SINTĒTISKIE POLIMĒRI: ĪPAŠĪBAS, VEIDI UN PIEMĒRI - ĶĪMIJA - 2025

Par sintētiskie polimēri ir tie, ko ražo cilvēka roku laboratorijā vai rūpniecības svari. Strukturāli tie sastāv no mazu vienību, ko sauc par monomēriem, savienības, kas savieno, veidojot tā saukto polimēru ķēdi vai tīklu.

Apakšējā augšējā attēlo "spageti" tipa polimēru struktūru. Katrs melnais punkts apzīmē monomēru, kas savienots ar citu ar kovalento saiti. Punktu secība palielina polimēru ķēdes, kuru identitāte būs atkarīga no monomēra rakstura.

Turklāt lielāko daļu tā monomēru iegūst no naftas. To panāk, izmantojot virkni procesu, kas sastāv no ogļūdeņražu un citu organisko sugu lieluma samazināšanas, lai iegūtu mazas un sintētiski universālas molekulas.

Īpašības

Tāpat kā iespējamās polimēru struktūras ir dažādas, tāpat ir arī to īpašības. Tie iet roku rokā ar linearitāti, sazarošanos (ķēžu attēlā nav), saitēm un monomēru molekulārajiem svariem.

Tomēr, neraugoties uz to, ka pastāv strukturālie paraugi, kas nosaka polimēra īpašības un līdz ar to tā veidu, vairumam ir dažas kopīgas īpašības un īpašības. Daži no tiem ir:

- Viņiem ir salīdzinoši zemas ražošanas izmaksas, bet augstas pārstrādes izmaksas.

- Lielā apjoma dēļ, ko var aizņemt to struktūras, tie nav ļoti blīvi materiāli un turklāt ir mehāniski ļoti izturīgi.

- Tie ir ķīmiski inerti vai pietiekami, lai pretotos skābo (HF) un pamata (NaOH) vielu uzbrukumiem.

- vadītspējas joslu trūkums; tāpēc tie ir slikti elektrības vadītāji.

Veidi

Polimērus var klasificēt, pamatojoties uz to monomēriem, polimerizācijas mehānismu un īpašībām.

Homopolimērs ir tāds, kas sastāv no viena veida monomērām:

100A => AAAAAAA …

Kamēr kopolimērs ir tāds, kas sastāv no divām vai vairākām dažādām monomērām:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

Iepriekš minētie ķīmiskie vienādojumi atbilst polimēriem, kas sintezēti, pievienojot. Tajos palielinās polimēru ķēde vai tīkls, jo tam pievienojas vairāk monomēru.

No otras puses, polimēriem kondensācijas laikā monomēru saistīšanās notiek ar mazu molekulas izdalīšanos, kas "kondensējas":

A + A => AA + lpp

AA + A => AAA + p…

Daudzās polimerizācijās p = H ₂ O, kā tas notiek polifenolos, kas sintezēti ar formaldehīdu (HC ₂ = O).

Pēc sintētisko polimēru īpašībām tos var klasificēt kā:

Termoplastika

Tie ir lineāri vai nedaudz sazaroti polimēri, kuru starpmolekulāro mijiedarbību var novērst temperatūras ietekmē. Tā rezultātā tie tiek mīkstināti un veidoti, kā arī tos ir vieglāk pārstrādāt.

Termostabila

Atšķirībā no termoplastikas, termoreaktīvo polimēru polimēru struktūrās ir daudz atzaru. Tas ļauj tām izturēt augstu temperatūru, nedeformējoties un neizkausējot, pateicoties to spēcīgajai starpmolekulārajai mijiedarbībai.

Elastomēri

Tie ir tie polimēri, kas spēj izturēt ārēju spiedienu, nesadaloties, deformējoties, bet pēc tam atjaunojot sākotnējo formu.

Tas notiek tāpēc, ka to polimēru ķēdes ir savienotas, bet starpmolekulārā mijiedarbība starp tām ir pietiekami vāja, lai nonāktu zem spiediena.

Kad tas notiek, izkropļotajam materiālam ir tendence sakārtot savas ķēdes kristāliskā izkārtojumā, "palēninot" spiediena radīto kustību. Tad, kad tas pazūd, polimērs atgriežas sākotnējā amorfā izkārtojumā.

