Simplex Полимеры Нижнего Новгорода

Simplex Полимеры Нижнего Новгорода

Термин полимер, широко используется в наше время в производстве пластмасс и композитной промышленности, довольно часто слово «полимер» используют для обозначения пластиков. На самом деле, термин » полимер » означает намного-намного больше.

Специалисты компании ООО НПП «Симплекс» решили рассказать подробно, что же такое полимеры:
Полимер – вещество с химическим составом молекул соединенных в длинные повторяющиеся цепочки. Благодаря этому все материалы, изготовленные из полимеров, обладают уникальными свойствами и могут быть адаптированы в зависимости от их назначения.
Полимеры бываю как искусственного, так и естественного происхождения. Самым распространенным полимером в природе является натуральный каучук, который является чрезвычайно полезным и используется человечеством уже несколько тысяч лет. Каучук (резина) обладает отличной эластичностью. Это результат того, что молекулярные цепи в молекуле чрезвычайно длинные. Абсолютно все виды полимеров обладают свойствами повышенной упругости, однако вместе с этими свойствами, могут демонстрировать и широкий спектр дополнительных полезных свойств. В зависимости от назначения, полимеры могут быть тонко синтезированы для максимально удобного и выгодного использования их определенных свойств.

Полиэстер

Полиэстер (полиэфир) – наиболее популярный полимер, используемый в качестве покрытия. Он характеризуется высокой стойкостью к УФ-излучению, отличными антикоррозионными свойствами, эластичностью (легко поддается формовке).

Полиэстеровое покрытие выдерживает практически любые температуры – как низкие, так и высокие.

По сравнению с другими видами полимеров полиэстер наиболее доступен по цене.

Не слишком выдающиеся прочностные характеристики материала компенсируются дополнительной обработкой кварцевым песком. Однако стоимость нанесения покрытия при этом возрастает.

Транспортировка изделий с полиэстерово-кварцевым защитным слоем представляет определенные сложности, так как песок может повредить смежные с ним поверхности.

Полимеры. Виды и применение. Как утроены и свойства. Особенности

Полимеры – сложные вещества, состоящие из длинных повторяющихся цепочек молекул. В зависимости от структуры могут иметь различные физические качества, к примеру, легко тянуться и обладать эластичностью, или наоборот отличаться твердостью. Под полимерами обычно подразумевают различные виды пластика, но на самом деле к ним можно отнести и белки, из которых состоит ДНК, РНК, полисахариды.

Как устроены полимеры

Полимер представляет собой молекулу, звенья которой повторяются много раз. В состав такой молекулы обычно входит всего 4 элемента. Это азот, кислород, водород и углерод. Данные элементы могут сочетаться в различных комбинациях. Из них можно составить сотни тысяч разных полимерных веществ с неожиданными свойствами. К примеру, ПЭТ и кевлар являются полимерами. При этом из ПЭТ делают пластиковые бутылки. Они легкие, прозрачные, гибкие. Кевлар же состоит из тех самых 4-х элементов, но с другой атомной решеткой. Он в 5 раз прочнее стали. Благодаря этому его используют для производства бронежилетов, касок.

Обычно под полимерами подразумевается пластик. Он является синтетической разновидностью полимера. На самом деле к ним можно отнести и естественные материалы, к примеру, древесину, резину, мел.

С понятием полимер тесно связаны термины полимеризация и макромолекула. Они были придуманы и введены в обиход Германом Штаудингером, который считается основателем учения о полимерах. Все современные вещества этого типа были созданы на основе его разработок. Под полимеризацией подразумевается непосредственно сам процесс создания искусственных полимеров, при котором маленькие молекулы мономеры соединяются в длинные цепочки ковалентными связями.

Макромолекула является большой молекулой полимера, состоящей из мономеров. Их количество может доходить до сотен тысяч. То есть, каждая молекула любого полимера — это макромолекула.

Свойства полимеров

Все они обладают особенными механическими свойствами, за счет чего выгодно выделяются среди остальных материалов. Благодаря их качествам они используются в разнообразных областях, начиная от медицины и заканчивая машиностроением. Одним из самых важных свойств выступает способность быстрого изменения физико-механических качеств при нанесении небольшого количества реагента.

