Говоря о полимерах, некоторые из нас, вероятно, до сих пор не знают, за исключением учеников XII класса. Однако этот полимер был так близок к нашей повседневной жизни. В различных формах. Да, мы использовали полимеры в течение тысяч лет в виде дерева, резины, хлопка, шерсти, кожи, шелка и так далее. В повседневной жизни мы все должны быть знакомы с такими предметами, как пластиковые стаканчики, контактные линзы, расчески, резинки, сковороды и другие, верно? Ну это все полимеры. Мало того, некоторые полимеры даже существуют в нашем организме, например, нуклеиновые кислоты и белки (волосы, кровь и т. Д.).
Итак, что именно называют полимером?
Само слово «полимер» происходит от греческого языка и состоит из двух слов: «поли», что означает «много», и «мерос», что означает «единица» или «часть». Итак, полимеры - это большие соединения, которые образуются из комбинации ряда (многих) небольших молекулярных единиц. Молекулярные единицы, из которых состоят эти соединения, называются мономерами. Это означает, что полимерные соединения состоят из множества мономеров.
Классификация полимеров
Полимеры классифицируются на основе их источника, структуры, режима полимеризации и молекулярной силы.
Полимеры по источникам
Исходя из источника, полимеры делятся на 3: природные полимеры, синтетические полимеры и полусинтетические полимеры.
Натуральные полимеры
Природные полимеры получают из растений и животных. Например белок, целлюлоза, крахмал, смола и другие.
Синтетические полимеры
Синтетические полимеры - это искусственные полимеры, которые производятся в лаборатории. Примеры: полиэтилен, нейлон 66 и Buna-S.
Полусинтетические полимеры
Полусинтетические полимеры - это природные полимеры с химическими модификациями. Пример: вулканизированный каучук и ацетат целлюлозы.
Полимеры на основе структуры
По своей структуре полимеры делятся на три, а именно линейные полимеры, полимеры с разветвленной цепью и полимеры с перекрестными связями или сетчатые полимеры.
Линейные полимеры
В линейных полимерах мономеры связаны в длинные прямые цепи. Полимерные цепи обычно накладываются друг на друга и образуют хорошо упакованную структуру.
Линейные полимеры имеют высокую плотность, высокую прочность на разрыв и высокую температуру плавления. Примеры: полиэтилен высокой плотности, поливинилхлорид, нейлон 6 и другие.
Полимеры с разветвленной цепью
Этот полимер состоит из боковой цепи мономерных единиц, прикрепленных к основной цепи. Из-за такого разветвления полимеры с разветвленной цепью не могут быть расположены плотно вместе. Этот полимер имеет низкую плотность, низкую прочность на разрыв и низкую температуру плавления. Примером полимера с разветвленной цепью является полиэтилен низкой плотности.
Полимеры с перекрестными связями
Сшитые полимеры также известны как тканевые полимеры. Этот полимер не только твердый, но также жесткий и хрупкий. Например: бакелит, меламин, формальдегидная смола.
Полимеры на основе режима полимеризации
В зависимости от режима полимеризации полимеры делятся на два: аддитивные полимеры и конденсационные полимеры. Аддитивные полимеры затем делятся еще на два, а именно сополимеры и гомополимеры.
Аддитивные полимеры
Аддитивные полимеры образуются путем добавления мономеров без удаления молекул побочных продуктов. Мономеры аддитивного полимера представляют собой ненасыщенные соединения. Пример: Полиэтилен-тефлон и другие.
Гомополимеры
Аддитивные полимеры, образованные полимеризацией одного вида мономера. Примеры: поливинилхлорид, полипропилен, полиэтилен.
Сополимеры
Аддитивные полимеры образуются аддитивной полимеризацией двух различных типов мономеров. Пример: Буна-С, Буна-Н и другие.
Конденсационные полимеры
Конденсация Полимеры образуются путем конденсации двух разных мономеров с выделением или без выделения небольших молекул, таких как вода, спирт и хлористый водород.
Мономеры конденсирующегося полимера имеют по крайней мере две функциональные группы. Например: Бакелит, Нейлон 66, Терилен и другие.
