SZINTETIKUS POLIMEREK: TULAJDONSÁGOK, TÍPUSOK ÉS PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

A szintetikus polimerek azok, amelyeket az emberi kéz állít elő laboratóriumi vagy ipari méretekben. Szerkezetükben kicsi egységeknek, úgynevezett monomereknek az egyesítéséből állnak, amelyek összekapcsolódnak az úgynevezett polimer lánc vagy hálózat formájában.

Az alsó felső a "spagetti" típusú polimer szerkezetet szemlélteti. Mindegyik fekete pont egy monomert jelent, amelyet kovalens kötés köt össze. A pontok egymás utáni növekedése eredményezi a polimer láncokat, amelyek azonossága a monomer természetétől függ.

Ezenkívül monomerjeinek túlnyomó része kőolajból származik. Ezt olyan eljárások sorozatával érik el, amelyek során a szénhidrogének és más szerves anyagok méretét csökkentik, hogy kicsi és szintetikusan sokoldalú molekulákat kapjanak.

Tulajdonságok

Ugyanúgy, ahogy a polimerek lehetséges szerkezete változatos, azok tulajdonságai is. Ezek együtt járnak a linearitással, az elágazással (a láncok képénél nincs), a kötésekkel és a monomerek molekulatömegével.

Annak ellenére, hogy vannak olyan szerkezeti minták, amelyek meghatározzák a polimer tulajdonságait - és így annak típusát -, a legtöbbnek van néhány közös tulajdonsága és jellemzője. Néhány ezek közül:

- Viszonylag alacsony gyártási költségekkel, de magas újrafeldolgozási költségekkel járnak.

- A szerkezetük által elfoglalt nagy tér miatt nem nagyon sűrű anyagok és ezen felül mechanikailag nagyon ellenállók.

- Kémiai szempontból semlegesek, vagy elegendőek a savas (HF) és bázikus (NaOH) anyagok támadásának ellenállására.

- Vezetési sávok hiánya; ezért rossz villamos vezetők.

típusai

A polimereket monomereik, polimerizációs mechanizmusuk és tulajdonságuk alapján lehet osztályozni.

A homopolimer egyfajta monomer egységekből áll:

100A => AAAAAAA…

Míg a kopolimer két vagy több különböző monomer egységből áll:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

A fenti kémiai egyenletek megfelelnek az addícióval szintetizált polimereknek. Ezekben a polimer lánc vagy hálózat növekszik, amint egyre több monomer kötődik hozzá.

Másrészt a polimerek kondenzáció útján történő monomer kötődése egy kis molekula felszabadulásával jár, amely "kondenzálódik":

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p…

Sok polimerizációnál p = H ₂ O, mint ahogyan a polifenolok szintetizált formaldehiddel (HC ₂ = O).

Tulajdonságaik alapján a szintetikus polimereket az alábbiak szerint lehet besorolni:

Hőre lágyuló műanyagok

Ezek egyenes vagy enyhén elágazó polimerek, amelyek intermolekuláris kölcsönhatásait a hőmérséklet hatása kiküszöbölheti. Ennek eredményeként meglágyulnak és formálódnak, és könnyebben újrahasznosíthatóak.

Hőálló

A hőre lágyuló műanyagoktól eltérően a hőre keményedő polimereknek sok ága van a polimer szerkezetükben. Ez lehetővé teszi számukra, hogy ellenálljanak a magas hőmérsékleteknek anélkül, hogy deformálódnának vagy megolvadnának, erős intermolekuláris kölcsönhatásaiknak köszönhetően.

elasztomerek

Ezek azok a polimerek, amelyek képesek ellenállni a külső nyomásnak anélkül, hogy összetörnének, deformálódnának, majd visszatérnének eredeti alakjába.

Ennek oka az, hogy polimer láncaik össze vannak kötve, de a molekulák közötti kölcsönhatások elég gyengék ahhoz, hogy nyomás alá kerüljenek.

