POLIMERI SINTETICI: PROPRIETĂȚI, TIPURI ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Cei Polimerii sintetici sunt cele produse de mâna omului în laborator sau solzi industriale. Din punct de vedere structural, acestea constau din unirea unor unități mici, numite monomeri, care se leagă pentru a forma ceea ce este cunoscut sub numele de lanț sau rețea de polimeri.

Partea superioară inferioară ilustrează structura polimerică de tip „spaghete”. Fiecare punct negru reprezintă un monomer, legat de altul printr-o legătură covalentă. Succesiunea punctelor are ca rezultat creșterea lanțurilor polimerice, a căror identitate va depinde de natura monomerului.

Mai mult, marea majoritate a monomerilor săi provin din petrol. Acest lucru este realizat printr-o serie de procese care constau în reducerea dimensiunii hidrocarburilor și a altor specii organice pentru a obține molecule mici și sintetic versatile.

Proprietăți

La fel cum structurile posibile ale polimerilor sunt diverse, la fel și proprietățile lor. Acestea merg mână în mână cu liniaritatea, ramificarea (absentă în imaginea lanțurilor), legăturile și greutățile moleculare ale monomerilor.

Cu toate acestea, în ciuda faptului că există modele structurale care definesc proprietatea unui polimer - și, prin urmare, tipul acestuia - cele mai multe au în comun unele proprietăți și caracteristici. Unele dintre acestea sunt:

- Au costuri de producție relativ mici, dar costuri ridicate de reciclare.

- Datorită volumului mare pe care îl pot ocupa structurile lor, nu sunt materiale foarte dense și, în plus, foarte rezistente mecanic.

- Sunt chimice inerte sau sunt suficiente pentru a rezista atacului substanțelor acide (HF) și bazice (NaOH).

- Lipsa benzilor de conducere; prin urmare, sunt conductoare slabe de electricitate.

Tipuri

Polimerii pot fi clasificați în funcție de monomeri, de mecanismul de polimerizare și de proprietățile lor.

Un homopolimer este unul care constă din unități monomerice de un singur tip:

100A => AAAAAAA …

În timp ce un copolimer este unul care este format din două sau mai multe unități monomerice diferite:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC …

Ecuațiile chimice de mai sus corespund polimerilor sintetizați prin adăugare. În acestea, lanțul sau rețeaua de polimeri crește pe măsură ce mai mulți monomeri se leagă de ea.

Pe de altă parte, pentru polimeri prin condensare, legarea monomerilor este însoțită de eliberarea unei molecule mici care „condensează”:

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p …

În multe polimerizări p = H ₂ O, așa cum se întâmplă cu polifenoli sintetizați cu formaldehidă (HC ₂ = O).

În funcție de proprietățile lor, polimerii sintetici pot fi clasificați în:

Termoplasticele

Sunt polimeri liniari sau ușor ramificați, ale căror interacțiuni intermoleculare pot fi depășite prin efectul temperaturii. Acest lucru duce la înmuierea și modelarea lor și le face mai ușor de reciclat.

Termostabil

Spre deosebire de termoplastici, polimerii termosetici au multe ramuri în structurile lor polimerice. Acest lucru le permite să reziste la temperaturi ridicate fără să se deformeze sau să se topească, datorită interacțiunilor intermoleculare puternice.

elastomeri

Sunt acei polimeri capabili să reziste la o presiune externă fără să se rupă, să se deformeze, dar apoi să revină la forma sa inițială.

Acest lucru se datorează faptului că lanțurile lor polimerice sunt conectate, dar interacțiunile intermoleculare dintre ele sunt suficient de slabe pentru a da loc sub presiune.

Când se întâmplă acest lucru, materialul distorsionat tinde să-și aranjeze lanțurile într-un aranjament cristalin, „încetinind” mișcarea cauzată de presiune. Apoi, când aceasta dispare, polimerul revine la aranjamentul amorf original.

Heliu

Sunt polimeri cu elasticitate și extensibilitate redusă datorită simetriei lanțurilor lor polimerice și afinității mari dintre ele. Această afinitate le permite să interacționeze puternic, formând un aranjament liniar cristalin rezistent la lucrările mecanice.

Acest tip de polimer găsește folosire la fabricarea țesăturilor precum bumbacul, mătasea, lâna, nailonul etc.

Exemple

Nailon

Nylonul este un exemplu perfect de polimer de tip fibros, care găsește multe utilizări în industria textilă. Lanțul său polimeric este format dintr-o poliamidă cu următoarea structură:

Acest lanț corespunde structurii de nylon 6,6. Dacă numeri atomii de carbon (gri) care încep și se termină cu cei atașați la sfera roșie, există șase.

La fel, există șase atomi de carbon care separă sferele albastre. Pe de altă parte, sferele albastre și roșii corespund grupei amide (C = ONH).

Acest grup este capabil să interacționeze prin legături de hidrogen cu alte lanțuri, care pot adopta și un aranjament cristalin datorită regularităților și simetriilor lor.

Cu alte cuvinte, nylonul are toate proprietățile necesare pentru a se califica ca o fibră.

policarbonat

Este un polimer transparent din plastic (în principal termoplastic) cu care sunt realizate ferestre, lentile, tavane, pereți etc. Imaginea de mai sus arată o seră realizată cu policarbonate.

Cum este structura sa polimerică și de unde provine numele policarbonat? În acest caz, nu se referă strict la anionul CO ₃ ^2- , ci la acest grup care participă la legături covalente în cadrul unui lanț molecular:

Astfel, R poate fi orice tip de moleculă (saturată, nesaturată, aromatică etc.), rezultând o familie largă de polimeri policarbonat.

polistiren

Este unul dintre cei mai comuni polimeri în viața de zi cu zi. Căni de plastic, jucării, articole de calculator și televiziune și capul de manechin din imaginea de mai sus (precum și alte obiecte) sunt confecționate din polistiren.

Structura sa polimerică constă în unirea n n stirenilor, formând un lanț cu o componentă aromatică ridicată (inelele hexagonale):

Polistirenul poate fi utilizat pentru a sintetiza alți copolimeri, cum ar fi SBS (Poly (stiren-butadien-stiren)), care este utilizat în acele aplicații care necesită un cauciuc rezistent.

politetrafluoretilenă

Cunoscut și sub numele de Teflon, este un polimer prezent în multe ustensile de bucătărie cu acțiune antiaderentă (tigăi negre). Acest lucru permite mâncarea să fie prăjită fără a fi nevoie să adăugați unt sau alte grăsimi.

Structura sa constă dintr-un lanț de polimeri "acoperit" de atomi de F pe ambele părți. Aceste F interacționează foarte slab cu alte particule, cum ar fi cele grase, împiedicându-le să se lipească de suprafața tigaiei.

Referințe

1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Polimeri sintetici. Preluat pe 7 mai 2018, de pe: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018). Lista polimerilor sintetici. Preluat pe 7 mai 2018, de pe: en.wikipedia.org
3. Universitatea Carnegie Mellon. (2016). Natural polimeri sintetici. Preluat pe 7 mai 2018, de la: cmu.edu
4. Centrul de învățare a științei polimerului (2018). Polimeri sintetici. Preluat pe 7 mai 2018, de la: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (29 ianuarie 2010). Nylon 3D. . Preluat pe 07 mai 2018, de la: commons.wikimedia.org
6. Portalul educațional. (2018). Proprietățile polimerilor. Preluat pe 7 mai 2018, de pe: portaleducativo.net
7. Texte științifice. (23 iunie 2013). Polimeri sintetici. Preluat pe 7 mai 2018, de pe: textscientificos.com