Для разных полимеров характерны:
  • Эластичность.
  • Низкая хрупкость.
  • Способность молекул ориентироваться по направлению механического поля.
  • Высокая вязкость при растворении.

Многие полимеры при низком уровне прикладываемых усилий способны к растяжению и обратной деформации. Ярким тому примером является резина. Другие вещества, не являющиеся синтетическими или природными полимерами, данных качеств не имеют.

Кристаллический и стеклообразный полимер отличаются низким уровнем хрупкости. За счет этого при деформации или ударной нагрузке они сохраняют целостность, даже если не обладают эластичностью. Наиболее ярко эти качества выражены у пластмасс и органического стекла. Под воздействием направленного механического поля макромолекулы могут выстраиваться в определенную сторону. Это позволяет сформировать из них волокна. При растворении полимера даже при небольшой концентрации в растворе тот получается вязким.

Классификация полимеров
Разделение полимеров на виды возможно по нескольким параметрам. В первую очередь это можно сделать по химическому составу. По этому критерию они бывают:
  • Органические.
  • Неорганические.
  • Элементоорганические.

Органические состоят из органических звеньев главной цепи. За счет чего материал и получил такое название. У неорганического полимера нет органических звеньев вообще. Элементоорганический имеет углеводородные группы и неорганические звенья.

Также их разделяют на виды в зависимости от происхождения. Они бывают:
  • Природные.
  • Искусственные.
  • Синтетические.

Природные полимеры имеют естественное происхождение. Примером такого полимера может быть обыкновенная древесина, известь, кожа, шерсть и т.д. Искусственные являются тоже практически природными, просто имеющими некоторые усовершенствования, которые удалось добиться силами человека. За счет модификации они меняют свои первоначальные качества под необходимые свойства. Так, путем модификации целлюлозы был получен целлулоид. Синтетический полимер полностью является продуктом человеческого вмешательства. Самым первым представителем данной группы стала бакелитовая смола. Очень скоро количество подобных веществ выросло в сотни раз.

Также выполняется разделение полимеров на виды по другим критериям. К примеру, по строению макромолекул. Они могут быть:
  • Линейными.
  • Развернутыми.
  • Лестничными.
  • Трехмерными сшитыми.
Группы полимеров
Хотя каждый полимер имеет свои уникальные качества, но все же, многие вещества имеют очень похожие свойства. В связи с этим их можно объединять в группы:
  • Термопласты.
  • Реактопласты.
  • Эластомеры.
  • Огнеупорные.

Термопласты включают в себя полимеры, которые в нормальных температурных условиях имеют твердое состояние. При нагревании они становятся очень эластичными или вязкотекучими. Переходы состояний являются обратимыми. За счет этого их можно повторять многократно. Термопласты отлично подходят для вторичной переработки, так как могут переплавляться в новые изделия. Примерами термопластов являются полиэтилен, АБС, ПВХ.

Реактопласты являются веществами совершенно другого порядка. Они представляют собой пластмассы, которые уже нельзя расплавить или растворить. За счет этого вещества данной группы очень износоустойчивы. Обычно эти материалы существенно тверже, чем термопластичные. Примером реактопластов является эпоксидная смола, полиуретаны, полиамиды.

Эластомеры обладают высокой эластичностью и вязкостью. Каждый материал из этой группы может растягиваться существенно больше, чем его изначальная длина. При этом эластомеры возвращаются до исходного положения после снятия нагрузки. Нужно отметить, что многие вещества похожие на эластомеры относятся к термопластикам. Примерами эластомеров являлись каучук, бутилкаучук, цис-полиизобутиленовый, бутадиен-стирольный низкотемпературной полимеризации.

Большинство синтетических полимеров не могут использоваться в сочетании с огнем. Они быстро воспламеняются. Специально для решения этой проблемы была создана группа материалов с противоположными свойствами. Полученный в результате полимер не боится воздействия огня, так как совершенно не горит. Он обычно выглядит как твердый легкий пластик. Материал не теряет форму при нагреве. За это качество он получил достаточно широкую сферу использования. Стойкость к горению и плавке делает его сложным материалом для вторичной переработки.

