SYNTETISKE POLYMERER: EGENSKABER, TYPER OG EKSEMPLER - KEMI - 2025

De syntetiske polymerer er dem, der produceres af den menneskelige hånd i laboratorie- eller industrielle skalaer. Strukturelt består de af foreningen af ​​små enheder, kaldet monomerer, der forbinder til at danne det, der er kendt som en polymerkæde eller netværk.

Den nedre øverste illustrerer polymerstrukturen "spaghetti". Hver sort prik repræsenterer en monomer, der er knyttet til en anden af ​​en kovalent binding. På hinanden følgende punkter resulterer i vækst af polymerkæder, hvis identitet afhænger af monomers art.

Endvidere stammer langt størstedelen af ​​dets monomerer fra olie. Dette opnås gennem en række processer, der består i at reducere størrelsen på kulbrinter og andre organiske arter for at opnå små og syntetisk alsidige molekyler.

Ejendomme

Ligesom de mulige strukturer af polymerer er forskellige, så er deres egenskaber også. Disse går hånd i hånd med linearitet, forgrening (fraværende i billedet af kæderne), bindingerne og monomerernes molekylvægt.

På trods af at der er strukturelle mønstre, der definerer egenskaberne ved en polymer - og derfor dens type - har de fleste nogle egenskaber og egenskaber til fælles. Nogle af disse er:

- De har relativt lave produktionsomkostninger, men høje genvindingsomkostninger.

- På grund af det store volumen, som deres strukturer kan optage, er de ikke meget tætte materialer og derudover mekanisk meget modstandsdygtige.

- De er kemisk inerte eller tilstrækkelige til at modstå angreb fra sure (HF) og basiske (NaOH) stoffer.

- Mangel på ledningsbånd; derfor er de dårlige ledere af elektricitet.

typer

Polymerer kan klassificeres på baggrund af deres monomerer, deres polymerisationsmekanisme og deres egenskaber.

En homopolymer er en, der består af monomere enheder af en enkelt type:

100A => AAAAAAA…

Mens en copolymer er en, der består af to eller flere forskellige monomere enheder:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

Ovenstående kemiske ligninger svarer til polymerer syntetiseret ved tilsætning. I disse vokser polymerkæden eller netværket, når flere monomerer binder til den.

På den anden side ledsages monomerbinding for polymerer via kondensation af frigivelsen af ​​et lille molekyle, der "kondenserer":

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p…

I mange polymerisationer p = H ₂ O, som forekommer med polyphenoler syntetiseret med formaldehyd (HC ₂ = O).

I henhold til deres egenskaber kan syntetiske polymerer klassificeres som:

termoplast

De er lineære eller let forgrenede polymerer, hvis intermolekylære interaktioner kan overvindes ved effekten af ​​temperaturen. Dette resulterer i blødgøring og formning af dem og gør dem lettere at genbruge.

Termostabil

I modsætning til termoplast har termohærdede polymerer mange grene i deres polymerstrukturer. Dette gør det muligt for dem at modstå høje temperaturer uden at deformere eller smelte på grund af deres stærke intermolekylære interaktioner.

elastomerer

De er de polymerer, der er i stand til at modstå et eksternt tryk uden at bryde, deformere men derefter vende tilbage til sin oprindelige form.

Dette skyldes, at deres polymerkæder er forbundet, men de intermolekylære interaktioner mellem dem er svage nok til at give plads under pres.

Når dette sker, har det forvrængede materiale en tendens til at arrangere dets kæder i et krystallinsk arrangement, og "bremse" bevægelsen forårsaget af tryk. Når dette derefter forsvinder, vender polymeren tilbage til sin oprindelige amorfe indretning.

fibre

De er polymerer med lav elasticitet og strækbarhed takket være symmetrien i deres polymerkæder og den store affinitet mellem dem. Denne affinitet giver dem mulighed for at interagere kraftigt og danne et lineært krystallinsk arrangement, der er modstandsdygtigt over for mekanisk arbejde.

Denne type polymer finder anvendelse ved fremstilling af stoffer som bomuld, silke, uld, nylon osv.

eksempler

nylon

Nylon er et perfekt eksempel på en polymer af fibrøs type, der finder mange anvendelser inden for tekstilindustrien. Dens polymerkæde består af et polyamid med følgende struktur:

Denne kæde svarer til strukturen i nylon 6,6. Hvis du tæller carbonatomer (grå), der starter og slutter med dem, der er knyttet til den røde sfære, er der seks.

Ligeledes er der seks kulhydrater, der adskiller de blå kugler. På den anden side svarer de blå og røde kugler til amidgruppen (C = ONH).

Denne gruppe er i stand til at interagere gennem brintbindinger med andre kæder, som også kan indtage et krystallinsk arrangement takket være deres regelmæssigheder og symmetrier.

Med andre ord har nylon alle de egenskaber, der er nødvendige for at kvalificere sig som en fiber.

Polycarbonat

Det er en transparent plastpolymer (hovedsageligt termoplastisk), hvormed vinduer, linser, lofter, vægge osv. Er lavet. Billedet ovenfor viser et drivhus lavet af polycarbonater.

Hvordan er dens polymere struktur, og hvor kommer navnet polycarbonat fra? I dette tilfælde henviser det ikke strengt til anionen CO ₃ ^2-, men til denne gruppe, der deltager i kovalente bindinger i en molekylær kæde:

R kan således være en hvilken som helst type molekyle (mættet, umættet, aromatisk osv.), Hvilket resulterer i en bred familie af polycarbonatpolymerer.

Polystyren

Det er en af ​​de mest almindelige polymerer i dagligdagen. Plastkopper, legetøj, computer- og tv-genstande og mannequinhovedet på billedet ovenfor (såvel som andre genstande) er lavet af polystyren.

Dens polymere struktur består af foreningen af ​​n styrener og danner en kæde med en høj aromatisk komponent (de hexagonale ringe):

Polystyren kan bruges til at syntetisere andre copolymerer, såsom SBS (Poly (styren-butadien-styren)), der bruges i de anvendelser, der kræver en resistent gummi.

polytetrafluorethylen

Også kendt som Teflon, det er en polymer, der findes i mange køkkenredskaber med en anti-stick-handling (sorte pander). Dette gør det muligt at stege mad uden behov for at tilsætte smør eller andet fedt.

Dens struktur består af en polymerkæde "dækket" af F-atomer på begge sider. Disse F'er interagerer meget svagt med andre partikler, såsom fedtede, hvilket forhindrer dem i at klæbe fast på overfladen af ​​gryden.

Referencer

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