Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Научные библиотеки химия цемента

Научные библиотеки химия цемента

Ответственный редактор академик И.В. Петрянов-Соколов

Составители В.В. Станцо, М.Б. Черненко

«Я знаю, люди состоят из атомов, частиц, как радуги из светящихся пылинок или фразы из букв. Стоит изменить порядок, и наш смысл меняется» (А. Вознесенский). С небольшой поправкой на поэтическую вольность этот тезис можно принять.

Элементы химические — совокупности атомов, обладающих одинаковым зарядом ядра; образуют все многообразие простых и сложных, веществ». Таково строгое энциклопедическое определение элементов.

Вероятно, почти о каждом из 107 известных ныне элементов написаны научные монографии. Не раз предпринимались попытки рассказать популярно обо всех элементах сразу, в одной книге, адресованной массовому читателю. В результате получались «ножницы»: с одной стороны — сугубо научные монографии, представляющие интерес и понятные лишь узкому кругу специалистов, а с другой — книги, построенные по принципу «путевых очерков». Авторы их, несомненно, руководствовались самыми добрыми намерениями, но физически не могли втиснуть в строго ограниченное издательствами количество печатных листов все самое интересное и самое важное обо всех, химических элементах. К тому же, вряд ли есть на земле человек, который хорошо знал бы все элементы.

В настоящее издание «Популярной библиотеки химических элементов» вошли материалы обо всех химических элементах, открытых до 1 января 1983 г.; здесь читатель найдет сведения об истории открытия, физических и химических свойствах, важнейших соединениях, методах получения, областях, применения и потенциальных возможностях каждого из элементов в эпоху научно-технической революции.

«Популярная библиотека химических элементов» предназначена прежде всего тем, кто учится, и тем, кто учит: школьникам-старшеклассникам и студентам, учителям, преподавателям вузов и техникумов. Это издание может быть также полезно широкому кругу химиков и инженерно-технических работников как средство предварительного ознакомления с каждым конкретным элементом. Прежде всего это касается редких., рассеянных и искусственно полученных элементов.

В книге помимо основных сведений о каждом элементе содержится информация о неожиданных, применениях элементов и соединений, минералах, изотопах, любопытных или курьезных фактах из истории элементов. В историческую часть многих разделов включены фрагменты документов, писем и высказываний выдающихся ученых, о роли того или иного элемента в жизни человечества. Особенно широко, что естественно для такой книги, представлены работы первооткрывателя периодической системы элементов гениального русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева.

В основу «Популярной библиотеки химических элементов» — и первых изданий, и этого тоже — положены публикации научно-популярного журнала Академии наук СССР «Химия и жизнь».

Первое издание «Библиотеки» (1971—1974) было предпринято в связи со 100-летием периодического закона химических элементов.

Во втором (1977 г.) издании были обновлены практически все материалы. Включены были также материалы о вновь открытых элементах № 106 и 107.

Нынешнее — третье — издание в основном аналогично второму, внесены лишь частные уточнения и дополнения. Названия соединений, как и в предыдущих изданиях, даны в соответствии с русской номенклатурой неорганических соединений. Для молодых читателей, привыкших к оксидам, гидроксидам, пероксидам и прочим атрибутам международной номенклатуры, напомним, что закисью и окисью называются оксиды соответственно в низшей и высшей степенях окисления, а гидроокиси — то же самое, что гидроксиды, перекиси — пероксиды и т. д.

В издание впервые включен справочный аппарат: таблицы «Константы и свойства», таблицы перевода единиц измерения в интернациональную систему СИ, именной указатель. Эти материалы помещены в конце второй книги.

Читайте так же:
Как вручную замешать цемент

Закон Менделеева — закон природы

1 марта 1969 г. исполнилось 100 лет со дня открытия одного из величайших законов современного естествознания — периодического закона химических, элементов.

В этот день в 1869 г., молодой, тогда мало известный русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев разослал многим ученым-химикам разных, стран небольшой печатный листок, скромно озаглавленный: «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве».

Современники еще не подозревали, что в науке совершилось великое историческое событие: в необозримый хаос разрозненных сведений о природе и свойствах химических элементов и их соединений вошли ясность и порядок, преобразовав древнюю химию из эмпирического искусства в строгую и точную науку.

История — сурова. Она придирчиво сортирует все, что найдено и создано человеком. Очень немногое она хранит в течение века. Удивительная и привычная простота и четкость менделеевской таблицы из школьного учебника наших дней скрывает теперь от нас ту непостижимую, гигантскую, кропотливую работу по освоению и переработке всего, что было найдено и познано до Менделеева, которую пришлось ему выполнить, чтобы стала возможной и осуществимой гениальная интуитивная догадка о существовании в мире закона периодичности свойств элементов.

