Δήμητρα Σπανού, Χημικός, καθηγήτρια Β/θμιας Εκπαίδευσης με οργανική θέση στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης
υπό κατασκευή
Tι είναι τα πολυμερή
Πολυμερή είναι μεγαλομοριακές χημικές ενώσεις που σχηματίζονται από σύνδεση,- κατόπιν χημικής αντίδρασης-, πολλών όμοιων μορίων (μονομερή) λόγω της θραύσης των διπλών δεσμών τους και την δημιουργία μονών δεσμών μεταξύ γειτονικών ατόμω γειτονικών μορίων
Η χημική αντίδραση ονομάζεται πολυμερισμός.
Εάν το πολυμερές σχηματίζεται από ένα μόνο μονομερές, ο πολυμερισμός ονομάζεται ομοπολυμερισμός. Εάν δύο ή περισσότερα μονομερή εμπλέκονται στην αντίδραση έχουμε συμπολυμερισμό
Πότε μια ένωση χαρακτηρίζεται πολυμερές
Το μέγεθος ενός πραγματικού μακρομορίου πρέπει να είναι τέτοιο, ώστε, οι ιδιότητές του να μην επιρρεάζονται εάν προστεθούν ή αφαιρεθούν μια ή λίγες μονάδες. ( Αυτό όμως δεν ισχύει αν αυτό αλλάζει την δομή του ούτε και για τα πολλά βιοπολυμερή όπως οι πρωτεϊνες, που η κατασκευή τους απαιτεί ακριβή αριθμό από μονομερή)
Τα πολυμερή δεν πρέπει να συγχέονται με τα κολλοειδή, που αποτελούνται από σύνηθη μόρια, τα οποία συνδέονται στο διαλυμα. Τα πολυμερή είναι μεγάλα μόρια υψηλού μοριακού βάρους (συνήθως πάνω από 1000), που σχηματίστηκαν από την ένωση μορίων χαμηλού μοριακού βάρους (μονομερών) και η στοιχειακή τους σύνθεση είναι ίδια με αυτή των μονομερών τους .
Ποια μόρια πολυμερίζονται
Τα μόρια που πολυμερίζονται συνήθως περιέχουν πολλαπλούς δεσμούς ή κυκλικά θραυσματα που είναι σε θέση να ανοίξουν και να σχηματίσουν δεσμούς με άλλα μόρια αναπτύσοντας έτσι αλυσίδες.
Συνήθως πρόκειται για βινυλικά ( >C=C< ) ή διενικά πολυμερή (CH2=CH-CX=CH2)
Η διαδικασία του πολυμερισμού ξεκινάει όταν ένα μονομερές συνδέεται με την μονομερή μονάδα του με ένα άλλο μονομερές του ίδιου είδους
Αυτή η διαδικασία μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα τυχαίο γεγονός που συμβαίνει με κάποια πιθανότητα. Σύμφωνα με τους νόμους των πιθανοτήτων, κάθε επόμενη προσθήκη συμβαίνει ανεξάρτητα από τις προηγούμενες. Η πιθανότητα σχηματισμού ενός μορίου που περιέχει n μονομερή είναι
P(n) = qnp .Το q παριστάνει την πιθανότητα να μην συμβεί το γεγονός
Ανόργανα και οργανικά πολυμερή
Τα πολυμερή μπορεί να είναι ανόργανες ουσίες όπως τα πυριτικά, οι άργιλοι και οι συνθετικές ίνες
ή οργανικές ουσίες όπως οι πρωτεϊνες, οι ρητίνες, τα πλαστικά, οι υφάνσιμες ύλες κ.α.
Φυσικά και τεχνητά πολυμερή
Άλλος διαχωρισμός στα πολυμερή, γίνεται μεταξύ φυσικών πολυμερών και τεχνητών πολυμερών
Ο φυσικος πολυμερισμός μπορεί να γίνει αυθόρμητα στην φύση οπότε προκύπτουν τα φυσικά πολυμερή (καουτσούκ, κυτταρίνη, άμυλο, κολλοειδές θείο, πρωτεϊνες, κάναβι, μαλλί, κεχριμπάρι κ.α.)
