Što je polimer? Definicija, karakterizacija, vrste i klasifikacije

U nastavku ćemo pokušati odgovoriti na pitanje što je polimer. Ovdje ćemo razmotriti definiciju sličnog termina, osobitosti međusobnih odnosa koji se javljaju u molekulama, obrazovanju, povijesnim podacima i još mnogo toga.

uvod

Što je polimer? To je tvar anorganske ili organske prirode koja se stvara kemijskim vezama koje uzrokuju i daju im amorfni ili kristalni oblik. Polimer nastaje kombinacijom velikog broja jednostavnih monomernih jedinica, a rezultirajuća struktura naziva se makromolekula. Tip veze može biti: koordinacija ili kemijska vrsta. Pojam polimera usko je povezan s plastikom.

Molekularna veza

Odgovarajući na pitanje što je polimer, važno je znati kako se molekule u takvoj tvari vežu zajedno. U slučaju kada se makromolekule kombiniraju pomoću slabe van der Waalsove sile, one se odnose na termoplastike. Ako je veza s kojom su povezani kemijska, onda je to reaktoplast.

Postoje linearni oblici polimera (celuloza) i razgranati (amilopektini). Potonji ima složenu trodimenzionalnu strukturu. Struktura polimera određuje prisutnost monomerne jedinice. To je fragment lanca koji se redovito ponavlja i sastoji se od nekoliko atoma.

formacija

Polimer (polimer) - tvar koja se formira u nizu različitih pojava reakcije polimerizacije i polikondenzacije. Ova skupina spojeva uključuje mnoge prirodne sastojke hrane, među kojima možemo razlikovati: proteine ​​(protein), polisaharidne ugljikohidrate, poučavati, broj nukleinskih kiselina, itd. Unatoč činjenici da uglavnom organske tvari, anorganski spojevi također imaju veliki broj sličnih kemijske formacije. Mnogi od njih dobiveni su umjetnom sintezom.

specifičnost

Tvari koje se razmatraju u ovom članku imaju mnoga obilježja koja uzrokuju veliku potrebu za ljudskom upotrebom.
Karakteristike mehaničkih svojstava uključuju njihovu elastičnost, malu lomljivost staklastih i kristalno nalikih polimera, kao i sposobnost usmjeravanja makromolekula u spoju, kroz djelovanje usmjerenih mehaničkih polja.

Polimerne otopine imaju visok indeks viskoznosti pri niskim koncentracijama. Može se otopiti nakon prolaska u fazi oticanja.
Glavno svojstvo kemijskog tipa je njihova sposobnost da brzo mijenjaju skup svojih fizičkih i mehaničkih svojstava pod utjecajem male količine reagensa. Molekule karakterizira visoka fleksibilnost.

vrste

Klasifikacija polimera određena je prema nekoliko parametara.

Razmatrajući ih sa stajališta kemije, moguće je izolirati ne i organske, kao i organoelementalne. Ovo posljednje uključuje tvari koje sadrže skupinu anorganskih radikala u lancu. Ovdje se prati sposobnost polimera da formiraju međusobne odnose između tvari različite prirode. Primjer je organosilikonski spoj dobiven umjetnim sredstvima. Anorganski tipovi polimera oslobađaju ugljik u ponavljajućim jedinicama, ali ga mogu uključiti u bočne supstituente.

U skladu s oblikom razlikuje se nekoliko osnovnih vrsta spojeva: linearnih, mrežastih, češljastih, ravnih, razgranatih, ponekad zvjezdastih (uključenih u razgranatu skupinu) i drugih.

Druge vrste polimera mogu se razlikovati određivanjem njihovog polariteta, čija se vrijednost može pronaći izračunavanjem broja dipola. Što je ovo?

Dipol je molekula s raspršenim oblikom raspodjele "+" i "-" naboja. Nepolarna veza međusobno nadoknađuje dipolni moment veze između atoma. Polimeri, koji su karakterizirani prisutnošću značajnog stupnja polariteta, pripadaju hidrofilnoj skupini. Amfifilna supstanca je monomerni spoj koji ima i nepolarne i polarne jedinice.

Reakcije polimera na zagrijavanje omogućuju razlikovanje termoreaktivnih i termoplastičnih materijala. Prvi su tvari koje se tijekom zagrijavanja omekšavaju i stvrdnjavaju pri niskim temperaturama. Proces je povratan. Termoreaktivni polimeri pod utjecajem visokih temperatura nisu obnovljeni i reakcija se smatra nepovratnom.

Razvojni proces

Što je polimer? Ovo pitanje proizlazi iz antike. Međutim, u ovom obliku je formuliran relativno nedavno. Čovjek je takve tvari koristio još od antičkih vremena. Svila, pamučni materijali, koža, vuna i još mnogo toga koristili su naši preci za stvaranje elemenata odjeće, kao spojnih sredstava, tijekom različitih tretmana, itd. Tekst pitanja se mijenjao tijekom ljudske evolucije, ali je uvijek bio opće prirode.
U industrijskim postrojenjima, lančani polimeri počeli su se proizvoditi početkom 20. stoljeća. Od nastanka industrije za njihovu proizvodnju, putevi stvaranja spojeva podijeljeni su u dvije grane. Prvi se bavio preradom polimera, organskih i prirodnih oblika. Uz njihovu pomoć nastale su umjetne vrste. Proces sinteze, u pravilu, odvija se uz sudjelovanje niza spojeva male molekularne težine.