Вопрос о методе работы гения, конечно, очень интересен и важен. Много серьезных научных исследований было посвящено истории открытия Менделеева. Если поверить ему самому, то все было очень просто: нужно было только расположить все элементы в ряд по возрастанию их. атомных весов — и периодическая повторяемость их химических свойств сразу себя наглядно проявила. Для этого достаточно быть хорошим химиком, знать химию.

Так ли это было на самом деле? Вряд ли. Скромность великого ученого может ввести в заблуждение.

Мы теперь знаем 107 элементов — от водорода до 107-го, еще безымянного. В 1869 г. на своем первом листочке Менделеев разместил всего только 63 элемента, но уже и тогда оставил четыре пустых места. А из всех, этих известных тогда элементов достаточно хорошо изученными, такими, у которых были надежно определены атомные веса (как мы их знаем теперь), можно считать всего только 48 элементов… Атомный вес всех остальных, элементов был известен химикам времен Менделеева неточно или неверно. Совокупность всех знании об элементах в то время не могла привести «хорошего химика» к периодичности.

Расположив элементы в ряд по возрастанию неверных, (о чем тогда никто не знал) значений атомных весов, ни один химик в мире не мог бы обнаружить никакой общей закономерности в их свойствах, тем более что о существовании еще не известных элементов в те времена вообще никто не мог подозревать.

У Менделеева были предшественники. Много больших и славных, ученых, заслуженно ставших известными за свои попытки установить закономерность в мире химических элементов, искали истину. Они много сделали для подготовки открытия великого закона природы, много важных отдельных закономерностей было ими подмечено. Но великая тайна осталась для них недоступной.

Все они хорошо знали химию, но этого было мало. Они не подозревали, что во всей необъятной сложности сведений, накопленных наукой, есть «пустые места» и грубые ошибки. Эти пустые места и грубые ошибки нельзя было преодолеть без периодического закона — а закон нельзя было вывести, пока были пустые места и грубые ошибки. Его нельзя было открыть, опираясь только на известное. Нужна была прозорливость гения, способного почувствовать великий порядок в видимом хаосе уже познанных свойств вещества. Нужна была непостижимая способность к обобщению, чтобы в бесконечном многообразии увидеть всеобъемлющую простоту закона. Нужна была могучая интуиция, продвигающая познание за пределы известного. Нужна и великая научная смелость. В науку должен был прийти Менделеев.

Читайте так же:
Таблица цементных растворов для стяжки

Способы получения цемента

Известны два способа получения цемента: сухой и мокрый. В России, в основном, используют мокрый способ. В печь вводится суспензия тонко-измельченных компонентов сырьевой смеси (известняка и глины) в воде. Обычно используется в России вращающаяся печь, имеющая длину 185 м, диаметр – 5-7 м, частоту вращения печи – 0,8. 1,2 об/мин, угол наклона 2-5° (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема вращающейся печи

Добавление воды способствует борьбе с запылением. Используется принцип противотока. Сырьевая смесь загружается в верхний конец печи, а горячие газы за счет сгорания топлива (каменноугольная пыль, природный газ) поступают навстречу сырьевой смеси и обжигают ее.

Процессы, протекающие в печном пространстве, можно разделить на шесть зон.

В первой зоне происходит удаление свободной воды, суспензия высыхает. Обжигаемый материал нагревается до 200-250°С.

Вторая зона – зона дегидратации (500-800°С). В этой зоне происходит удаление химически связанной воды. Для одного из минералов (глины, каолинита) можно записать следующее уравнение реакции:

Третья зона – зона декарбонизации (900-1000°С). В этой зоне образуются оксиды кальция, алюминия, диоксид кремния по реакциям:

В этой зоне начинаются реакции между оксидами, но скорость реакций еще недостаточно высока.

Четвертая зона – зона твердофазных реакций (1100-1300°С). В этой зоне протекают экзотермические реакции синтеза минералов из оксидов:

Часть СаО остается в свободном состоянии.

На скорость реакции в твердом состоянии большое влияние оказывают строение и дефекты кристаллических решеток исходных веществ, а также величина поверхности контактов реагирующих веществ, которая растет с увеличением степени дисперсности.

При повышении температуры возрастает колебательное движение элементарных частиц, составляющих кристаллическую решетку, и они получают возможность диффундировать.

