SINTETINIAI POLIMERAI: SAVYBĖS, TIPAI IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Į sintetiniai polimerai yra tuos, kuriuos pagamino žmogaus rankomis laboratorijoje ar pramoninės svarstyklės. Struktūriškai jie susideda iš mažų vienetų, vadinamų monomerais, jungčių, jungiančių tai, kas vadinama polimero grandine ar tinklu.

Apatinė viršutinė dalis iliustruoja „spagečių“ tipo polimerinę struktūrą. Kiekvienas juodas taškas žymi monomerą, sujungtą su kitu kovalentiniu ryšiu. Taškų paeiliui auga polimero grandinės, kurių tapatumas priklausys nuo monomero pobūdžio.

Be to, didžioji jo monomerų dalis yra gaunama iš naftos. Tai pasiekiama vykdant daugybę procesų, kuriuos sudaro angliavandenilių ir kitų organinių rūšių dydžio sumažinimas, siekiant gauti mažas ir sintetiniu požiūriu universalias molekules.

Savybės

Kaip ir galimos polimerų struktūros yra įvairios, taip pat ir jų savybės. Jie eina koja kojon su tiesiškumu, išsišakojimu (grandinių paveikslėlyje jų nėra), jungtimis ir monomerų molekuliniu svoriu.

Nepaisant to, kad yra struktūrinių modelių, kurie apibūdina polimero savybes - taigi ir jo tipą -, dauguma jų turi keletą bendrų savybių ir savybių. Kai kurie iš jų yra šie:

- Jie turi palyginti mažas gamybos sąnaudas, tačiau dideles perdirbimo sąnaudas.

- Dėl didelio tūrio, kurį gali užimti jų konstrukcijos, jie nėra labai tankios medžiagos ir, be to, mechaniškai labai atsparūs.

- Jie yra chemiškai inertiški arba pakankami atsparūs rūgščių (HF) ir bazinių (NaOH) medžiagų puolimui.

- trūksta laidumo juostų; todėl jie yra prasti elektros laidininkai.

Tipai

Polimerus galima klasifikuoti pagal jų monomerus, polimerizacijos mechanizmą ir savybes.

Homopolimeras yra tas, kurį sudaro vieno tipo monomeriniai vienetai:

100A => AAAAAAA …

Nors kopolimeras yra tas, kurį sudaro du ar daugiau skirtingų monomerų:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

Aukščiau pateiktos cheminės lygtys atitinka polimerus, sintetinamus pridedant. Juose polimero grandinė ar tinklas auga, nes prie jo jungiasi daugiau monomerų.

Kita vertus, kondensacijos metu polimerams jungiantis monomerais, išsiskiria maža molekulė, kuri „kondensuojasi“:

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p…

Daugelyje polimerizacijoje p = H ₂ O, kaip tai atsitinka polifenolių susintetintų su formaldehido (HC ₂ = O).

Pagal savo savybes sintetiniai polimerai gali būti klasifikuojami kaip:

Termoplastika

Tai yra linijiniai arba šiek tiek išsišakoję polimerai, kurių tarpmolekulinę sąveiką gali įveikti temperatūros poveikis. Dėl to jie suminkštėja ir formuojasi, todėl juos lengviau perdirbti.

Termostabilus

Skirtingai nuo termoplastikų, termoreaktingų polimerų polimerų struktūros turi daug šakų. Dėl jų stiprios tarpmolekulinės sąveikos jie gali atlaikyti aukštą temperatūrą nedeformuodami ir neištirpdami.

Elastomerai

Tai yra tie polimerai, kurie gali atlaikyti išorinį slėgį nesulaužant, deformuotis, bet vėliau grįžti į savo pradinę formą.

Taip yra todėl, kad jų polimerų grandinės yra sujungtos, tačiau tarpmolekulinės sąveikos tarp jų yra pakankamai silpnos, kad praeitų slėgis.

Kai tai įvyksta, iškreipta medžiaga linkusi išdėstyti savo grandines kristaliniu būdu, „sulėtindama“ slėgio sukeltą judėjimą. Tada, kai tai išnyksta, polimeras grįžta į pradinę amorfinę struktūrą.

Skaidulos

Dėl polimerų grandinių simetrijos ir didelio giminingumo jie yra mažo elastingumo ir elastingumo polimerai. Šis giminingumas leidžia jiems stipriai sąveikauti, sudarydamas linijinę kristalinę struktūrą, atsparią mechaniniam darbui.

