Das synthetische Polymere Dies sind alles solche, die von Menschenhand in Laboratorien oder im industriellen Maßstab hergestellt werden. Strukturell bestehen sie aus der Vereinigung kleiner Einheiten, Monomeren genannt, die sich zu einer sogenannten Polymerkette oder einem Netzwerk verbinden..
Das untere obere zeigt die Polymerstruktur vom "Spaghetti" -Typ. Jeder schwarze Punkt stellt ein Monomer dar, das durch eine kovalente Bindung mit einem anderen verbunden ist. Die Abfolge von Punkten führt zum Wachstum der Polymerketten, deren Identität von der Art des Monomers abhängt.
Darüber hinaus wird die überwiegende Mehrheit seiner Monomere aus Erdöl gewonnen. Dies wird durch eine Reihe von Prozessen erreicht, die darin bestehen, die Größe von Kohlenwasserstoffen und anderen organischen Spezies zu verringern, um kleine und synthetisch vielseitige Moleküle zu erhalten..
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So vielfältig die möglichen Strukturen von Polymeren sind, so unterschiedlich sind auch ihre Eigenschaften. Diese gehen Hand in Hand mit Linearität, Verzweigung (im Bild der Ketten nicht vorhanden), Bindungen und Molekulargewichten der Monomere..
Trotz der Tatsache, dass es Strukturmuster gibt, die die Eigenschaft eines Polymers - und damit seinen Typ - definieren, haben die meisten einige Eigenschaften und Merkmale gemeinsam. Einige davon sind:
- Sie haben relativ niedrige Produktionskosten, aber hohe Recyclingkosten.
- Aufgrund des großen Volumens, das ihre Strukturen einnehmen können, sind sie keine sehr dichten Materialien und außerdem mechanisch sehr widerstandsfähig.
- Sie sind chemisch inert oder ausreichend, um einem Angriff durch saure (HF) und basische (NaOH) Substanzen zu widerstehen.
- Ihnen fehlen Leitungsbänder; Daher sind sie schlechte Stromleiter.
Polymere können anhand ihrer Monomere, ihres Polymerisationsmechanismus und ihrer Eigenschaften klassifiziert werden..
Ein Homopolymer besteht aus Monomereinheiten eines einzigen Typs:
100A => A-A-A-A-A-A-A ...
Während ein Copolymer aus zwei oder mehr verschiedenen Monomereinheiten besteht:
20A + 20B + 20C => A-B-C-A-B-C-A-B-C ...
Die obigen chemischen Gleichungen entsprechen Polymeren, die durch Addition synthetisiert wurden. In diesen wächst die Polymerkette oder das Netzwerk, wenn mehr Monomere daran binden.
Andererseits geht bei Polymeren durch Kondensation die Monomerbindung mit der Freisetzung eines kleinen Moleküls einher, das "kondensiert":
A + A => A-A + p
A-A + A => A-A-A + p...
In vielen Polymerisationen p = H.zweiOder wie bei mit Formaldehyd (HC) synthetisierten Polyphenolenzwei= O).
Synthetische Polymere können nach ihren Eigenschaften klassifiziert werden als:
Es handelt sich um lineare oder niedrig verzweigte Polymere, deren intermolekulare Wechselwirkungen durch Temperatureinwirkung überwunden werden können. Dies führt zu ihrem Erweichen und Formen und erleichtert das Recycling..
Im Gegensatz zu Thermoplasten weisen duroplastische Polymere viele Verzweigungen in ihren Polymerstrukturen auf. Dies ermöglicht es ihnen, hohen Temperaturen standzuhalten, ohne sich aufgrund ihrer starken intermolekularen Wechselwirkungen zu verformen oder zu schmelzen..
Sie sind solche Polymere, die einem äußeren Druck standhalten können, ohne zu brechen, sich zu verformen, aber dann in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren.
Dies liegt daran, dass ihre Polymerketten verbunden sind, aber die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen ihnen schwach genug sind, um unter Druck nachzugeben..
Wenn dies auftritt, neigt das verzerrte Material dazu, seine Ketten in einer kristallinen Anordnung anzuordnen, wodurch die durch Druck verursachte Bewegung "verlangsamt" wird. Wenn dies verschwindet, kehrt das Polymer zu seiner ursprünglichen amorphen Anordnung zurück.
Sie sind Polymere mit geringer Elastizität und Dehnbarkeit aufgrund der Symmetrie ihrer Polymerketten und der großen Affinität zwischen ihnen. Diese Affinität ermöglicht es ihnen, stark zu interagieren und eine lineare kristalline Anordnung zu bilden, die gegen mechanische Arbeit beständig ist..
Diese Art von Polymer findet Verwendung bei der Herstellung von Stoffen wie Baumwolle, Seide, Wolle, Nylon usw..
Nylon ist ein perfektes Beispiel für ein faseriges Polymer, das in der Textilindustrie viele Anwendungen findet. Seine Polymerkette besteht aus einem Polyamid mit folgender Struktur:
Diese Kette entspricht der Struktur von Nylon 6,6. Wenn Sie die Kohlenstoffatome (grau) zählen, die mit denen an der roten Kugel beginnen und enden, gibt es sechs.
Ebenso gibt es sechs Kohlenstoffe, die die blauen Kugeln trennen. Andererseits entsprechen die blauen und roten Kugeln der Amidgruppe (C = ONH).
Diese Gruppe kann über Wasserstoffbrücken mit anderen Ketten interagieren, die aufgrund ihrer Regelmäßigkeiten und Symmetrien auch eine kristalline Anordnung annehmen können..
Mit anderen Worten, Nylon hat alle Eigenschaften, die erforderlich sind, um als Faser eingestuft zu werden.
Es ist ein transparentes Kunststoffpolymer (hauptsächlich Thermoplast), aus dem Fenster, Linsen, Decken, Wände usw. hergestellt werden. Das Bild oben zeigt ein Gewächshaus aus Polycarbonaten.
Wie ist seine Polymerstruktur und woher kommt der Name Polycarbonat? In diesem Fall bezieht es sich nicht ausschließlich auf das Anion CO3zwei-, aber zu dieser Gruppe, die an kovalenten Bindungen innerhalb einer Molekülkette beteiligt ist:
Somit kann R jede Art von Molekül sein (gesättigt, ungesättigt, aromatisch usw.), was zu einer breiten Familie von Polycarbonatpolymeren führt..
Es ist eines der häufigsten Polymere im täglichen Leben. Die Plastikbecher, Spielsachen, Computer- und Fernsehartikel sowie der Mannequinkopf auf dem Bild oben (sowie andere Gegenstände) bestehen aus Styropor.
Seine Polymerstruktur besteht aus der Vereinigung von n Styrolen, die eine Kette mit einer hocharomatischen Komponente (den hexagonalen Ringen) bilden:
Polystyrol kann verwendet werden, um andere Copolymere wie SBS (Poly (styrol-butadien-styrol)) zu synthetisieren, das in solchen Anwendungen verwendet wird, die einen widerstandsfähigen Kautschuk erfordern.
Auch als Teflon bekannt, ist es ein Polymer, das in vielen Küchenutensilien mit Antihaftwirkung (schwarze Pfannen) enthalten ist. Auf diese Weise können Lebensmittel gebraten werden, ohne dass Butter oder anderes Fett hinzugefügt werden muss..
Seine Struktur besteht aus einer Polymerkette, die auf beiden Seiten von F-Atomen "bedeckt" ist. Diese F interagieren sehr schwach mit anderen Partikeln, wie z. B. fettigen, und verhindern, dass sie an der Oberfläche der Pfanne haften..
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