Synthetische polymeren eigenschappen, typen en voorbeelden



de synthetische polymeren ze zijn allemaal die uitgewerkt door de menselijke hand in laboratoria of op industriële schaal. Structureel bestaan ​​ze uit de vereniging van kleine eenheden, monomeren genaamd, die met elkaar verbonden zijn om zo een polymeerketen of -netwerk te vormen..

De polymere structuur van het type "spaghetti" wordt geïllustreerd in het bovenste onderste deel. Elke zwarte stip vertegenwoordigt één monomeer, aan een ander gekoppeld door een covalente binding. De opeenvolging van punten resulteert in de groei van de polymeerketens, waarvan de identiteit zal afhangen van de aard van het monomeer.

Bovendien zijn de overgrote meerderheid van zijn monomeren afgeleid van aardolie. Dit wordt bereikt door een reeks processen die bestaan ​​uit het verminderen van de grootte van koolwaterstoffen en andere organische soorten om kleine en synthetisch veelzijdige moleculen te verkrijgen..

index

  • 1 Eigenschappen
  • 2 soorten
    • 2.1 Thermoplasten
    • 2.2 Thermostabiel
    • 2.3 Elastomeren
    • 2.4 Vezels
  • 3 voorbeelden
    • 3.1 Nylon
    • 3.2 Polycarbonaat
    • 3.3 Polystyreen
    • 3.4 Polytetrafluorethyleen
  • 4 Referenties

eigenschappen

Net zoals de mogelijke structuren van polymeren divers zijn, zo ook hun eigenschappen. Deze gaan hand in hand met de lineariteit, vertakking (afwezig in het beeld van de ketens), de bindingen en de molecuulgewichten van de monomeren.

Hoewel er echter structurele patronen zijn die de eigenschappen van een polymeer definiëren, en daarom het type ervan, hebben de meeste eigenschappen en eigenschappen gemeen. Sommige hiervan zijn:

- Ze hebben relatief lage productiekosten, maar hoge recyclingkosten.

- Vanwege het grote volume dat hun structuren kan innemen, zijn ze niet erg dicht materialen en bovendien mechanisch zeer resistent.

- Ze zijn chemisch inert of voldoende om de aanval van zuur (HF) en basische stoffen (NaOH) te weerstaan.

- Ze missen aandrijvingen; daarom zijn ze slechte geleiders van elektriciteit.

type

Polymeren kunnen worden geclassificeerd op basis van hun monomeren, hun polymerisatiemechanisme en hun eigenschappen.

Een homopolymeer is er een dat bestaat uit monomeereenheden van een enkel type:

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

Overwegende dat een copolymeer een copolymeer is dat is samengesteld uit twee of meer verschillende monomeereenheden:

20A + 20B + 20C => A-B-C-A-B-C-A-B-C ...

De bovenstaande chemische vergelijkingen komen overeen met polymeren gesynthetiseerd via toevoeging. Hierin groeit het keten- of polymeernetwerk als ze verbonden zijn met deze meer monomeren.

Daarentegen, voor polymeren via condensatie, gaat de binding van het monomeer gepaard met de afgifte van een klein molecuul dat "condenseert":

A + A => A-A + p

A-A + A => A-A-A + p...

In veel polymerisaties p = H2Of, zoals met de polyfenolen gesynthetiseerd met formaldehyde (HC2= O).

Volgens hun eigenschappen kunnen synthetische polymeren worden geclassificeerd als:

thermoplasten

Het zijn lineaire polymeren of weinig vertakt, waarvan de intermoleculaire interacties kunnen worden overwonnen door het effect van temperatuur. Dit resulteert in het verzachten en vormen, en maakt ze gemakkelijker te recyclen.

thermostabiele

In tegenstelling tot thermoplasten hebben thermohardende polymeren veel vertakkingen in hun polymeerstructuren. Hierdoor kunnen ze hoge temperaturen weerstaan ​​zonder te vervormen of smelten, als gevolg van hun sterke intermoleculaire interacties.

elastomeren

Zijn die polymeren in staat om een ​​externe druk te ondersteunen zonder te breken, te vervormen maar dan terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm.

Dit komt omdat hun polymeerketens verbonden zijn, maar de intermoleculaire interacties tussen hen zijn zwak genoeg om toe te geven aan de druk.