Trenutno jedna od najrasprostranjenijih i velikih razmjera koristi celulozu kao osnovu. Postupak nije odmah podešen. Prvi materijal koji je dobiven fizičkom modifikacijom celuloze je celuloidni polimer. Međutim, njegovo prvo otkriće napravljeno je prije dvadesetog stoljeća - sredinom devetnaestog. Posjedovanje patenta za bakelitnu smolu, koji je stvorio Leo Bakeland, dao je poticaj početku brzog razvoja industrijskih sektora u kojima su nastali polimeri. To se dogodilo 1906. Spomenuta smola je proizvod procesa kondenzacije formaldehida uparenog s fenolom. Moguće je promatrati transformaciju tijekom zagrijavanja, a kao rezultat te pojave nastala su trodimenzionalna spoja. Već više od desetljeća, ova se smola koristi za izradu kućišta za različite mehanizme, kao što su baterija, TV, utičnice itd.

Henryjev doprinos

Proizvodnja polimera uglavnom je rezultat napora koje je G. Ford napravio. Prije izbijanja Prvog svjetskog rata aktivno je razvijao industriju u automobilskoj industriji. U početku je koristio prirodne gume, a zatim ih je umjetno počeo sintetizirati. Proizvodnja potonje intenzivno je proučavana i usavršavana 1937-1939. Glavne zemlje koje su uložile mnogo vremena, novca i drugih sredstava u njega su SSSR, Engleska, Sjedinjene Američke Države i Njemačka. U istom razdoblju ovladali su polistirenom i polivinil kloridom, koji je savršeno izolirao električne žice. Otkriće polimetilmetakrilata omogućilo je proizvodnju velikih zrakoplova u ratnim godinama.

Nakon završetka rata počela je sinteza poliamidnih tkanina i vlakana. Njihova se proizvodnja počela razvijati i prije drugog sukoba među zemljama. Pedesetih godina dvadesetog stoljeća razvijene su metode proizvodnje poliesterskih vlakana, a obrađena je i proizvodnja materijala kao što su lavsan i polietilen tereftalat. Polipropilenske tvari (umjetno dobivena vuna) još je jedan živopisan primjer uporabe vlakana dobivenih tijekom reakcije polikondenzacije i polimerizacije.

Protupožarna struktura

Polimer - što je to? S obzirom na ovo pitanje, spomenuli smo njihovu sposobnost da reagiraju na toplinsku obradu.

Važno je znati da su mnogi polimeri zapaljivi. Takve se tvari lako mogu zapaliti. Međutim, to je neprihvatljivo u većini slučajeva tijekom njihove proizvodnje i rada. Kako bi se spriječila vjerojatnost takvog incidenta, polimeru se dodaje posebna serija aditiva.

Postoji koncept halogeniranih polimera koji nastaju uključivanjem u reakcije kondenzacije različitih skupova monomera kloriranog ili bromiranog tipa. Takvi spojevi imaju visoku vatrostalnost, ali njihov nedostatak je da kada su izloženi visokim temperaturama, počinju stvarati plinove, što dovodi do korozijskih procesa. To ima negativan učinak na električnu opremu koja se nalazi u blizini.

Načini rada

Pregledom polimera i plastike možemo reći da ih karakterizira opća prisutnost kvalitativnih svojstava. Oba spoja iskorištavaju se u različitim granama ljudske djelatnosti, primjerice u proizvodnji strojeva, u poljoprivredne svrhe, u medicini, u proizvodnji zrakoplova, u brodogradnji i sl. Svakodnevni uvjeti čovjeka ne mogu bez tih tvari. Zbog spojeva visoke molekulske mase moguće je proizvesti različita vlakna, gumu i, zapravo, plastiku. Također ne zaboravljamo da naše tijelo funkcionira zbog prisutnosti u njemu velikog broja polimera, koji ne samo da grade organe i tkiva, već služe i kao sredstvo za vađenje energetskih resursa, na primjer, ATP ili NADP, koji nastaju tijekom biološke oksidacije i probave.

Istraživanje polimera

Definicija polimera formulirana je prije više od 150 godina. Međutim, znanost koja ih proučava postala je neovisna tek prije početka Drugog svjetskog rata, koji je počeo 1939. Razvijenije pedesetih godina dvadesetog stoljeća, a zatim detaljno proučavano. U to vrijeme određivana je uloga polimera, njihov odnos s razvojem tehnološke prirode, utjecaj na biološke objekte itd. Grana znanosti koja proučava takve spojeve usko je povezana s različitim granama kemije, fizike i biologije.