Šio tipo polimerai naudojami audinių, tokių kaip medvilnė, šilkas, vilna, nailonas ir kt., Gamyboje.

Pavyzdžiai

Nailonas

Nailonas yra puikus pluoštinio tipo polimero, kurį tekstilės pramonėje galima naudoti daug, pavyzdys. Jo polimerų grandinę sudaro tokios struktūros poliamidas:

Ši grandinė atitinka nailono 6,6 struktūrą. Jei skaičiuosite anglies atomus (pilkus), prasidedančius ir pasibaigiančius prie tų, kurie yra prijungti prie raudonos sferos, yra šeši.

Panašiai yra šeši angliavandeniliai, atskiriantys mėlynąsias sferas. Kita vertus, mėlyna ir raudona sferos atitinka amidų grupę (C = ONH).

Ši grupė gali sąveikauti per vandenilio jungtis su kitomis grandinėmis, kurios dėl savo dėsningumų ir simetrijos taip pat gali įgyti kristalinę struktūrą.

Kitaip tariant, nailonas turi visas savybes, reikalingas, kad būtų laikomas pluoštu.

Polikarbonatas

Tai yra skaidrus plastikinis polimeras (daugiausia termoplastinis), su kuriuo gaminami langai, lęšiai, lubos, sienos ir kt. Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodytas šiltnamis, pagamintas iš polikarbonatų.

Kokia yra jo polimerinė struktūra ir iš kur kilęs pavadinimas polikarbonatas? Šiuo atveju tai nėra griežtai susiję su anijonu CO ₃ ^2- , bet su šia grupe, dalyvaujančia kovalentiniais ryšiais molekulinėje grandinėje:

Taigi R gali būti bet kokio tipo molekulės (sočiosios, nesočiosios, aromatinės ir kt.), Todėl susidaro plati polikarbonato polimerų šeima.

Polistirenas

Tai yra vienas iš labiausiai paplitusių polimerų kasdieniame gyvenime. Aukščiau esančiame paveikslėlyje plastikiniai puodeliai, žaislai, kompiuterio ir televizijos reikmenys bei manekeno galva (kaip ir kiti daiktai) yra pagaminti iš polistirolo.

Jo polimerinę struktūrą sudaro n stirenų sąjunga, sudaranti grandinę su dideliu aromatiniu komponentu (šešiakampiais žiedais):

Polistirenas gali būti naudojamas sintetinti kitus kopolimerus, pavyzdžiui, SBS (poli (stireno-butadien-stireno)), kuris naudojamas tais atvejais, kai reikalinga atspari guma.

Politetrafluoretilenas

Taip pat žinomas kaip teflonas, jis yra polimeras, esantis daugelyje virtuvės indų, pasižyminčio antibakteriniu poveikiu (juodos keptuvės). Tai leidžia maistą kepti nereikia pridėti sviesto ar kitų riebalų.

Jos struktūrą sudaro polimero grandinė, „padengta“ F atomais iš abiejų pusių. Šie F labai silpnai sąveikauja su kitomis dalelėmis, tokiomis kaip riebios, neleidžiant jiems prilipti prie keptuvės paviršiaus.

Nuorodos

1. Charlesas E. Carraheris jaunesnysis (2018 m.). Sintetiniai polimerai. Gauta 2018 m. Gegužės 7 d. Iš: chemistryexplained.com
2. Vikipedija. (2018 m.). Sintetinių polimerų sąrašas. Gauta 2018 m. Gegužės 7 d. Iš: en.wikipedia.org
3. Carnegie Mellon universitetas. (2016). Natūralūs ir sintetiniai polimerai. Gauta 2018 m. Gegužės 7 d. Iš: cmu.edu
4. Polimerų mokslo mokymosi centras. (2018 m.). Sintetiniai polimerai. Gauta 2018 m. Gegužės 7 d. Iš: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (2010 m. Sausio 29 d.). Nailonas 3D. . Gauta 2018 m. Gegužės 7 d. Iš: commons.wikimedia.org
6. Švietimo portalas. (2018 m.). Polimerų savybės. Gauta 2018 m. Gegužės 7 d. Iš: portaleducativo.net
7. Moksliniai tekstai. (2013 m. Birželio 23 d.). Sintetiniai polimerai. Gauta 2018 m. Gegužės 7 d. Iš: textchemicalos.com