Пятая зона – зона спекания (1300-1500°С). При 1300°С появляется жидкая фаза – продукт плавления 3СаО · Аl2О3 и 4СаО · Аl2О3 · Fe2O3. В результате сложных физико-химических процессов с участием жидкой фазы образуются мельчайшие кристаллы трехкальциевого силиката – алита:

В этой же зоне обжигаемый материал спекается в кусочки размером 4-20 мм, называемые клинкером. Клинкер – это продукт обжига цемента.

Шестая зона – зона охлаждения. Температура клинкера понижается до 1000°С. По выходе из печи клинкер необходимо быстро охладить в специальных холодильниках, чтобы не образовывались крупные куски. Без быстрого охлаждения клинкера цемент будет иметь пониженную реакционную способность по отношению к воде.

После выдержки (1-2 недели), клинкер измельчают в тонкий порошок, добавляя небольшое количество двуводного гипса (3,5-6%) с целью нормализации сроков схватывания (см. ниже) и другие добавки: минеральные и органические (ПАВ).

Научные библиотеки химия цемента

Значительная группа пломбировочных материалов в стоматологии представлена стеклоиономерными цементами [1,2]. Стеклоиономерный цемент (СИЦ) материал на основе полиакриловой кислоты и измельченного кальций-фтор-алюмосиликатного стекла. Впервые был создан английскими учёными Вильсоном и Кентом в 1969 году и выпущен в продажу фирмой De Trey.

Стеклоиономерные цементы были разработаны на основе поликарбоксилатных при замене порошка на основе оксида цинка на тонко измельченное фторсиликатное стекло. Эти цементы имеют в своем составе алюмосиликатное стекло, которое способно к выщелачиванию ионов фтора. Отверждение цемента происходит на основе кислотно-основной реакции между основным стеклом и кислотным компонентом. СИЦ также оказывают противокариозное действие, которое объясняется диффузионным выщелачиванием из стекла цемента фтора и удержанием его эмалью [3,4].

Читайте так же:
Цементный раствор для фундамента теплицы

Цель: по литературным данным изучить состав и свойства стеклоиономерных цементов.

Важной особенностью стеклоиономерных цементов является обширное варьирование свойств материала, достигающееся значительным числом комбинаций стекла в соединении с множественной комбинацией кополимеризующих поликислот.

Стеклоиономерные цементы состоят из порошка и жидкости. Порошок это тонко измельченное кальций — фторалюмосиликатное стекло с высоким количеством кальция, фтора и малым количеством натрия и фосфатов. Основными его компонентами являются: диоксид кремния, оксид алюминия и фторид кальция. В небольших количествах в состав цементов входят: фториды и фосфаты натрия и алюминия.

Жидкость стеклоиономерного цемента — водный раствор сополимера акриловой и итаконовой или акриловой и малеиновой кислот. Вода при этом является растворителем и необходимым компонентом цементы, который играет важную роль в отверждении цемента.

Примерный состав стандартного СИЦ.

Различают несколько поколений стеклоиономерных цементов:

  1. Традиционные СИЦ — двухкомпонентные. Порошок и водный раствор полиакриловой кислоты.
  2. Водозамешиваемые СИЦ. Все активные компоненты находятся в порошке. Представители Aqua Ionofil (Voco), ChemFil Superior (Dentsply).
  3. Кермет-цементы (керамика-металл-СИЦ). В частицы стекла вплавлены металлы. Эти цементы содержат в своем составе тонкодисперсное золото или серебро, что позволило добиться снижения хрупкости и податливости СИЦ, уменьшилась пористость, улучшилась износостойкость. Реакция отверждения протекает быстрее, снижено влагопоглощение. Представители Ketak Silver (3M ESPE), Argion (VOCO).
  4. СИЦ с двойным механизмом отверждения. Полимеризация с образованием поперечной сшивки полимерной цепочки происходит за 30–60 секунд, затем включается более продолжительная реакция хелатообразования. Представители Photac-Fil (3M ESPE), Aqua Cenit (VOCO), Fuji II LC (GC).
  5. СИЦ с тройным механизмом отверждения. В процессе отверждения проходят следующие стадии: I — быстрая полимеризация под действием света; II —химически активизируемая полимеризация III — кислотно-щелочная реакция между компонентами СИЦ. Представители Vitremer, 3M ESPE[1,5,6].

Также выделяют стеклоиономерные цементы:

а) для прокладок (размер частиц 5 мкм), имеют окончание названия на -bond;

б) фиссурные герметики.

Отверждение стеклоиономерных цементов происходит в 3 стадии:

В первой стадии в результате реакции полиакриловой кислоты с поверхностным слоем стеклянных частичек выделяются ионы кальция, фтора, натрия и алюминия. Ионы диффундируют в окружающий водный раствор и оставляют в поверхностном слое силикатный гель. Окончательное выщелачивание завершается через 24 ч.

