הפולימרים הסינטטיים הם אלה מיוצרים על ידי יד אדם במעבדה או קשקשים תעשייתיים. מבחינה מבנית, הם מורכבים מאיחוד של יחידות קטנות, הנקראות מונומרים, שקושרים ליצירת מה שמכונה שרשרת פולימר או רשת.
החלק התחתון התחתון ממחיש את המבנה הפולימרי מסוג "ספגטי". כל נקודה שחורה מייצגת מונומר, המקושר לאחר אחר על ידי קשר קוולנטי. רצף הנקודות מביא לצמיחה של שרשראות הפולימר, שזהותן תלויה באופי המונומר.
יתרה מזאת, הרוב המוחלט של המונומרים שלה מקורם בנפט. זה מושג באמצעות סדרה של תהליכים המורכבים מהפחתת גודל הפחמימנים והמינים האורגניים האחרים לקבלת מולקולות קטנות ורב-תכליתיות.
נכסים
כמו שהמבנים האפשריים של פולימרים הם מגוונים, כך גם המאפיינים שלהם. אלה הולכים יד ביד עם ליניאריות, הסתעפות (נעדרת בדימוי השרשראות), הקשרים ומשקולות המולקולריות של המונומרים.
עם זאת, על אף שישנם תבניות מבניות המגדירות את תכונות הפולימר - ולכן סוגו - לרובן יש כמה תכונות ומאפיינים משותפים. חלק מאלה הם:
- יש להם עלויות ייצור נמוכות יחסית, אך עלויות מיחזור גבוהות.
- בגלל הנפח הגדול שהמבנים שלהם יכולים לתפוס, הם אינם חומרים צפופים במיוחד, ובנוסף, עמידים מאוד מכנית.
- הם אינרטיים כימיים, או מספיקים כדי להתנגד להתקפה של חומציות (HF) וחומרים בסיסיים (NaOH).
חוסר להקות הולכה; לכן הם מוליכי חשמל לקויים.
סוגים
ניתן לסווג פולימרים על סמך המונומרים שלהם, מנגנון הפילמור שלהם ותכונותיהם.
הומופולימר הוא כזה שמורכב מיחידות מונומריות מסוג אחד:
100A => AAAAAAA …
בעוד שקופולימר הוא כזה שמורכב משתי יחידות מונומריות שונות או יותר:
20A + 20B + 20C => ABCABCABC …
המשוואות הכימיות לעיל תואמות פולימרים המסונתזים באמצעות תוספת. באלה, שרשרת או הרשת הפולימרית גדלות ככל שיותר מונומרים נקשרים אליה.
לעומת זאת, עבור פולימרים באמצעות עיבוי, הכריכה המונומית מלווה בשחרור מולקולה קטנה ש"התעבה ":
A + A => AA + p
AA + A => AAA + p …
בפולימריזציות רבות p = H 2 O, כמו שקורה בפוליפנולים המסונתזים עם פורמלדהיד (HC 2 = O).
על פי תכונותיהם, ניתן לסווג פולימרים סינתטיים כ:
תרמופלסטים
מדובר בפולימרים ליניאריים או מעט מסועפים, שאת האינטראקציות הבין-מולקולריות שלהם ניתן להתגבר על ידי השפעת הטמפרטורה. התוצאה היא התרככות ועיצובם, ומקלה על מיחזורם.
תרמוסטטי
שלא כמו תרמופלסטים, לפולימרים תרמוסטיים יש ענפים רבים במבני הפולימר שלהם. זה מאפשר להם לעמוד בטמפרטורות גבוהות ללא עיוות או התכה, בגלל האינטראקציות הבין-מולקולריות החזקות שלהם.
אלסטומרים
הם אותם פולימרים המסוגלים לעמוד בלחץ חיצוני מבלי להישבר, להתעוות אך לאחר מכן לחזור לצורתו המקורית.
הסיבה לכך היא שרשראות הפולימר שלהם מחוברות, אך האינטראקציות הבין-מולקולריות ביניהן חלשות מספיק כדי לפנות את מקומם תחת לחץ.
כאשר זה קורה, החומר המעוות נוהג לסדר את שרשראותיו בסידור גבישי, "מאט" את התנועה הנגרמת כתוצאה מלחץ. ואז, כשזה נעלם, הפולימר חוזר לסידור האמורפי המקורי שלו.