Полимеры на основе молекулярной силы
По молекулярному типу полимеры можно разделить на эластомеры, волокна, термопластичные полимеры и термореактивные полимеры.
Эластомер
В эластомерах полимерные цепи удерживаются вместе слабыми межмолекулярными силами. Слабое усилие позволяет полимеру растягиваться. Полимерная цепь имеет несколько поперечных связей, которые помогают полимеру вернуться к своей первоначальной форме. Пример: Буна-С, Буна-Н, Неопрен.
Волокно
В волокнах полимерные цепи удерживаются вместе сильными антимолекулярными силами (водородными связями или диполь-дипольными взаимодействиями). Сильная сила придает ему кристаллические свойства.
Волокно имеет форму пряжи с высокой прочностью на разрыв и высоким модулем упругости. Пример: полиамид (нейлон 66) и полиэстер (терилен).
Термопластик
Термопластичные полимеры имеют линейные или слегка разветвленные полимерные цепи. Межмолекулярное притяжение занимает промежуточное положение между эластомером и волокном.
Термопластичные полимеры могут многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении с небольшим изменением свойств. Полимеру этого типа можно придать желаемую форму. Примеры: полиэтилен, полистирол, поливинихлорид и другие.
Поскольку термопласты не имеют поперечных связей, межмолекулярные силы, существующие между полимерными цепями, легко разрушаются при нагревании. Следовательно, им можно придать любую желаемую форму.
Термореактивный
Термореактивные полимеры представляют собой полимерные цепи, которые либо сшиты, либо сильно разветвлены. Полимерная цепь подвергается расширению поперечных связей при нагревании в форме. Термореактивные полимеры претерпевают необратимые изменения при нагревании. Термореактивные полимеры нельзя использовать повторно, как термопластичные полимеры. Примеры: бакелит, смола, карбамидоформальдегид и другие.
Реакция полимеризации
Существует 2 типа реакций полимеризации, а именно аддитивная полимеризация и конденсационная полимеризация.
Аддитивная полимеризация
Помимо полимеризации, мономеры соединяются без удаления каких-либо молекул продукта. Мономеры - это ненасыщенные соединения и их производные. К цепи добавляются мономеры, что приводит к увеличению длины цепи.
Аддитивные полимеры обычно не обладают химической реакционной способностью. Это связано с очень прочными связями CC и CH. Из-за этого очень сложно повторно использовать аддитивные полимеры. Другими словами, аддитивный полимер не поддается биологическому разложению.
Аддитивная полимеризация происходит по двум механизмам, а именно по свободнорадикальному механизму и ионному механизму. Однако чаще встречается свободнорадикальный механизм. Ненасыщенные соединения и их производные действуют по свободнорадикальному механизму. Чтобы произвести свободные радикалы, нужен инициатор. К ним относятся третичный пероксид бензоила и пероксид бутила.
Свободнорадикальная аддитивная полимеризация : этим методом полимеризуется ненасыщенные соединения и их производные. Это происходит в инициаторах образования свободных радикалов, таких как перекись бензила, перекись третичного бутила и т. Д. Полимеризация включает следующие этапы:
(i) Инициирование цепи : органические пероксиды подвергаются гомолитическому делению с образованием свободных радикалов, которые действуют как инициаторы. Инициатор добавляет двойные связи к атомам углерода с образованием новых свободных радикалов.
(ii) Развитие цепи : свободные радикалы добавляют двойные связи мономера с образованием более крупных свободных радикалов. Этот процесс продолжается до тех пор, пока радикал не будет уничтожен.
iii) Обрыв цепи : цепь обрывается при объединении двух свободных радикалов.
Конденсационная полимеризация
В этом методе два или более бифункциональных мономера конденсируются путем удаления некоторых простых молекул, таких как вода, спирт и т. Д. Продукт каждого шага снова является бифункциональным типом, и последовательность продолжается. Поскольку каждый шаг приводит к разному и независимому типу функционализации, этот процесс также известен как ростовая полимеризация.
