SINTETIČKI POLIMERI: SVOJSTVA, VRSTE I PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Su sintetski polimeri su oni proizvode ljudske šake u laboratoriju ili industrijskim razmjerima. Strukturno se sastoje od spoja malih jedinica, nazvanih monomeri, koje se povezuju i stvaraju ono što je poznato kao polimerni lanac ili mreža.

Donja gornja ilustrira polimernu strukturu tipa „špageti“. Svaka crna točka predstavlja monomer, povezan s drugim kovalentnom vezom. Slijed točaka rezultira rastom polimernih lanaca, čiji će identitet ovisiti o prirodi monomera.

Nadalje, velika većina njegovih monomera izvedena je iz nafte. To se postiže nizom procesa koji se sastoje od smanjenja veličine ugljikovodika i drugih organskih vrsta kako bi se dobile male i sintetski svestrane molekule.

Svojstva

Kao što su moguće strukture polimera različite, tako su i njihova svojstva. Oni idu ruku pod ruku s linearnošću, razgranavanjem (odsutnim na slici lanaca), vezama i molekularnim težinama monomera.

Međutim, unatoč činjenici da postoje strukturni obrasci koji definiraju svojstvo polimera - a samim tim i njegovu vrstu - većina ima neka zajednička svojstva i karakteristike. Neki od njih su:

- Imaju relativno niske troškove proizvodnje, ali visoke troškove recikliranja.

- Zbog velike zapremine koju njihove građevine mogu zauzeti, nisu vrlo gusti materijali i, osim toga, mehanički vrlo otporni.

- Oni su kemijski inertni ili dovoljni da odolijevaju napadu kiselih (HF) i bazičnih (NaOH) tvari.

- Nedostatak traka za provođenje; stoga su loši provodnici električne energije.

vrste

Polimeri se mogu klasificirati na temelju njihovih monomera, mehanizma polimerizacije i njihovih svojstava.

Homopolimer je onaj koji se sastoji od monomernih jedinica jednog tipa:

100A => AAAAAAA…

Dok je kopolimer sastavljen od dvije ili više različitih monomernih jedinica:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

Gornje kemijske jednadžbe odgovaraju polimerima koji su sintetizirani dodatkom. Kod njih, polimerni lanac ili mreža raste kako se na njega veže više monomera.

S druge strane, za polimere putem kondenzacije, vezanje monomera prati oslobađanje male molekule koja „kondenzira“:

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p…

U mnogim polimerizacije P = H ₂ O, kao što se događa kod polifenoli sintetizirati s formaldehidom (HC ₂ = O).

Prema svojim svojstvima sintetski polimeri mogu se klasificirati kao:

termoplastike

Oni su linearni ili blago razgranati polimeri, čije se međumolekulske interakcije mogu prevladati utjecajem temperature. To rezultira njihovim omekšavanjem i oblikovanjem i olakšava ih recikliranje.

termostabilan

Za razliku od termoplastike, termoset polimeri u svojim polimernim strukturama imaju mnogo grana. To im omogućuje da izdrže visoke temperature bez deformiranja ili taljenja zbog svojih snažnih intermolekularnih interakcija.

elastomeri

To su oni polimeri koji su sposobni izdržati vanjski pritisak bez pucanja, deformiranja, ali nakon toga vratiti se u prvobitni oblik.

To je zbog toga što su njihovi polimerni lanci povezani, ali međudolekularne interakcije među njima su dovoljno slabe da bi mogle doći pod pritisak.

Kad se to dogodi, iskrivljeni materijal ima tendenciju da svoje lance stavi u kristalni raspored, "usporavajući" kretanje uzrokovano pritiskom. Zatim, kad to nestane, polimer se vraća svom izvornom amorfnom rasporedu.

vlakna

Oni su polimeri niske elastičnosti i rastezljivosti zahvaljujući simetriji njihovih polimernih lanaca i velikom afinitetu među njima. Taj afinitet omogućuje im snažnu interakciju, tvoreći linearni kristalni raspored otporan na mehanički rad.

Ova vrsta polimera nalazi upotrebu u proizvodnji tkanina poput pamuka, svile, vune, najlona itd.

Primjeri

Najlon

Najlon je savršen primjer vlaknastog tipa polimera, koji ima mnogo koristi u tekstilnoj industriji. Njegov polimerni lanac sastoji se od poliamida sa sljedećom strukturom:

Ovaj lanac odgovara strukturi najlona 6,6. Ako brojite ugljikove atome (sive) koji počinju i završavaju s onima priključenim u crvenu sferu, ima ih šest.

Isto tako, postoji šest ugljika koji razdvajaju plave sfere. S druge strane, plava i crvena sfera odgovaraju amidnoj skupini (C = ONH).

Ova je skupina sposobna komunicirati vodikovim vezama s drugim lancima koji također mogu usvojiti kristalni raspored zahvaljujući svojim pravilnostima i simetrijama.

Drugim riječima, najlon ima sva svojstva potrebna da bi se kvalificirao kao vlakno.

Polikarbonat

To je prozirni plastični polimer (uglavnom termoplastični) s kojim se izrađuju prozori, leće, stropovi, zidovi itd. Gornja slika prikazuje staklenik napravljen od polikarbonata.

Kakva je njegova polimerna struktura i odakle potiče naziv polikarbonat? U ovom se slučaju ne odnosi se strogo na anion CO ₃ ^2-, nego na tu skupinu koja sudjeluje u kovalentnim vezama u molekularnom lancu:

Stoga R može biti bilo koja vrsta molekula (zasićena, nezasićena, aromatična itd.), Što rezultira širokom obitelji polikarbonatnih polimera.

Polistiren

To je jedan od najčešćih polimera u svakodnevnom životu. Plastične šalice, igračke, računalni i televizijski predmeti te glava manekenke na slici iznad (kao i drugi predmeti) izrađeni su od stiropora.

Njegova polimerna struktura sastoji se od spoja n stirena, tvoreći lanac s visokom aromatskom komponentom (šesterokutni prstenovi):

Polistiren se može koristiti za sintezu drugih kopoimera, poput SBS (Poly (stiren-butadien-stiren)), koji se koristi u onim aplikacijama kojima je potrebna otporna guma.

politetrafluoretilen

Poznat i kao teflon, polimer je prisutan u mnogim kuhinjskim priborom koji djeluje protiv ljepljenja (crne tave). To omogućuje prženje hrane bez potrebe za dodavanjem maslaca ili druge masti.

Njegova se struktura sastoji od polimernog lanca "prekrivenog" F atomima s obje strane. Ovi F-ovi djeluju vrlo slabo s drugim česticama, poput masnih, sprečavajući ih da se prilijepe na površinu tave.

Reference

1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Sintetički polimeri. Preuzeto 7. svibnja 2018. s: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018.). Popis sintetskih polimera. Preuzeto 7. svibnja 2018. s: en.wikipedia.org
3. Sveučilište Carnegie Mellon. (2016). Prirodni vs sintetički polimeri. Preuzeto 7. svibnja 2018. s: cmu.edu
4. Polimerni naučni centar. (2018.). Sintetički polimeri. Preuzeto 7. svibnja 2018. s: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (29. siječnja 2010.). Najlon 3D., Preuzeto 7. svibnja 2018. s: commons.wikimedia.org
6. Obrazovni portal. (2018.). Svojstva polimera. Preuzeto 7. svibnja 2018. s: portaleducativo.net
7. Znanstveni tekstovi. (23. lipnja 2013.). Sintetički polimeri. Preuzeto 7. svibnja 2018. s: textcientistos.com