Читайте также  Швеллер фото
Применение полимеров
Полимеры благодаря легкости, коррозийной стойкости и прочности получили крайне широкое распространение. Их используют даже чаще чем металлы, и любые другие материалы. Особенно хорошо они применяются в следующих направлениях:
  • Автомобилестроении.
  • Авиастроении.
  • Судостроении.
  • Медицине.
  • Пищевой промышленности.

Полимер является неотъемлемым материалом для производства автомобилей. Из него делают резину для колес, пластик для внутренней отделки, краски и лаки. Также из него изготавливаются прочные легкие кузова автомобилей, теплоизоляцию и звукоизоляцию. Резина на шинах является полимером, также из него сделаны шланги, уплотнительные прокладки. Многие детали могут быть изготовлены исключительно из полимера, поэтому это крайне важное вещество для любого направления применения.

Полимер получил огромное распространение в авиации. Он очень легкий и обладает достаточной прочностью для применения в ответственных механизмах. В связи с этим он стал использоваться не только в авиастроении, но и производстве космических кораблей, ракет. Для этих целей применяют самые передовые материалы. В основном для производства колес, стекла, герметиков, клея.

Физико-химические и механические качества позволяют использовать полимер в медицине. В частности, из них делают специализированное оборудование, различные предметы для ухода за больными, инструменты. Также полимеры используются в хирургии. Из них вытачивают протезы. На основе полимеров создают кровезаменители и плазмозаменители. Каждый полимер для медицинского применения отличается низким уровнем разрушения при трении, но высокой химической устойчивостью.

Полимеры также применяются для решения нужд пищевой промышленности. Для этой сферы они используются в огромных количествах. Так, любая упаковка продуктов — это полимер. Это фантики, обертки, пакеты всех типов, бутылки. Применение полимеров в пищевой отрасли вызвано необходимостью соблюдения санитарного режима. Каждое изделие в такой упаковке является изолированным от прямого внешнего воздействия. За счет дешевизны такие упаковки можно использовать одноразово. В дальнейшем в зависимости от типа полимера они могут переплавляться на новый товар или просто выбрасывать. Ведутся разработки по создании искусственной кожи из полимера.

Также полимеры получили широкое распространение в судостроении. Из них делают краски, пластиковые панели, уплотнители. Также из полимера могут изготавливаться небольшие рыбацкие лодки. Они очень легкие, потому используются повсеместно. В первую очередь это надувные лодки.

Синтетические пластмассы, смолы, каучуки

Смола – это ВМС, полученный соединение радикалов. В твердом состоянии вещество представляет аморфную массу, от воздействия температуры размягчается. Все известные искусственные полимеры – смолы.

Термопласты и реактопласты

Полимер термопласт, относится к типу А, структура молекулы цепная. Вещество можно его расплавить и заново сформовать. Известные композиции термопластичных смол:

  • полиэтиленовая;
  • полипропиленовая;
  • полихлорвиниловая;
  • полистирольная;
  • поливинилацетатная;
  • полиакрилатная;
  • инден-кумароновая.

Пластмасса – материал, образованный смолой, наполнителем, стабилизатором и красителем. Добавки придают продукту нужные свойства, снижают вязкость, обеспечивают долговечность составу. Полимер или смола – это продукт синтеза, а пластмасса – композиционный состав. Оргстекло, поликарбонат и тефлон – термопласты, готовые к употреблению без присадок.
К термоактивным пластмассам относят полимерные материалы, не восстанавливающие свойства после воздействия высоких температур:

  • Фенопласт.
  • Аминопласт.
  • Волокнит.
  • Текстолит.
  • Асбестотекстолит.

