Vlastnosti syntetických polymerů, typy a příklady



syntetických polymerů všechny jsou zpracovány lidskou rukou v laboratořích nebo v průmyslovém měřítku. Strukturálně se skládají ze svazků malých jednotek, nazývaných monomery, které jsou spojeny dohromady, aby vytvořily to, co je známo jako polymerní řetězec nebo síť..

Polymerní struktura typu "špagety" je znázorněna v horní dolní části. Každá černá tečka představuje jeden monomer, spojený s jiným kovalentní vazbou. Pořadí bodů vede k růstu polymerních řetězců, jejichž identita bude záviset na povaze monomeru.

Navíc, drtivá většina jeho monomerů je odvozena z ropy. Toho je dosaženo řadou procesů, které spočívají ve zmenšení velikosti uhlovodíků a dalších organických druhů za účelem získání malých a synteticky univerzálních molekul..

Index

  • 1 Vlastnosti
  • 2 Typy
    • 2.1 Termoplasty
    • 2.2 Termostabilní
    • 2.3 Elastomery
    • 2.4 Vlákna
  • 3 Příklady
    • 3.1 Nylon
    • 3.2 Polykarbonát
    • 3.3 Polystyren
    • 3.4 Polytetrafluorethylen
  • 4 Odkazy

Vlastnosti

Stejně jako možné struktury polymerů jsou rozmanité, tak i jejich vlastnosti. Ty jdou ruku v ruce s linearitou, větvením (chybí v obraze řetězců), vazbami a molekulovými hmotnostmi monomerů..

Nicméně, i když existují strukturní vzorce, které definují vlastnost polymeru, a proto jeho typ, většina z nich má společné některé vlastnosti a charakteristiky. Některé z nich jsou:

- Mají relativně nízké výrobní náklady, ale vysoké náklady na recyklaci.

- Vzhledem k velkému objemu, který může zabírat jejich struktury, nejsou velmi husté materiály a navíc jsou mechanicky velmi odolné.

- Jsou chemicky inertní nebo dostatečně odolávají napadení kyselinou (HF) a základními látkami (NaOH)..

- Chybí jim hnací skupiny; proto jsou špatnými vodiči elektřiny.

Typy

Polymery lze klasifikovat podle jejich monomerů, jejich polymerizačního mechanismu a jejich vlastností.

Homopolymer je takový, který sestává z monomerních jednotek jednoho typu:

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

Vzhledem k tomu, že kopolymer je složen ze dvou nebo více různých monomerních jednotek: \ t

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

Výše uvedené chemické rovnice odpovídají polymerům syntetizovaným adicí. V těchto řetězcích roste řetězec nebo polymer, protože jsou napojeny na více monomerů.

Naproti tomu u polymerů kondenzací je vazba monomeru doprovázena uvolňováním malé molekuly, která "kondenzuje":

A + A => A-A + str

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

V mnoha polymerizacích str = H2Nebo, jako u polyfenolů syntetizovaných formaldehydem (HC)2= O).

Podle jejich vlastností lze syntetické polymery klasifikovat jako:

Termoplasty

Jsou to lineární polymery nebo málo rozvětvené, jejichž intermolekulární interakce mohou být překonány působením teploty. To má za následek jeho změkčení a tvarování a usnadňuje jejich recyklaci.

Termostabilní

Na rozdíl od termoplastů mají termosetové polymery ve svých polymerních strukturách mnoho důsledků. To jim umožňuje odolávat vysokým teplotám bez deformace nebo tání v důsledku jejich silných intermolekulárních interakcí.

Elastomery

Jsou tyto polymery schopny podporovat vnější tlak, aniž by se zlomily, deformovaly, ale pak se vrátily do své původní formy.

Je to proto, že jejich polymerní řetězce jsou spojeny, ale intermolekulární interakce mezi nimi jsou dostatečně slabé, aby se dostaly do tlaku.

Když se to stane, zkreslený materiál má tendenci objednávat své řetězce v krystalickém uspořádání, "zpomaluje" pohyb způsobený tlakem. Když potom zmizí, polymer se vrátí do svého původního amorfního uspořádání.