Гелевая стадия длится около 7 минут. Молекулы поликислот сшиваются ионами кальция, обеспечивая начальное отверждение. Поликислотные молекулы превращаются в гель, pH СИЦ возрастает. Адгезия СИЦ к твердым тканям происходит только после смешивания порошка и жидкости. Начало стадии гелеобразования характеризуется матовой и непрозрачной поверхностью.

Стадия отвердевания (может длиться до 7 дней). Окончательную прочность материала обеспечивают сшивки цепей поликислот анионами алюминия, образующие поперечные связи молекул кислоты. Алюминий обеспечивает более высокую степень поперченного связывания и образования поперечной структуры, чем кальций, так как является трехвалентным[2,7,8].

На этой стадии также происходит окончательное образование силикагеля на поверхности стеклянных частичек, которое влечет за собой выделение воды и пломбировочный материал становится нечувствительным к влаге. Отвердевший цемента представляется собой частички стекла, окруженные силикагелем и находящиеся в матриксе из поперчено связанных поликислот [1,9,10].

Положительные свойства СИЦ:

  • Биологическая совместимость
  • Кариесстатический эффект (выделение ионов фтора)
  • Хорошая адгезия к тканям зуба за счет хелатного соединения карбоксилатных групп полимерной молекулы кислоты с кальцием твердых тканей зуба.
  • Антибактериальное свойство
  • Не требуется абсолютной сухости полости.
  • Антикариозная активность.
  • Высокая прочность на сжатие.
  • Низкая усадка.
Читайте так же:
Раствор готовый отделочный тяжелый цементный 1 3 описание

Антибактериальное свойство СИЦ основано на способности выделяемого фтора блокировать синтез полисахаридов микроорганизмами, препятствовать прикреплению зубной бляшки и образованию молочной кислоты.

Кариесстатический эффект наблюдается в фазе растворения когда образовываются фторсодержащие апатиты между материалом и твердыми тканями. Выделение фтора начинается сразу после процесса замешивания СИЦ, достигает максимального количества через 24–48 часов и выделяется в ткани зуба на глубину до 3 мм около 6 месяцев. Слой дентина, насыщенный фторапатитом повышает кислотоустойчивость эмали и является барьером для образования вторичного кариеса [1,2,11].

  • низкая прочность на растяжение
  • небольшую устойчивость к истиранию
  • невысокую твердость, растворимость в воде
  • незначительная сила сцепления
  • чрезмерная опаковость
  • невозможность полировки пломбы до сухого блеска.

Показаниями к применению СИЦ являются:

  1. Герметизация фиссур.
  2. Пломбирование кариозных полостей в молочных зубах.
  3. Пломбирование кариозных полостей 3 и 5 классов в постоянных зубах
  4. Пломбирование кариозных полостей в пришеечной области
  5. Постановка изолирующей прокладки.
  6. Отсроченное пломбирование
  7. Восстановление культи зуба перед протезированием.
  8. Фиксация штифтово-культевых конструкций, вкладок, коронок и мостовидных протезов.
  9. Пломбирование корневых каналов.

Заключение.

Таким образом, состав и свойства СИЦ предполагают их многостороннее использование в стоматологии — в качестве подкладок под пломбы, при пломбировании кариозных полостей у детей как постоянную пломбу, постоянной фиксации несъемных мостовидных протезов, ортодонтических аппаратов, пломбирование корневых каналов.

Химическая библиотека — Chemical library

Химическая библиотека или библиотека соединения представляет собой набор хранимых химических веществ , как правило , используется в конечном счете , в высокопроизводительном скрининге или промышленного производство . Химическая библиотека может состоять простым языком из ряда хранимых химикатов. Каждое химическое вещество имеет связанную информацию, хранящуюся в какой-то базе данных, с такой информацией, как химическая структура , чистота, количество и физико-химические характеристики соединения.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Цель
  • 2 Создание химических библиотек
  • 3 Дизайн и оптимизация химических библиотек
  • 4 Хранение и управление
  • 5 См. Также
  • 6 Дальнейшее чтение
  • 7 ссылки

При высокопроизводительном скрининге при открытии новых лекарств желательно проверять лекарство-мишень на соответствие выбранным химическим веществам, которые пытаются использовать как можно больше подходящего химического пространства . Химическое пространство всех возможных химических структур чрезвычайно велико. Большинство хранимых химических библиотек обычно не имеют полностью представленного или отобранного химического пространства в основном из-за проблем с хранением и стоимостью. Однако, поскольку многие молекулярные взаимодействия невозможно предсказать, чем шире химическое пространство, которое отбирается химической библиотекой, тем больше вероятность того, что высокопроизводительный скрининг обнаружит «хит» — химическое вещество с соответствующим взаимодействием в биологической модели, которое может быть превращен в наркотик.

