Sintetični polimeri

Pojasnjujemo, kaj so sintetični polimeri, njihove značilnosti, aplikacije, vrste in dajejo več primerov

Sintetični polimeri različnih barv

Kaj so sintetični polimeri?

Polimeri so snovi, ki jih tvorijo zelo velike molekule, imenovane makromolekule, ki so sestavljene iz številnih ponavljajočih se enot, povezanih med seboj, ki se imenujejo monomeri.

The sintetični polimeri Preprosto umetno sintetizirajo polimere v laboratoriju ali v kemični elektrarni, pri čemer uporabljajo različne vrste monomerov in katalizatorjev.

Preprosto povedano, sintetični polimeri so vsi industrijski plastični materiali. Prva, ki je bila sintetizirana.

Nekateri so se zgodili sprva iz premoga in njegovih derivatov, danes pa so v glavnem sintetizirani iz nafte. Pravzaprav predstavljajo enega najpomembnejših izdelkov v celotni petrokemični industriji.

Značilnosti sintetičnih polimerov

Običajno so zelo kemično inertni

Številni sintetični polimeri so nasičeni ogljikovodiki, ki so zelo malo reaktivni. Pravzaprav običajno ne reagirajo z močnimi kislinami, kot so dušikova kislina ali žveplo, ali močne baze, niti z oksidacijskimi sredstvi, kot je kalijev permanganat.

Večina je netopnih v vodi, vendar topna v polarnih topilih

To je zato, ker je večina sintetičnih polimerov apolarne organske spojine. Poleg tega jih velika velikost makromolekul otežuje raztopitev v katerem koli topilu, vendar jih nekatera apolarna organska topila, kot sta ogljikov tetraklorid ali cikloheksan.

Večina je vnetljivih organskih spojin

Ker je velika večina sintetičnih polimerov organske spojine, tako lahko utrpijo reakcijo zgorevanja. To pomeni, da lahko gorijo v prisotnosti kisika.

Večina ne izvaja električne energije

Slika prikazuje uporabo sintetičnih polimerov kot električnih izolatorjev

To je zato, ker večinoma nimajo premeščenih elektronov, ki bi se lahko premikali iz enega kraja na drugo v prisotnosti napetostne razlike. Pravzaprav je večina električnih izolacijskih materialov za skupno uporabo narejena iz sintetičnih polimerov.

Lahko vam služi: Einstenio (S): struktura, lastnosti, pridobivanje, uporabe

So slabi toplotni vodniki

Tako kot so slabi električni vodniki, so tudi slabi vozniki toplote.

Običajno so amorfne trdne snovi

Običajno se zgodi, da molekule, ki tvorijo polimer. Zaradi tega je zelo težko oblikovati kristalne strukture, tako da običajno tvorijo amorfne trdne snovi.

Imajo lahko zelo raznolike mehanske lastnosti

Glede na mehanske lastnosti lahko polimere sintetiziramo za skoraj vse potrebe:

• Nekateri so zelo težki, drugi pa so zelo mehki.
• Nekateri so elastični in prilagodljivi, drugi pa togi.
• Obstajajo sintetični polimeri, ki so zelo odporni na napetost, medtem ko se drugi zlahka razdelijo, ko so podvrženi napetosti.
• Nekateri so ponavadi zelo odporni na udarce, drugi pa ne.

Imajo razmeroma nizke talilne točke

V primerjavi s številnimi drugimi snovmi so tališča polimerov nizka. Vendar večina nima določene fuzijske točke. Namesto tega imajo temperaturo, v kateri prehajajo iz kristalnega stanja v trdno amorfno, ki se imenuje temperatura steklastega prehoda.

So malo goste

Pomanjkanje reda v strukturi trdne plastike povzroči, da polimerne molekule zasedajo več volumna, kot bi jih lahko zasedli, kar je v zadnjem času goste. Mnogi od njih so še manj goste kot voda.

Niso biološko razgradljivi

Zaradi nizke kemične reaktivnosti sintetični polimeri v okolju ne razpadejo spontano in zelo malo mikroorganizmov jih lahko razgradi. Zaradi tega ponavadi trajajo več let v okolju.

