Властивості, типи і приклади синтетичних полімерів



The синтетичні полімери всі вони розроблені людською рукою в лабораторіях або на промислових масштабах. Структурно вони складаються з об'єднання невеликих одиниць, званих мономерами, які пов'язані між собою, щоб утворити те, що відомо як полімерна ланцюг або мережа..

Полімерна структура типу «спагетті» проілюстрована у верхній нижній секції. Кожна чорна точка являє собою один мономер, пов'язаний з іншим ковалентним зв'язком. Послідовність точок призводить до зростання полімерних ланцюгів, ідентичність яких буде залежати від природи мономеру.

Крім того, переважна більшість його мономерів є похідними від нафти. Це досягається завдяки ряду процесів, які полягають у зменшенні розмірів вуглеводнів та інших органічних видів для отримання малих і синтетично різнобічних молекул.

Індекс

  • 1 Властивості
  • 2 типи
    • 2.1 Термопласти
    • 2.2 Термостабільний
    • 2.3 Еластомери
    • 2.4 Волокна
  • 3 Приклади
    • 3.1 Нейлон
    • 3.2. Полікарбонат
    • 3.3 Полістирол
    • 3.4. Політетрафторетилен
  • 4 Посилання

Властивості

Так само, як можливі структури полімерів різноманітні, так само є їх властивості. Вони йдуть рука об руку з лінійністю, розгалуженням (відсутнім на зображенні ланцюгів), зв'язками і молекулярними масами мономерів..

Однак, хоча існують структурні закономірності, що визначають властивість полімеру, а отже, і його тип, більшість мають спільні деякі властивості і характеристики. Деякі з них:

- Вони мають відносно низькі виробничі витрати, але високі витрати на утилізацію.

- Завдяки великому об'єму, який може займати їх конструкції, вони є не дуже щільними матеріалами і, крім того, механічно дуже стійкими.

- Вони хімічно інертні або достатні для витримування удару кислоти (HF) і основних речовин (NaOH).

- Їм не вистачає водійських груп; тому вони є поганими провідниками електроенергії.

Типи

Полімери можуть бути класифіковані за їх мономерами, їх механізмом полімеризації та їх властивостями.

Гомополімер - це той, який складається з мономерних ланок одного типу:

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

Тоді як сополімер є таким, який складається з двох або більше різних мономерних ланок:

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

Наведені вище хімічні рівняння відповідають полімерам, синтезованим шляхом додавання. У них ланцюг або полімерна мережа зростає, оскільки вони пов'язані з цим більш мономерами.

На відміну від цього, для полімерів шляхом конденсації зв'язування мономеру супроводжується вивільненням невеликої молекули, яка "конденсується":

A + A => A-A + стор

A-A + A => A-A-A + стор...

У багатьох полімеризаціях стор = H2Або, як і поліфеноли, синтезовані формальдегідом (HC2= O).

За своїми властивостями синтетичні полімери можна класифікувати як:

Термопласти

Це лінійні полімери або мало розгалужені, чиї міжмолекулярні взаємодії можуть бути подолані впливом температури. Це призводить до його пом'якшення і формування, а також полегшує їх переробку.

Термостабільний

На відміну від термопластів, термореактивні полімери мають багато розгалужень у своїх полімерних структурах. Це дозволяє їм витримувати високі температури без деформування або плавлення, внаслідок їх сильних міжмолекулярних взаємодій.

Еластомери

Є ті полімери, здатні підтримувати зовнішній тиск, не розриваючись, деформуючись, а потім повертаючись до своєї початкової форми.

Це пояснюється тим, що їхні полімерні ланцюги з'єднані, але міжмолекулярні взаємодії між ними досить слабкі, щоб піддаватися тиску.

Коли це відбувається, спотворений матеріал прагне упорядкувати свої ланцюги в кристалічній композиції, "уповільнюючи" рух, викликаний тиском. Потім, коли він зникає, полімер повертається до своєї початкової аморфної структури.

