polümeerid

Keemia

2022

Selgitame, mis on polümeerid, nende klassifikatsioon, omadused ja omadused. Samuti looduslikud ja sünteetilised polümeerid.

Polümeerid on monomeeridest koosnevad makromolekulid.

Mis on polümeer?

sisse keemia, polümeerid on teatud tüüpi makromolekulid koosneb lihtsamate üksuste ahelatest, mida nimetatakse monomeerideks ja mis on omavahel seotud kovalentsed sidemed. Selle nimi pärineb kreeka keelest polüs ("Paljud") ja lihtsalt ("segment").

Nad on üldiselt molekulid Orgaanilised ained, millel on tohutu tähtsus nii loodus- kui ka tööstusmaailmas. Nende molekulide hulka kuuluvad DNA meie omades rakud, tärklis taimed, nailon ja suurem osa plastid.

19. sajandi lõpus ja 20. alguses avastati, kuidas nendega manipuleerida. Seega muutus ettevõtte materjalide käitlemine igaveseks revolutsiooniliseks. inimkond.

  • Kui polümeerid liigitatakse päritolu järgi, võivad need olla:
    • Looduslikud polümeerid. Selle päritolu on bioloogiline.
    • Sünteetilised polümeerid. Need on täielikult loodud inimene.
    • Poolsünteetilised polümeerid. Need on loodud looduslike polümeeride muundamisel.
  • Kui need liigitatakse koostise järgi, saame eristada:
    • Orgaanilised polümeerid. Neil on põhiahel aatomid süsinik.
    • Orgaanilised vinüülpolümeerid. Sarnane orgaanikaga, kuid süsinik-süsinik kaksiksidemega. Nende hulka kuuluvad polüolefiinid, stüreenid, halogeenitud vinüül ja akrüül.
    • Mittevinüülorgaanilised polümeerid. Nende põhiahelas on lisaks süsinikule ka hapniku- ja/või lämmastikuaatom. Nende hulka kuuluvad polüestrid, polüamiidid ja polüuretaanid.
    • Anorgaanilised polümeerid. Põhineb muudel elementidel, nagu väävel (polüsulfiidid) või räni (silikoon).
  • Kui need on klassifitseeritud vastavalt nende reaktsioonile suurenemisele temperatuuri, saame eristada:
    • Elastomeersed polümeerid. Need deformeeruvad temperatuuri tõustes, kuid taastavad oma esialgse kuju.
    • Termoreaktiivsed polümeerid. Kui need tõusevad, laguneb nende temperatuur keemiliselt. Need ei deformeeru, see tähendab, et materjal ei voola.
    • Termoplastilised polümeerid. Temperatuuri tõustes need sulavad ja lähevad vedel olek, kuid jahtudes lähevad nad tagasi tahkes olekus.

Looduslikud polümeerid

Kitiin on polüsahhariid, mida leidub seentes.

Looduslikud polümeerid eksisteerivad sellistena loodus, Mida biomolekulid Y ühendid mis moodustavad keha elusolendid. Looduslike polümeeride ilmumine maailmas oli keerukuse oluline punkt biokeemia selle elu.

Nende hulka kuulub valdav enamus valk, nukleiinhapped, polüsahhariidid (komplekssuhkrud, nagu taimne tselluloos ja kitiin seened), kummist või taimsest kummist.

Sünteetilised polümeerid

Bakeliit oli esimene sünteetiline polümeer.

Esimene sünteetiline polümeer loodi 1907. aastal: bakeliit, vastupidav ja odav materjal. kulu. Selle suur tööstuslik edu tulenes suuresti selle lihtsast ja odavast valmistamisest, kasutades fenooli ja formaldehüüdi. Sellest ajast peale on tehtud suuri edusamme uute ja võimsamate orgaanilise päritoluga materjalide hankimisel, eriti naftakeemiatööstuses.

Polümeere saab laboris luua, ühendades teatud monomeerid ahelasse, kasutades orgaanilisi või anorgaanilisi sisendeid, kontrollitud temperatuuri tingimustes, Surve ja katalüsaatorite olemasolu. Seega genereeritakse ahel- või astmereaktsioon, mille tulemuseks on genereerimine ühend.

Polümeeride omadused ja omadused

Üldiselt on polümeerid halvad elektrijuhid, mistõttu kasutatakse neid sageli elektritööstuses isolaatoritena, näiteks plastikut kaablite mähisena. Siiski on 1974. aastal loodud juhtivaid polümeere, mille rakendusi uuritakse siiani.

Temperatuur seevastu on polümeeride käitumises oluline tegur. Madalatel temperatuuridel muutuvad need kõvaks, rabedaks, sarnaseks klaasiga, normaaltemperatuuril aga kipuvad elastsus. Kui temperatuur tõuseb teie poole sulamispunkt, mõned hakkavad oma kuju kaotama ja teised võivad laguneda.

Polümeeride näited

Konteinerid, isolatsioon ja muud tööstustooted on valmistatud polüstüreenist.

Mõned kõige tuntumad ja olulisemad inimese polümeerid on:

  • Polüvinüülkloriid. Tuntud ka kui PVC ja üldvalemiga (C2H3Cl) n, saadakse vinüülkloriidi ühikute polümerisatsioonil. See on kõige mitmekülgsema teadaoleva plasti derivaat ja seda kasutatakse igat tüüpi pakendite, jalatsite, pinnakatete, voolikute ja isegi torude jaoks.
  • Polüstüreen. Tuntud kui PS, saadakse stüreeni monomeeridest ja võib saada väga erinevaid tulemusi: enam-vähem läbipaistvad, enam-vähem rabedad või isegi väga tihedad ja veekindlad variandid. Esimest korda sünteesiti seda 1930. aastal Saksamaal ja sellest ajast alates on maailmas toodetud umbes 10,6 miljonit tonni aastas.
  • Polümetüülmetakrülaat. Lühendina PMMA on tegemist tüüpilise insenerplastiga ja see on üks konkurentsivõimelisemaid oma tööstuslike rakenduste poolest, kuna see on äärmiselt läbipaistev ja vastupidav.
  • Polüpropüleen. Lühendites PP on see termoplastne polümeer, mis on osaliselt kristalne ja valmistatud propüleenist või propeenist. Seda kasutatakse pakendites toit, koed, laboriseadmed ja läbipaistvad kiled või kiled esemete katmiseks.
  • Polüuretaan. Need polümeerid saadakse hüdroksüülaluste ja diisotsüanaatide kombineerimisel ning võivad olla termoplastsed või termoreaktiivsed. Neid kasutatakse sageli jalatsitööstuses, maalimine, sünteetilised tekstiilkiud, pakendid, kondoomid või masinate ja sõidukite osad.
!-- GDPR -->