Aplikacije za sintetične polimere

Sintetični polimeri imajo neskončne aplikacije na vseh poljih:

• V tekstilni industriji: Sintetična vlakna, kot sta najlon in poliester, pa tudi številna druga, so narejena iz sintetičnih polimerov.
• V gradbeništvu: Skoraj vse vodne cevi, električni kanali, električna stikala in električni ožični izolator, ki se uporablja pri gradnji, so narejeni iz sintetične plastike ali polimerov.
• V živilski industriji: Zahvaljujoč nizki kemični reaktivnosti ter neprepušnosti vode in plina se plastika med drugim uporablja v vseh vrstah embalaže s hrano, kot so steklenice z vodo in brezalkoholne pijače.
• Medicinske aplikacije: Sintetični polimeri najdemo v vseh vrstah medicinskih instrumentov, pa tudi v embalaži z zdravili, v različnih vrstah protez in še več.
• Aplikacije za elektroniko: Večina vezij, ki so del vseh naših elektronskih naprav, je zgrajena na plošči ali matrici iz sintetičnega polimera.
• V proizvodnji in prototipiziranih: Sintetični polimeri so osnova vseh izdelkov, ki jih proizvaja plastična industrija in v 3D tiskanju.

Vam lahko služi: pravila Hume-rothery

Vrste sintetičnih polimerov

Sintetični polimeri so zelo raznoliki in obstajajo različni načini za njihovo razvrščanje. Najpomembnejše so:

Glede na njegovo strukturo

• Linearno: Linearni sintetični polimeri so sestavljeni iz dolgih monomernih verig, združenih drug za drugim, brez pojava posledic.
• Ramificirano: Za razliko od linearnih imajo ti polimeri dolge centralne verige, hkrati pa imajo tudi druge krajše stranske verige, ki tvorijo posledice.
• Vpleteno: Ti sintetični polimeri so sestavljeni iz linearnih ali razvejanih polimerov, v katerih so glavne verige med seboj povezane z drugimi krajšimi verigami, ki povzročajo omrežje.

Glede na uporabljene monomere

• Homopolimeri: So tisti, ki jih tvori ena vrsta monomera, kot v primeru polietilena.
• Kopolimeri: So polimeri le 2 različni monomeri. Primer je potepuška butadienska guma (SBR).
• Heteropolimeri: So tisti, ki jih tvorita več kot dva različna monomera. Primer je plastika akrilonitrila-butadiena (ABS).

Glede na njihove fizične lastnosti

• Termoplastična: So tisti, ki jih je mogoče segreti, da se spet tapijo in ohladijo, da ohranijo svoje lastnosti.
• Thermo -durable: Oni so tisti, ki se pri segrevanju spremenijo v strožje in bolj odporne polimere za nastanek novih povezav med verigami.
• Elastomeri: So elastični polimeri, kot so silikoni.

Glede na vrsto povezave med monomeri

• Poliolefini: Oblikova jih zveza nenasičenih ogljikovodikov, kot je etilen.
• Poliesterji: So tisti, v katerih so monomeri povezani s kondenzacijo med kislino in alkoholom.
• Polieterji: V teh primerih so monomeri povezani z atomom kisika.
• Poliamidi: Monomeri so povezani s kondenzacijo med kislino in aminom.
• Akrilni polimeri: So družina polimerov, ki izhajajo iz akrilne kisline in njihovih estrov.
• Vinilni polimeri: So podobni poliolefini, vendar s substituenti, kot sta klor ali fluorid.
• Poliuretani: So polimeri, ki izhajajo iz izociata.

Vam lahko služi: kobalt hidroksid

Primeri sintetičnih polimerov

• La baquelita: Prvi sintetični polimer. To je termo indušen polimer.
• Polietilen (PE): Je najbolj proizveden in uporabljen polimer po vsem svetu.
• Polipropilen (PP): Uporablja se v industrijskih vlaknih, plastičnih vrečkah in posodah za hrano.
• Polistiren (PE): Je najprimernejši material za plastični jedilni pribor.
• Vinil poliklorid (PCV ali PVC za kratico v angleščini): Uporablja se v cevi, tkaninah, steklenicah in vinilnih tleh.
• Najlon: To je poliamid, ki se uporablja v elastičnih tkaninah.
• Teflon ali politetrafluoroetilen (PTFE): Je zelo priljubljen material brez stika.
• Termoplastični poliuretan (TPU): Je mehak sintetični polimer, podoben naravnemu gumu.