Kas yra polimeras?

Terminas polimeras paprastai naudojamas plastikų ir kompozitų pramonėje, dažnai kaip sinonimas plastmasinis arba derva. Tiesą sakant, polimerai apima įvairias savybes turinčias medžiagas. Jų yra buityje, drabužiuose ir žaisluose, statybinėse medžiagose ir izoliacijoje bei daugelyje kitų gaminių.

Polimeras yra cheminis junginys su molekulėmis, sujungtomis ilgomis, pasikartojančiomis grandinėmis. Dėl savo struktūros polimerai turi unikalių savybių, kurias galima pritaikyti įvairiems tikslams.

Polimerai yra tiek žmogaus sukurti, tiek natūralūs. Pavyzdžiui, kaučiukas yra natūrali polimerinė medžiaga, naudojama tūkstančius metų. Jis pasižymi puikiomis elastingomis savybėmis, kurias sukuria motininė gamta. Kitas natūralus polimeras yra šelakas, derva, kurią gamina lac bug Indijoje ir Tailande, kuri naudojama kaip dažų gruntas, hermetikas ir lakas.

Labiausiai paplitęs natūralus polimeras Žemėje yra celiuliozė - organinis junginys, randamas augalų ląstelių sienose. Jis naudojamas popieriaus gaminiams, tekstilės gaminiams ir kitoms medžiagoms, tokioms kaip celofanas, gaminti.

Dirbtiniai arba sintetiniai polimerai apima tokias medžiagas kaip polietilenas, labiausiai paplitęs plastikas pasaulyje, kuris randamas daiktuose pradedant pirkinių krepšiais ir baigiant laikyti konteineriais, ir polistirenu, medžiaga, naudojama žemės riešutų pakavimui, ir vienkartinėmis puodeliai. Kai kurie sintetiniai polimerai yra stangrūs (termoplastikai), o kiti yra visam laikui standūs (termoseetai). Dar kiti turi panašių į gumą savybių (elastomerų) arba primena augalų ar gyvūnų pluoštus (sintetinius pluoštus). Šios medžiagos yra visuose produktuose, pradedant maudymosi kostiumėliais ir baigiant kepimo keptuvėmis.

Priklausomai nuo norimo naudojimo, polimerai gali būti tiksliai sureguliuoti, kad būtų padidintos tam tikros naudingos savybės. Jie apima:

• Atspindėjimas: Kai kurie polimerai naudojami gamyboje atspindinti plėvelė, kuris naudojamas įvairiose su šviesa susijusiose technologijose.
• Atsparumas smūgiams: Tvirtas plastikas, kuris atlaiko šiurkštų elgesį, puikiai tinka bagažui, apsauginiams dėklams, automobilių bamperiams ir dar daugiau.
• Trapumas: Kai kurios polistireno formos yra kietos ir trapios, jas lengva deformuoti naudojant šilumą.
• Skaidrumas: Permatomi polimerai, įskaitant polimerinį molio, dažnai naudojami mene ir amatuose.
• Tamprumas: Skirtingai nuo trapių polimerų, elastingus polimerus galima deformuoti nesuskilus. Metalai, tokie kaip auksas, aliuminis ir plienas, yra žinomi dėl savo lankstumo. Kalantieji polimerai, nors ir nėra tokie stiprūs kaip kiti polimerai, yra naudingi įvairiems tikslams.
• Elastingumas: Natūralūs ir sintetiniai kaučiukai pasižymi elastingomis savybėmis, todėl jie idealiai tinka automobilių padangoms ir panašiems gaminiams.

Polimerizacija yra sintetinių polimerų, sujungiant mažus, kūrimo procesas monomeras molekulės į grandines, kurias laiko kovalentiniai ryšiai. Dvi pagrindinės polimerizacijos formos yra laipsniško augimo ir grandininio augimo polimerizacija. Pagrindinis skirtumas tarp jų yra tas, kad vykstant polimerizacijai grandinėje, monomerų molekulės pridedamos prie grandinės po vieną molekulę. Polimerizuojant pakopomis, kelios monomerų molekulės yra tiesiogiai sujungtos viena su kita.

Jei galėtumėte iš arti pažvelgti į polimero grandinę, pamatytumėte, kad vaizdinė molekulės grandinės struktūra ir fizinės savybės imituoja fizikines polimero savybes. Pavyzdžiui, jei polimero grandinę sudaro sandariai susukti ryšiai tarp monomerų, kuriuos sunku suskaidyti, polimeras greičiausiai bus stiprus ir kietas. Kita vertus, jei polimero grandinę sudaro molekulės, turinčios tamprius bruožus, polimeras greičiausiai turės lanksčias savybes.

Daugumą polimerų, paprastai vadinamų plastikais arba termoplastikais, sudaro molekulių grandinės, kurios gali būti suskaidytos ir vėl surištos. Dažniausiai plastiką šildant galima sulenkti į naujas formas. Jie taip pat gali būti perdirbami. Pvz., Plastikinius soda butelius galima išlydyti ir pakartotinai panaudoti gaminant produktus, pradedant nuo naujų sodos butelių, baigiant kilimais ir baigiant vilnonėmis striukėmis.

Kita vertus, kryžmiškai sujungti polimerai negali persijungti iš naujo, kai nutrūksta kryžmiškai sujungtas ryšys tarp molekulių. Dėl šios priežasties kryžmiškai susieti polimerai dažnai pasižymi tokiomis savybėmis kaip didesnis stiprumas, tvirtumas, šiluminės savybės, ir kietumas.

Į FRP (pluoštu sustiprinto polimero) kompozitas produktai, kryžmiškai susieti polimerai yra dažniausiai naudojami ir vadinami derva arba termoreaktinga derva. Dažniausiai kompozituose naudojami polimerai poliesteris, vinilo esteris, ir epoksidinė.

Įprasti polimerai apima:

• Polipropilenas (PP): Kilimas, apmušalai
• Mažo tankio polietilenas (LDPE): bakalėjos krepšiai
• Didelio tankio polietilenas (HDPE): ploviklių buteliai, žaislai
• Poli (vinilo chloridas) (PVC): Vamzdynai, paklotai
• Polistirenas (PS): žaislai, putplastis
• Politetrafluoretilenas (PTFE, teflonas): nelipnios keptuvės, elektros izoliacija
• Poli (metilmetakrilatas) (PMMA, Lucite, Plexiglas): Veido skydai, stoglangiai
• Poli (vinilo acetatas) (PVAc): Dažai, klijai
• Polichloroprenas (neoprenas): drėgni kostiumai