Волокна

Вони є полімерами з низькою еластичністю і розширюваністю завдяки симетрії їх полімерних ланцюгів і великій спорідненості між ними. Ця спорідненість дозволяє їм сильно взаємодіяти, утворюючи лінійну кристалічну композицію, стійку до механічної роботи.

Цей тип полімерів знаходить застосування у виробництві тканин, таких як бавовна, шовк, вовна, нейлон тощо..

Приклади

Нейлон

Нейлон є прекрасним прикладом волокнистого типу полімеру, який знаходить багато застосувань у текстильній промисловості. Його полімерна ланцюг складається з поліаміду з наступною структурою:

Ця ланцюг відповідає структурі нейлону 6,6. Якщо ви вважаєте, що атоми вуглецю (сірі) починаються і закінчуються тими, що пов'язані з червоною сферою, то шість.

Крім того, існує шість вуглецевих атомів, які розділяють сині сфери. З іншого боку, сині та червоні сфери відповідають амідній групі (C = ONH).

Ця група здатна взаємодіяти з водневими зв'язками з іншими ланцюгами, які також можуть приймати кристалічну структуру завдяки своїм закономірностям і симетріям.

Іншими словами, нейлон має всі необхідні властивості, які можна класифікувати як волокно.

Полікарбонат

Це полімерний полімер (переважно термопластичний), прозорий, з якого виготовляються вікна, лінзи, стелі, стіни тощо. Верхнє зображення показує теплицю, виготовлену з полікарбонату.

Якою є структура полімеру і звідки походить назва полікарбонату? У цьому випадку він не суворо відноситься до аніону CO32-, але до цієї групи, яка бере участь у ковалентних зв'язках у молекулярному ланцюзі:

Таким чином, R може представляти собою будь-яку молекулу (насичену, ненасичену, ароматичну тощо), що призводить до отримання широкого роду полікарбонатних полімерів..

Полістирол

Це один з найбільш поширених полімерів повсякденного життя. Пластикові стаканчики, іграшки, комп'ютерні та телевізійні елементи, а також головний манекен у верхньому зображенні (як і інші об'єкти) виготовлені з полістиролу.

Його полімерна структура складається з об'єднання n стиренів, утворюючи ланцюжок з високою ароматичною складовою (гексагональними кільцями):

Полістирол може бути використаний для синтезу інших кополімерів, таких як SBS (Poly (стирол-бутадієн-стирол)), який використовується в тих застосуваннях, які вимагають стійкої гуми \ t.

Політетрафторетилен

Також відомий як тефлон, являє собою полімер, присутній у багатьох кухонних начиннях з антиадгезійним дією (чорні сковорідки). Це дозволяє смажити їжу без необхідності додавати масло або інший жир.

Його структура складається з полімерного ланцюга, "покритого" атомами F з обох сторін. Ці F дуже слабко взаємодіють з іншими частинками, такими як жирний, не даючи їм прилягати до поверхні каструлі.

Список літератури

  1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Синтетичні полімери. Отримано 7 травня 2018 року з: chemistryexplained.com
  2. Вікіпедія. (2018). Список синтетичних полімерів. Отримано 7 травня 2018 року з: en.wikipedia.org
  3. Університет Карнегі-Меллона. (2016). Природні проти синтетичних полімерів. Отримано 7 травня 2018 р. З: cmu.edu
  4. Навчальний центр з полімерної науки. (2018). Синтетичні полімери. Отримано 7 травня 2018 р. З: pslc.ws
  5. Ясін Мрабе (29 січня 2010 р.) 3D нейлон [Малюнок] Отримано 7 травня 2018 року з: commons.wikimedia.org
  6. Освітній портал. (2018). Властивості полімерів. Отримано 7 травня 2018 року з: portaleducativo.net
  7. Наукові тексти (23 червня 2013 р.) Синтетичні полімери Отримано 7 травня 2018 р. З: textoscientificos.com