Polimeret, ose makromolekulat, janë molekula shumë të mëdha të formuara nga lidhjet e shumë molekulave të vogla, të cilat quhen njësi përbërëse ose monomere. Molekulat janë aq të mëdha sa vetitë e tyre nuk ndryshojnë ndjeshëm kur shtohen ose hiqen disa nga këto njësi. Termi "materiale polimerike" është i përgjithshëm. Ai kombinon tre grupe të gjera të plastikës sintetike, përkatësisht: polimere; plastika dhe shumëllojshmëria e tyre morfologjike - materiale të përbëra polimer (PCM) ose, siç quhen edhe ato, plastika e përforcuar. E zakonshme për grupet e listuara është se pjesa e tyre e detyrueshme është përbërësi polimer, i cili përcakton deformimin kryesor termik dhe vetitë teknologjike të materialit. Komponenti polimer është një substancë organike me molekulare të lartë e përftuar si rezultat i një reaksioni kimik midis molekulave të substancave fillestare me molekulare të ulët - monomereve.
Polimeret zakonisht quhen substanca me molekulare të lartë (homopolimere) me aditivë të futur në to, përkatësisht stabilizues, frenues, plastifikues, lubrifikantë, antirad, etj. Fizikisht, polimeret janë materiale homofaze, ato ruajnë të gjitha tiparet fizike dhe kimike të natyrshme në homopolimerë.
Plastika janë materiale të përbëra të bazuara në polimere që përmbajnë mbushës të shpërndarë ose me fibra të shkurtra, pigmente dhe përbërës të tjerë në masë. Mbushësit nuk formojnë një fazë të vazhdueshme. Ato (mjedis dispers) janë të vendosura në matricën polimer (mjedis dispersioni). Fizikisht, plastika janë materiale heterofaze me makroveti fizike izotropike (të njëjta në të gjitha drejtimet).
Plastika mund të ndahet në dy grupe kryesore - termoplastike dhe termoset. Termoplastikët janë ato që, pasi të formohen, mund të shkrihen dhe të derdhen përsëri; termoset, i derdhur një herë, nuk shkrihet më dhe nuk mund të marrë një formë tjetër nën ndikimin e temperaturës dhe presionit. Pothuajse të gjitha plastika të përdorura në ambalazhim janë termoplastike, si polietileni dhe polipropileni (anëtarë të familjes së poliolefinave), polistiren, klorur polivinil, polietileni tereftalat, najloni (najloni), polikarbonat, polivinil acetat, polivinil alkool etj.
Plastika gjithashtu mund të kategorizohet sipas metodës së përdorur për polimerizimin e tyre në polimere të përftuara nga shtimi në polikondensim. Polimeret shtesë prodhohen nga një mekanizëm që përfshin ose radikale të lira ose jone, ku molekula të vogla shtohen me shpejtësi në zinxhirin në rritje pa formimin e molekulave shoqëruese. Polimerët e polikondensimit prodhohen duke reaguar grupet funksionale në molekula me njëra-tjetrën në mënyrë që një zinxhir i gjatë polimeri të formohet hap pas hapi dhe një bashkëprodukt me peshë të ulët molekulare, si uji, zakonisht formohet gjatë çdo hapi të reagimit. Shumica e polimerëve të ambalazhimit, duke përfshirë poliolefinat, polivinilklorurin dhe polistirenin, janë polimere shtesë.
Vetitë kimike dhe fizike të plastikës përcaktohen nga përbërja e tyre kimike, pesha mesatare molekulare dhe shpërndarja e peshës molekulare, historia e përpunimit (dhe përdorimi) dhe prania e aditivëve.
Materialet e përforcuara me polimer janë një lloj plastik. Ato ndryshojnë në atë që përdorin jo të shpërndarë, por përforcues, domethënë mbushës përforcues (fibra, pëlhura, shirita, ndjesi, kristale të vetme), të cilat formojnë një fazë të pavarur të vazhdueshme në PCM. Varietetet e veçanta të PCM-ve të tilla quhen plastike të laminuara. Kjo morfologji bën të mundur marrjen e plastikës me karakteristika shumë të larta deformo-rezistence, lodhjeje, elektrofizike, akustike dhe karakteristika të tjera objektive që plotësojnë kërkesat më të larta moderne.
Reaksioni i polimerizimit është shtimi vijues i molekulave të komponimeve të pangopura me njëra-tjetrën me formimin e një produkti me peshë të lartë molekulare - një polimer. Molekulat e alkenit që i nënshtrohen polimerizimit quhen monomere. Numri i njësive elementare që përsëriten në një makromolekulë quhet shkalla e polimerizimit (e shënuar me n). Në varësi të shkallës së polimerizimit, substancat me veti të ndryshme mund të përftohen nga të njëjtët monomerë. Kështu, polietileni me zinxhir të shkurtër (n = 20) është një lëng me veti lubrifikuese. Polietileni me gjatësi zinxhiri 1500-2000 hallka është një material plastik i fortë por fleksibël nga i cili mund të merren filma, të bëhen shishe dhe enë të tjera, tuba elastikë etj. Së fundi, polietileni me gjatësi të synuar 5-6 mijë hallka. është një substancë e fortë nga e cila mund të përgatiten produkte të derdhura, tuba të ngurtë, fije të forta.
Nëse në reaksionin e polimerizimit marrin pjesë një numër i vogël molekulash, atëherë formohen substanca me molekulare të ulët, për shembull dimerët, trimerët, etj. Kushtet për shfaqjen e reaksioneve të polimerizimit janë shumë të ndryshme. Në disa raste nevojiten katalizatorë dhe presion të lartë. Por faktori kryesor është struktura e molekulës së monomerit. Komponimet e pangopura (të pangopura) hyjnë në reaksionin e polimerizimit për shkak të thyerjes së lidhjeve të shumta. Formulat strukturore të polimereve shkruhen shkurtimisht si më poshtë: formula e njësisë elementare është e mbyllur në kllapa dhe shkronja n është vendosur poshtë djathtas.Për shembull, formula strukturore e polietilenit është (-CH2-CH2-) n. Është e lehtë të konkludohet se emri i polimerit përbëhet nga emri i monomerit dhe prefiksi poli-, për shembull, polietileni, klorur polivinil, polistiren, etj.
Polimerizimi është një reaksion zinxhir, dhe për të filluar, është e nevojshme të aktivizohen molekulat e monomerit me ndihmën e të ashtuquajturve iniciatorë. Iniciatorë të tillë të reagimit mund të jenë radikalet e lira ose jonet (kationet, anionet). Në varësi të natyrës së iniciatorit, dallohen mekanizmat e polimerizimit radikal, kationik ose anionik.
Polimerët më të zakonshëm të hidrokarbureve janë polietileni dhe polipropileni.
Polietileni fitohet me polimerizimin e etilenit: Polipropileni fitohet nga polimerizimi stereospecifik i propilenit (propenit). Polimerizimi stereospecifik është procesi i përftimit të një polimeri me një strukturë hapësinore të renditur rreptësisht. Shumë komponime të tjera janë të afta për polimerizim - derivate të etilenit, që kanë formulën e përgjithshme CH2 = = CH-X, ku X janë atome të ndryshme ose grupe atomesh.
Llojet e polimereve:
Poliolefinat janë një klasë polimerësh të së njëjtës natyrë kimike (formula kimike -(CH2)-n) me një strukturë hapësinore të larmishme zinxhirësh molekularë, duke përfshirë polietilenin dhe polipropilenin. Nga rruga, të gjitha karbohidratet, për shembull, gazi natyror, sheqeri, parafina dhe druri, kanë një strukturë kimike të ngjashme. Në total, 150 milion ton polimerë prodhohen çdo vit në botë, dhe poliolefinat përbëjnë afërsisht 60% të kësaj sasie. Në të ardhmen, poliolefinat do të na rrethojnë në një masë shumë më të madhe se sot, kështu që është e dobishme t'i hedhim një vështrim më të afërt.
Kompleksi i vetive të poliolefinave, duke përfshirë rezistencën ndaj ultravjollcës, oksidantëve, grisjes, shpimit, tkurrjes gjatë ngrohjes dhe grisjes, ndryshon në një gamë shumë të gjerë në varësi të shkallës së shtrirjes orientuese të molekulave në procesin e marrjes së materialeve dhe produkteve polimerike. .
Veçanërisht duhet theksuar se poliolefinat janë ekologjikisht më të pastra se shumica e materialeve të përdorura nga njeriu. Në prodhimin, transportin dhe përpunimin e qelqit, drurit dhe letrës, betonit dhe metalit përdoret shumë energji, prodhimi i së cilës ndot në mënyrë të pashmangshme mjedisin. Hedhja e materialeve tradicionale gjithashtu çliron substanca të dëmshme dhe harxhon energji. Poliolefinat prodhohen dhe asgjësohen pa emetim të substancave të dëmshme dhe me konsum minimal të energjisë, dhe gjatë djegies së poliolefinave, një sasi e madhe e nxehtësisë neto lëshohet me nënprodukte në formën e avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit. Polietileni
Rreth 60% e të gjithë plastikës së përdorur për ambalazhim është polietileni, kryesisht për shkak të kostos së ulët, por edhe për shkak të vetive të shkëlqyera për shumë aplikime. Polietileni me densitet të lartë (HDPE - presion i ulët) ka strukturën më të thjeshtë nga të gjitha plastika, ai përbëhet nga njësi të përsëritura të etilenit. -(CH2CH2)n- polietileni me densitet të lartë. Polietileni me densitet të ulët (LDPE - presion i lartë) kanë të njëjtën formulë kimike, por ndryshojnë në atë që struktura e tij është e degëzuar. -(CH2CHR) n- polietileni me densitet të ulët Ku R mund të jetë -H, -(CH2)nCH3, ose degëzimi dytësor më kompleks.
Polietileni, për shkak të strukturës së tij të thjeshtë kimike, paloset lehtësisht në një rrjetë kristali, dhe për këtë arsye tenton të ketë një shkallë të lartë kristaliteti. Degëzimi i zinxhirit ndërhyn në këtë aftësi për t'u kristalizuar, duke rezultuar në më pak molekula për njësi vëllimi, dhe rrjedhimisht densitet më të ulët.
LDPE - polietileni me presion të lartë. Plastike, pak mat, dyllore në prekje, e përpunuar me anë të nxjerrjes në një film tubular të fryrë ose në film të sheshtë përmes një mbulesë të sheshtë dhe një rul të ftohur. Filmi LDPE është i fortë në tension dhe ngjeshje, rezistent ndaj goditjeve dhe grisjes, i fortë në temperatura të ulëta. Ka një veçori - një temperaturë mjaft të ulët zbutjeje (rreth 100 gradë Celsius).
