникалық касиеттері жоғары, сонымен бipre диэлектрлік көрсеткіштері температура мен электр өрісінің жиілігіне аз тәуелді; арнайы оптикалық қасиеттерге ие: толқын ұзындықтарының кең аймағында жарық, сонымен бipгe ультракүлгін сәулесін өткізу қасиеті (Мысалы, полиметилметакрилат 70% пайыз өткізетін болса, силикат шынысы небәрі 1-3% өткізеді) . физика-механикалық қасиеттерінің кеңдігі (каттыдан серпімді резеңке тектес материалдарға дейін) және 6ip материалда карама-қарсы касиеттерді біріктіру, мысалы қаттылық пен иілгіштік («брондалған» полимерлер) .

Жоғары молекулалы қосылыстардың жалпы ортақ қасиеттері болады. Бірақ оны классикалық үлгідегі химия тұрғысынан түсіндіру қиын. Сондықтан полимерлердің қасиеттерін қарастыру үшін тиісті жаңа түсініктерді енгізуге тура келеді.

Полимерлердің молекулалық массасы әр түрлі және құрылымының айрықша сипаты болуына байланысты, олардың қасиеттерінің кіші молекулалы заттардың қасиеттерінен айтарлықтай өзгешелігі болады. Кіші молекулалы заттар, әдетте, өздеріне тән балқу, қайнау температураларымен және басқа да тұрақты шамалармен, яғни константалармен сипатталады.

Жоғары молекулалы қосылыстардың бірінші ерекшелігі - мүлде жаңа орташа молекулалық масса түсінігінің болуы. Кіші молекулалы заттар қасиеттерінің тұрақты болуы, олардың молекулалық массаларының тұрақтылығында, ал жоғары молекулалы қосылыстардың молекулалық массасы құрылым буындарының санына байланысты өзгеріп отырады. Осыған сәйкес қасиеттері де елеулі түрде өзгереді. Ұзындықтары әр түрлі, бірақ бірдей химиялық буындардан тұратын макромолекулалар полимергомологтар деп аталады.

Жоғары молекулалы қосылыстардың молекулалық массалары үлкен болған сайын әр түрлі полимерлердің қасиеттеріндегі айырмашылықтар да азая береді, тіпті жеке зат ретінде айырмасы болмай қалады. Сондықтан полимергомологтарды жеке химиялық зат ретінде бөлу әдісі жоқ деуге болады. Полимергомологтардың қоспасын молекулалық массалары бір-біріне жуық шамадағы фракцияларға бөліп қарастырады.

Полимерлі Материалдардың кемшіліктері : жылуға төзімділіктері төмен (фторопластар мен кремнийорганикалық полимерлерден басқаларында бұл қасиет 120 °С-дан төмен) ; қаттылығы төмен (6-60 кг/мм2) ; жорғалау және кернеу релаксациясы; жоғары жылулық кеңею; жылу өткізуді қиындататын төмен жылуөткізгіштік (металдардың жылуөткізгіштігінен 500-600 есе төмен) ; биологиялық ыдырауға ұшырамайтындығына байланысты экологиялық мәселелерді шешу қажет.

Полимерлі имплантанттар

Полимерлі материалдар имплантаттардың көптеген топтарының негізі болып табылады-денеге хирургиялық жолмен енгізілген және биологиялық ұлпалармен толық немесе ішінара ортада жұмыс істейтін заттар. Алыстағы ішкі ағзалардың немесе олардың фрагменттерінің орнына орналастырылған имплантаттар эндопротездер деп аталады.

Имплант материалының қоршаған ортаның (биодеградация) әсерінен ыдырау қабілетіне байланысты организм үшін бөгде заттардың массасы мен көлемінің біртіндеп азаюы немесе немесе баяу биодеградацияланатын материал жағдайында импланттың айналасында денені бөгде заттан қорғайтын жұқа тіндік қабық (капсула) пайда болады.

Қазіргі уақытта имплантаттар хирургиялық операцияларда кеңінен қолданылады. Импланттардың ең үлкен топтары-жүрек-тамыр, сүйек және тіндік импланттар, сондай-ақ офтальмикалық және стоматологиялық. Жеке топқа терінің зақымдануы үшін қолданылатын өнімдер, соның ішінде жаралар мен күйіктерден кейін, сондай-ақ хирургиялық тігіс материалдары кіреді.

Сүйек жүйесіндегі операцияларда имплантаттар кеңінен қолданылады, мысалы, сүйектердің жойылған немесе жойылған бөліктерін алмастыратын фрагменттер, жасанды буындардың құрылымдық элементтері, сүйек ақауларын байланыстыратын бекітпелер. Оларды өндіру үшін көміртекті және бейорганикалық толтырғыштары бар полимерлер мен композиттер, атап айтқанда гидроксиапатит қолданылады.

Бұл материалдар биодеградацияға жоғары қарсылыққа ие болуы керек (мысалы, буындардың эндопротездерін жасау үшін қолданылатын полимерлер) немесе біртіндеп тірі матамен алмастырылатын өнімдердің жұмыс істеуі кезінде ыдырауы керек (биодеградация) (бекіткіштер, толтырғыш қосылыстар) .

Сүйек импланттарын жасау үшін қолданылатын полимерлердің ішінде ультра жоғары молекулалық салмақты полиэтиленді, полисульфондарды, полиформальдегидті атап өтуге болады, ал биодеградацияланатын импланттарды жасау кезінде гидроксикарбон қышқылдарының полиэфирлері, ең алдымен гликоль, сүт, гидроксимасол және олардың сополимерлері маңызды бола түсуде. зиянсыз метаболизденетін фрагменттерді қалыптастыру үшін дене тіндерінде ыдырайды.

Эндопротез қондырғысына дейін немесе одан кейін (катетер арқылы) енгізілетін жылжымалы толтырғышы бар полисилоксанды резеңкеден жасалған ыдыстар болып табылатын кеуде эндопротездері неғұрлым жақсы зерттелген. Бұл импланттардың жаппай қолданылуына қарамастан, олардың толтырғыштарын оңтайландыру мәселесі толығымен шешілген жоқ, өйткені әртүрлі құрылымдарда әлсіз тігілген полисилоксан гельдері, май эмульсиялары мен тұзды ерітінділердің кейбір кемшіліктері бар: олар әрдайым зиянсыз емес және олардың механикалық сипаттамалары кейде қанағаттанарлықсыз.