Шта су полимерна једињења?

Говорећи о полимерима, неки од нас вероватно још увек не знају - осим ученика одељења КСИИ. Међутим, овај полимер је заправо био тако близу нашем свакодневном животу. У разним облицима. Да, користили смо полимере хиљадама година, у облику дрвета, гуме, памука, вуне, коже, свиле и тако даље. У свакодневном животу сви морамо бити упознати са предметима као што су пластичне чаше, контактне леће, чешљеви, гумице, шерпе и други, зар не? Па, то су све полимери. И не само то, неки полимери чак постоје у нашим телима, на пример нуклеинске киселине и протеини (коса, крв итд.).

Дакле, шта се тачно назива полимер?

Сама реч полимер потиче из грчког језика, који се састоји од две речи, и то поли, што значи много, и мерос што значи јединица или део. Дакле, полимери су велика једињења која се формирају из комбинације низа (многих) малих молекуларних јединица. Молекуларне јединице које чине ова једињења називају се мономери. То значи да се полимерна једињења састоје од многих мономера.

Класификација полимера

Полимери се класификују на основу њиховог извора, структуре, начина полимеризације и молекуларне силе.

Полимери према извору

На основу извора, полимери су подељени на 3, и то на природне полимере, синтетичке полимере и полусинтетичке полимере.

Природни полимери

Природни полимери се добијају из биљака и животиња. На пример протеини, целулоза, скроб, смола и други.

Синтетички полимери

Синтетички полимери су вештачки произведени полимери који се производе у лабораторији. Примери: полиетен, најлон 66 и Буна-С.

Полусинтетски полимери

Полусинтетски полимери су природни полимери са хемијским модификацијама. Пример: вулканизована гума и целулозни ацетат.

Полимери засновани на структури

На основу своје структуре, полимери су подељени у три, и то линеарни полимери, разгранати ланчани полимери и укрштени полимери или мрежни полимери.

Линеарни полимери

У Линеарним полимерима, мономери су повезани у дугачке, равне ланце. Полимерни ланци се обично слажу један преко другог и чине добро упаковану структуру.

Линеарни полимери имају високу густину, велику затезну чврстоћу и високу тачку топљења. Примери: полиетен високе густине, поливинил хлорид, најлон 6 и други.

Разгранати ланчани полимери

Овај полимер се састоји од бочног ланца мономера који су причвршћени за главни ланац. Због овог гранања, полимери разгранатих ланаца не могу се чврсто распоредити. Овај полимер има малу густину, малу затезну чврстоћу и ниску тачку топљења. Пример полимера са разгранатим ланцем је полиетен мале густине.

Цросс Бонд полимери

Умрежени полимери су познати и као полимери ткива. Овај полимер није само тврд, већ и крут и крхак. На пример: Бакелит, меламин, формалдехидна смола.

Полимери засновани на начину полимеризације

На основу начина полимеризације, полимери су подељени на два, наиме адицијски полимери и кондензациони полимери. Адицијски полимери се затим деле на још два, наиме кополимери и хомополимери.

Адицијски полимери

Адицијски полимери настају додавањем мономера без уклањања молекула нуспроизвода. Мономери адицијског полимера су незасићена једињења. Пример: полиетилен тефлон и други.

Хомополимери

Адицијски полимери настали полимеризацијом једне врсте мономера. Примери: поливинил хлорид, полипропилен, полиетен

Кополимери

Адицијски полимери настају адицијском полимеризацијом две различите врсте мономера. Пример: Буна-С, Буна-Н и други.

Кондензациони полимери

Кондензација Полимери настају кондензацијом два различита мономера са или без ослобађања малих молекула, као што су вода, алкохол и хлороводоник.

Мономери кондензационог полимера имају најмање две функционалне групе. На пример: Бакелит, Најлон 66, Терилен и други.

Полимери засновани на молекуларној сили

На основу молекуларног стила, полимери се могу поделити на еластомере, влакна, термопластичне полимере и термореактивне полимере.

Еластомер

У еластомерима, полимерни ланци се држе заједно слабим интермолекуларним силама. Слаба сила омогућава растезање полимера. Полимерни ланац има више попречних веза које помажу полимеру да се врати у свој првобитни облик. Пример: Буна-С, Буна-Н, неопрен.

Влакно

У влакнима се полимерни ланци држе заједно снажним антермолекуларним силама (водоничне везе или дипол-диполне интеракције). Снажна сила даје му кристална својства.

Влакно је обликовано као предиво са великом влачном чврстоћом и високим модулом. Пример: Полиамид (најлон 66) и полиестер (терилен).

Термопластична

Термопластични полимери имају линеарне или благо разгранате полимерне ланце. Међумолекуларне привлачности су средње између еластомера и влакана.

Термопластични полимери се могу више пута омекшавати загревањем и стврдњавати хлађењем уз малу промену својстава. Полимери ове врсте могу се обликовати у жељени облик. Примери: полиетилен, полистирен, полинихлорид и други.

Будући да термопластика нема унакрсне везе, међусобно молекуларне силе које постоје између полимерних ланаца лако се оштећују загревањем. Стога се могу обликовати у било који жељени облик.

Тхермосеттинг

Термореактивни полимери су полимерни ланци који су или умрежени или јако разгранати. Полимерни ланац се подвргава експанзији умрежавањем загревањем у калупу. Термосет полимери подлежу трајној промени загревањем. Термореактивни полимери се не могу поново користити као термопластични полимери. Примери: Бакелит, смола, уреа-формалдехид и други.

Реакција полимеризације

Постоје 2 врсте реакција полимеризације, и то адицијска и кондензациона полимеризација.

Адицијска полимеризација

Поред полимеризације, мономери се комбинују без елиминисања било којих молекула производа. Мономери су незасићена једињења и њихови деривати. Мономери се додају ланцу што резултира повећањем дужине ланца.

Адицијски полимери углавном нису хемијски реактивни. То је због врло јаких ЦЦ и ЦХ веза. Због тога је веома тешко рециклирати адицијске полимере. Или другим речима, адицијски полимер није биоразградив.

Адицијска полимеризација се одвија кроз два механизма, наиме механизам слободних радикала и јонски механизам. Међутим, механизам слободних радикала је чешћи. Незасићена једињења и њихови деривати прате механизам слободних радикала. За производњу слободних радикала потребан је иницијатор. Ту спадају терцијарни бензоил пероксид и бутил пероксид.

Додатна полимеризација слободних радикала : Незасићена једињења и њихови деривати полимеризују се овом методом. То се дешава код иницијатора који генеришу слободне радикале, попут бензил пероксида, терцијарног бутил пероксида итд. Полимеризација укључује следеће кораке:

(и) Иницирање ланца : Органски пероксиди се подвргавају хомолитичкој фисији да би створили слободне радикале који делују као покретачи. Иницијатор додаје двоструке везе са угљеницима да би се створили нови слободни радикали.

(ии) Ланац ширења : Слободни радикали додају мономерне двоструке везе да би се створили већи слободни радикали. Овај процес се наставља све док се радикали не униште

иии) Прекид ланца: Ланац се завршава када се два слободна радикала споје.

Кондензациона полимеризација

У овој методи, два или више би-функционалних мономера подвргавају се кондензацији уклањањем неких једноставних молекула као што су вода, алкохол итд. Производ сваког корака је опет двофункционалног типа и секвенца се наставља. Будући да сваки корак резултира различитим и независним типом функционализације, овај процес је познат и као полимеризација раста.