HDPE - polietileni me presion të ulët. Filmi HDPE është i fortë, i qëndrueshëm, më pak dylli në prekje në krahasim me filmat LDPE. Marrë nga nxjerrja e mëngës së fryrë ose nxjerrja e mëngës së sheshtë. Temperatura e zbutjes prej 121°C lejon sterilizimin me avull. Rezistenca ndaj ngricave të këtyre filmave është e njëjtë me atë të filmave HDPE. Rezistenca ndaj shtrirjes dhe ngjeshjes është e lartë, dhe rezistenca ndaj goditjes dhe grisjes është më e vogël se ajo e filmave LDPE. Filmat nga HDPE janë një pengesë e shkëlqyer ndaj lagështirës. Rezistent ndaj yndyrave, vajrave. Çanta e bluzave "shhururëse" ("rustle") në të cilën paketoni blerjet tuaja është prej HDPE.
Ekzistojnë dy lloje kryesore të HDPE. Lloji "i vjetër", i prodhuar fillimisht në vitet 1930, polimerizohet në temperatura dhe presione të larta, kushte që janë mjaft energjike për të lejuar një shfaqje të theksuar të reaksioneve zinxhir që çojnë në formimin e degëve, zinxhirë të gjatë dhe të shkurtër. Ky lloj HDPE nganjëherë quhet polietileni me presion të lartë (LDPE, HD-HDPE, për shkak të presionit të lartë) nëse është e nevojshme të dallohet nga polietileni linear me presion të ulët, lloji "më i ri" i LDPE. Në temperaturën e dhomës, polietileni është një material mjaft i butë dhe fleksibël. Ai e ruan mirë këtë fleksibilitet në kushte të ftohta, kështu që është i aplikueshëm në paketimin e ushqimeve të ngrira. Megjithatë, në temperatura të larta, të tilla si 100°C, ai bëhet shumë i butë për disa aplikime. HDPE ka një brishtësi dhe pikë zbutjeje më të lartë se LDPE, por ende nuk është një enë e përshtatshme për mbushje të nxehtë.
Rreth 30% e të gjithë plastikës së përdorur për paketim janë HDPE. Është plastika e shisheve më e përdorur, për shkak të kostos së ulët, lehtësisë së formimit dhe performancës së shkëlqyer në shumë aplikime. Në formën e tij natyrale, HDPE ka një pamje të bardhë qumështi, të tejdukshme, dhe për këtë arsye nuk është i përshtatshëm për aplikime ku kërkohet transparencë e jashtëzakonshme. Një disavantazh i përdorimit të HDPE në disa prej aplikacioneve është tendenca e tij për të stresuar plasaritjen e stresit, e përcaktuar si dështim i një enë plastike në kushte stresi dhe kontakti me produktin, i cili vetëm nuk rezulton në dështim. Plasaritja e stresit mjedisor në polietileni lidhet me kristalinitetin e polimerit.
LDPE është polimeri më i përdorur i ambalazhimit, që përbën afërsisht një të tretën e të gjithë plastikës së ambalazhimit. Për shkak të kristalinitetit të tij të ulët, është një material më i butë dhe më fleksibël se HDPE. Është materiali i zgjedhur për filma dhe çanta për shkak të kostos së ulët. LDPE ka qartësi më të mirë se HDPE, por ende nuk ka qartësinë kristalore që është e dëshirueshme për disa aplikacione paketimi.
PP - polipropileni. Qartësi e shkëlqyer (me ftohje të shpejtë gjatë formësimit), pikë e lartë shkrirjeje, rezistencë ndaj kimikateve dhe ujit. PP lejon që avulli i ujit të kalojë, gjë që e bën atë të domosdoshëm për paketimin "kundër mjegullimit" të ushqimit (bukë, barishte, sende ushqimore), si dhe në ndërtim për izolim hidro-erë. PP është i ndjeshëm ndaj oksigjenit dhe oksidantëve. Përpunohet me nxjerrje me fryrje ose përmes një mbulesë të sheshtë me derdhje në një kazan ose ftohje në një banjë uji. Ka transparencë dhe shkëlqim të mirë, rezistencë të lartë kimike, veçanërisht ndaj vajrave dhe yndyrave, nuk çahet nën ndikimin e mjedisit.
PVC - klorur polivinil. Në formën e tij të pastër, përdoret rrallë për shkak të brishtësisë dhe jo elasticitetit. Të lira. Mund të përpunohet në një film me nxjerrje me fryrje ose nxjerrje me slot të sheshtë. Shkrirja është shumë viskoze. PVC është termikisht i paqëndrueshëm dhe gërryes. Kur mbinxehet dhe digjet, lëshon një përbërje klori shumë toksike - dioksinë. I përhapur në vitet 60-70. Ai zëvendësohet nga polipropileni më miqësor ndaj mjedisit.
Identifikimi i polimerit
Konsumatorët e filmave polimer shpesh përballen me detyrën praktike të njohjes së natyrës së materialeve polimerike nga të cilat janë bërë. Vetitë kryesore të materialeve polimerike, siç dihet, përcaktohen nga përbërja dhe struktura e vargjeve të tyre makromolekulare. Prandaj, është e qartë se, në përafrimin e parë, mund të jetë e mjaftueshme për të vlerësuar grupet funksionale që përbëjnë makromolekulat për të identifikuar filmat polimer. Disa polimere, për shkak të pranisë së grupeve hidroksil (-OH), priren të kenë molekulat e ujit. Kjo shpjegon higroskopinë e lartë të, për shembull, filmave celuloze dhe një ndryshim të dukshëm në karakteristikat e tyre të performancës kur njomet. Polimere të tjera (polietileni tereftalat, polietilenet, polipropileni, etj.) nuk kanë fare grupe të tilla, gjë që shpjegon rezistencën e tyre mjaft të mirë ndaj ujit.
Prania e grupeve të caktuara funksionale në një polimer mund të përcaktohet në bazë të metodave ekzistuese dhe të vërtetuara shkencërisht të kërkimit instrumental. Sidoqoftë, zbatimi praktik i këtyre metodave shoqërohet gjithmonë me kosto relativisht të mëdha kohore dhe është për shkak të disponueshmërisë së llojeve të përshtatshme të pajisjeve testuese mjaft të shtrenjta që kërkojnë kualifikime të përshtatshme për përdorimin e tyre. Në të njëjtën kohë, ekzistojnë metoda praktike mjaft të thjeshta dhe "të shpejta" për njohjen e natyrës së filmave polimer. Këto metoda bazohen në faktin se filmat polimer nga materiale të ndryshme polimerike ndryshojnë nga njëri-tjetri në veçoritë e tyre të jashtme, vetitë fizike dhe mekanike, si dhe në lidhje me ngrohjen, natyrën e djegies së tyre dhe tretshmërinë në tretës organikë dhe inorganikë.
Në shumë raste, natyra e materialeve polimerike nga të cilat bëhen filmat polimer mund të përcaktohet nga veçoritë e jashtme, në studimin e të cilave vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet veçorive të mëposhtme: gjendja e sipërfaqes, ngjyra, shkëlqimi, transparenca, ngurtësia dhe elasticiteti; rezistenca ndaj lotit, etj. Për shembull, filmat jo të orientuar të bërë nga polietileni, polipropileni dhe klorur polivinil shtrihen lehtësisht. Filmat e bërë nga poliamidi, acetati i celulozës, polistireni, polietileni i orientuar, polipropileni, klorur polivinil nuk shtrihen mirë. Filmat e acetatit të celulozës nuk janë rezistente ndaj grisjes, ndahen lehtësisht në një drejtim pingul me orientimin e tyre dhe gjithashtu shushurijnë kur shtypen. Filma poliamide dhe lavsan (polietileni tereftalat) më rezistente ndaj lotit, të cilët gjithashtu shushurijnë kur shtypen. Në të njëjtën kohë, filmat e bërë nga polietileni me densitet të ulët, polivinilklorur i plastifikuar nuk shushurijnë kur shtypen dhe kanë rezistencë të lartë ndaj grisjes. Rezultatet e studimit të veçorive të jashtme të filmit polimer të studiuar duhet të krahasohen me tiparet karakteristike të dhëna në tabelë. 1, pas së cilës tashmë mund të nxirren disa përfundime paraprake.
Tabela 1. Shenjat e jashtme
|
Lloji i polimerit |
Shenjat mekanike |
Gjendja e siperfaqes ne prekje |
Ngjyrë |
Transparenca |
Shkëlqejnë |
|
E butë, elastike, rezistente ndaj grisjes |
E butë, e lëmuar |
Pa ngjyrë |
transparente |
||
|
Pak me vaj, të butë, të ëmbël |
Pa ngjyrë |
i tejdukshëm |
|||
|
E ngurtë, pak elastike, rezistente ndaj grisjes |
E thatë, e lëmuar |
Pa ngjyrë |
i tejdukshëm ose transparent |
||
|
E fortë, rezistente ndaj grisjes |
E thatë, e lëmuar |
Pa ngjyrë |
transparente |
||
|
E butë, rezistente ndaj grisjes |
E thatë, e lëmuar |
Pa ngjyrë |
transparente |
||
|
E ngurtë, rezistente ndaj grisjes |
Pa ngjyrë |
transparente |
|||
|
E thatë, e lëmuar |
E pangjyrë ose e verdhë e lehtë |
i tejdukshëm |
|||
|
E ngurtë, pak rezistente ndaj grisjes |
E thatë, e lëmuar, shumë shushuritëse |
Pa ngjyrë ose me një nuancë kaltërosh |
transparente |
||
|
E ngurtë, pak rezistente ndaj grisjes |
E thatë, e lëmuar, shumë shushuritëse |
Pa ngjyrë, me një nuancë të verdhë ose kaltërosh |
shumë transparente |
||
|
E ngurtë, jo rezistente ndaj grisjes |
E thatë, e lëmuar |
Pa ngjyrë |
shumë transparente |
||
|
Celofani |
E ngurtë, jo rezistente ndaj grisjes |
E thatë, e lëmuar |
Pa ngjyrë |
shumë transparente |
Megjithatë, siç është e lehtë të kuptohet nga analiza e të dhënave të dhëna në Tabelën. 2, nuk është gjithmonë e mundur të përcaktohet pa mëdyshje natyra e polimerit nga i cili është bërë filmi nga shenja të jashtme. Në këtë rast, është e nevojshme të përpiqemi të përcaktojmë sasinë e disa karakteristikave fizike dhe mekanike të kampionit ekzistues të filmit polimer. Siç mund të shihet, për shembull, nga të dhënat e dhëna në tabelë. 2, dendësia e disa materialeve polimerike (LDPE, HDPE, PP) është më pak se uniteti, dhe, për këtë arsye, mostrat e këtyre filmave duhet të "notojnë" në ujë. Për të sqaruar llojin e materialit polimer nga i cili është bërë filmi, dendësia e kampionit të disponueshëm duhet të përcaktohet duke matur peshën e tij dhe duke llogaritur ose matur vëllimin e tij. Përsosja e natyrës së materialeve polimerike lehtësohet gjithashtu nga të dhënat eksperimentale mbi karakteristikat fizike dhe mekanike si forca përfundimtare dhe zgjatja në tensionin njëaksial, si dhe temperatura e shkrirjes (Tabela 2). Përveç kësaj, siç mund të shihet nga analiza e të dhënave të dhëna në Tabelën. 2, përshkueshmëria e filmave polimer në lidhje me media të ndryshme gjithashtu varet ndjeshëm nga lloji i materialit nga i cili janë bërë.
