Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Yleinen polymeerirakenne
- Lineaaristen polymeerien rakenne
- Haaroittuneiden polymeerien rakenne
- Silloitettujen polymeerien rakenne
Polymeeri on yleinen termi jokaiselle molekyylille, joka on pienempiä toistuvia osia sisältävä pitkä nauha. Ero lineaaristen ja haarautuneiden polymeerien välillä perustuu niiden rakenteeseen.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Liian pitkä; ei lukenut (TL: DR)
Polymeeri on yleinen termi jokaiselle molekyylille, joka on pitkä merkkijono pienemmistä toistuvista osista, jotka muodostuvat hiili-hiili-sidoksista. Sidokset voivat muodostaa pitkiä suoria ketjuja, joita kutsutaan lineaarisiksi polymeereiksi, tai osat voivat haarautua ketjusta muodostaen haarautuneita polymeerejä. Polymeerit voidaan myös silloittaa.
poly on etuliite, joka tarkoittaa ”monia”. A Mer on jälkiliite, joka tarkoittaa ”osaa” tai ”yksikköä”.
Valmistuksessa polymeerejä ajatellaan usein muoveina, koska monet keinotekoiset aineet, kuten muovit, ovat öljystä johdettuja polymeerejä. On kuitenkin olemassa monia erilaisia polymeerejä (sekä luonnossa esiintyviä että keinotekoisia), jotka on valmistettu eri osista. Tapa, jolla yksiköt yhdistyvät polymeeriketjun muodostamiseksi, määrää polymeerien ominaisuudet yhdessä nimen kanssa. Polymeerejä, joilla on erilaiset rakenteet, kutsutaan lineaarisiksi polymeereiksi, haarautuneiksi polymeereiksi tai silloittuneiksi polymeereiksi.
Yleinen polymeerirakenne
Polymeerit valmistetaan pitkistä, toistuvista hiili-hiilisidosten ketjuista, jotka yhdistävät monomeerejä, jotka ovat ketjun pienin ainutlaatuinen osa. Monet yleiset polymeerit on valmistettu öljystä ja muista hiilivedyistä, mutta muita esiintyy luonnossa. Esimerkiksi keinotekoinen polyeteeni muodostetaan eteenimolekyylien ketjusta. Luonnollisesti esiintyvä tärkkelys on valmistettu glukoosimolekyylien pitkistä ketjuista. Jotkut polymeeriketjut ovat vain muutamia satoja yksiköitä pitkiä, kun taas toisilla on potentiaalia olla äärettömän pitkä. Esimerkiksi luonnonkumin molekyylit ovat niin kietoutuneet, että koko kuminauhaa voidaan pitää yhtenä suurena polymeerimolekyylinä.
Lineaaristen polymeerien rakenne
Yksinkertaisin polymeeri on lineaarinen polymeeri. lineaarinen polymeeri on yksinkertaisesti ketju, jossa kaikki hiili-hiili-sidokset esiintyvät yhdessä suorassa linjassa. Esimerkki lineaarisesta polymeeristä on teflon, joka on valmistettu tetrafluorietyleenistä. Se on yksikköjakso, joka on tehty kahdesta hiiliatomista ja neljästä fluoriatomista. Muodostuneina nämä lineaariset polymeerit voivat muodostaa säikeitä kuituista tai muodostaa verkon, joka voi olla erittäin vahva ja vaikeasti läpäistävä.
Haaroittuneiden polymeerien rakenne
Haaroittuneet polymeerit tapahtuu, kun yksikköryhmät haarautuvat pois pitkästä polymeeriketjusta. Nämä haarat tunnetaan sivuketjuina ja voivat myös olla erittäin pitkiä ryhmiä toistuvia rakenteita. Haaroittuneet polymeerit voidaan luokitella edelleen sen mukaan, kuinka ne haarautuvat pääketjusta. Polymeerit, joilla on monia haaraja, tunnetaan nimellä dendrimeereistä, ja nämä molekyylit voivat muodostaa nauhan jäähtyessään. Tämä voi tehdä polymeeristä vahvan ihanteellisella lämpötila-alueella. Kuumennettaessa sekä lineaariset että haarautuneet polymeerit kuitenkin pehmenevät, kun lämpötilan värähtely voittaa molekyylien väliset houkuttelevat voimat.
Silloitettujen polymeerien rakenne
silloitettu polymeeri muodostaa pitkiä ketjuja, joko haarautuneita tai lineaarisia, jotka voivat muodostaa kovalenttisia sidoksia polymeerimolekyylien välille. Koska silloitetut polymeerit muodostavat kovalenttisia sidoksia, jotka ovat paljon vahvempia kuin molekyylien väliset voimat, jotka houkuttelevat muita polymeeriketjuja, tulos on vahvempi ja stabiilimpi materiaali. Esimerkki tästä on, kun luonnonkumi vulkanoidaan, mikä tarkoittaa sitä, että sitä kuumennetaan siten, että kumipolymeeriketjujen rikkimolekyylit muodostavat kovalenttiset sidokset toistensa kanssa. Tämä lujuusero on huomattava, kun verrataan auton renkaan jäykkyyttä, jäykkyyttä ja kestävyyttä kuminauhan kanssa.