Смолы — реактопласты

Смолы типа Б получаются в результате реакций поликонденсации или полимеризации в несколько ступеней. Структуры не линейные, получаются в результате соединения компонентов с выделением воды или простых газов. Использовать полимеры можно раз. Они твердеют, при изменении агрегатного состояния разрушаются.
Составы применяются как клеи, добавки в лакокрасочные, строительные, связующие смеси:

  • Фенолформальдегидные смолы используют для склеивания пластиков, плит ДСП, в производстве лаков и клеев. К этому виду ВМС относят бакелитовый лак, полимер Б, Полимер ФР-12.
  • Аминоформальдегидные смолы находят применение, как связующие для теплоизоляционных материалов, пластиков.
  • Полиуретановые смолы – клеи.
  • Кремнийорганические смолы характеризуются как гидрофобный материал. Клеи на этой основе не разрушаются от температурных колебаний.
  • Эпоксидные смолы используют в виде связующего в строительных смесях. Для склеивания требуется добавка отвердителя.

Искусственные каучуки

Все материалы, относящиеся по признакам к каучукам эластичны. Длинная линейная молекула вещества свернута в комочек. При растягивании она меняет конфигурацию. Такие вещества называют эластомеры. Известны синтезированные каучуки:

  • бутадиеновый;
  • изопреновый;
  • хлорпреновый:
  • бутадиенстирольный.

Основной радикал в синтезированном каучуке бутадиен, его изомер, молекула с хлором и стирол.
Вулканизируя сажу путем нагревания состава с добавлением сажи получается резина. Известный материал эбонит – трехмерная структура, полученная в результате вулканизации каучука с порошковой серой.

Виды полимеров

Классифицируются полимеры по различным признакам: составу, форме макромолекул, полярности, отношению к нагреву и т.д.

1. По составу основной цепи

гомополимеры полимеры, построенные из одинаковых мономеров:

(целлюлоза, состоящая из остатков β-D-глюкозы);

— сополимеры — полимеры, цепочки молекул которых состоят из двух или более различных структурных звеньев:

(нуклеиновая кислота, гиалуроновая кислота, белки);

— блок-сополимеры, состоящие из нескольких полимерных блоков:

Сополимеры получаются в результате реакций сополимеризации.

2. По строению главной цепи

гомоцепные

–СН 2 –СН 2 –СН 2 , –SiН 2 –SiН 2

гетероцепные

–СН 2 –О–СН 2 –О– , –Si (СН 3 ) 2 –О–

Гомоцепные полимеры имеют главную цепь, состоящую из одинаковых атомов. Если она состоит из атомов углерода, то такие полимеры называют карбоцепными (полиэтилен, полистироли др.).

Гетероцепными называют такие полимеры, главная цепь которых состоит из различных атомов. К гетероцепным полимерам относятся простые эфиры, например, полиэтиленгликоль.

3. По регулярности строения цепи

— регулярные (стереорегулярные и стереонерегулярные) (присоединение мономерных звеньев по схеме «голова к хвосту» («головой» называется часть звена без заместителя, а «хвостом», соответственно, часть звена с заместителем);

нерегулярные (беспорядочное чередование мономеров различного химического состава).

Однако в большинстве случаев присоединение звеньев идет по типу «голова к хвосту» и при таком строении полимерная цепь довольно регулярна.

4. По форме макромолекулы

линейные;

разветвленные;

пространственные (сшитые)

Линейные и разветвленные цепи полимеров можно превратить в пространственные структуры «сшиванием» с помощью света, радиации или под действием химических реагентов.

5. По химическому составу

По химическому составу полимеры подразделяются на органические, элементоорганические и неорганические.

Органические полимеры составляют наиболее обширную группу соединений. Органические полимеры в главной цепи кроме атомов углерода, могут содержать также и другие элементы — кислород, азот, серу и т.д. Органическими полимерами являются смолы и каучуки.

Элементоорганические соединения в природе не встречаются. Этот класс материалов полностью создан искусственно.

Элементоорганические полимеры содержат в основной цепи неорганические атомы (Si, Ti, Al), сочетающиеся с органическими радикалами (СН3, С6Н5, СН2). Эти радикалы придают материалу, прочность и эластичность, а неорганические атомы сообщают повышенную теплостойкость. Представителями их являются кремнийорганические соединения.

Неорганические полимеры построены из атомов кремния, алюминия, германия, серы и др. и не содержат органические боковые радикалы. Неорганические полимеры являются основой керамики, стекол, ситаллов, слюдяных, асбестовых, углеграфитовых и других материалов.