Tabela 2. Karakteristikat fizike dhe mekanike në 20°C
|
Lloji i polimereve |
Dendësia kg / m 3 |
Rezistenca në tërheqje, MPa |
Zgjatimi në thyerje, % |
Përshkueshmëria e avullit të ujit, g/m 2 për 24 orë |
Përshkueshmëria e oksigjenit, cm 3 / (m 2 hatm) për 24 orë |
Përshkueshmëria ndaj CO 2, cm 3 / (m 2 proshutë) në 24 orë |
Pika e shkrirjes, 0 С |
|
Celofani |
Përveç veçorive dalluese në karakteristikat fizike dhe mekanike, duhen vënë në dukje ndryshimet ekzistuese në veçoritë karakteristike të polimereve të ndryshëm gjatë djegies së tyre. Ky fakt bën të mundur përdorimin në praktikë të të ashtuquajturës metodë termike e identifikimit të filmave polimer. Ai konsiston në faktin se një mostër e filmit vihet në zjarr dhe mbahet në një flakë të hapur për 5-10 sekonda, duke fiksuar karakteristikat e mëposhtme: aftësinë për të djegur dhe natyrën e tij, ngjyrën dhe natyrën e flakës, era e produkteve të djegies etj. Shenjat karakteristike të djegies vërehen më qartë në momentin e ndezjes së mostrave. Për të përcaktuar llojin e materialit polimer nga i cili është bërë filmi, është e nevojshme të krahasohen rezultatet e provës me të dhënat mbi tiparet karakteristike të sjelljes së polimereve gjatë djegies, të dhëna në Tabelën. 3.
Tabela 3. Karakteristikat e djegies. Rezistenca kimike
|
Lloji i polimerit |
djegshmeria |
Ngjyrosje me flakë |
Era e produkteve të djegies |
Kimik. rezistencë ndaj acidit |
Kimik. rezistencë ndaj alkalit |
|
Brenda kaltërosh, pa blozë |
djegia e parafinës |
I shkëlqyer |
|||
|
Digjet në flakë dhe kur hiqet |
Brenda kaltërosh, pa blozë |
djegia e parafinës |
I shkëlqyer |
||
|
Digjet në flakë dhe kur hiqet |
Brenda kaltërosh, pa blozë |
djegia e parafinës |
I shkëlqyer |
||
|
E gjelbër me blozë |
klorur hidrogjeni |
||||
|
Vështirë të ndizet dhe të shuhet |
E gjelbër me blozë |
Klorur hidrogjeni |
I shkëlqyer |
I shkëlqyer |
|
|
Ndizet dhe digjet nga flaka |
E verdhë me blozë të fortë |
E ëmbël, e pakëndshme |
I shkëlqyer |
||
|
Digjet dhe vetë-shuhet |
Blu, e verdhë rreth skajeve |
Bri ose pendë e djegur |
|||
|
Vështirë të ndizet dhe të shuhet |
Shkëlqyeshëm |
E ëmbël |
I shkëlqyer |
I shkëlqyer |
|
|
Vështirë të ndizet dhe të shuhet |
E verdhë me blozë |
Letër e djegur |
|||
|
Duke u djegur në flakë |
me gaz |
Acid acetik |
|||
|
Celofani |
Duke u djegur në flakë |
Letër e djegur |
Siç shihet nga të dhënat e dhëna në tabelë. 3, sipas natyrës së djegies dhe erës së produkteve të djegies, poliolefinat (polietileni dhe polipropileni) i ngjajnë parafinës. Kjo është mjaft e kuptueshme, pasi përbërja kimike elementare e këtyre substancave është e njëjtë. Kjo e bën të vështirë dallimin midis polietilenit dhe polipropilenit. Sidoqoftë, me një aftësi të caktuar, polipropileni mund të dallohet nga erërat më të mprehta të produkteve të djegies me nuanca të gomës së djegur ose dylli vulosës të djegur.
Kështu, rezultatet e një vlerësimi gjithëpërfshirës të vetive individuale të filmave polimer në përputhje me metodat e mësipërme bëjnë të mundur që në shumicën e rasteve të përcaktohet në mënyrë mjaft të besueshme lloji i materialit polimer nga i cili janë bërë mostrat e studiuara. Nëse lindin vështirësi në përcaktimin e natyrës së materialeve polimerike nga të cilat janë bërë filmat, është e nevojshme të kryhen studime shtesë të vetive të tyre me metoda kimike. Për ta bërë këtë, mostrat mund t'i nënshtrohen dekompozimit termik (pirolizë), ndërsa prania e atomeve karakteristike (azoti, klori, silikoni, etj.) ose grupet e atomeve (fenoli, grupet nitro, etj.) të prirur ndaj reaksioneve specifike, si. si rezultat i të cilit zbulohet një efekt tregues i mirëpërcaktuar. Metodat praktike të mësipërme për përcaktimin e llojit të materialeve polimerike nga të cilat prodhohen filmat polimerikë janë subjektive në një masë të caktuar dhe, për rrjedhojë, nuk mund të garantojnë identifikimin e tyre 100%. Nëse megjithatë lind një nevojë e tillë, atëherë duhet të përdorni shërbimet e laboratorëve specialë të testimit, kompetenca e të cilave konfirmohet nga dokumentet përkatëse të certifikimit.
Indeksi i rrjedhjes së shkrirjes
Indeksi i rrjedhës së shkrirjes së një materiali polimer është masa e polimerit në gram të ekstruduar përmes një kapilar në një temperaturë të caktuar dhe një rënie të caktuar presioni në 10 minuta. Përcaktimi i vlerës së indeksit të rrjedhës së shkrirjes kryhet në pajisje speciale të quajtura viskometra kapilar. Dimensionet e kapilarit janë të standardizuara: gjatësia 8.000±0.025 mm; diametri 2,095±0,005 mm; diametri i brendshëm i cilindrit të viskometrit është 9,54±0,016 mm. Vlerat jo të plota të madhësive të kapilarëve lidhen me faktin se për herë të parë metoda për përcaktimin e indeksit të rrjedhës së shkrirjes u shfaq në vendet me sistemin anglez të matjeve. Kushtet e rekomanduara për përcaktimin e indeksit të rrjedhës së shkrirjes rregullohen nga standardet përkatëse. GOST 11645-65 rekomandon ngarkesa prej 2,16 kg, 5 kg dhe 10 kg dhe temperatura në shumëfish të 10°C. ASTM 1238-62T (SHBA) rekomandon temperatura nga 125°C deri në 275°C dhe ngarkesa nga 0,325 kg në 21,6 kg. Më shpesh, indeksi i rrjedhës së shkrirjes përcaktohet në një temperaturë prej 190 ° C dhe një ngarkesë prej 2.16 kg.
Vlera e indeksit të rrjedhës për materiale të ndryshme polimerike përcaktohet në ngarkesa dhe temperatura të ndryshme. Prandaj, duhet të kihet parasysh se vlerat absolute të indeksit të rrjedhës janë të krahasueshme vetëm për të njëjtin material. Kështu, për shembull, mund të krahasoni vlerën e indeksit të rrjedhës së shkrirjes së polietilenit me densitet të ulët të klasave të ndryshme. Krahasimi i vlerave të shkallës së rrjedhës së polietilenit me densitet të lartë dhe të ulët nuk bën të mundur krahasimin e drejtpërdrejtë të rrjedhës së të dy materialeve. Meqenëse e para përcaktohet me një ngarkesë prej 5 kg, dhe e dyta me një ngarkesë prej 2,16 kg.
Duhet të theksohet se viskoziteti i shkrirjeve të polimerit varet ndjeshëm nga ngarkesa e aplikuar. Meqenëse indeksi i rrjedhës së një materiali të veçantë polimer matet vetëm me një vlerë ngarkese, ky indeks karakterizon vetëm një pikë në të gjithë lakoren e rrjedhës në rajonin e sforcimeve relativisht të ulëta të prerjes. Prandaj, polimerët që ndryshojnë pak në degëzimin makromolekular ose peshën molekulare, por me të njëjtin indeks të rrjedhjes së shkrirjes, mund të sillen ndryshe në varësi të kushteve të përpunimit. Sidoqoftë, pavarësisht kësaj, për sa i përket shkallës së rrjedhës së shkrirjes për shumë polimere, janë vendosur kufijtë e parametrave teknologjikë të rekomanduar të procesit të përpunimit. Shpërndarja e konsiderueshme e kësaj metode shpjegohet me shpejtësinë dhe disponueshmërinë e saj. Proceset e nxjerrjes së filmit kërkojnë viskozitet të lartë të shkrirjes; prandaj, përdoren klasa të lëndëve të para me një shkallë të ulët të rrjedhjes së shkrirjes.
Sipas materialeve të kompanisë "NPL Plastic"
Autori i këtij artikulli është Akademiku Viktor Aleksandrovich Kabanov, një shkencëtar i shquar në fushën e kimisë makromolekulare, student dhe pasardhës i Akademik V.A. Kargin, një nga liderët botërorë në shkencën e polimerit, themeluesi i një shkolle të madhe shkencore, autori i një numri të madh veprash, librash dhe mjetesh mësimore.
Polimeret (nga polimeret greke - të përbëra nga shumë pjesë, të ndryshme) janë komponime kimike me një peshë molekulare të lartë (nga disa mijëra në shumë miliona), molekulat e të cilave (makromolekulat) përbëhen nga një numër i madh grupesh përsëritëse (njësi monomerike) . Atomet që përbëjnë makromolekulat janë të lidhura me njëri-tjetrin nga forcat e valencave kryesore dhe (ose) koordinuese.
Klasifikimi i polimereve
Nga origjina, polimeret ndahen në natyrale (biopolimere), si proteinat, acidet nukleike, rrëshirat natyrale dhe sintetike, si rrëshirat polietileni, polipropileni, fenol-formaldehidi.