Wanneer dit gebeurt, heeft het vervormde materiaal de neiging om zijn kettingen in een kristallijnen opstelling te ordenen, waardoor de beweging die wordt veroorzaakt door de druk wordt "vertraagd". Dan, wanneer het verdwijnt, keert het polymeer terug naar zijn oorspronkelijke amorfe opstelling.

vezels

Het zijn polymeren met lage elasticiteit en uitrekbaarheid dankzij de symmetrie van hun polymeerketens en de grote affiniteit ertussen. Deze affiniteit maakt het hen mogelijk om sterk met elkaar in wisselwerking te staan ​​en een lineaire kristallijne opstelling te vormen die bestand is tegen mechanisch werk.

Dit type polymeren vindt toepassing bij de vervaardiging van weefsels zoals katoen, zijde, wol, nylon, enz..

Voorbeelden

nylon

Nylon is een perfect voorbeeld van polymeer van het vezelachtige type, dat vele toepassingen in de textielindustrie vindt. De polymeerketen bestaat uit een polyamide met de volgende structuur:

Deze ketting komt overeen met de nylon 6,6-structuur. Als je de koolstofatomen (grijs) meet, beginnend en eindigend met degene die gekoppeld zijn aan de rode bol, zijn er zes.

Evenzo zijn er zes koolstoffen die de blauwe bollen scheiden. Aan de andere kant komen de blauwe en rode bollen overeen met de amidegroep (C = ONH).

Deze groep is in staat om te interageren met waterstofbruggen met andere ketens, die ook een kristallijn arrangement kunnen aannemen dankzij hun regelmaat en symmetrieën.

Met andere woorden, nylon heeft alle noodzakelijke eigenschappen om als vezel te worden geclassificeerd.

polycarbonaat

Het is een plastic polymeer (voornamelijk thermoplastisch) transparant waarmee ramen, lenzen, plafonds, muren, etc. worden gemaakt. De bovenste afbeelding toont een kas gemaakt van polycarbonaat.

Hoe is de polymeerstructuur en waar komt de naam polycarbonaat vandaan? In dit geval verwijst het niet strikt naar het CO anion32-, maar voor deze groep die deelneemt aan covalente bindingen in een moleculaire keten:

Dus, R kan elk type molecuul zijn (verzadigd, onverzadigd, aromatisch, etc.), resulterend in een brede familie van polycarbonaatpolymeren.

polystyreen

Het is een van de meest voorkomende polymeren in het dagelijks leven. De plastic bekers, speelgoed, computer- en tv-elementen en het hoofd van de paspop in het bovenste beeld (evenals andere objecten) zijn gemaakt van polystyreen.

De polymere structuur bestaat uit de vereniging van n styrenen, die een ketting vormt met een hoog aromatisch bestanddeel (de hexagonale ringen):

Polystyreen kan worden gebruikt om andere copolymeren te synthetiseren, zoals SBS (Poly (styreen-butadieen-styreen)), dat wordt gebruikt in die toepassingen waarvoor een resistent rubber nodig is.

polytetrafluorethyleen

Ook bekend als Teflon, is een polymeer aanwezig in veel keukengerei met anti-aanhangende werking (zwarte pannetjes). Hiermee kunt u voedsel braden zonder dat u boter of ander vet hoeft toe te voegen.

De structuur bestaat uit een polymeerketen "gecoat" door F-atomen aan beide zijden. Deze F werken erg zwak samen met andere deeltjes, zoals vettig, waardoor ze zich niet aan het oppervlak van de pan hechten.

referenties

  1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Synthetische polymeren. Opgehaald op 7 mei 2018, uit: chemistryexplained.com
  2. Wikipedia. (2018). Lijst van synthetische polymeren. Opgehaald op 7 mei 2018, vanaf: en.wikipedia.org
  3. Carnegie Mellon University. (2016). Natuurlijke versus synthetische polymeren. Opgehaald op 7 mei 2018, vanaf: cmu.edu
  4. Polymer Science Learning Center. (2018). Synthetische polymeren. Opgehaald op 7 mei 2018 vanuit: pslc.ws
  5. Yassine Mrabet (29 januari 2010). 3D-nylon [Afbeelding]. Opgehaald op 7 mei 2018, van: commons.wikimedia.org
  6. Educatieve portal. (2018). Eigenschappen van polymeren. Opgehaald op 7 mei 2018, vanaf: portaleducativo.net
  7. Wetenschappelijke teksten (23 juni 2013). Synthetische polymeren Opgehaald op 7 mei 2018, vanuit: textoscienificos.com