6. По отношению к нагреванию

термопластические;

термореактивные

При нагревании термопластических полимеров их свойства постепенно изменяются и при достижении определенной температуры они переходят в вязкотекучее состояние. При охлаждении жидких термопластических полимеров наблюдаются обратные явления. Химическая природа полимера при этом не изменяется, процесс плавления и процесс отвердевания обратим.

Читайте также  Как снять хром с дисков

К термопластическим полимерам относятся полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид.

При нагревании термореактивных полимеров (реактопласты) они приобретают сетчатую структуру. Такие полимеры не восстанавливают свои свойства при нагревании и последующем охлаждении. Примером таких полимеров служат фенолформальдегидные смолы, мочевиноальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и карбамидные смолы. Они содержат обычно различные наполнители.

7. По развитию деформации (при комнатных температурах)

пластомеры;

— эластомеры

Полимеры, которые легко деформируются при комнатной температуре, называют эластомерами, трудно деформируемые пластомерами (пластиками).

8. По природе (происхождению)

— природные;

— искусственные;

— синтетические

Полимеры, встречающиеся в природе – органические вещества растительного (хлопок, шелк, натуральный каучук, целлюлоза и др.) и животного (кожа, шерсть и др.) происхождения, а также минеральные вещества (слюда, асбест, естественный графит, природный алмаз, кварц и др.).

Искусственные полимеры получают из природных полимеров путем их химической модификации. Одним из наиболее распространенных природных полимеров, который непрерывно регенерируется в процессе фотосинтеза, является целлюлоза.

Нитроцеллюлоза и ацетатцеллюлоза – продукты химической модификации целлюлозы – искусственные полимеры. Они растворимы в ацетоне, хлороформе и др. растворителях.

Эфиры целлюлозы используют для получения фотопленки и волокон.

Вискозная нить получается растворением природной целлюлозы в сероуглероде со щелочью с последующим ее выделением. Вискозная нить и целлюлоза природная имеют различную кристаллическую структуру, пластмасса целлулоид получается обработкой нитроцеллюлозы камфарой в присутствии спирта.

Синтетические полимеры получают из простых веществ путем химического синтеза. Основным преимуществом синтетических полимеров перед природными являются неограниченные запасы исходного сырья и широкие возможности синтеза полимеров с заранее заданными свойствами. Исходным сырьем для получения синтетических полимеров являются продукты химической переработки нефти, природного газа и каменного угля.

9. По полярности

полярные;

неполярные

Полярные содержат полярные группы -OH, -COOH, -CN, -Cl, -CONH2 — ПВС (поливиниловый спирт), ПВХ (поливинилхлорид).

Неполярные не содержат полярных групп атомов — ПЭ (полиэтилен), ПП (полипропилен) и др.

Классификация по способу получения

Полимеры получают либо реакциями полимеризации, либо поликонденсацией.

Полимеризация — процесс образования высокомолекулярного вещества(полимера) путём многократного присоединения молекул мономера к активным центрам в растущей молекуле полимера.

Например , образование полиэтилена происходит по механизму полимеризации:

Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов (обычно это вода).

Например , образование капрона протекает по механизму поликонденсации:

Образование полимеров

В природе биологические полимеры или биополимеры получаются естественным путем в процессе жизнедеятельности растительных и животных организмов. Искусственные же полимеры производят как правило нефтехимические и газохимические предприятия путем двух основных видов химических реакций: полимеризации и поликонденсации

Полимеризация – это процесс синтеза полимера путем присоединения повторяющихся цепочек молекул (звеньев) мономера к активному центру роста макромолекулы высокомолекулярного соединения. В упрощенном виде механизм полимеризации можно расписать по следующим стадиям:

  • образование центров полимеризации;
  • рост макромолекул полимера при присоединения очередных звеньев;
  • возникновение новых центров полимеризации на других молекулы и их интенсивный рост;
  • возникновение разветвленных молекул полимеров;
  • прекращение роста макромолекул.