Atomet ose grupet atomike mund të renditen në një makromolekulë në formën:
- një zinxhir i hapur ose një sekuencë ciklesh të shtrirë në një vijë (polimere lineare, si goma natyrale);
- zinxhirë të degëzuar (polimere të degëzuara, p.sh. amilopektina);
- Rrjetë 3D (polimere të ndërlidhura, të tilla si rrëshirat epokside të kuruara).
Polimeret, molekulat e të cilëve përbëhen nga njësi monomeri identike quhen homopolimerë, për shembull polivinilklorur, polikaproamide, celulozë.
Makromolekulat me të njëjtën përbërje kimike mund të ndërtohen nga njësi të konfigurimeve të ndryshme hapësinore. Nëse makromolekulat përbëhen nga të njëjtët stereoizomerë ose nga stereoizomerë të ndryshëm të alternuar në një zinxhir në një frekuencë të caktuar, polimeret quhen stereoregularë (shih polimeret stereo-rregullta).
Çfarë janë kopolimerët
Polimeret, makromolekulat e të cilëve përmbajnë disa lloje të njësive monomere quhen kopolimere. Kopolimeret në të cilët lidhjet e çdo lloji formojnë sekuenca mjaft të gjata të vazhdueshme që zëvendësojnë njëra-tjetrën brenda makromolekulës quhen kopolimerë bllok. Një ose më shumë zinxhirë të një strukture tjetër mund të ngjiten në lidhjet e brendshme (jo terminale) të një makromolekule të një strukture kimike. Kopolimerë të tillë quhen kopolimerë të shartuar (shih gjithashtu Kopolimerë).
Polimeret në të cilët secili ose disa nga stereoizomerët e lidhjes formojnë sekuenca mjaftueshëm të gjata të vazhdueshme që zëvendësojnë njëra-tjetrën brenda një makromolekule quhen kopolimerë stereobllok.
Polimerë heterokin dhe homozinxhirë
Në varësi të përbërjes së vargut kryesor (kryesor), polimeret ndahen në: heterozinxhirë, zinxhiri kryesor i të cilit përmban atome të elementeve të ndryshëm, më së shpeshti karbon, azot, silikon, fosfor dhe homozinxhirë, zinxhirët kryesorë të të cilit janë të ndërtuar. nga atome identike. Nga polimerët homozinxhirë, më të zakonshmet janë polimerët e zinxhirit të karbonit, zinxhirët kryesorë të të cilëve përbëhen vetëm nga atome karboni, për shembull, polietileni, polimetil metakrilat, politetrafluoroetilen. Shembuj të polimereve heterozinxhirë. - poliesteret (tereftalat polietileni, polikarbonatet etj.), poliamidet, rrëshirat ure-formaldehide, proteinat, disa polimere organosilikon. polimeret, makromolekulat e të cilave, së bashku me grupet e hidrokarbureve, përmbajnë atome të elementeve inorganike quhen polimere organoelement (shih Polimeret organoelement). një grup i veçantë polimerësh. formojnë polimere inorganike, si squfuri plastik, klorur polifosfonitrili (shih Polimeret inorganike).
Vetitë dhe karakteristikat kryesore të polimereve
Polimeret lineare kanë një kompleks specifik dhe . Më e rëndësishmja nga këto veti janë: aftësia për të formuar fibra dhe filma anizotropikë me qëndrueshmëri të lartë me orientim të lartë; aftësia për deformime të kthyeshme në zhvillim afatgjatë; aftësia për të fryrë në një gjendje shumë elastike para shpërbërjes; solucione me viskozitet të lartë (shih Zgjidhjet e polimerit, ënjtja). Ky grup i vetive është për shkak të peshës së lartë molekulare, strukturës së zinxhirit dhe fleksibilitetit të makromolekulave. Me kalimin nga zinxhirët linearë në rrjetet tredimensionale të degëzuara, të rralla dhe, së fundi, në strukturat e dendura të rrjetit, ky grup karakteristikash bëhet gjithnjë e më pak i theksuar. Polimerët shumë të ndërlidhur janë të patretshëm, të pafushëm dhe të paaftë për deformime shumë elastike.
Polimerët mund të ekzistojnë në gjendje kristalore dhe amorfe. Një kusht i domosdoshëm për kristalizimin është rregullsia e segmenteve mjaft të gjata të makromolekulës. në polimere kristalore. është e mundur shfaqja e strukturave të ndryshme supramolekulare (fibrile, sferulite, monokristale, etj.), lloji i të cilave përcakton kryesisht vetitë e materialit polimer. Strukturat supramolekulare në polimerët jo të kristalizuar (amorfë) janë më pak të theksuara se në ato kristalore.
Polimeret jo të kristalizuara mund të jenë në tre gjendje fizike: të qelqtë, shumë elastik dhe viskoz. polimerët me një temperaturë të ulët të kalimit (nën dhomë) nga një gjendje e qelqtë në një gjendje shumë elastike quhen elastomerë dhe ato me temperaturë të lartë quhen plastikë. Në varësi të përbërjes kimike, strukturës dhe rregullimit të ndërsjellë të makromolekulave, vetitë e polimereve. mund të ndryshojnë në një gamë shumë të gjerë. Pra, 1,4-cis-polibutadieni, i ndërtuar nga zinxhirë hidrokarbure fleksibël, në një temperaturë prej rreth 20 gradë C është një material elastik, i cili në një temperaturë prej -60 gradë C kalon në një gjendje qelqi; Metakrilat polimetil, i ndërtuar nga zinxhirë më të ngurtë, në një temperaturë prej rreth 20 gradë C është një produkt i ngurtë i qelqtë që kalon në një gjendje shumë elastike vetëm në 100 gradë C.
Celuloza, një polimer me zinxhirë shumë të ngurtë të lidhur me lidhje hidrogjenore ndërmolekulare, nuk mund të ekzistojë fare në një gjendje shumë elastike deri në temperaturën e dekompozimit të saj. Ndryshime të mëdha në vetitë e P. mund të vërehen edhe nëse ndryshimet në strukturën e makromolekulave janë në shikim të parë të vogla. Pra, polistiren stereoregular është një substancë kristalore me një pikë shkrirjeje rreth 235 gradë C, dhe jo stereoregula (ataktik) nuk është në gjendje të kristalizohet fare dhe zbutet në një temperaturë prej rreth 80 gradë C.
Polimeret mund të hyjnë në këto lloje kryesore të reaksioneve: formimi i lidhjeve kimike midis makromolekulave (të ashtuquajturat ndërlidhje), për shembull, gjatë vullkanizimit të gomave, rrezitje e lëkurës; zbërthimi i makromolekulave në fragmente të veçanta, më të shkurtra (shih Degradimi i polimereve); reaksionet e grupeve funksionale anësore të polimereve. me substanca me peshë të ulët molekulare që nuk ndikojnë në zinxhirin kryesor (të ashtuquajturat transformime analoge polimer); reaksionet intramolekulare që ndodhin midis grupeve funksionale të një makromolekule, për shembull, ciklizim intramolekular. Ndërlidhja e kryqëzuar shpesh vazhdon njëkohësisht me degradimin. Një shembull i transformimeve polimer-analoge është saponifikimi i polivinil acetatit, duke çuar në formimin e alkoolit polivinil.
Shpejtësia e reaksioneve të polimerit. me substanca me peshë të ulët molekulare shpesh kufizohet nga shpejtësia e difuzionit të kësaj të fundit në fazën polimer. Kjo manifestohet më qartë në rastin e polimereve të ndërlidhura. Shkalla e ndërveprimit të makromolekulave me substanca me peshë të ulët molekulare shpesh varet në mënyrë të konsiderueshme nga natyra dhe vendndodhja e njësive fqinje në lidhje me njësinë reaguese. E njëjta gjë vlen edhe për reaksionet intramolekulare midis grupeve funksionale që i përkasin të njëjtit zinxhir.
Disa veti të polimereve, si tretshmëria, rrjedhja viskoze, qëndrueshmëria, janë shumë të ndjeshme ndaj veprimit të sasive të vogla të papastërtive ose aditivëve që reagojnë me makromolekulat. Pra, për të kthyer polimerët linearë nga të tretshëm në plotësisht të pazgjidhshëm, mjafton të formohen 1-2 lidhje tërthore për makromolekulë.
Karakteristikat më të rëndësishme të polimereve janë përbërja kimike, pesha molekulare dhe shpërndarja e peshës molekulare, shkalla e degëzimit dhe fleksibiliteti i makromolekulave, stererregullsia, etj. Vetitë e polimereve. varen fort nga këto karakteristika.
Përgatitja e polimereve
Polimeret natyrore formohen gjatë biosintezës në qelizat e organizmave të gjallë. Duke përdorur nxjerrjen, reshjet e pjesshme dhe metoda të tjera, ato mund të izolohen nga lëndët e para bimore dhe shtazore. Polimeret sintetike fitohen me polimerizimin dhe polikondensimin. Polimeret e karbozinxhirit zakonisht sintetizohen nga polimerizimi i monomereve me një ose më shumë lidhje të shumta karbon-karbon ose monomere që përmbajnë grupe karbociklike të paqëndrueshme (për shembull, nga ciklopropani dhe derivatet e tij). Polimeret heterozinxhirë përftohen nga polikondensimi, si dhe nga polimerizimi i monomereve që përmbajnë lidhje të shumta elementesh karboni (për shembull, C \u003d O, C º N, N \u003d C \u003d O) ose grupe të dobëta heterociklike (për shembull, në olefinë oksidet, laktamet).
Aplikimi i polimereve
Për shkak të forcës mekanike, elasticitetit, izolimit elektrik dhe vetive të tjera të vlefshme, produktet polimer përdoren në industri të ndryshme dhe në jetën e përditshme. Llojet kryesore të materialeve polimerike janë plastika, goma, fibrat (shih Fibrat tekstile, Fijet kimike), llaqet, bojërat, ngjitësit dhe rrëshirat e këmbimit të joneve. Rëndësia e biopolimerëve përcaktohet nga fakti se ato përbëjnë bazën e të gjithë organizmave të gjallë dhe janë të përfshirë në pothuajse të gjitha proceset jetësore.
Referenca e historisë. Termi "polimeria" u fut në shkencë nga I. Berzelius në 1833 për të treguar një lloj të veçantë të izomerizmit, në të cilin substancat (polimeret) që kanë të njëjtën përbërje kanë pesha të ndryshme molekulare, për shembull, etilen dhe butileni, oksigjen dhe ozon. Kështu, përmbajtja e termit nuk korrespondonte me idetë moderne rreth polimereve. Polimeret sintetike "të vërteta" nuk njiheshin ende në atë kohë.
