SYNTETICKÉ POLYMERY: VLASTNOSTI, TYPY A PŘÍKLADY - CHEMIE

Tyto syntetické polymery jsou ty, které vytvoří lidské ruky v laboratorních nebo průmyslových vah. Strukturálně se skládají ze spojení malých jednotek, zvaných monomery, které se spojují a vytvářejí tzv. Polymerní řetězec nebo síť.

Spodní horní část ilustruje polymerní strukturu typu "špagety". Každá černá tečka představuje monomer, spojený s jiným kovalentní vazbou. Postupnost bodů vede k růstu polymerních řetězců, jejichž identita bude záviset na povaze monomeru.

Kromě toho převážná většina jejích monomerů pochází z ropy. Toho je dosaženo prostřednictvím řady procesů, které spočívají ve snížení velikosti uhlovodíků a jiných organických látek za účelem získání malých a synteticky univerzálních molekul.

Vlastnosti

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

Přes skutečnost, že existují strukturní vzorce, které definují vlastnost polymeru - a tedy jeho typ -, však mají některé vlastnosti a vlastnosti společné. Některé z nich jsou:

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

- Vzhledem k velkému objemu, který mohou jejich struktury zabírat, nejsou to příliš husté materiály a navíc mechanicky velmi odolné.

- Jsou chemicky inertní nebo dostatečné k tomu, aby odolávaly útoku kyselých (HF) a bazických (NaOH) látek.

- nedostatek vodivých pásem; proto jsou špatnými vodiči elektřiny.

Typy

Polymery lze klasifikovat na základě jejich monomerů, jejich polymerizačního mechanismu a jejich vlastností.

Homopolymer je takový, který se skládá z monomerních jednotek jediného typu:

100A => AAAAAAA…

Zatímco kopolymer je ten, který se skládá ze dvou nebo více různých monomerních jednotek:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

Výše uvedené chemické rovnice odpovídají polymerům syntetizovaným adicí. V nich roste polymerní řetězec nebo síť, jak se na ni váže více monomerů.

Na druhou stranu, u polymerů kondenzací je vazba monomeru doprovázena uvolněním malé molekuly, která „kondenzuje“:

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p…

V mnoha Polymerace p = H ₂ O, jako je tomu u polyfenolů syntetizovaných s formaldehydem (HC ₂ = O).

Podle svých vlastností lze syntetické polymery klasifikovat jako:

Termoplasty

Jsou to lineární nebo mírně rozvětvené polymery, jejichž intermolekulární interakce lze překonat vlivem teploty. To má za následek jejich změkčení a formování a usnadňuje jejich recyklaci.

Termostabilní

Na rozdíl od termoplastů mají termosetové polymery mnoho polymerních struktur. To jim umožňuje odolávat vysokým teplotám bez deformace nebo tání v důsledku jejich silných mezimolekulárních interakcí.

Elastomery

Jsou to polymery schopné odolávat vnějšímu tlaku bez porušení, deformace, ale pak návratu do svého původního tvaru.

Je to proto, že jejich polymerní řetězce jsou spojeny, ale intermolekulární interakce mezi nimi jsou dostatečně slabé, aby ustoupily pod tlakem.

Když k tomu dojde, má zdeformovaný materiál tendenci uspořádat své řetězce v krystalickém uspořádání, což „zpomaluje“ pohyb způsobený tlakem. Poté, co to zmizí, se polymer vrátí do svého původního amorfního uspořádání.

Vlákna

Jsou to polymery s nízkou elasticitou a roztažitelností díky symetrii jejich polymerních řetězců a velké afinitě mezi nimi. Tato afinita jim umožňuje silně interagovat a vytvářet lineární krystalické uspořádání odolné vůči mechanické práci.

Tento typ polymeru najde uplatnění při výrobě tkanin, jako je bavlna, hedvábí, vlna, nylon atd.

Příklady

Nylon

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

Tento řetězec odpovídá struktuře nylonu 6,6. Pokud počítáte atomy uhlíku (šedé) počínaje a končící atomy připojenými k červené kouli, je jich šest.

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

Tato skupina je schopna interagovat prostřednictvím vodíkových vazeb s jinými řetězci, které mohou díky svým zákonitostem a symetriím přijmout krystalické uspořádání.

Jinými slovy, nylon má všechny vlastnosti nezbytné k tomu, aby se kvalifikoval jako vlákno.

Polykarbonát

Jedná se o průhledný plastový polymer (hlavně termoplast), pomocí kterého se vyrábějí okna, čočky, stropy, stěny atd. Obrázek nahoře ukazuje skleník vyrobený z polykarbonátů.

Jaká je její polymerní struktura a odkud název polykarbonátu pochází? V tomto případě se netýká přísně aniontu CO ₃ ^2-, ale této skupiny účastnící se kovalentních vazeb v molekulárním řetězci:

R tedy může být jakýkoli typ molekuly (nasycený, nenasycený, aromatický atd.), Což má za následek širokou rodinu polykarbonátových polymerů.

Polystyren

Je to jeden z nejběžnějších polymerů v každodenním životě. Plastové kelímky, hračky, počítačové a televizní předměty a figurína na obrázku výše (stejně jako jiné předměty) jsou vyrobeny z polystyrenu.

Jeho polymerní struktura sestává ze spojení n styrenů, které tvoří řetězec s vysokou aromatickou složkou (hexagonální kruhy):

Polystyren lze použít k syntéze dalších kopolymerů, jako je SBS (Poly (styren-butadien-styren)), který se používá v aplikacích, které vyžadují odolnou pryž.

Polytetrafluorethylen

Také známý jako teflon, je to polymer přítomný v mnoha kuchyňských náčiních s anti-stick akcí (černé pánve). To umožňuje smažení jídla bez nutnosti přidávání másla nebo jiného tuku.

Jeho struktura se skládá z polymerního řetězce „pokrytého“ atomy F na obou stranách. Tyto F interagují velmi slabě s jinými částicemi, jako jsou mastné, které jim brání přilepovat se na povrch pánve.

Reference

Charles E. Carraher ml. (2018). Syntetické polymery. Citováno z 7. května 2018, z: chemistryexplained.com
Wikipedia. (2018). Seznam syntetických polymerů. Citováno dne 7. května 2018, z: en.wikipedia.org
Univerzita Carnegie Mellon University. (2016). Přírodní vs Syntetické polymery. Citováno 7. května 2018 z: cmu.edu
Centrum výuky polymerních věd. (2018). Syntetické polymery. Citováno 7. května 2018 z: pslc.ws
Yassine Mrabet. (29. ledna 2010). Nylon 3D.. Citováno dne 7. května 2018, z: commons.wikimedia.org
Vzdělávací portál. (2018). Vlastnosti polymerů. Citováno z 7. května 2018, z: portaleducativo.net
Vědecké texty. (23. června 2013). Syntetické polymery. Citováno z: 7. května 2018, z: textscientificos.com

SYNTETICKÉ POLYMERY: VLASTNOSTI, TYPY A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025