SYNTETISKE POLYMERER: EGENSKAPER, TYPER OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

De syntetiske polymerene er de som produseres av den menneskelige hånden i laboratorie- eller industrielle skalaer. Strukturelt består de av foreningen av små enheter, kalt monomerer, som kobler sammen for å danne det som er kjent som en polymerkjede eller nettverk.

Den nedre øvre illustrerer polymerstrukturen "spaghetti". Hver svarte prikk representerer en monomer, knyttet til en annen av en kovalent binding. Påfølgende punkter resulterer i vekst av polymerkjedene, hvis identitet vil avhenge av monomerens natur.

Videre er det store flertallet av monomerer avledet fra petroleum. Dette oppnås gjennom en serie prosesser som består i å redusere størrelsen på hydrokarboner og andre organiske arter for å oppnå små og syntetisk allsidige molekyler.

Egenskaper

Akkurat som de mulige strukturene til polymerer er forskjellige, så er også deres egenskaper. Disse går hånd i hånd med linearitet, forgrening (fraværende i bildet av kjedene), bindingene og molekylvektene til monomerer.

Til tross for at det er strukturelle mønstre som definerer egenskapen til en polymer - og derfor dens type - har de fleste noen egenskaper og egenskaper til felles. Noen av disse er:

- De har relativt lave produksjonskostnader, men høye resirkuleringskostnader.

- På grunn av det store volumet som deres strukturer kan oppta, er de ikke veldig tette materialer, og i tillegg mekanisk veldig motstandsdyktige.

- De er kjemisk inerte, eller tilstrekkelige til å motstå angrepet av sure (HF) og basiske (NaOH) stoffer.

- Mangel på ledningsband; derfor er de dårlige ledere av elektrisitet.

typer

Polymerer kan klassifiseres basert på deres monomerer, deres polymerisasjonsmekanisme og deres egenskaper.

En homopolymer er en som består av monomere enheter av en enkelt type:

100A => AAAAAAA …

Mens en kopolymer er en som består av to eller flere forskjellige monomere enheter:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC …

Ovennevnte kjemiske ligninger tilsvarer polymerer syntetisert via tilsetning. I disse vokser polymerkjeden eller nettverket etter hvert som flere monomerer binder seg til den.

På den annen side, for polymerer via kondens, ledsages monomerbindingen av frigjøring av et lite molekyl som "kondenserer":

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p …

I mange polymerisasjoner p = H ₂ O, slik det skjer med polyfenoler syntetisert med formaldehyd (HC ₂ = O).

I henhold til deres egenskaper kan syntetiske polymerer klassifiseres som:

termoplast

De er lineære eller svakt forgrenede polymerer, hvis intermolekylære interaksjoner kan overvinnes av effekten av temperaturen. Dette resulterer i mykgjøring og støping, og gjør dem lettere å resirkulere.

termo

I motsetning til termoplast har termohærdede polymerer mange grener i sine polymerstrukturer. Dette gjør at de tåler høye temperaturer uten å deformere eller smelte, på grunn av deres sterke intermolekylære interaksjoner.

elastomerer

De er de polymerene som er i stand til å motstå et eksternt trykk uten å bryte, deformere, men deretter vende tilbake til sin opprinnelige form.

Dette er fordi polymerkjedene deres er koblet sammen, men de intermolekylære interaksjonene mellom dem er svake nok til å vike under trykk.

Når dette skjer, har det forvrengte materialet en tendens til å anordne kjedene i et krystallinsk arrangement, og "bremse" bevegelsen forårsaket av trykk. Når dette deretter forsvinner, vender polymeren tilbake til sitt opprinnelige amorfe arrangement.

fibrene

De er polymerer med lav elastisitet og utvidbarhet takket være symmetrien i deres polymerkjeder og den store tilhørigheten mellom dem. Denne tilhørigheten gjør at de kan samhandle sterkt og danne en lineær krystallinsk ordning som er motstandsdyktig mot mekanisk arbeid.

Denne typen polymer finner bruk i fremstilling av stoffer som bomull, silke, ull, nylon, etc.

eksempler

nylon

Nylon er et perfekt eksempel på en fibrøs type polymer, som finner mange bruksområder i tekstilindustrien. Polymerkjeden består av et polyamid med følgende struktur:

Denne kjeden tilsvarer strukturen til nylon 6,6. Hvis du teller karbonatomene (grå) som begynner og slutter med de som er festet til den røde sfæren, er det seks.

På samme måte er det seks karbonatomer som skiller de blå kulene. På den annen side tilsvarer de blå og røde kulene amidgruppen (C = ONH).

Denne gruppen er i stand til å samhandle gjennom hydrogenbindinger med andre kjeder, som også kan ta i bruk et krystallinsk arrangement takket være deres regelmessigheter og symmetrier.

Med andre ord, nylon har alle egenskapene som er nødvendige for å kvalifisere seg som fiber.

polykarbonat

Det er en gjennomsiktig plastpolymer (hovedsakelig termoplast) som vinduer, linser, tak, vegger osv. Er laget med. Bildet over viser et drivhus laget med polykarbonater.

Hvordan er dens polymere struktur og hvor kommer navnet polykarbonat fra? I dette tilfellet refererer det ikke strengt til anionen CO ₃ ^2- , men til denne gruppen som deltar i kovalente bindinger i en molekylkjede:

R kan således være hvilken som helst type molekyl (mettede, umettede, aromatiske, etc.), noe som resulterer i en bred familie av polykarbonatpolymerer.

polystyren

Det er en av de vanligste polymerene i dagliglivet. Plastkoppene, leker, datamaskin- og fjernsynsartikler, og mannequinhodet på bildet over (samt andre gjenstander) er laget av isopor.

Den polymere strukturen består av foreningen av n styrener, og danner en kjede med en høy aromatisk komponent (de sekskantede ringene):

Polystyren kan brukes til å syntetisere andre kopolymerer, for eksempel SBS (Poly (styren-butadien-styren)), som brukes i de applikasjoner som krever resistent gummi.

polytetrafluoretylen

Også kjent som Teflon, det er en polymer som finnes i mange kjøkkenutstyr med en antiklebbehandling (svarte panner). Dette gjør det mulig å steke mat uten å måtte tilsette smør eller annet fett.

Strukturen består av en polymerkjede "dekket" av F-atomer på begge sider. Disse F'ene samhandler veldig svakt med andre partikler, for eksempel fete, og forhindrer dem fra å feste seg til overflaten av pannen.

referanser

1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Syntetiske polymerer. Hentet 7. mai 2018, fra: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018). Liste over syntetiske polymerer. Hentet 7. mai 2018, fra: en.wikipedia.org
3. Carnegie Mellon University. (2016). Naturlige vs syntetiske polymerer. Hentet 7. mai 2018, fra: cmu.edu
4. Polymer Science Learning Center. (2018). Syntetiske polymerer. Hentet 7. mai 2018, fra: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (29. januar 2010). Nylon 3D. . Hentet 7. mai 2018, fra: commons.wikimedia.org
6. Pedagogisk portal. (2018). Egenskaper til polymerer. Hentet 7. mai 2018, fra: portaleducativo.net
7. Vitenskapelige tekster. (23. juni 2013). Syntetiske polymerer. Hentet 7. mai 2018, fra: Textscientificos.com