Një numër polimerësh u përftuan me sa duket që në gjysmën e parë të shekullit të 19-të. Sidoqoftë, atëherë kimistët zakonisht u përpoqën të shtypnin polimerizimin dhe polikondensimin, gjë që çoi në "çamçakëzin" e produkteve të reaksionit kryesor kimik, d.m.th., në fakt, në formimin e një polimeri. (Deri më tani, polimeret shpesh quheshin "rrëshira"). Referencat e para për polimerët sintetikë datojnë në 1838 (poliviniliden klorur) dhe 1839 (polistiren).
Kimia e polimereve u ngrit vetëm në lidhje me krijimin nga A. M. Butlerov të teorisë së strukturës kimike (fillimi i viteve '60 të shekullit të 19-të). A. M. Butlerov studioi marrëdhënien midis strukturës dhe stabilitetit relativ të molekulave, e cila manifestohet në reaksionet e polimerizimit. Shkenca e polimereve mori zhvillimin e saj të mëtejshëm (deri në fund të viteve 1920) kryesisht për shkak të kërkimeve intensive për metodat e sintezës së gomës, në të cilat morën pjesë shkencëtarë kryesorë nga shumë vende (G. Bouchard, W. Tilden, shkencëtari gjerman C. Harries, I. L. Kondakov, S. V. Lebedev dhe të tjerë). Në vitet '30. u vërtetua ekzistenca e mekanizmave të polimerizimit radikal të lirë (H. Staudinger dhe të tjerë) dhe jonikë (shkencëtari amerikan F. Whitmore dhe të tjerë). Puna e W. Carothers luajti një rol të rëndësishëm në zhvillimin e ideve për polikondensimin.
Nga fillimi i viteve 20. Shekulli 20 po zhvillohen edhe ide teorike për strukturën e polimereve. Fillimisht, u supozua se biopolimere të tillë si celuloza, niseshteja, goma, proteinat, si dhe disa polimere sintetike të ngjashme me to në veti (për shembull, poliizopreni), përbëhen nga molekula të vogla me një aftësi të pazakontë për t'u lidhur në tretësirë në komplekset e një natyrë koloidale për shkak të lidhjeve jokovalente (teoria e "blloqeve të vogla"). Autori i një ideje thelbësisht të re të polimereve si substanca të përbëra nga makromolekula, grimca me peshë molekulare jashtëzakonisht të madhe, ishte G. Staudinger. Fitorja e ideve të këtij shkencëtari (në fillim të viteve 1940) na detyroi të konsiderojmë polimeret si një objekt studimi cilësor të ri në kimi dhe fizikë.
Letërsia .: Encyclopedia of polymers, vëll.1-2, M., 1972-74; Strepikheev A. A., Derevitskaya V. A., Slonimsky G. L., Fundamentals of chemistry of macromolecular compounds, 2nd ed., [M., 1967]; Losev I. P., Trostyanskaya E. B., Kimia e polimereve sintetike, botimi i dytë, M., 1964; Korshak V. V., Metodat e përgjithshme për sintezën e përbërjeve makromolekulare, M., 1953; Kargin V. A., Slonimsky G. L., Ese të shkurtra mbi fizikën dhe kiminë e polimereve, botimi i dytë, M., 1967; Oudian J., Bazat e kimisë së polimerit, përkth. nga anglishtja, M., 1974; Tager A. A., Physical Chemistry of Polymers, 2nd ed., M., 1968; Tenford Ch., Kimi fizike e polimereve, përkth. nga anglishtja, M., 1965.
V. A. Kabanov. Burimi www.rubricon.ru
Parathënie
Të gjitha llojet e materialeve polimerike janë substanca në të cilat secila molekulë është një zinxhir prej dhjetëra ose qindra mijëra grupesh identike atomesh të lidhur në seri, dhe i njëjti grup atomesh përsëritet në mënyrë ritmike shumë herë.
përmbajtja
Materialet kryesore polimerike janë rrëshirat dhe plastika. Në varësi të faktit nëse është një polimer termoplastik ose një material termofiks, materiali ose mund të zbutet dhe ngurtësohet në mënyrë të përsëritur, ose të kthehet në një gjendje të ngurtë me një ngrohje të vetme dhe të humbasë përgjithmonë aftësinë e tij për t'u shkrirë. Materialet polimerike moderne më të përdorura janë dispersionet, latekset dhe ngjitësit.
Cilat janë materialet polimer të ndërtimit
Çfarë janë materialet polimerike dhe si përdoren në ndërtim? Të gjitha llojet e materialeve polimerike janë substanca në të cilat secila molekulë është një zinxhir prej dhjetëra ose qindra mijëra grupesh identike atomesh të lidhur në seri, dhe i njëjti grup atomesh përsëritet në mënyrë ritmike shumë herë.
Llojet kryesore të materialeve polimerike ndahen në termoplastikë dhe termorregullues. Polimerët termoplastikë janë në gjendje të zbuten dhe ngurtësohen në mënyrë të përsëritur me ndryshimet e temperaturës, si dhe lehtë të bymehen dhe të treten në tretës organikë. Këto përfshijnë rrëshirat e polistirenit, polietilenit dhe klorurit polivinil (polivinilklorur) dhe plastikës.
Vetia kryesore e materialeve polimerike termike është kalimi në një gjendje të ngurtë të patretshme kur nxehet dhe humbja e pakthyeshme e aftësisë për t'u shkrirë. Polimere të tilla përfshijnë fenol-formaldehid dhe ure-formaldehid, poliester dhe rrëshira epoksi.
Disa lloje të materialeve polimerike në ndërtim nën ndikimin e nxehtësisë, dritës dhe oksigjenit të ajrit ndryshojnë vetitë e tyre me kalimin e kohës: humbasin fleksibilitetin, elasticitetin, me fjalë të tjera, plaken.
Për të parandaluar plakjen e materialeve polimerike ndërtimore moderne, përdoren stabilizues të veçantë (agjentë kundër plakjes), të cilët janë përbërje të ndryshme organometalike të plumbit, bariumit, kadmiumit etj. Për shembull, tinuvina P përdoret si stabilizues.
Cilat janë materialet polimerike dhe cilat janë karakteristikat e tyre kryesore, do të mësoni në këtë faqe.
Materialet plastike polimerike dhe vetitë e tyre
Një nga llojet kryesore të materialeve polimerike është plastika. Ato janë një grup materialesh organike, të cilat bazohen në substanca sintetike ose natyrore me rrëshirë me molekulare të lartë, të afta të derdhen nën ngrohje dhe presion, duke ruajtur në mënyrë të qëndrueshme formën që u është dhënë.
Materialet plastike polimerike kanë veti të mira izoluese termike dhe elektrike, rezistencë ndaj korrozionit dhe qëndrueshmëri. Dendësia mesatare e plastikës është 15-2200 kg/m3; forca në shtypje - 120-160 MPa. Plastika është e pajisur me veti të mira izoluese elektrike dhe termike, rezistencë ndaj korrozionit dhe qëndrueshmëri. Disa prej tyre janë transparente dhe shumë ngjitëse dhe kanë tendencë të formojnë filma të hollë dhe veshje mbrojtëse. Për shkak të vetive të tyre, këto materiale polimerike përdoren gjerësisht në ndërtim, kryesisht në kombinim me lidhës, metale dhe materiale guri.
Plastika përbëhet nga një lidhës - një polimer, një mbushës, një plastifikues dhe një përshpejtues shërues. Në prodhimin e plastikës me ngjyrë, përdoren gjithashtu ngjyra minerale.
Si mbushës në prodhimin e këtij lloji të materialeve polimerike, përdoren pluhurat organike dhe minerale, asbesti, fibrat e drurit dhe qelqit, letra, pëlhura prej qelqi dhe pambuku, rimeso druri, kartoni asbesti etj. Mbushësit jo vetëm që ulin koston e materiali, por gjithashtu përmirëson vetitë individuale të plastikës: rrit fortësinë, forcën, rezistencën ndaj acidit dhe rezistencën ndaj nxehtësisë. Ato duhet të jenë kimikisht inerte, jo të paqëndrueshme dhe jo toksike. Plastifikuesit në prodhimin e plastikës janë acidi i zinkut, stearati i aluminit dhe të tjerë, të cilët i japin materialit plasticitet më të madh. Katalizatorët (përshpejtuesit) përdoren në plastikë për të shpejtuar shërimin. Një shembull i një katalizatori është gëlqereja ose urotropina, të cilat përdoren për të kuruar një polimer fenol-formaldehid.
Materialet polimer sintetike dhe aplikimet e tyre
Sipas metodës së prodhimit, materialet polimerike sintetike ndahen në dy klasa: klasa A - polimere të përftuara nga polimerizimi zinxhir; klasa B - polimere të përftuara nga polikondensimi dhe polimerizimi hap pas hapi.
Procesi i polimerizimit është një kombinim i molekulave të njëjta dhe të ndryshme. Nënproduktet gjatë polimerizimit nuk formohen.
Procesi i polikondensimit është një kombinim i një numri të madh molekulash polireaktive identike dhe të ndryshme të substancave me peshë të ulët molekulare, duke rezultuar në formimin e një substance me peshë të lartë molekulare. Gjatë procesit të polikondensimit, lirohet uji, kloruri i hidrogjenit, amoniaku dhe substanca të tjera.
Rrëshira silikoniështë një grup i veçantë i përbërjeve makromolekulare. E veçanta e këtyre materialeve të ndërtimit polimer është se ato kanë vetitë e substancave organike dhe inorganike.
Karakteristikat fizike dhe mekanike të këtyre materialeve polimerike janë praktikisht të pavarura nga luhatjet e temperaturës në krahasim me rrëshirat konvencionale, përveç kësaj, ato kanë hidrofobi të lartë dhe rezistencë ndaj nxehtësisë. Rrëshirat silikoni përdoren për të marrë produkte të ndryshme që janë rezistente ndaj temperaturave të ngritura (400-500°C).
Fusha kryesore e aplikimit të këtyre materialeve polimerike sintetike është prodhimi i betoneve dhe llaçeve për të rritur qëndrueshmërinë e tyre. Ato përdoren gjithashtu si veshje mbrojtëse në materiale guri natyror dhe artificial (betoni, gëlqeror, travertin, mermer, etj.). Impregnimi ka një efekt mbrojtës për 6-10 vjet, pas së cilës duhet të rinovohet.
Për sipërfaqet e impregnimit të produkteve prej guri natyror dhe strukturave të tjera të ndërtimit, përdoren lëngje organosilikon hidrofobizues (GCL), të cilët treten me tretës organikë para përdorimit, si dhe një emulsion ujor 50% (i bardhë qumështi), i cili përzihet me ujë para përdorimit. në raport 1:10.