Šķiedras

Tie ir polimēri ar zemu elastību un elastību, pateicoties to polimēru ķēžu simetrijai un lielajai afinitātei starp tām. Šī afinitāte ļauj viņiem spēcīgi mijiedarboties, veidojot lineāru kristālisku izkārtojumu, kas izturīgs pret mehānisko darbu.

Šāda veida polimērus var izmantot tādu audumu ražošanā kā kokvilna, zīds, vilna, neilons utt.

Piemēri

Neilons

Neilons ir lielisks šķiedraina polimēra piemērs, ko tekstilrūpniecībā var izmantot ļoti daudz. Tās polimēru ķēde sastāv no poliamīda ar šādu struktūru:

Šī ķēde atbilst neilona 6,6 struktūrai. Ja saskaita oglekļa atomus (pelēkos), sākot un beidzot ar tiem, kas piestiprināti pie sarkanās sfēras, ir seši.

Tāpat ir seši oglekļi, kas atdala zilo sfēru. No otras puses, zilā un sarkanā sfēra atbilst amīdu grupai (C = ONH).

Šī grupa ir spējīga mijiedarboties caur ūdeņraža saitēm ar citām ķēdēm, kuras, pateicoties to likumsakarībām un simetrijai, var arī pieņemt kristālisku izkārtojumu.

Citiem vārdiem sakot, neilonam ir visas īpašības, kas vajadzīgas, lai to klasificētu kā šķiedru.

Polikarbonāts

Tas ir caurspīdīgs plastmasas polimērs (galvenokārt termoplastisks), ar kuru tiek izgatavoti logi, lēcas, griesti, sienas utt. Augšējā attēlā redzama siltumnīca, kas izgatavota ar polikarbonātiem.

Kāda ir tā polimēru struktūra un no kurienes nāk nosaukums polikarbonāts? Šajā gadījumā tas neattiecas tikai uz anjonu CO ₃ ^2- , bet gan uz šo grupu, kas piedalās kovalentās saitēs molekulārā ķēdē:

Tādējādi R var būt jebkura veida molekulas (piesātinātas, nepiesātinātas, aromātiskas utt.), Kā rezultātā veidojas plaša polikarbonāta polimēru grupa.

Polistirols

Tas ir viens no visbiežāk sastopamajiem polimēriem ikdienas dzīvē. Plastmasas krūzes, rotaļlietas, datoru un televīzijas priekšmeti, kā arī manekena galva attēlā (kā arī citi priekšmeti) ir izgatavoti no polistirola.

Tās polimēru struktūru veido n stirolu savienība, kas veido ķēdi ar augstu aromātisko komponentu (sešstūra gredzeni):

Polistirolu var izmantot, lai sintezētu citus kopolimērus, piemēram, SBS (poli (stirola-butadiēna-stirola)), ko izmanto tajos pielietojumos, kuriem nepieciešama izturīga gumija.

Politetrafluoretilēns

Pazīstams arī kā teflons, tas ir polimērs, kas atrodas daudzos virtuves piederumos ar pretslīdes darbību (melnas pannas). Tas ļauj ēdienu apcept bez nepieciešamības pievienot sviestu vai citus taukus.

Tās struktūru veido polimēru ķēde, kuru abās pusēs "pārklāj" F atomi. Šie F ļoti vāji mijiedarbojas ar citām daļiņām, piemēram, taukainām, neļaujot tām pielipt pie trauka virsmas.

Atsauces

1. Charles Charles Carraher Jr. (2018). Sintētiskie polimēri. Saņemts 2018. gada 7. maijā no vietnes: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018). Sintētisko polimēru saraksts. Saņemts 2018. gada 7. maijā no: en.wikipedia.org
3. Kārnegija Melona universitāte. (2016). Dabiski pret sintētiskiem polimēriem. Saņemts 2018. gada 7. maijā no: cmu.edu
4. Polimēru zinātnes mācību centrs. (2018). Sintētiskie polimēri. Iegūts 2018. gada 7. maijā no: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (2010. gada 29. janvāris). 3D neilons. . Saņemts 2018. gada 7. maijā no: commons.wikimedia.org
6. Izglītības portāls. (2018). Polimēru īpašības. Saņemts 2018. gada 7. maijā no: portaleducativo.net
7. Zinātniskie teksti. (2013. gada 23. jūnijs). Sintētiskie polimēri. Saņemts 2018. gada 7. maijā no vietnes tekstux Scientificos.com