Обычно полимеризация не возникает при нормальных условиях. Для начала химического процесса полимеризации на низкомолекулярное сырье оказывают разнообразные методы воздействия в зависимости от каждого конкретного техпроцесса: воздействие светом или другим типом облучением, повышенным давление, высокими температурами. При этом, наиболее эффективно процесс идет в среде катализатора, подбираемого для каждого конкретного процесса получения определенного полимера персонально. При образовании полимеров при помощи полимеризации не выделяется побочных веществ реакции, химический состав веществ остается неизменным, но меняется структура связей в веществе.

Рис. 2 Завод по производству полиэтилена

Поликонденсация – это процесс синтеза полимеров из низкомолекулярных веществ при помощи перегруппировки атомов выделения побочных продуктов поликонденсации. Это могут быть различные низкомолекулярные соединения, например вода. Методом поликонденсации выпускают такие крупнотоннажные полимеры, как полиуретаны, поликарбонаты, фенолоальдегидные смолы.

Виды полимеров

По своему происхождению полимеры можно разделить на три типа:

  • природные. Природные или натуральные полимеры можно встретить в природе в естественных условиях. К этой группе относятся, например, янтарь, шелк, каучук, крахмал.

  • синтетические. Синтетические полимеры получают в лабораторных условиях, синтезирует их человек. К таким полимерам относятся ПВХ, полиэтилен, полипропилен, полиуретан. эти вещества не имеют ни какого отношения к природе.
  • искусственные. Искусственные полимеры отличаются от синтетических тем, что они синтезированы хоть и в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров. К искусственным полимерам относится целлулоид, ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза.

С точки зрения химической природы полимеры делятся на органические, неорганические и элементоорганические. Большая часть всех известных полимеров являются органическими. К ним относятся все синтетические полимеры. Основу веществ неорганической природы составляют такие элементы, как S, O, P, H и другие. Такие полимеры не бывают эластичными и не образуют макроцепей. Сюда относятся полисиланы, поликремниевые кислоты, полигерманы. К полимерам с элемнтоорганической природой относится смесь как органических, так и неорганических полимеров. Главная цепь – всегда неорганическая, боковые – органические. Примерами полимеров могут служить полисилоксаны, поликарбоксилаты, полиорганоциклофосфазены.

Все полимеры могут находится в разных агрегатных состояниях. Они могут быть жидкостями (смазки, лаки, клеи, краски), эластичными материалами (резина, силикон, поролон), а также твердыми пластмассами (полиэтилен, полипропилен).

В чём разница?

Полимер представляет собой большую молекулу или макромолекулу, которая по существу является комбинацией нескольких субъединиц. Термин «полимер» в переводе с греческого означает «много частей». Полимеры можно найти вокруг нас. От нити нашей ДНК, которая является естественным биополимером, до полипропилена, который используется во всем мире как пластик.

Полимеры встречаются в природе в растениях и животных ( природные полимеры ) или могут быть искусственными ( синтетические полимеры ). Различные полимеры обладают рядом уникальных физических и химических свойств, благодаря которым они находят применение в повседневной жизни.

Содержание

  • Обзор
  • Классификация полимеров
  • Структура
  • Типы
  • Свойства
  • Полимеры и их мономеры
  • Реакции полимеризации
  • Использование полимеров

Все полимеры создаются путем процесса полимеризации, в котором их составляющие элементы, называемые мономерами, взаимодействуют друг с другом с образованием полимерных цепей, то есть трехмерных сетей, образующих полимерные связи.

Экструдер для изготовления изделий из пластика

Тип используемого механизма полимеризации зависит от типа функциональных групп, связанных с реагентами. В биологическом контексте почти все макромолекулы либо полностью полимерные, либо состоят из крупных полимерных цепей.

Классификация полимеров.

Полимеры не могут быть отнесены к одной категории из-за их сложной структуры, различного поведения и широкого применения. Поэтому мы можем классифицировать полимеры, основываясь на следующих соображениях.

Классификация полимеров на основе источника. В этой категории есть три группы: природные, синтетические и полусинтетические полимеры.