Dispersion polivinil acetat (PVA)është një produkt i polimerizimit të acetatit vinil në një mjedis ujor në prani të një iniciatori dhe një koloid mbrojtës. Është një lëng viskoz me ngjyrë të bardhë, homogjen, pa klithma dhe përfshirje të huaja.
PVA, në varësi të viskozitetit, prodhohet në tre klasa: H - viskozitet i ulët, C - viskozitet i mesëm, B - viskozitet i lartë. Përdoret në prodhimin e llaçeve të çimentos polimer, mastikëve, pastave, të cilat përdoren në punimet e ballafaqimit.
Lateksi sintetik SKS-65GP- një produkt i polimerizimit të përbashkët të butadienit me stiren në një raport 35:65 (nga pesha) në një emulsion ujor duke përdorur acide yndyrore sintetike si emulsifikues nekal dhe sapun natriumi. Lateksi SKS-65GP përdoret në prodhimin e betonit polimer, bojrave të emulsionit, mastikëve dhe pastave të përdorura në punimet e ballafaqimit. Lateksi përdoret gjithashtu në aplikimin e veshjeve të ndryshme.
Karakteristikat fizike dhe kimike të këtij materiali ndërtimi polimer latex SKS-65GP:
- përmbajtja e lëndës së thatë, %, jo më pak se 47;
- përmbajtja e stirenit të papolimerizuar, %, jo më shumë se 0,08;
- përqendrimi i joneve të hidrogjenit (pH), jo më pak se 11;
- tensioni sipërfaqësor, dyne/cm2, jo më shumë se 40;
- viskoziteti, s - 11-15;
- përmbajtja e hirit, %, jo më shumë se 1.5.
Lateksi sintetik SKS-ZOSHR është produkt i polimerizimit të bashkimit të butadienit me stiren në një emulsion ujor, i përdorur si material lidhës ose ngjitës në punimet e ballafaqimit.
Vetitë fizike dhe kimike të lateksit SKS-ZOSHR:
- përmbajtja e lëndës së thatë, %, jo më pak se 33;
- temperatura e xhelatinimit, °С, jo më e lartë se 14;
- përmbajtja e alkalit të lirë, %, jo më shumë se 0,15.
Karakteristikat e ngjitësve polimer
Ngjitësit polimer prodhohen në formën e lëngjeve, pluhurave dhe filmave.
Ngjitësit e lëngshëm janë dy llojesh. Lloji i parë i përbërjeve ngjitëse janë gomat, rrëshirat ose derivatet e celulozës të tretura në një tretës organik të avullueshëm (alkool ose aceton). Pas avullimit të tretësit, formohet një lidhje e fortë ngjitëse. Lloji i dytë i përbërjeve ngjitëse janë solucione ujore të rrëshirave të përgatitura posaçërisht për ngjitës. Zgjidhje të tilla, kur ruhen siç duhet, nuk trashen për disa muaj. Ngjitësit e lëngshëm përmbajnë 40-70% ngjitës të ngurtë.
Nga ngjitësit e lëngshëm, më të zakonshmet janë melamine-formaldehidi, fenol-formaldehidi, ure-formaldehidi, goma, epoksi, polivinil acetati dhe ngjitësit me shtimin e silikoneve.
Ngjitësja CMC (kripa natriumi e karboksimetil celulozës) përdoret në prodhimin e mastikëve dhe solucioneve të përdorura në.
Ngjitës karbinol (vinylacetilene carbolene)- Është një lëng transparent viskoz me ngjyrë portokalli të hapur, i cili ka një fuqi ngjitëse të lartë. Prandaj, ajo quhet universale. Është në gjendje të ngjitë materiale të ndryshme edhe si beton, gur, metal, dru. Ngjitësi i ngurtësuar me karbinol është rezistent ndaj vajrave, acideve, alkaleve, benzinës, acetonit dhe ujit.
Acidi nitrik i koncentruar ose peroksidi benzoil përdoren si katalizatorë për të përshpejtuar forcimin e ngjitësit të karbinolit. Ky i fundit është pluhur shpërthyes, ndaj duhet ruajtur larg zjarrit.
Ngjitësja e karbinolit prodhohet në bazë të shurupit karbinol (100 wt.h) të dy përbërjeve: në të parën shtohet peroksid benzoil (1-3 wt.h.) si forcues, në të dytën - acid nitrik i koncentruar (1- 2 wt.h.). h.).
Ngjitësi karbinol ruhet në temperaturë 20°C dhe në errësirë, pasi humbet aftësinë ngjitëse nën ndikimin e dritës.
Ngjitës epoksiËshtë një lëng i qartë, viskoz, kafe e lehtë me ngjitshmëri të lartë. Përdoret për ngjitjen e gurit, betonit, pllakave qeramike. Lidhja ngjitëse epoksi e ngurtësuar është rezistente ndaj acideve, alkaleve, tretësve, ujit, si dhe ndaj ngarkesave të larta mekanike. Ngurtësuesit e rrëshirës epokside janë polietilenpoliamine ose heksametilendiamine, dhe dibutilftolati është një plastifikues.
Prezantimi
1. Veçoritë e polimereve
2. Klasifikimi
3. Llojet e polimereve
4. Aplikimi
5. Shkenca e polimerit
konkluzioni
Lista e burimeve të përdorura
Prezantimi
Zinxhirët e molekulave të polipropilenit.
Polimere(Greqisht shumë- - shumë; μέρος - pjesë) - substanca inorganike dhe organike, amorfe dhe kristalore të marra nga përsëritja e përsëritur e grupeve të ndryshme të atomeve, të quajtura "njësi monomerike", të lidhura në makromolekula të gjata me lidhje kimike ose koordinuese. Një polimer është një përbërje me peshë të lartë molekulare: numri i njësive monomerike në një polimer (shkalla e polimerizimit) duhet të jetë mjaft e madhe. Në shumë raste, numri i njësive mund të konsiderohet i mjaftueshëm për të klasifikuar një molekulë si polimer nëse vetitë molekulare nuk ndryshojnë me shtimin e njësisë së ardhshme të monomerit. Si rregull, polimeret janë substanca me një peshë molekulare prej disa mijëra deri në disa miliona.
Nëse lidhja ndërmjet makromolekulave kryhet me ndihmën e forcave të dobëta të van der Waals-it, ato quhen termoplastikë, nëse me ndihmën e lidhjeve kimike - termoset. Polimeret lineare përfshijnë, për shembull, celulozën; polimerët e degëzuar, për shembull, amilopektina, kanë polimere me struktura komplekse hapësinore tre-dimensionale.
Në strukturën e polimerit, mund të dallohet një lidhje monomerike - një fragment strukturor i përsëritur që përfshin disa atome. Polimeret përbëhen nga një numër i madh grupesh (njësish) përsëritëse të së njëjtës strukturë, për shembull, klorur polivinil (-CH2-CHCl-) n, gomë natyrale, etj. Përbërjet me molekula të larta, molekulat e të cilave përmbajnë disa lloje grupesh përsëritëse quhen kopolimere ose heteropolimere.
Polimeri formohet nga monomeret si rezultat i reaksioneve të polimerizimit ose polikondensimit. Polimeret përfshijnë komponime të shumta natyrore: proteina, acide nukleike, polisaharide, gome dhe substanca të tjera organike. Në shumicën e rasteve, koncepti i referohet komponimeve organike, por ka shumë polimere inorganike. Një numër i madh polimerësh përftohen në mënyrë sintetike në bazë të përbërjeve më të thjeshta të elementeve me origjinë natyrore nëpërmjet polimerizimit, polikondensimit dhe transformimeve kimike. Emrat e polimereve janë formuar nga emri i monomerit me parashtesë poli-: polietileni, polipropileni, polivinilacetati etj.
1. Veçoritë e polimereve
Karakteristikat e veçanta mekanike:
elasticitet- aftësia për deformime të larta të kthyeshme me një ngarkesë relativisht të vogël (goma);
brishtësia e ulët e polimereve qelqi dhe kristalore (plastika, qelqi organik);
aftësia e makromolekulave për t'u orientuar nën veprimin e një fushe mekanike të drejtuar (përdoret në prodhimin e fibrave dhe filmave).
Karakteristikat e zgjidhjeve të polimerit:
viskozitet i lartë i tretësirës në përqendrim të ulët të polimerit;
shpërbërja e polimerit ndodh përmes fazës së bymimit.
Karakteristikat e veçanta kimike:
aftësia për të ndryshuar në mënyrë dramatike vetitë e tij fizike dhe mekanike nën veprimin e sasive të vogla të një reagjenti (vullkanizimi i gomës, rrezitja e lëkurës, etj.).
Vetitë e veçanta të polimereve shpjegohen jo vetëm nga pesha e tyre e madhe molekulare, por edhe nga fakti se makromolekulat kanë një strukturë zinxhir dhe janë fleksibël.
2. Klasifikimi
Sipas përbërjes kimike, të gjithë polimerët ndahen në organikë, organoelement, inorganik.
polimere organike.
polimere organoelement. Ato përmbajnë atome inorganike (Si, Ti, Al) të kombinuara me radikale organike në zinxhirin kryesor të radikaleve organike. Ata nuk ekzistojnë në natyrë. Një përfaqësues i marrë artificialisht janë komponimet organosilikon.
Duhet të theksohet se kombinimet e grupeve të ndryshme të polimereve përdoren shpesh në materialet teknike. Këto janë materiale të përbëra (për shembull, tekstil me fije qelqi).
Sipas formës së makromolekulave, polimeret ndahen në rrjete lineare, të degëzuara (një rast i veçantë - në formë ylli), fjongo, të sheshtë, në formë krehër, polimer, etj.
Polimerët klasifikohen sipas polaritetit (duke ndikuar në tretshmërinë në lëngje të ndryshme). Polariteti i njësive polimer përcaktohet nga prania e dipoleve në përbërjen e tyre - molekula me një shpërndarje të shkëputur të ngarkesave pozitive dhe negative. Në lidhjet jopolare, momentet dipole të lidhjeve të atomeve kompensohen reciprokisht. Polimeret njësitë e të cilëve kanë polaritet të konsiderueshëm quhen hidrofilë ose polare. Polimere me lidhje jo polare - jo polare, hidrofobike. Polimeret që përmbajnë njësi polare dhe jopolare quhen amfifile. Homopolimerë, secila lidhje e të cilave përmban grupe të mëdha polare dhe jopolare, propozohet të quhen homopolimerë amfifilë.