סיבים
הם פולימרים בעלי גמישות נמוכה והרחבה בזכות הסימטריה של שרשראות הפולימר שלהם והזיקה הרבה ביניהם. זיקה זו מאפשרת להם לקיים אינטראקציה חזקה, ויוצרים סידור גבישי ליניארי העמיד לעבודה מכנית.
פולימר מסוג זה מוצא שימוש בייצור בדים כמו כותנה, משי, צמר, ניילון וכו '.
דוגמאות
ניילון
ניילון הוא דוגמה מושלמת לפולימר מסוג סיבי, המוצא שימושים רבים בתעשיית הטקסטיל. שרשרת הפולימר שלה מורכבת מפוליאמיד עם המבנה הבא:
שרשרת זו תואמת את מבנה הניילון 6,6. אם סופרים את אטומי הפחמן (אפור) שמתחילים ומסתיימים באלה המחוברים לתחום האדום, ישנם שישה.
כמו כן, יש שש פחמימות המפרידות בין הכדורים הכחולים. לעומת זאת הכדור הכחול והאדום מתאים לקבוצת האמיד (C = ONH).
קבוצה זו מסוגלת ליצור אינטראקציה דרך קשרי מימן עם שרשראות אחרות, שיכולות גם לאמץ סידור גבישי בזכות הסדירות והסימטריות שלהן.
במילים אחרות, לניילון יש את כל המאפיינים הדרושים כדי להיחשב לסיבים תזונתיים.
פוליקרבונט
זהו פולימר פלסטיק שקוף (בעיקר תרמופלסטי) איתו מיוצרים חלונות, עדשות, תקרות, קירות וכו '. בתמונה למעלה נראה חממה עשויה פוליקרבונט.
איך נראית המבנה הפולימרי שלו ומאיפה מקור השם פוליקרבונט? במקרה זה, זה לא מתייחס בקפדנות לאנון CO 3 2- אלא לקבוצה זו המשתתפת בקשרים קוולנטיים בתוך שרשרת מולקולרית:
כך, R יכולה להיות כל סוג של מולקולה (רוויה, בלתי רוויה, ארומטית וכו '), והתוצאה היא משפחה רחבה של פולימרים פוליקרבונטיים.
קלקר
זהו אחד הפולימרים הנפוצים ביותר בחיי היומיום. כוסות הפלסטיק, הצעצועים, פריטי המחשב והטלוויזיה וראש הבובת שבתמונה למעלה (כמו גם חפצים אחרים) עשויים קלקר.
המבנה הפולימרי שלה מורכב מאיחוד של n styrenes ויוצר שרשרת עם מרכיב ארומטי גבוה (הטבעות המשושה):
ניתן להשתמש בפוליסטירן לסינתזה של קופולימרים אחרים, כגון SBS (פולי (סטירן-בוטדיאן-סטירן)), המשמש ביישומים הדורשים גומי עמיד.
פוליטראפלואורואילן
ידוע גם בשם טפלון, זהו פולימר שנמצא בכלי מטבח רבים עם פעולה נגד מקל (מחבתות שחורות). זה מאפשר לטגן אוכל ללא צורך להוסיף חמאה או שומן אחר.
המבנה שלה מורכב משרשרת פולימרית "המכוסה" על ידי אטומי F משני הצדדים. F's אלה מתקשרים בצורה חלשה מאוד עם חלקיקים אחרים, כמו למשל שמנוניים, ומונעים מהם להיצמד אל פני התבנית.
הפניות
- צ'רלס א. קאררה ג'וניור (2018). פולימרים סינתטיים. הוחזר ב- 7 במאי 2018, מ: chemistryexplained.com
- ויקיפדיה. (2018). רשימת פולימרים סינתטיים. הוחזר ב- 7 במאי 2018, מתוך: en.wikipedia.org
- אוניברסיטת קרנגי מלון. (2016). פולימרים טבעיים לעומת סינתטיים. הוחזר ב- 7 במאי 2018, מ: cmu.edu
- מרכז למידה פולימרית למדע. (2018). פולימרים סינתטיים. הוחזר ב- 7 במאי 2018, מ: pslc.ws
- יאסין מרבה. (29 בינואר, 2010). ניילון 3D. . הוחזר ב- 07 במאי 2018 מ: commons.wikimedia.org
- פורטל חינוכי. (2018). תכונות של פולימרים. הוחזר ב- 7 במאי 2018, מ: portaleducativo.net
- טקסטים מדעיים. (23 ביוני 2013). פולימרים סינתטיים. הוחזר ב- 7 במאי 2018, מ: textcientificos.com