  • Природные (натуральные) полимеры: Они встречаются в природе в растениях и животных. Например, белки, крахмал, целлюлоза и каучук. Кроме того, у нас также есть биоразлагаемые полимеры, которые называются биополимерами.
  • Полусинтетические полимеры: Их получают из природных полимеров и подвергаются дальнейшей химической модификации. Например, нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы.
  • Синтетические полимеры: Это искусственные полимеры. Пластик является наиболее распространенным и широко используемым синтетическим полимером. Используется в промышленности и в упаковочных материалах. Например, нейлон-6 и полиэфир.
Читайте также  Как сделать живую воду

Классификация полимеров на основе структуры мономерной цепи. Эта категория имеет следующие классификации:

  • Линейные полимеры. Структура этих полимеров, содержит длинные и прямые цепи. ПВХ, то есть поливинилхлорид, широко используется для изготовления труб, а электрические кабели являются примером линейного полимера.
  • Полимеры с разветвленной цепью. Когда линейные цепи полимера образуют разветвления, такие полимеры классифицируются как полимеры с разветвленной цепью. Например, полиэтилен низкой плотности.
  • Сшитые полимеры. Они состоят из бифункциональных и трифункциональных мономеров. Они имеют более прочную ковалентную связь по сравнению с другими линейными полимерами. Бакелит и меламин являются примерами полимеров в этой категории.

Классификация на основе полимеризации:

  • Полимеризация с добавлением: пример, полиэтан, тефлон, поливинилхлорид (ПВХ)
  • Конденсационная полимеризация: пример, нейлон-6, перилен, полиэфиры.

Классификация на основе мономеров:

  • Гомомер: в этом типе присутствует единичный тип мономерной единицы. Например, полиэтилен;
  • Гетерополимер или сополимер: он состоит из разных типов мономерных звеньев. Например, нейлон-6

Классификация на основе молекулярных сил:

  • Эластомеры: это резиноподобные твердые вещества, присутствуют слабые силы взаимодействия. Например, резина.
  • Волокна: Сильные, прочные, высокая прочность на разрыв и присутствуют большие силы взаимодействия. Например, нейлон-6.
  • Термопласты: они имеют промежуточные силы притяжения. Например, поливинилхлорид.
  • Термореактивные полимеры: эти полимеры значительно улучшают механические свойства материала. Обеспечивает повышенную химическую стойкость и термостойкость. Например, фенольные смолы, эпоксидные смолы и силиконы.

Структура полимеров

Большинство полимеров вокруг нас состоят из углеводородного каркаса. Углеводородная основа является длинной цепью связанных атомов углерода и водорода, возможно из-за природы четырехвалентного углерода.

Несколько примеров углеводородного основного каркаса представляют собой полипропилен, полибутилен, полистирол. Также существуют полимеры, которые вместо углерода имеют другие элементы в своей основной цепи. Например, нейлон, который содержит атомы азота в повторяющемся звене основной цепи.

Типы полимеров

На основе типа основной цепи полимеры можно разделить на:

  • Органические полимеры: углеродная основа.
  • Неорганические полимеры: основная цепь, состоящая из элементов, отличных от углерода.

Типы полимеров на основании их синтеза:

  • Натуральные полимеры
  • Синтетические полимеры

Типы полимеров

Биоразлагаемые полимеры. Полимеры, которые распадаются и разлагаются микроорганизмами, такими как бактерии, называются как биоразлагаемые полимеры. Эти типы полимеров используются в хирургических повязках, покрытиях капсул и в хирургии. Например, Поли (3-гидроксибутират-со-3-гидроксивалерат) [PHBV]

Высокотемпературные полимеры. Эти полимеры стабильны при высоких температурах. Из-за их высокой молекулярной массы они не разрушаются даже при очень высоких температурах. Они широко используются в здравоохранении, для изготовления стерилизационного оборудования и в производстве жаропрочных и ударопрочных предметов.

Некоторые из важных полимеров:

Полипропилен: это тип полимера, который размягчается при температуре выше определенной, позволяя ему формоваться и при охлаждении затвердевать. Благодаря своей способности легко формоваться в различные формы, он имеет множество применений. Некоторые из них относятся к стационарному оборудованию, автомобильным компонентам, колонкам для многоразовых контейнеров и многому другому. Благодаря своей относительно низкоэнергетичной поверхности, полимер плавится в процессе сварки при этом не используется клей.