Në lidhje me ngrohjen, polimerët ndahen në termoplastikë dhe termoset. Polimeret termoplastikë (polietileni, polipropileni, polistireni) zbuten kur nxehen, madje shkrihen dhe ngurtësohen kur ftohen. Ky proces është i kthyeshëm. Polimerët termorregullues, kur nxehen, i nënshtrohen degradimit kimik të pakthyeshëm pa shkrirje. Molekulat e polimereve termoset kanë një strukturë jolineare të përftuar nga ndërlidhja (për shembull, vullkanizimi) i molekulave të polimerit me zinxhir. Vetitë elastike të polimereve termofiksuese janë më të larta se ato të termoplastikës, megjithatë, polimerët termorregullues praktikisht nuk rrjedhin, si rezultat i të cilave ata kanë një stres më të ulët thyerjeje.
Polimeret organike natyrale formohen në organizmat bimore dhe shtazore. Më të rëndësishmet prej tyre janë polisaharidet, proteinat dhe acidet nukleike, prej të cilave përbëhen kryesisht trupat e bimëve dhe kafshëve dhe që sigurojnë vetë funksionimin e jetës në Tokë. Besohet se faza vendimtare në shfaqjen e jetës në Tokë ishte formimi i molekulave më komplekse, me molekula të larta nga molekula të thjeshta organike (shiko Evolucioni kimik).
3. Llojet e polimereve
polimere sintetike. Materiale polimer artificiale
Njeriu ka përdorur materiale polimerike natyrore në jetën e tij për një kohë të gjatë. Bëhet fjalë për lëkurën, peliçen, leshin, mëndafshin, pambukun etj., që përdoren për prodhimin e veshjeve, lidhësve të ndryshëm (çimento, gëlqere, argjilë), të cilët, me përpunimin e duhur, formojnë trupa polimerikë tredimensionale që përdoren gjerësisht si materiale ndërtimi. Sidoqoftë, prodhimi industrial i polimereve zinxhir filloi në fillim të shekullit të 20-të, megjithëse parakushtet për këtë u shfaqën më herët.
Pothuajse menjëherë, prodhimi industrial i polimereve u zhvillua në dy drejtime - duke përpunuar polimere organike natyrale në materiale polimerike artificiale dhe duke marrë polimere sintetike nga komponimet organike me peshë të ulët molekulare.
Në rastin e parë, prodhimi me kapacitet të madh bazohet në celulozë. Materiali i parë polimer nga celuloza e modifikuar fizikisht - celuloidi - u mor në fillim të shekullit të 20-të. Prodhimi në shkallë të gjerë i etereve dhe estereve të celulozës u organizua para dhe pas Luftës së Dytë Botërore dhe vazhdon edhe sot e kësaj dite. Mbi bazën e tyre prodhohen filma, fibra, bojëra dhe llaqe dhe trashës. Duhet të theksohet se zhvillimi i kinemasë dhe fotografisë ishte i mundur vetëm për shkak të shfaqjes së një filmi transparent të nitrocelulozës.
Prodhimi i polimereve sintetike filloi në vitin 1906, kur L. Baekeland patentoi të ashtuquajturën rrëshirë bakelite - produkt i kondensimit të fenolit dhe formaldehidit, i cili kur nxehet shndërrohet në një polimer tredimensional. Është përdorur për dekada në kutitë e instrumenteve elektrike, bateritë, televizorët, prizat dhe më shumë, dhe tani përdoret më shpesh si lidhës dhe ngjitës.
Falë përpjekjeve të Henri Fordit, para Luftës së Parë Botërore, filloi zhvillimi i shpejtë i industrisë së automobilave, fillimisht i bazuar në gomën natyrale, pastaj edhe atë sintetike. Prodhimi i kësaj të fundit u zotërua në prag të Luftës së Dytë Botërore në Bashkimin Sovjetik, Angli, Gjermani dhe SHBA. Në të njëjtat vite, u përvetësua prodhimi industrial i polistirenit dhe klorurit polivinil, të cilët janë materiale të shkëlqyera izoluese elektrike, si dhe polimetil metakrilatit - pa xhami organik të quajtur "pleksiglas", ndërtimi i avionëve masiv gjatë viteve të luftës do të ishte i pamundur.
Pas luftës, rifilloi prodhimi i fibrave poliamide dhe pëlhurave (kapron, najlon), i cili kishte filluar para luftës. Në vitet 50. Shekulli 20 U zhvillua fibra poliester dhe u përvetësua prodhimi i pëlhurave të bazuara në të të quajtura lavsan ose polietileni tereftalat. Polipropileni dhe nitroni - leshi artificial i bërë nga poliakrilonitrili - mbyllin listën e fibrave sintetike që njerëzit modern përdorin për veshje dhe aktivitete industriale. Në rastin e parë, këto fibra kombinohen shumë shpesh me celulozë natyrale ose fibra proteinike (pambuk, lesh, mëndafsh). Një ngjarje epokale në botën e polimereve ishte zbulimi në mesin e viteve 50 të shekullit XX dhe zhvillimi i shpejtë industrial i katalizatorëve Ziegler-Natta, i cili çoi në shfaqjen e materialeve polimerike të bazuara në poliolefina dhe, mbi të gjitha, polipropileni dhe të ulët. -polietileni me presion (para kësaj, prodhimi i polietilenit në një presion prej rreth 1000 atm.), si dhe polimere stereore të afta për kristalizimin. Më pas u futën në prodhim masiv poliuretanët - ngjitësit më të zakonshëm, materialet e buta ngjitëse dhe poroze (gome shkumë), si dhe polisiloksanët - polimere organoelement që kanë rezistencë ndaj nxehtësisë dhe elasticitet më të lartë në krahasim me polimerët organikë.
Lista mbyllet nga të ashtuquajturat polimere unike të sintetizuara në vitet 60-70. Shekulli 20 Këto përfshijnë poliamide aromatike, poliimide, poliesterë, ketone poliester, etj.; Një atribut i domosdoshëm i këtyre polimereve është prania e cikleve aromatike dhe (ose) strukturave aromatike të kondensuar. Ato karakterizohen nga një kombinim i vlerave të jashtëzakonshme të forcës dhe rezistencës ndaj nxehtësisë.
Polimere zjarrduruese
Shumë polimere, të tilla si poliuretanët, poliesterët dhe rrëshirat epoksi, priren të ndizen, gjë që shpesh është e papranueshme në praktikë. Për të parandaluar këtë, përdoren aditivë të ndryshëm ose përdoren polimerë të halogjenizuar. Polimeret e pangopura të halogjenizuara sintetizohen duke përfshirë në kondensim monomere të klorur ose të brominuar, si acidi heksakloroendometilen tetrahidroftalik (HCEMTFA), glikol dibromoneopentil ose acid tetrabromoftalik. Disavantazhi kryesor i polimerëve të tillë është se kur digjen, ato janë në gjendje të lëshojnë gazra që shkaktojnë korrozion, gjë që mund të ketë një efekt të dëmshëm në elektronikën aty pranë. Duke pasur parasysh kërkesat e larta të sigurisë mjedisore, vëmendje e veçantë i kushtohet përbërësve pa halogjen: komponimet e fosforit dhe hidroksidet e metaleve.
Veprimi i hidroksidit të aluminit bazohet në faktin se nën ekspozimin e temperaturës së lartë, lirohet uji, i cili parandalon djegien. Për të arritur efektin, është e nevojshme të shtoni sasi të mëdha të hidroksidit të aluminit: nga pesha 4 pjesë në një pjesë të rrëshirave poliestër të pangopur.
Pirofosfati i amonit funksionon në një parim tjetër: shkakton shkumëzimin, i cili, së bashku me një shtresë qelqi të pirofosfateve, izolon plastikën nga oksigjeni, duke penguar përhapjen e zjarrit.
Një mbushës i ri premtues janë aluminosilikatet e shtresuara, prodhimi i të cilave po krijohet në Rusi.
4. Aplikimi
Për shkak të vetive të tyre të vlefshme, polimeret përdoren në inxhinierinë mekanike, industrinë e tekstilit, bujqësinë dhe mjekësinë, automobilat dhe ndërtimin e anijeve, prodhimin e avionëve dhe në jetën e përditshme (tekstile dhe produkte lëkure, enët, ngjitës dhe llaqe, bizhuteri dhe sende të tjera). Në bazë të komponimeve makromolekulare, prodhohen goma, fibrat, plastika, filmat dhe veshjet me bojë. Të gjitha indet e organizmave të gjallë janë komponime makromolekulare.
5. Shkenca e polimerit
Shkenca e polimereve filloi të zhvillohet si një fushë e pavarur e njohurive me fillimin e Luftës së Dytë Botërore dhe u formua në tërësi në vitet '50. Shekulli XX, kur u realizua roli i polimereve në zhvillimin e përparimit teknik dhe aktivitetit jetësor të objekteve biologjike. Ai është i lidhur ngushtë me fizikën, kiminë fizike, koloidale dhe organike dhe mund të konsiderohet si një nga themelet bazë të biologjisë molekulare moderne, objekt studimi të së cilës janë biopolimerët.
Lista e burimeve të përdorura
1. Enciklopedia e polimereve, vëll.1 - 3, kap. ed. V. A. Kargin, M., 1972 - 77;
2. Makhlis F. A., Fedyukin D. L., Terminological reference book on rubber, M., 1989;
3. Krivoshey V. N., Paketimi i bërë nga materiale polimerike, M., 1990;
4. Sheftel V. O., Substancat e dëmshme në plastikë, M., 1991;
Abstrakt me temën "Polimeret" përditësuar: 18 janar 2018 nga: Artikuj shkencorë.Ru
Artikulli më poshtë do të përpiqet t'i përgjigjet pyetjes se çfarë është një polimer. Këtu do të shikojmë përkufizimin e një termi të tillë, tiparet e marrëdhënieve që lindin në molekula, edukim, të dhëna historike dhe shumë më tepër.
Prezantimi
Çfarë është një polimer? Kjo është një substancë që ka natyrë inorganike ose organike dhe formohet nëpërmjet lidhjeve kimike që shkaktojnë dhe u japin atyre një formë amorfe ose kristalore. Një polimer lind duke kombinuar një numër të madh njësish të monomerëve të thjeshtë, dhe struktura që rezulton quhet makromolekulë. Lloji i lidhjes mund të jetë: tip koordinues ose kimik. Koncepti i një polimeri është i lidhur ngushtë me plastikën.
Komunikimi i molekulave
Kur i përgjigjeni pyetjes se çfarë është një polimer, është e rëndësishme të dini se si janë të ndërlidhura molekulat në një substancë të tillë. Në rastin kur makromolekulat kombinohen me anë të një force të dobët van der Waals, ato quhen termoplastikë. Nëse lidhja me të cilën ato lidhen është e natyrës kimike, atëherë ajo është një termoplastik.