Ο τεχνητός πολυμερισμός γίνεται βάσει συγκεκριμένων χημικών αντιδράσεων. Τα πολυμερή συντίθενται ή τροποποιούνται στο εργαστήριο ( πολυστυρόλιο, πολυβινυλοχλωρίδιο, πλαστικά τεχνητό καουτσούκ, νάϋλον, σιλικόνη κ.α.)
Οι γενικές ιδιότητες των πολυμερών
Οι ιδιότητες των πολυμερών καθορίζονται από την χημική σύσταση του μονομερούς, από τον αριθμό των μονομερών που το συνθέτουν, από την διαμόρφωση των μορίων στον χώρο και τις διακλαδώσεις τους, από την μέθοδο παραγωγής τους και τον δεσμό μεταξύ των μονομερών.
Γενικά εμφανίζουν μικρή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Τα γραμμικά πολυμερή έχουν την δυνατότητα να παραμορφωθούν με την επίδραση μηχανικής επίδρασης (παραγωγή μεμβρανών και ινών) αλλά και να παραμορφωθούν αντιστρεπτά.
Υπάρχουν σε πολλές καταστάσεις συσσσωμάτωσης, παχύρευστο υγρό, ελαστικό υλικό, σκληρό πλαστικό κ.α.
Διακρίσεις μεταξύ οργανικών φυσικών και οργανικών τεχνητών πολυμερών
Είναι ένα σημαντικό σημείο η διάκριση των φυσικών και τεχνητών πολυμερών
Τα φυσικά οργανικά πολυμερή όπως είναι οι πρωτεϊνες, οι πολυσακχαρίτες και οι ρητίνες αλλά ακόμα και τα υπερμόρια των νουκλείκων οξέων έχουν ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά:
Το όριό τους είναι ακριβώς καθορισμενο, δηλαδή:
- Όλες οι αλυσίδες έχουν το ίδιο μήκος
- Η σειρά των δομικών μονάδων που σχηματίζουν το πολυμερές είναι καθορισμένη
- Απαιτούν πολυάριθμα στάδια για την σύνθεσή τους
Τα τεχνητά παράγονται με επεξεργασία κυτταρίνης
Τα συνθετικά οργανικά πολυμερή παράγονται με επεξεργασία ενώσεων χαμηλού μοριακου βάρους (φαινόλη, φορμαλδεϋδη, στυρόλιο, χλωριούχο βινύλιο, ακρυλικό)
Συντίθενται ή τροποποιούνται στο εργαστήριο και λαμβάνονται βάσει συγκεκριμένων χημικών αντιδράσεων που είναι:
οι αντιδράσεις συμπύκνωσης, στις οποίες στο πολυμερές δεν υπάρχουν όλα τα άτομα του μονομερούς και στην κύρια αλυσίδα μπορεί να υπάρχουν και ετεροάτομα
οι αντιδράσεις προσθήκης όπου στο πολυμερές υπάρχουν όλα τα άτομα του μονομερούς και στην κύρια αλυσίδα δεν υπάρχουν ετεροάτομα
Τα συνθετικά πολυμερή βάσει ιδιοτήτων και χρήσης τους έχουν κατηγορίες όπως: τα ελαστομερή, τα πλαστικά, οι υφάνσιμες ύλες, οι επικαλύψεις, οι συγκολλητικές ύλες
ΠΗΓΕΣ
upatras eclass | Επιστήμη πολυμερών
свойства натуральных и искусственных полимеров
Microsoft PowerPoint - Μαθήματα Βιομηχανικής Χημείας 2010-2011.ppt [Compatibility Mode]
Πρακτικός οδηγός για τη φυσικοχημεία πολυμερών που σχηματίζουν ίνες