Vlákna

Jsou to polymery s nízkou elasticitou a roztažitelností díky symetrii polymerních řetězců a velké afinitě mezi nimi. Tato afinita jim umožňuje silnou interakci, což vytváří lineární krystalické uspořádání odolné vůči mechanické práci.

Tento typ polymerů nachází uplatnění při výrobě tkanin, jako je bavlna, hedvábí, vlna, nylon atd..

Příklady

Nailon

Nylon je dokonalým příkladem polymeru vláknitého typu, který nachází mnoho využití v textilním průmyslu. Jeho polymerní řetězec se skládá z polyamidu s následující strukturou:

Tento řetěz odpovídá struktuře nylonu 6,6. Pokud počítáte uhlíkové atomy (šedé), které začínají a končí s těmi spojenými s červenou koulí, existuje šest.

Stejně tak existuje šest uhlíků, které oddělují modré koule. Na druhé straně modré a červené koule odpovídají amidové skupině (C = ONH).

Tato skupina je schopna interagovat s vodíkovými vazbami s jinými řetězci, které mohou díky svým zákonitostem a symetriím přijmout také krystalické uspořádání.

Jinými slovy, nylon má všechny potřebné vlastnosti, aby mohl být klasifikován jako vlákno.

Polykarbonát

Jedná se o plastový polymer (převážně termoplastický) transparentní, s nímž jsou vyrobena okna, čočky, stropy, stěny atd. Horní obrázek ukazuje skleník vyrobený z polykarbonátu.

Jak vzniká její polymerní struktura a odkud pochází polykarbonát? V tomto případě se striktně nevztahuje na aniont CO32-, ale k této skupině účastnící se kovalentních vazeb v molekulárním řetězci:

R tedy může být jakýkoliv typ molekuly (nasycené, nenasycené, aromatické atd.), Což vede k široké řadě polykarbonátových polymerů..

Polystyren

Je to jeden z nejběžnějších polymerů každodenního života. Plastové kelímky, hračky, počítačové a televizní prvky a manekýnová hlava v horním obrázku (stejně jako ostatní předměty) jsou vyrobeny z polystyrenu.

Jeho polymerní struktura se skládá ze spojení n styrenů, které tvoří řetězec s vysokou aromatickou složkou (šestihranné prstence):

Polystyren může být použit k syntéze jiných kopolymerů, jako je SBS (poly (styren-butadien-styren)), který se používá v těch aplikacích, které vyžadují odolnou pryž.

Polytetrafluorethylen

Také známý jako Teflon, je polymer přítomný v mnoha kuchyňských nádobách s antiadhézním účinkem (černé pánve). To umožňuje smažení potravin bez nutnosti přidávat máslo nebo jiný tuk.

Jeho struktura se skládá z polymerního řetězce "potaženého" atomy F na obou stranách. Tyto F interagují velmi slabě s jinými částicemi, jako jsou mastné, což jim brání v ulpívání na povrchu pánve.

Odkazy

  1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Syntetické polymery. Získáno dne 7. května 2018, z: chemistryexplained.com
  2. Wikipedia. (2018). Seznam syntetických polymerů. Získáno dne 7. května 2018, z: en.wikipedia.org
  3. Univerzita Carnegie Mellon. (2016). Přírodní vs syntetické polymery. Získáno 7. května 2018, od: cmu.edu
  4. Centrum pro studium polymerů. (2018). Syntetické polymery. Získáno dne 7. května 2018, z: pslc.ws
  5. Yassine Mrabet (29. ledna 2010). 3D Nylon [Obrázek] Získáno dne 7. května 2018, z: commons.wikimedia.org
  6. Vzdělávací portál. (2018). Vlastnosti polymerů. Získáno dne 7. května 2018, z: portaleducativo.net
  7. Vědecké texty (23. června 2013). Syntetické polymery Získáno dne 7. května 2018, z: textoscientificos.com