Lastnosti, vrste in primeri sintetičnih polimerov



The sintetičnih polimerov to so vse tiste, ki jih je človeška roka izdelala v laboratorijih ali na industrijski ravni. Strukturno sestavljajo združitev majhnih enot, imenovanih monomeri, ki so med seboj povezani in tvorijo tako imenovano polimerno verigo ali mrežo..

Polimerna struktura tipa "špageti" je prikazana v zgornjem spodnjem delu. Vsaka črna pika predstavlja en monomer, ki je povezan z drugim s kovalentno vezjo. Posledica zaporedja točk je rast polimernih verig, katerih identiteta bo odvisna od narave monomera.

Poleg tega je velika večina njegovih monomerov pridobljena iz nafte. To se doseže z vrsto postopkov, ki vključujejo zmanjšanje velikosti ogljikovodikov in drugih organskih vrst za pridobivanje majhnih in sintetično vsestranskih molekul..

Indeks

  • 1 Lastnosti
  • 2 Vrste
    • 2.1 Termoplasti
    • 2.2 Termostabilna
    • 2.3 Elastomeri
    • 2.4 Vlakna
  • 3 Primeri
    • 3.1 Najlon
    • 3.2 Polikarbonat
    • 3.3 Polistiren
    • 3.4 Politetrafluoretilen
  • 4 Reference

Lastnosti

Tako kot so različne strukture polimerov različne, kot tudi njihove lastnosti. Ti gredo z roko v roki z linearnostjo, razvejanostjo (odsotno na sliki verig), vezmi in molekulskimi masami monomerov.

Kljub temu, da obstajajo strukturni vzorci, ki opredeljujejo lastnost polimera, in s tem tudi njegov tip, imajo večina skupne nekatere lastnosti in značilnosti. Nekatere od teh so:

- Imajo relativno nizke proizvodne stroške, vendar visoke stroške recikliranja.

- Zaradi velike prostornine, ki lahko zasede njihove strukture, niso zelo gosti materiali in poleg tega mehansko zelo odporni.

- Kemično so inertne ali dovolj, da prenesejo napad kisline (HF) in osnovnih snovi (NaOH)..

- Manjkajo vozni pasovi; zato so slabi prevodniki električne energije.

Vrste

Polimere lahko razvrstimo glede na njihove monomere, njihov polimerizacijski mehanizem in njihove lastnosti.

Homopolimer je tisti, ki je sestavljen iz monomernih enot ene vrste:

100A => A-A-A-A-A ...

Ker je kopolimer tisti, ki je sestavljen iz dveh ali več različnih monomernih enot: \ t

20A + 20B + 20C => A-B-C-A-B-C-A-B-C ...

Zgornje kemijske enačbe ustrezajo polimerjem, sintetiziranim z dodajanjem. Pri njih raste verižna ali polimerna mreža, ki je povezana s tem več monomeri.

Nasprotno pa je za polimere preko kondenzacije vezavo monomera spremljalo sproščanje majhne molekule, ki "kondenzira":

A + A => A-A + str

A-A + A => A-A-A + str...

V mnogih polimerizacijah str = H2Ali, tako kot pri polifenolih, sintetiziranih s formaldehidom (HC2= O).

Glede na njihove lastnosti se sintetični polimeri lahko razvrstijo kot:

Termoplasti

To so linearni polimeri ali malo razvejeni, katerih medmolekularne interakcije lahko premagamo z učinkom temperature. Posledica tega je mehčanje in oblikovanje, zato je lažje reciklirati.

Termostabilna

Za razliko od termoplastov imajo termoreaktivni polimeri številne posledice v svojih polimernih strukturah. To jim omogoča, da vzdržijo visoke temperature brez deformacije ali taljenja, kar je posledica njihovih močnih intermolekularnih interakcij.

Elastomeri

So tisti polimeri, ki lahko podpirajo zunanji pritisk, ne da bi se zlomili, deformirali in nato vrnili v prvotno obliko.

To je zato, ker so njihove polimerne verige povezane, toda medmolekularne interakcije med njimi so dovolj šibke, da podležejo pritisku.

