Synthetische Polymere Eigenschaften, Typen und Beispiele



Die synthetische Polymere sie sind alle jene, die von der menschlichen Hand in Laboratorien oder in industriellen Maßstäben ausgearbeitet werden. Strukturell bestehen sie aus der Vereinigung von kleinen Einheiten, sogenannten Monomeren, die zu einer so genannten Polymerkette oder einem Netzwerk verbunden sind.

Die Polymerstruktur des "Spaghetti" -Typs ist im oberen unteren Bereich dargestellt. Jeder schwarze Punkt repräsentiert ein Monomer, das über eine kovalente Bindung mit einem anderen verbunden ist. Die Folge von Punkten führt zum Wachstum der Polymerketten, deren Identität von der Art des Monomers abhängt.

Wenn das Monomer beispielsweise Ethylen (HC2= CH2), dann wird das Polyethylenpolymer gebildet (-CH2-CH2-CH2- ...) Die Menge n an Monomeren bestimmt die Länge der Kette und ihren Polymerisationsgrad. Im Gegensatz zu natürlichen (Proteine, Zellulose, Gummi usw.) werden synthetische Polymere nicht aus biologischen Quellen gewonnen.

Darüber hinaus stammen die meisten seiner Monomere aus Erdöl. Dies wird durch eine Reihe von Prozessen erreicht, die darin bestehen, die Größe von Kohlenwasserstoffen und anderen organischen Spezies zu reduzieren, um kleine und synthetisch vielseitige Moleküle zu erhalten.

Index

  • 1 Eigenschaften
  • 2 Arten
    • 2.1 Thermoplaste
    • 2.2 Thermostabil
    • 2.3 Elastomere
    • 2.4 Fasern
  • 3 Beispiele
    • 3.1 Nylon
    • 3.2 Polycarbonat
    • 3.3 Polystyrol
    • 3.4 Polytetrafluorethylen
  • 4 Referenzen

Eigenschaften

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 fehlend), den Bindungen und den Molekulargewichten der Monomere.

Obwohl es jedoch strukturelle Muster gibt, die die Eigenschaft eines Polymers und daher dessen Typ definieren, haben die meisten gemeinsam einige Eigenschaften und Eigenschaften. Einige davon sind:

- Sie haben relativ niedrige Produktionskosten, aber hohe Recyclingkosten.

- Aufgrund des großen Volumens, das ihre Strukturen einnehmen kann, sind sie keine sehr dichten Materialien und darüber hinaus mechanisch sehr widerstandsfähig.

- Sie sind chemisch inert oder ausreichend gegen den Angriff von Säure (HF) und basischen Substanzen (NaOH).

- Mangel an Treibbändern; deshalb sind sie schlechte Stromleiter.

Typen

Polymere können nach ihren Monomeren, ihrem Polymerisationsmechanismus und ihren Eigenschaften klassifiziert werden.

Ein Homopolymer ist eines, das aus monomeren Einheiten eines einzigen Typs besteht:

100A => A-A-A-A-A ...

Ein Copolymer ist eines, das 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 das Ketten- oder Polymernetzwerk, da sie mit diesen mehr Monomeren verknüpft sind.

Im Gegensatz dazu wird für Polymere durch Kondensation die Monomerbindung von der Freisetzung eines kleinen Moleküls begleitet, das "kondensiert":

A + A => A-A + p

A-A + A => A-A-A + p…

In vielen Polymerisationenp= H2Oder wie bei den Polyphenolen, die mit Formaldehyd (HC2= O).

Je nach ihren Eigenschaften können synthetische Polymere wie folgt klassifiziert werden:

Thermoplaste

Sie sind lineare Polymere oder wenig verzweigt, deren intermolekulare Wechselwirkungen durch Temperatureinwirkung überwunden werden können. Dies führt zu seiner Erweichung und Formgebung und erleichtert deren Wiederverwertung.

Thermostabil

Im Gegensatz zu Thermoplasten haben duroplastische Polymere viele Auswirkungen auf ihre Polymerstrukturen. Dadurch können sie hohen Temperaturen widerstehen, ohne sich zu verformen oder zu schmelzen, was auf ihre starken intermolekularen Wechselwirkungen zurückzuführen ist.

Elastomere

Es sind solche Polymere, die in der Lage sind, einen äußeren Druck zu unterstützen, ohne zu brechen, sich zu verformen, aber dann zu ihrer ursprünglichen Form zurückzukehren.

Dies liegt daran, dass ihre Polymerketten verbunden sind, aber die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen ihnen sind schwach genug, um dem Druck nachzugeben.

Wenn dies geschieht, neigt das verzerrte Material dazu, seine Ketten in einer kristallinen Anordnung anzuordnen, wodurch die durch den Druck verursachte Bewegung "verlangsamt" wird. Wenn es dann verschwindet, kehrt das Polymer zu seiner ursprünglichen amorphen Anordnung zurück.

Fasern

Sie sind Polymere mit geringer Elastizität und Dehnbarkeit, dank der Symmetrie ihrer Polymerketten und der großen Affinität zwischen ihnen. Diese Affinität erlaubt ihnen, stark zu interagieren und eine lineare kristalline Anordnung zu bilden, die gegenüber mechanischer Arbeit resistent ist.

Diese Art von Polymeren findet Verwendung bei der Herstellung von Stoffen wie Baumwolle, Seide, Wolle, Nylon usw.

Beispiele

Nailon

Nylon ist ein perfektes Beispiel für faserartiges Polymer, das in der Textilindustrie viele Anwendungen findet. Seine Polymerkette besteht aus einem Polyamid mit folgender Struktur:

Diese Kette entspricht der Nylon 6,6-Struktur. Wenn man die Kohlenstoffatome (grau) zählt, die mit der roten Kugel beginnen und enden, gibt es sechs.

Ebenso gibt es sechs Kohlenstoffe, die die blauen Kugeln trennen. Auf der anderen Seite entsprechen die blauen und roten Kugeln der Amidgruppe (C = ONH).

Diese Gruppe kann über Wasserstoffbrücken mit anderen Ketten interagieren, die aufgrund ihrer Gesetzmäßigkeiten und Symmetrien auch eine kristalline Anordnung annehmen können.

Mit anderen Worten, Nylon hat alle notwendigen Eigenschaften, um als Faser klassifiziert zu werden.

Polycarbonat

Es ist ein Kunststoff (hauptsächlich Thermoplast) transparent, mit dem Fenster, Linsen, Decken, Wände usw. hergestellt werden. Im Bild oben ist ein Gewächshaus aus Polycarbonat gezeigt.

Wie ist Ihre Polymerstruktur und woher kommt der Name Polycarbonat? In diesem Fall bezieht es sich nicht ausschließlich auf das CO-Anion32-, aber zu dieser Gruppe, die an kovalenten Bindungen innerhalb einer Molekülkette teilnimmt:

Somit kann R jede Art von Molekül (gesättigt, ungesättigt, aromatisch usw.) sein, was zu einer breiten Familie von Polycarbonatpolymeren führt.

Polystyrol

Es ist eines der häufigsten Polymere des täglichen Lebens. Plastikbecher, Spielzeuge, Computer- und TV-Elemente und der Mannequin-Kopf im oberen Bild (wie auch andere Objekte) sind aus Polystyrol.

Seine polymere Struktur besteht aus der Vereinigung von n-Styrolen, die eine Kette mit einer hohen aromatischen Komponente bilden (die hexagonalen Ringe):

Polystyrol kann verwendet werden, um andere Copolymere wie SBS (Poly (Styrol-Butadien-Styrol)) zu synthetisieren, die in solchen Anwendungen verwendet werden, die einen beständigen Kautschuk erfordern.

Polytetrafluorethylen

Auch bekannt als Teflon, ist ein Polymer in vielen Küchenutensilien mit Antihaftwirkung (schwarze Pfannen). Dies ermöglicht das Braten von Speisen, ohne dass Butter oder anderes Fett hinzugefügt werden muss.

Seine Struktur besteht aus einer Polymerkette, die von Atomen von F auf beiden Seiten "überzogen" ist. Diese F wechselwirken sehr schwach mit anderen Partikeln, wie z. B. fettigen, und verhindern, dass sie an der Oberfläche der Pfanne anhaften.

Referenzen

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