Термин полимер обычно используется в индустрии пластмасс и композитов, часто как синоним пластика или смола . Фактически, полимеры включают в себя ряд материалов с различными свойствами. Их можно найти в обычных предметах домашнего обихода, в одежде и игрушках, в строительных материалах и изоляционных материалах, а также во многих других продуктах.
Определение
Полимер – это химическое соединение, молекулы которого связаны в длинные повторяющиеся цепи. Благодаря своей структуре полимеры обладают уникальными свойствами, которые можно адаптировать для различных целей.
Полимеры созданы как человеком, так и естественным образом. Например, каучук – это натуральный полимерный материал, который использовался тысячи лет. Обладает превосходными эластичными качествами, это результат молекулярной полимерной цепи, созданной матерью-природой. Другой природный полимер – это шеллак, смола, производимая клопом в Индии и Таиланде, который используется в качестве грунтовки для краски, герметика и лака.
Самый распространенный природный полимер на Земле – это целлюлоза, органическое соединение, содержащееся в клеточных стенках растений. Он используется для производства бумажных изделий, текстиля и других материалов, таких как целлофан.
Искусственные или синтетические полимеры включают такие материалы, как полиэтилен, наиболее распространенный пластик в мире встречается в различных предметах, от хозяйственных сумок до контейнеров для хранения, и полистирол, материал, используемый для упаковки арахиса и одноразовых стаканчиков. Некоторые синтетические полимеры пластичны (термопласты), а другие остаются жесткими (термореактивные). Третьи имеют каучукоподобные свойства (эластомеры) или напоминают растительные или животные волокна (синтетические волокна). Эти материалы можно найти во всех видах товаров, от купальных костюмов до сковородок.
Свойства
В зависимости от желаемого использования, полимеры можно отрегулировать, чтобы использовать определенные полезные свойства. К ним относятся:
- Отражательная способность : некоторые полимеры используются для производства световозвращающей пленки, которая используется в различные световые технологии.
- Ударопрочность . Прочные пластмассы, выдерживающие грубое обращение, идеально подходят для багажа, защитных чехлов, автомобильных бамперов и т. д.
- Хрупкость : некоторые формы полистирола твердые, хрупкие и легко деформируются при нагревании.
- Прозрачность : прозрачные полимеры, включая полимерную глину, часто используются в декоративно-прикладном искусстве.
- Пластичность : в отличие от хрупких полимеров пластичные полимеры могут быть деформируется, не разваливаясь. Такие металлы, как золото, алюминий и сталь, известны своей пластичностью. Пластичные полимеры, хотя и не такие прочные, как другие полимеры, полезны для многих целей.
- Эластичность : натуральные и синтетические каучуки обладают эластичными свойствами, что делает их идеальными для автомобилей. шины и аналогичные товары.
Полимеризация
Полимеризация – это процесс создания синтетических полимеров путем объединения небольших молекул мономера в цепи, удерживаемые вместе ковалентные связи. Двумя основными формами полимеризации являются полимеризация с постепенным ростом и полимеризация с ростом цепи. Основное различие между ними состоит в том, что при полимеризации с ростом цепи молекулы мономера добавляются к цепи по одной молекуле за раз. При ступенчатой полимеризации несколько молекул мономера связаны непосредственно друг с другом.
Если бы вы могли посмотреть на полимерную цепь крупным планом, вы бы увидели, что Визуальная структура и физические свойства молекулярной цепи имитируют физические свойства полимера. Например, если полимерная цепь содержит плотно скрученные связи между мономерами, которые трудно разорвать, полимер, вероятно, будет прочным и жестким. С другой стороны, если полимерная цепь включает молекулы с характеристиками растяжения, полимер, вероятно, будет иметь гибкие свойства.
Сшитые полимеры
Большинство полимеров, обычно называемых пластиками или термопластами, состоят из цепочек молекул, которые можно разорвать и повторно связать. Большинство обычных пластмасс можно согнуть в новую форму путем нагревания. Их также можно перерабатывать. Например, пластиковые бутылки из-под газировки можно переплавить и повторно использовать для производства различных продуктов, от новых бутылок из-под газировки до ковров и флисовых курток.
Сшитые полимеры, с другой стороны, не может повторно связываться после разрыва поперечно-сшитой связи между молекулами. По этой причине сшитые полимеры часто обладают такими характеристиками, как более высокая прочность, жесткость, термические свойства и твердость.
В композитах FRP (армированный волокном полимер) В продуктах чаще всего используются сшитые полимеры, которые называются смолой или термореактивной смолой. Наиболее распространенными полимерами, используемыми в композитах, являются полиэфир, сложный виниловый эфир и эпоксидная смола..
Примеры
Обычные полимеры включают:
- Полипропилен (PP): ковер, обивка.
- Полиэтилен низкой плотности (LDPE): пакеты для продуктов.
- Полиэтилен высокой плотности (HDPE): бутылки для моющих средств, игрушки
- Поли (винилхлорид) (ПВХ): трубы, настил
- Полистирол (ПС): игрушки, пена.
- Политетрафторэтилен ( ПТФЭ, тефлон): сковороды с антипригарным покрытием, электроизоляция.
- Поли (метилметакрилат) (ПММА, люцит, оргстекло): лицевые щитки, световые люки.
- Поли (винил) ацетат) (ПВА): краски, клеи.
- Полихлоропрен (неопрен): мокрые костюмы