Примером химической библиотеки в открытии лекарств может быть ряд химических веществ, известных как ингибиторы киназ, или в промышленных процессах ряд катализаторов, известных для полимеризации смол.

Создание химических библиотек

Химические библиотеки обычно создаются для определенной цели, и более крупные химические библиотеки могут состоять из нескольких групп меньших библиотек, хранящихся в одном месте. В обнаружении наркотиков процесс, например, широкий спектр органических химических веществ, необходимые для испытания против моделей болезни в высокопроизводительном скрининге . Следовательно, большая часть химического синтеза, необходимого для создания химических библиотек при открытии лекарств, основана на органической химии . Компания, которая заинтересована в скрининге ингибиторов киназ при раке, может ограничить свои химические библиотеки и синтез только теми типами химических веществ, которые, как известно, обладают сродством к сайтам связывания АТФ или аллостерическим сайтам.

Читайте так же:
Как рассчитать цемент с песком

Однако, как правило, большинство химических библиотек сосредоточено на больших группах разнообразных органических химических рядов, где химик-органик может сделать множество вариаций одного и того же молекулярного каркаса или молекулярного каркаса . Иногда химические вещества также можно приобрести у внешних поставщиков и включить во внутреннюю химическую библиотеку.

В зависимости от их объема и конструкции химические библиотеки также могут быть классифицированы как разнонаправленные, лекарственные , свинцовые, пептидоподобные, природные продукты, направленные против определенного семейства биологических мишеней, таких как киназы, GPCR, протеазы, PPI. и т.д. Среди составных библиотек следует отметить составные библиотеки фрагментов, которые в основном используются для обнаружения потенциальных клиентов на основе фрагментов .

Дизайн и оптимизация химических библиотек

Химические библиотеки обычно разрабатываются химиками и учеными- хемоинформатиками и синтезируются методами органической химии и медицинской химии . Метод создания химической библиотеки обычно зависит от проекта, и существует множество факторов, которые следует учитывать при использовании рациональных методов для выбора соединений для скрининга. Как правило, ряд химических веществ проверяется на соответствие конкретной лекарственной мишени или модели заболевания, и предварительные «попадания» или химические вещества, которые проявляют желаемую активность, повторно проверяются для проверки их активности. Как только они квалифицируются как «хит» по повторяемости и активности, эти конкретные химические вещества регистрируются и анализируются. Изучаются общие черты различных химических групп, поскольку они часто отражают конкретное химическое подпространство. Дополнительная химическая работа может потребоваться для дальнейшей оптимизации химической библиотеки в активной части подпространства. Когда это необходимо, выполняется дополнительный синтез, чтобы расширить химическую библиотеку в этом конкретном подпространстве путем создания большего количества соединений, которые очень похожи на исходные совпадения. Этот новый набор соединений в этом узком диапазоне подвергается дальнейшему скринингу, а затем применяется к более сложным моделям для дальнейшей валидации в процессе исследования наркотиков .

Хранение и управление

«Химическое пространство» всех возможных органических химикатов велико и экспоненциально увеличивается с размером молекулы. Большинство химических библиотек обычно не имеют полностью представленного химического пространства в основном из-за проблем с хранением и стоимостью.

Из-за затрат и усилий, связанных с химическим синтезом, химические вещества необходимо правильно хранить и хранить для дальнейшего использования, чтобы предотвратить преждевременное разложение. У каждого химического вещества есть определенный срок годности и требования к хранению, и в большой химической библиотеке есть расписание, по которому химические вещества библиотеки утилизируются и заменяются на регулярной основе. Некоторые химические вещества довольно нестабильны, радиоактивны, летучие или легковоспламеняющиеся и должны храниться в осторожных условиях в соответствии со стандартами безопасности, такими как OSHA .

Большинство химических библиотек управляются с помощью информационных технологий, таких как штрих-кодирование и реляционные базы данных . Кроме того, робототехника необходима для извлечения соединений из более крупных химических библиотек.

Поскольку отдельные записи химической библиотеки могут легко охватить миллионы соединений, управление химическими библиотеками даже небольшого размера может быть постоянной задачей. Управление соединениями — одна из таких областей, которая пытается управлять этими химическими библиотеками и поддерживать их в рабочем состоянии, а также максимизировать безопасность и эффективность управления ими.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector