SYNTETISKA POLYMERER: EGENSKAPER, TYPER OCH EXEMPEL - KEMI - 2025

De syntetiska polymererna är de som produceras av den mänskliga handen i laboratoriet eller industriella skalor. Strukturellt sett består de av sammanslagningen av små enheter, kallade monomerer, som länkar för att bilda vad som kallas en polymerkedja eller nätverk.

Den nedre övre delen illustrerar polymerstrukturen "spagetti". Varje svart prick representerar en monomer, länkad till en annan med en kovalent bindning. Punkterna i följd resulterar i tillväxten av polymerkedjor, vars identitet kommer att bero på monomorns natur.

Dessutom är de allra flesta av dess monomerer härrörande från petroleum. Detta uppnås genom en serie processer som består av att minska storleken på kolväten och andra organiska arter för att erhålla små och syntetiskt mångsidiga molekyler.

Egenskaper

Precis som de möjliga strukturerna av polymerer är olika, så är deras egenskaper också. Dessa går hand i hand med linearitet, förgrening (frånvarande i bilden av kedjorna), bindningarna och molekylvikterna hos monomererna.

Trots det faktum att det finns strukturella mönster som definierar egenskaperna hos en polymer - och därför dess typ - har de flesta vissa egenskaper och egenskaper gemensamt. Några av dessa är:

- De har relativt låga produktionskostnader, men höga återvinningskostnader.

- På grund av den stora volym som deras strukturer kan uppta är de inte särskilt täta material och också mekaniskt mycket resistenta.

- De är kemiskt inerta eller tillräckliga för att motstå attacken av sura (HF) och basiska (NaOH) ämnen.

- Brist på ledningsband; därför är de dåliga elektriska ledare.

typer

Polymerer kan klassificeras baserat på deras monomerer, deras polymerisationsmekanism och deras egenskaper.

En homopolymer är en som består av monomera enheter av en enda typ:

100A => AAAAAAA …

Medan en sampolymer är en som består av två eller flera olika monomera enheter:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC …

Ovanstående kemiska ekvationer motsvarar polymerer syntetiserade genom tillsats. I dessa växer polymerkedjan eller nätverket när fler monomerer binder till den.

Å andra sidan, för polymerer via kondens, åtföljs monomerbindningen av frisättningen av en liten molekyl som "kondenserar":

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p …

I många polymerisationer p = H ₂ O, såsom sker med polyfenoler syntetiserade med formaldehyd (HC ₂ = O).

Enligt deras egenskaper kan syntetiska polymerer klassificeras som:

termoplaster

De är linjära eller svagt grenade polymerer, vars intermolekylära interaktioner kan övervinnas genom effekten av temperaturen. Detta resulterar i mjukning och formning och gör dem lättare att återvinna.

termo

Till skillnad från termoplast har termohärdade polymerer många grenar i sina polymerstrukturer. Detta gör att de kan motstå höga temperaturer utan att deformeras eller smälta på grund av deras starka intermolekylära interaktioner.

elastomerer

Det är de polymerer som kan motstå ett yttre tryck utan att bryta, deformera men sedan återgå till sin ursprungliga form.

Detta beror på att deras polymerkedjor är anslutna, men de intermolekylära interaktionerna mellan dem är tillräckligt svaga för att ge plats under tryck.

När detta inträffar tenderar det förvrängda materialet att anordna sina kedjor i ett kristallint arrangemang, "bromsa" rörelsen orsakad av tryck. När detta sedan försvinner återgår polymeren till sitt ursprungliga amorfa arrangemang.

fibrer

De är polymerer med låg elasticitet och töjbarhet tack vare symmetrin i deras polymerkedjor och den stora affiniteten mellan dem. Denna affinitet tillåter dem att interagera starkt och bilda ett linjärt kristallint arrangemang som är resistent mot mekaniskt arbete.

Denna typ av polymer kan användas vid tillverkning av tyger som bomull, siden, ull, nylon, etc.

exempel

Nylon

Nylon är ett perfekt exempel på en polymer av fibrös typ, som finner många användningsområden inom textilindustrin. Dess polymerkedja består av en polyamid med följande struktur:

Denna kedja motsvarar strukturen i nylon 6,6. Om du räknar kolatomerna (grå) som börjar och slutar med de som är fästa vid den röda sfären, finns det sex.

På samma sätt finns det sex kolatomer som skiljer de blå sfärerna. Å andra sidan motsvarar de blå och röda sfärerna amidgruppen (C = ONH).

Denna grupp kan interagera genom vätebindningar med andra kedjor, som också kan anta ett kristallint arrangemang tack vare deras regelbundenhet och symmetrier.

Med andra ord har nylon alla egenskaper som är nödvändiga för att beteckna fiber.

polykarbonat

Det är en transparent plastpolymer (främst termoplast) med vilken fönster, linser, tak, väggar etc. är gjorda. Bilden ovan visar ett växthus med polykarbonater.

Hur är dess polymerstruktur och var kommer namnet polykarbonat ifrån? I detta fall hänvisar det inte strikt till anjonen CO ₃ ^2- utan till denna grupp som deltar i kovalenta bindningar inom en molekylkedja:

Således kan R vara vilken typ av molekyl som helst (mättad, omättad, aromatisk etc.), vilket resulterar i en bred familj av polykarbonatpolymerer.

Polystyren

Det är en av de vanligaste polymererna i vardagen. Plastkopparna, leksakerna, dator- och TV-föremålen och skyltdockahuvudet i bilden ovan (liksom andra föremål) är gjorda av polystyren.

Dess polymera struktur består av sammanslagningen av n styrener och bildar en kedja med en hög aromatisk komponent (de sexkantiga ringarna):

Polystyren kan användas för att syntetisera andra sampolymerer, såsom SBS (Poly (styren-butadien-styren)), som används i de applikationer som kräver ett resistent gummi.

polytetrafluoretylen

Även känd som Teflon, det är en polymer som finns i många köksredskap med en anti-stick-verkan (svarta kokkärl). Detta tillåter mat att stekas utan att behöva tillsätta smör eller annat fett.

Dess struktur består av en polymerkedja "täckt" av F-atomer på båda sidor. Dessa F: er interagerar mycket svagt med andra partiklar, som fettiga, vilket förhindrar dem från att hålla sig fast vid ytan på pannan.

referenser

1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Syntetiska polymerer. Hämtad den 7 maj 2018 från: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018). Lista över syntetiska polymerer. Hämtad den 7 maj 2018, från: en.wikipedia.org
3. Carnegie Mellon University. (2016). Naturliga vs syntetiska polymerer. Hämtad den 7 maj 2018, från: cmu.edu
4. Polymer Science Learning Center. (2018). Syntetiska polymerer. Hämtad den 7 maj 2018, från: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (29 januari 2010). Nylon 3D. . Hämtad den 7 maj 2018, från: commons.wikimedia.org
6. Utbildningsportal. (2018). Polymerers egenskaper. Hämtad den 7 maj 2018 från: portaleducativo.net
7. Vetenskapliga texter. (23 juni 2013). Syntetiska polymerer. Hämtad den 7 maj 2018, från :texcientificos.com