Полиэтен: это самый распространенный вид пластика, который можно найти вокруг нас. В основном используется для упаковки от пластиковых пакетов до пластиковых бутылок. Существуют различные типы полиэтилена, но их общая формула (C2H4)n.

Свойства полимеров

  • По мере увеличения длины цепи и сшивания увеличивается предел прочности полимера;
  • Полимеры не плавятся, они меняют состояние с кристаллического на полукристаллическое.
  • По сравнению с молекулами у обычных полимеров, у полимеров с различными боковыми ответвлениями молекул, полимер обладает водородными и ионными связями, что приводит к лучшей прочности сшивки.
  • Диполь-дипольные связи боковых цепей обеспечивают полимеру высокую гибкость.
  • Известно, что полимеры с ван-дер-ваальсовыми силами, связывающими цепи, являются слабыми, но дают полимеру низкую температуру плавления.
  • Благодаря своей способности изменять свой показатель преломления с температурой, как в случае с органическим стеклом (PMMA) и гидроксиэтилметакрилатом (HEMA): Метилметакрилат (MMA), они используются в лазерах для применения в спектроскопии и аналитических применениях.

Некоторые полимеры и их мономеры

  • Полипропен, состоит из мономерного пропена;
  • Полистирол — это ароматический полимер, естественно прозрачный, состоящий из мономера стирола;
  • Поливинилхлорид (ПВХ) представляет собой пластичный полимер, изготовленный из мономера винилхлорида;
  • Мочевиноформальдегидная смола представляет собой непрозрачный пластик, полученный нагреванием формальдегида и мочевины;
  • Глиптал состоит из мономеров этиленгликоля и фталевой кислоты.
  • Бакелит или полиоксибензилметиленгликольангидрид представляет собой пластик, который состоит из мономеров фенола и альдегида.

Типы реакций полимеризации

Дополнительная полимеризация. Это также называется цепной полимеризацией. При этом небольшие мономерные звенья соединяются, образуя гигантский полимер. На каждом шаге длина цепи увеличивается. Например, полимеризация этана в присутствии пероксидов.

Конденсационная полимеризация. В этом типе небольшие молекулы, такие как H2O, CO, NH3, удаляются во время полимеризации (ступенчатая полимеризация роста). Обычно органические соединения, содержащие бифункциональные группы, такие как идолы, -диалы, диамины, дикарбоновые кислоты, подвергаются реакции полимеризации этого типа. Например, производство нейлона-6.

Сополимеризация. В этом процессе два разных мономера соединяются, образуя полимер. С помощью этой полимеризации получают синтетические каучуки. Например, стирол-бутадиен или стирол-бутадиеновый каучук

Использование полимеров

Здесь мы перечислим некоторые важные области применения полимеров в нашей повседневной жизни.

  • Полипропен находит применение в широком спектре отраслей промышленности. Например, он используется в таких изделиях как текстиль, упаковка, канцелярские товары, пластмасса, авиация, строительство, игрушки и в веревках;
  • Полистирол является одним из наиболее распространенных пластиков, активно используемых в упаковочной промышленности. Бутылки, игрушки, контейнеры, подносы, одноразовые стаканы и тарелки, корпуса телевизоров и крышки являются некоторыми примерами изделий из полистирола. Он также используется в качестве изоляторов;
  • Наиболее важным применением поливинилхлорида является производство канализационных труб. Он тоже используется в качестве изолятора в электрических кабелях;
  • Поливинилхлорид используется в одежде и мебели, и в последнее время он также стал популярным материалом при изготовлении дверей и окон. Он также используется в виниловых покрытиях;
  • Мочевиноформальдегидные смолы используются для изготовления клеев, форм, ламинированных листов и неразрушаемых контейнеров.
  • Глиптал используется для изготовления красок, покрытий и лаков.
  • Бакелит используется для изготовления электрических выключателей, кухонных изделий, игрушек, ювелирных изделий, огнестрельного оружия, изоляторов и компьютерных дисков.