Терминът полимер често се използва в производството на пластмаси и композити, често като синоним на пластмасов или смола. Всъщност полимерите включват редица материали с най-различни свойства. Те се срещат в обикновените домакински стоки, в дрехите и играчките, в строителните материали и изолацията, както и в много други продукти.
дефиниция
Полимерът е a химично съединение с молекули, свързани заедно в дълги, повтарящи се вериги. Поради своята структура, полимерите имат уникални свойства, които могат да бъдат пригодени за различни приложения.
Полимерите са както изкуствени, така и естествени. Каучукът например е естествен полимерен материал, който се използва от хиляди години. Той има отлични еластични качества, резултат от молекулярна полимерна верига, създадена от майката природа. Друг естествен полимер е шеллак, смола, произведена от лак бъг в Индия и Тайланд, която се използва като грунд за боя, уплътнител и лак.
Най-разпространеният естествен полимер на Земята е целулозата, органично съединение, което се намира в клетъчните стени на растенията. Използва се за производство на хартиени изделия, текстил и други материали като целофан.
Изкуствените или синтетичните полимери включват материали като полиетилен, най-разпространената пластмаса в света, открита в изделия като се започне от пазарските чанти до контейнерите за съхранение и полистирола, материалът, използван за направата на опаковъчни фъстъци и за еднократна употреба чаши. Някои синтетични полимери са гъвкави (термопласти), докато други са постоянно твърди (терморезисти). Други имат свойства, подобни на каучук (еластомери) или наподобяват растителни или животински влакна (синтетични влакна). Тези материали се намират във всички видове продукти, от бански костюми до тигани за готвене.
Имоти
В зависимост от желаната употреба, полимерите могат да бъдат фино настроени, за да се възползват определени изгодни свойства. Те включват:
- Отразяваща: Някои полимери се използват за производството отразяващ филм, която се използва в различни технологии, свързани със светлината.
- Устойчивост на удар: Здравата пластмаса, която може да издържи на груба работа, е идеална за багаж, защитни калъфи, брони за автомобили и други.
- Крехкост: Някои форми на полистирол са твърди и чупливи и лесно се деформират, използвайки топлина.
- полупрозрачност: Прозрачните полимери, включително полимерната глина, често се използват в изкуствата и занаятите.
- еластичност: За разлика от крехките полимери, пластичните полимери могат да се деформират, без да се разпадат. Метали като злато, алуминий и стомана са известни със своята пластичност. Пластичните полимери, макар и не толкова силни, колкото другите полимери, са полезни за много цели.
- еластичност: Естествените и синтетичните гуми имат еластични свойства, което ги прави идеални за автомобилни гуми и подобни продукти.
полимеризация
Полимеризацията е процесът на създаване на синтетични полимери чрез комбиниране на малки мономер молекули във вериги, държани заедно от ковалентни връзки. Двете основни форми на полимеризация са стъпаловидна полимеризация и верижна полимеризация. Основната разлика между тях е, че при полимеризацията на растежа на веригата, мономерните молекули се добавят към веригата по една молекула наведнъж. При етапа на растежна полимеризация множество мономерни молекули са свързани директно една с друга.
Ако можете да разгледате полимерна верига отблизо, ще видите, че визуалната структура и физичните свойства на молекулната верига имитират физическите свойства на полимера. Например, ако полимерната верига съдържа плътно усукани връзки между мономери, които е трудно да се разрушат, полимерът вероятно ще бъде здрав и жилав. От друга страна, ако полимерната верига съдържа молекули с разтегливи характеристики, полимерът вероятно ще има гъвкави свойства.
Кръстосано свързани полимери
Повечето полимери, които обикновено се наричат пластмаси или термопласти, се състоят от молекулни вериги, които могат да бъдат разрушени и отново свързани. Най-често срещаните пластмаси могат да бъдат огънати в нови форми чрез прилагане на топлина. Те също могат да бъдат рециклирани. Пластмасовите бутилки със сода, например, могат да бъдат разтопени и използвани повторно, за да се правят продукти, вариращи от нови бутилки със сода до килими до якета от руно.
Омрежените полимери, от друга страна, не могат да се свържат отново, след като омрежената връзка между молекулите е прекъсната. Поради тази причина омрежените полимери често проявяват характеристики като по-висока якост, твърдост, т.е. топлинни свойства, и твърдост.
в FRP (полимер, подсилен с влакна) продукти, омрежените полимери се използват най-често и се наричат смола или термореактивна смола. Най-често срещаните полимери, използвани в композитите, са полиестер, винил естери епоксидна.
Примери
Обикновените полимери включват:
- Полипропилен (PP): Килим, тапицерия
- Полиетилен с ниска плътност (LDPE): хранителни торби
- Полиетилен с висока плътност (HDPE): бутилки с детергенти, играчки
- Поли (винилхлорид) (PVC): Тръбопроводи, декинг
- Полистирол (PS): Играчки, пяна
- Политетрафлуоретилен (PTFE, тефлон): тиган с незалепващо покритие, електрическа изолация
- Поли (метилметакрилат) (PMMA, Lucite, плексиглас): Защитни лица
- Поли (винилацетат) (PVAc): Бои, лепила
- Полихлоропрен (неопрен): Мокри костюми