Amikor ez megtörténik, az eltorzult anyag hajlamos a láncainak kristályos elrendezésére, "lelassítva" a nyomás által okozott mozgást. Ezután, amikor ez eltűnik, a polimer visszatér eredeti amorf elrendezéséhez.

rostok

Polimerek, alacsony rugalmasságukkal és nyújthatóságukkal, köszönhetően polimer láncaik szimmetriájának és a közöttük lévő nagy affinitásnak. Ez az affinitás lehetővé teszi számukra, hogy erősen kölcsönhatásba lépjenek, és egy lineáris kristályos elrendezést képezzenek, amely ellenáll a mechanikai munkának.

Az ilyen típusú polimer alkalmazható olyan szövetek gyártásában, mint például pamut, selyem, gyapjú, nejlon stb.

Példák

Nejlon

A nylon a rostos polimer tökéletes példája, amelyet a textiliparban sokféleképpen lehet felhasználni. Polimer lánca a következő szerkezetű poliamidból áll:

Ez a lánc megfelel a 6,6 nejlon szerkezetének. Ha számoljuk a szénatomokat (szürke), kezdve és véget vetve a vörös gömbhöz kapcsolódóaknak, akkor hat van.

Hasonlóképpen, van hat szén, amely elválasztja a kék gömböt. Másrészt a kék és a piros gömb megfelel az amidcsoportnak (C = ONH).

Ez a csoport képes hidrogénkötések útján kölcsönhatásba lépni más láncokkal, amelyek szabályszerűségük és szimmetriájuknak köszönhetően kristályos elrendezést is kialakíthatnak.

Más szavakkal, a nylon rendelkezik minden olyan tulajdonsággal, amely ahhoz szükséges, hogy rostnak minősüljön.

polikarbonát

Ez egy átlátszó műanyag polimer (főleg hőre lágyuló), amellyel ablakok, lencsék, mennyezet, falak stb. Készülnek. A fenti képen polikarbonátokkal készült üvegház látható.

Milyen a polimer szerkezete és honnan származik a polikarbonát név? Ebben az esetben nem szigorúan utal a CO ₃ ^2- anionra, hanem erre a csoportra, amely molekuláris láncon belül kovalens kötésekben vesz részt:

Így R jelentése bármilyen típusú molekula (telített, telítetlen, aromás stb.), Ami polikarbonát-polimerek széles családját eredményezheti.

Polisztirol

Ez a mindennapi életben leggyakoribb polimerek. A fenti képen látható műanyag poharak, játékok, számítógépes és televíziós tárgyak, valamint a manöken fej (valamint egyéb tárgyak) polisztirolból készül.

Polimer szerkezete n sztirol egyesüléséből áll, és láncot képez egy magas aromás komponenssel (hatszögletű gyűrűk):

A polisztirol felhasználható más kopolimerek, például az SBS (poli (sztirol-butadién-sztirol)) szintézisére is, amelyet azokban az alkalmazásokban használnak, amelyeknek ellenálló gumit igényelnek.

politetrafluoretilén

Teflon néven is ismert, ez a polimer, amely sok konyhai eszközben jelen van, tapadásgátló hatású (fekete serpenyők). Ez lehetővé teszi az étel sütését vaj vagy más zsír hozzáadása nélkül.

Szerkezete polimer láncból áll, amelyet mindkét oldalán F-atomok fednek le. Ezek az F-k nagyon gyengén kölcsönhatásba lépnek más részecskékkel, például zsíros részecskékkel, megakadályozva, hogy azok tapadjanak az edény felületéhez.

Irodalom

1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Szintetikus polimerek. Visszakeresve: 2018. május 7-én, a következő címen: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018). A szintetikus polimerek listája. Visszakeresve: 2018. május 7-én, a következő helyről: en.wikipedia.org
3. Carnegie Mellon Egyetem. (2016). Természetes és szintetikus polimerek. Beolvasva: 2018. május 7-én, a következőről: cmu.edu
4. Polimer Tudományos Oktatóközpont. (2018). Szintetikus polimerek. Visszakeresve: 2018. május 7-én, a következő helyről: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (2010. január 29.). Nylon 3D.. Visszakeresve: 2018. május 7-én, a következő helyről: commons.wikimedia.org
6. Oktatási portál. (2018). A polimerek tulajdonságai. Visszakeresve: 2018. május 7-én, a következő helyről: portaleducativo.net
7. Tudományos szövegek. (2013. június 23.). Szintetikus polimerek. Beolvasva: 2018. május 7-én, a következő címből: textchemicalos.com