Ko se to zgodi, popačeno gradivo nagiba k naročanju svojih verig v kristalinični obliki, "upočasni" gibanje, ki ga povzroča pritisk. Nato, ko izgine, se polimer vrne v prvotno amorfno razporeditev.

Vlakna

So polimeri z nizko elastičnostjo in razteznostjo zaradi simetrije polimernih verig in velike afinitete med njimi. Ta afiniteta jim omogoča močno interakcijo, ki tvori linearno kristalno razporeditev, odporno na mehansko delo.

Ta vrsta polimerov se uporablja pri izdelavi tkanin, kot so bombaž, svila, volna, najlon itd..

Primeri

Nailon

Nylon je odličen primer polimera iz vlaknastega tipa, ki ga v tekstilni industriji najdemo veliko. Njegova polimerna veriga je sestavljena iz poliamida z naslednjo strukturo:

Ta veriga ustreza najlonski strukturi 6,6. Če štejemo atome ogljika (sivo), ki se začnejo in končajo s tistimi, ki so povezani z rdečo kroglo, jih je šest.

Prav tako je šest ogljikovih atomov, ki ločujejo modre krogle. Po drugi strani pa modra in rdeča sfera ustrezata amidni skupini (C = ONH)..

Ta skupina je sposobna interakcije z vodikovimi vezmi z drugimi verigami, ki lahko zaradi svojih pravilnosti in simetrije sprejmejo tudi kristalinično ureditev..

Z drugimi besedami, najlon ima vse potrebne lastnosti, da jih lahko razvrstimo kot vlakna.

Polikarbonat

Je plastični polimer (v glavnem termoplastičen), ki je prozoren, s katerim se izdelujejo okna, leče, stropi, stene itd. Zgornja slika prikazuje rastlinjak, narejen iz polikarbonata.

Kakšna je struktura polimera in od kod prihaja ime polikarbonat? V tem primeru se ne nanaša strogo na anion CO32-, ampak za to skupino, ki sodeluje v kovalentnih vezih znotraj molekulske verige:

Tako je lahko R katera koli vrsta molekule (nasičene, nenasičene, aromatične itd.), Kar ima za posledico široko družino polikarbonatnih polimerov..

Polistiren

Je eden najpogostejših polimerov vsakdanjega življenja. Plastični kozarci, igrače, računalniški in televizijski elementi ter glava lutke v zgornji sliki (kot tudi drugi predmeti) so izdelani iz polistirena.

Njena polimerna struktura je sestavljena iz združitve n stirenov, ki tvorijo verigo z visoko aromatsko komponento (šesterokotne obroče):

Polistiren se lahko uporablja za sintezo drugih kopolimerov, kot je SBS (poli (stiren-butadien-stiren)), ki se uporablja v tistih aplikacijah, ki zahtevajo odporno gumo.

Politetrafluoroetilen

Znan tudi kot teflon, je polimer, ki je v mnogih kuhinjskih pripomočkih prisoten s protislepljivim delovanjem (črne posode). To omogoča cvrtje hrane brez dodatka masla ali druge maščobe.

Njegova struktura je sestavljena iz polimerne verige, ki je "obložena" z atomi F na obeh straneh. Ti F zelo slabo delujejo z drugimi delci, kot je mastna, kar preprečuje njihovo lepljenje na površino ponve.

Reference

  1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Sintetični polimeri. Vzpostavljeno 7. maja 2018, iz: chemistryexplained.com
  2. Wikipedija. (2018). Seznam sintetičnih polimerov. Pridobljeno 7. maja 2018 od: en.wikipedia.org
  3. Univerza Carnegie Mellon. (2016). Naravni vs sintetični polimeri. Pridobljeno 7. maja 2018, iz: cmu.edu
  4. Center za učenje polimerov. (2018). Sintetični polimeri. Vzpostavljeno 7. maja 2018, iz: pslc.ws
  5. Yassine Mrabet (29. januar 2010). 3D najlon [Slika] Pridobljeno 7. maja 2018, od: commons.wikimedia.org
  6. Izobraževalni portal. (2018). Lastnosti polimerov. Pridobljeno 7. maja 2018, s strani: portaleducativo.net
  7. Znanstvena besedila (23. junij 2013). Sintetični polimeri Vzpostavljeno 7. maja 2018, iz: textoscientificos.com