Ekzistojnë forma lineare të polimereve (celulozë) dhe të degëzuara (amilopektina). Ky i fundit ka një strukturë komplekse tre-dimensionale. Struktura e polimerit paracakton praninë e një njësie monomeri. Ky është një fragment zinxhir që përsëritet rregullisht dhe përbëhet nga disa atome.
Arsimi
Një polimer (polimer) është një substancë që formohet në një sërë fenomenesh të ndryshme gjatë reaksionit të polimerizimit, si dhe polikondensimit. Ky grup komponimesh përfshin shumë përbërës ushqimorë natyralë, ndër të cilët janë: proteinat (proteina), karbohidratet polisakaride, do të mësoj, një numër acidesh nukleike etj. Pavarësisht se këto janë kryesisht substanca organike, përbërjet inorganike gjithashtu kanë një sasi të madhe. numri i entiteteve kimike të ngjashme. Shumë prej tyre fitohen me sintezë artificiale.
Specifikimi
Substancat e konsideruara në këtë artikull kanë shumë karakteristika që shkaktojnë një nevojë të madhe për përdorimin e tyre nga njerëzit.
Veçoritë e vetive mekanike përfshijnë elasticitetin e tyre, brishtësinë e ulët të serisë xhami dhe kristalore të polimereve, si dhe aftësinë me të cilën orientohen makromolekulat në përbërje përmes aktivitetit të fushave mekanike të drejtuara.
Tretësirat e polimerit kanë një viskozitet të lartë në përqendrime të ulëta. Ato mund të shpërndahen pasi të kalojnë fazën e ënjtjes.
Vetia kryesore e llojit kimik është aftësia e tyre për të ndryshuar shpejt grupin e vetive fizike dhe mekanike të tyre nën ndikimin e një sasie të vogël reagentësh. Molekulat karakterizohen nga fleksibilitet i lartë.
Llojet
Klasifikimi i polimereve përcaktohet në përputhje me disa parametra.
Marrja e tyre nga pikëpamja e kimisë na lejon të dallojmë elementet jo- dhe organike, si dhe organoelementet. Këto të fundit përfshijnë substanca që përmbajnë grupe radikalesh të tipit inorganik në bazën e zinxhirit. Këtu gjurmohet aftësia e polimereve për të krijuar marrëdhënie midis substancave me natyrë të ndryshme. Një shembull është një përbërës organosilikon i marrë artificialisht. Llojet inorganike të polimereve shpërndajnë karbonin në njësi përsëritëse, por mund ta përfshijnë atë në zëvendësuesit anësore.
Në përputhje me formën, dallohen disa lloje kryesore të lidhjeve: lineare, rrjetë, në formë krehër, e sheshtë, e degëzuar, ndonjëherë në formë ylli (pjesë e grupit të degëzuar) dhe të tjera.
Llojet e tjera të polimereve mund të dallohen duke përcaktuar polaritetin e tyre, vlera e të cilave mund të gjendet duke llogaritur numrin e dipoleve. Çfarë është kjo?
Një dipol është një molekulë që ka një formë të shkëputur të shpërndarjes së ngarkesave "+" dhe "-". Lidhja jopolare kompenson reciprokisht momentin dipol të lidhjes ndërmjet atomeve. Polimerët, të cilët karakterizohen nga prania e një shkalle të konsiderueshme polariteti, klasifikohen si hidrofilë. Një substancë amfifilike është një përbërje e monomereve që ka njësi jopolare dhe polare.
Reaksionet e polimereve ndaj ngrohjes bëjnë të mundur dallimin midis tyre termofiksues dhe termoplastik. Të parat përfshijnë substanca që zbuten kur nxehen dhe ngurtësohen kur ekspozohen ndaj temperaturave të ulëta. Procesi është i kthyeshëm. Polimerët termorregullues nuk rikuperohen nën ndikimin e temperaturave të larta dhe reagimi konsiderohet i pakthyeshëm.
Procesi i zhvillimit
Çfarë është një polimer? Kjo pyetje buron nga lashtësia. Sidoqoftë, në këtë formë ajo u formulua relativisht kohët e fundit. Substanca të tilla janë përdorur nga njeriu që nga kohërat e lashta. Mëndafshët, materialet e pambukut, lëkura, leshi dhe shumë të tjera u përdorën nga paraardhësit tanë për të krijuar elemente veshjeje, si përbërës lidhës, gjatë trajtimeve të ndryshme, etj. Formulimi i pyetjes ndryshoi gjatë rrjedhës së evolucionit njerëzor, por ishte gjithmonë i një natyrës së përgjithshme.
Në ndërmarrjet industriale, polimerët e zinxhirit filluan të prodhoheshin në fillim të shekullit të 20-të. Që nga fillimi i industrisë për prodhimin e tyre, rrugët për formimin e komponimeve janë ndarë në dy degë. E para ishte e angazhuar në përpunimin e polimereve, formave organike dhe natyrore. Me ndihmën e tyre u krijuan specie artificiale. Procesi i sintezës, si rregull, zhvillohet me pjesëmarrjen e një serie përbërjesh me peshë të ulët molekulare.
Aktualisht, një nga prodhimet më të mëdha dhe në shkallë të gjerë përdor celulozën si bazë. Procesi nuk u përmirësua menjëherë. Materiali i parë që u përftua duke modifikuar fizikisht celulozën është një polimer celuloid. Sidoqoftë, zbulimi i tij i parë u bë para shekullit të njëzetë - në mes të shekullit të nëntëmbëdhjetë. Zotërimi i patentës për rrëshirën e bakelitit, i krijuar nga Leo Baekeland, i dha shtysë fillimit të zhvillimit të shpejtë të industrive në të cilat prodhoheshin polimere. Kjo ndodhi në vitin 1906. Rrëshira e përmendur është produkt i procesit të kondensimit të formaldehidit të çiftëzuar me fenolin. U bë e mundur të vëzhgohej transformimi gjatë ngrohjes dhe si rezultat i këtij fenomeni u formuan komponime tredimensionale. Prej dekadash, kjo rrëshirë është përdorur në prodhimin e kutive për mekanizma të ndryshëm, si bateri, televizor, priza etj.
Kontributi i Henry Ford
Prodhimi i polimereve është kryesisht për shkak të përpjekjeve të bëra nga G. Ford. Para shpërthimit të Luftës së Parë Botërore, ai zhvilloi në mënyrë aktive industrinë e automobilave. Fillimisht, ai përdori goma natyrale, dhe më pas filloi t'i sintetizonte artificialisht. Prodhimi i kësaj të fundit u studiua dhe u përvetësua fuqishëm në vitet 1937-1939. Vendet kryesore që kanë investuar shumë kohë, para dhe mjete të tjera në këtë janë BRSS, Anglia, Shtetet e Bashkuara të Amerikës dhe Gjermania. Në të njëjtën periudhë, u përvetësuan polistiren dhe klorur polivinil, të cilët izoluan në mënyrë të përsosur instalimet elektrike. Zbulimi i polimetil metakrilatit bëri të mundur krijimin e një prodhimi në shkallë të gjerë të avionëve gjatë viteve të luftës.
Pas përfundimit të luftës, sinteza e pëlhurave dhe fibrave poliamide filloi të rifillonte. Prodhimi i tyre filloi të zhvillohej edhe para konfliktit të dytë midis vendeve. Në vitet pesëdhjetë të shekullit të 20-të, u zhvilluan metoda për marrjen e fibrave poliester, si dhe u përvetësua edhe prodhimi i materialeve të tilla si lavsan dhe polietileni tereflatate. Substancat e polipropilenit (leshi i përftuar artificialisht) janë një shembull tjetër i mrekullueshëm i shfrytëzimit të fibrave të marra gjatë reaksionit të polikondensimit dhe polimerizimit.
Struktura zjarrduruese
Polimer - çfarë është? Duke marrë parasysh një pyetje të tillë, përmendëm aftësinë e tyre për t'iu përgjigjur trajtimit termik.
Duke hyrë në këtë, është e rëndësishme të dini se shumë polimerë janë të ndezshëm. Substancat e tilla janë lehtësisht të djegshme. Megjithatë, kjo është e papranueshme në shumicën e rasteve gjatë prodhimit dhe funksionimit të tyre. Për të parandaluar mundësinë e një incidenti të tillë, një seri e veçantë aditivësh i shtohen përbërjes së polimerit.
Ekziston një koncept i polimereve të halogjenizuar, të cilët krijohen duke përfshirë në reaksionet e kondensimit, një grup të ndryshëm monomerësh të klorur ose të brominuar. Komponime të tilla kanë rezistencë të lartë, por disavantazhi i tyre është se kur ekspozohen ndaj temperaturave të larta, ato fillojnë të formojnë gazra që shkaktojnë procese korrozioni. Kjo ndikon negativisht në pajisjet elektrike që ndodhen aty pranë.
Metodat e funksionimit
Duke shqyrtuar polimeret dhe plastika, mund të themi se ato kanë karakteristika të përbashkëta cilësore. Të dy përbërësit përdoren në degë të ndryshme të veprimtarisë njerëzore, për shembull, në prodhimin e makinave, për qëllime bujqësore, në mjekësi, në prodhimin e avionëve, në ndërtimin e anijeve, etj. Mjedisi i përditshëm i një personi nuk mund të bëjë pa këto substanca. Falë përbërjeve të një lloji të lartë molekular, është e mundur të prodhohen fibra të ndryshme, gome dhe, në fakt, plastikë. Gjithashtu nuk harrojmë se trupi ynë funksionon për shkak të pranisë së një numri të madh polimerësh në të, të cilët jo vetëm ndërtojnë organe dhe inde, por shërbejnë edhe si një mjet për nxjerrjen e burimeve të energjisë, për shembull, ATP ose NADP, të formuara gjatë oksidimi dhe tretja biologjike.
Studimi i polimereve
Përkufizimi i polimereve u formulua mbi 150 vjet më parë. Sidoqoftë, shkenca që i studion ato u bë e pavarur vetëm para shpërthimit të Luftës së Dytë Botërore, e cila filloi në 1939. Ajo mori një zhvillim më të fortë tashmë në vitet pesëdhjetë të shekullit të njëzetë dhe më pas u studiua në detaje. Në këtë kohë u përcaktua roli i polimereve, marrëdhënia e tyre me zhvillimin e progresit në natyrë teknike, ndikimi i tyre në objektet biologjike etj. Dega e shkencës që studion komponime të tilla është e lidhur ngushtë me seksione të ndryshme të kimisë, fizikës dhe fizikës, etj. biologjisë.