Ang isang tao ay halos hindi maiisip ang buhay ngayon nang walang mga polimer - kumplikadong mga sintetikong sangkap na malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan ng aktibidad ng tao. Ang mga polymer ay mga high-molekular na compound ng natural o gawa ng tao na pinagmulan, na binubuo ng mga monomer na konektado ng mga bono ng kemikal. Ang isang monomer ay isang paulit-ulit na link ng chain na naglalaman ng molekula ng magulang.
Organic macromolecular compound
Dahil sa mga natatanging katangian nito, matagumpay na pinalitan ng mga high-molekular na compound ang mga likas na materyales tulad ng kahoy, metal, bato sa iba't ibang spheres ng buhay, pagsakop sa mga bagong larangan ng aplikasyon. Upang ma-systematize ang tulad ng isang malawak na grupo ng mga sangkap, ang pag-uuri ng mga polymer ayon sa iba't ibang pamantayan ay pinagtibay. Kabilang dito ang komposisyon, pamamaraan ng produksiyon, pagsasaayos ng spatial, at iba pa.
Ang pag-uuri ng mga polimer sa pamamagitan ng komposisyon ng kemikal ay naghahati sa kanila sa tatlong mga grupo:
- Organic na macromolecular na sangkap.
- Mga compound ng Organoelement.
- Mga diorganikong macromolecular compound.
Ang pinakamalaking grupo ay kinakatawan ng mga organikong IUD - mga resins, basahan, langis ng gulay, iyon ay, mga produkto ng hayop pati na rin ang pinagmulan ng halaman. Ang mga macromolecules ng mga sangkap na ito sa pangunahing kadena kasama ang mga atomo ng carbon ay may mga atom ng oxygen, nitrogen at iba pang mga elemento.
Ang kanilang mga katangian:
- ay may kakayahang baligtarin ang pagpapapangit, iyon ay, pagkalastiko sa mababang pagkarga;
- sa isang maliit na konsentrasyon ay maaaring makabuo ng mga malapot na solusyon;
- baguhin ang pisikal at mekanikal na mga katangian sa ilalim ng impluwensya ng isang minimum na halaga ng reagent;
- na may mekanikal na pagkilos, ang direksyon na orientation ng kanilang macromolecules ay posible.
Mga compound ng Organoelement
Ang mga organoelement IUD, ang mga macromolecules na kinabibilangan, bilang karagdagan sa mga atomo ng mga tulagay na elemento - silikon, titanium, aluminyo - at mga organikong radikal na hydrocarbon, ay likhang nilikha, at sa likas na katangian ay hindi sila. Ang pag-uuri ng mga polimer ay naghahati sa kanila, sa turn, sa tatlong mga grupo.
- Ang unang pangkat ay mga sangkap kung saan ang pangunahing kadena ay binubuo ng mga atomo ng ilang mga elemento na napapalibutan ng mga organikong radikal.
- Ang pangalawang pangkat ay may kasamang mga sangkap na may isang pangunahing kadena na naglalaman ng mga alternating carbon atoms at mga elemento tulad ng asupre, nitrogen at iba pa.
- Ang ikatlong pangkat ay may kasamang mga sangkap na may mga organikong gulugod na napapaligiran ng iba't ibang mga pangkat na organoelemental.
Ang isang halimbawa ay ang mga compound ng organosilicon, sa partikular na silicone, na may mataas na resistensya sa pagsusuot.
Ang mga diorganikong macromolecular compound sa pangunahing chain ay naglalaman ng mga oxides ng silikon at metal - magnesium, aluminyo o calcium. Wala silang mga pag-ilid na organikong pangkat ng atom. Ang mga bono sa pangunahing kadena ay covalent at ion-covalent, na tumutukoy sa kanilang mataas na lakas at paglaban sa init. Kabilang dito ang mga asbestos, keramika, silicate glass, quartz.
Carbochain at heterochain Navy
Ang pag-uuri ng mga polimer sa pamamagitan ng kemikal na komposisyon ng pangunahing kadena ng polimer ay nagsasangkot sa paghahati ng mga sangkap na ito sa dalawang malaking grupo.
- Ang Carbochain, kung saan ang pangunahing kadena ng macromolecule ng IUD ay binubuo lamang ng mga carbon atoms.
- Ang Hetero-chain, kung saan ang iba pang mga atom ay matatagpuan sa pangunahing kadena kasama ang mga carbon atoms, na nagbibigay sa sangkap na ito ng mga karagdagang katangian.
Ang bawat isa sa mga malalaking pangkat na ito ay binubuo ng mga sumusunod na mga subgroup na naiiba sa istraktura ng chain, ang bilang ng mga kahalili, ang kanilang komposisyon, at ang bilang ng mga side branch:
- mga compound na may saturated bond sa chain, halimbawa, polyethylene o polypropylene;
- mga polimer na may mga hindi puspos na bono sa pangunahing kadena, halimbawa polybutadiene;
- halogen-substituted macromolecular compound - teflon;
- polymeric alcohols, isang halimbawa ng kung saan ay polyvinyl alkohol;
- Ang mga IUD batay sa mga derivatives ng alkohol, isang halimbawa ay polyvinyl acetate;
- mga compound na nagmula sa aldehydes at ketones, tulad ng polyacrolein;
- mga polymer na nagmula sa mga carboxylic acid, na kung saan ang polyacrylic acid ay isang kinatawan;
- mga sangkap na nagmula sa nitriles (PAN);
- mga macromolecular na sangkap na nagmula sa mga aromatic hydrocarbons, halimbawa polystyrene.
Dibisyon sa pamamagitan ng likas na katangian ng heteroatom
Ang pag-uuri ng mga polimer ay maaari ring nakasalalay sa likas na katangian ng heteroatoms; kabilang dito ang ilang mga grupo:
- na may mga oxygen atoms sa pangunahing kadena - simple at kumplikadong polyesters at peroxides;
- mga compound na may nilalaman sa pangunahing kadena ng mga atom at nitrogen - polyamines at polyamides;
- mga sangkap na may oxygen at nitrogen atoms sa pangunahing kadena, halimbawa, polyurethanes;
- Ang mga IUD na may mga atom ng asupre sa pangunahing kadena - polythioesters at polytetrasulfides;
- mga compound na kung saan ang mga atom ng posporus ay naroroon sa pangunahing kadena.
Mga likas na polimer
Sa kasalukuyan, ang pag-uuri ng mga polymer sa pamamagitan ng pinagmulan, sa pamamagitan ng likas na kemikal, na naghahati sa mga ito tulad ng sumusunod:
- Likas, tinatawag din silang biopolymers.
- Ang mga artipisyal na sangkap na mataas na timbang ng molekular.
- Mga sintetikong compound.
Ang natural na Navy ay ang batayan ng buhay sa Earth. Ang pinakamahalaga sa mga ito ay mga protina - ang "bricks" ng mga nabubuhay na organismo, ang mga monomer na kung saan ay mga amino acid. Ang mga protina ay kasangkot sa lahat ng mga biochemical reaksyon ng katawan, nang wala sa kanila ang immune system ay hindi maaaring gumana, mga proseso ng coagulation ng dugo, pagbuo ng buto at kalamnan tissue, lakas ng conversion ng enerhiya at marami pa. Kung walang mga nucleic acid, imposible ang pag-iimbak at paghahatid ng impormasyong namamana.
Ang mga polysaccharides ay mataas na molekular na timbang na hydrocarbons na, kasama ang mga protina, ay kasangkot sa metabolismo. Ang pag-uuri ng mga polimer sa pamamagitan ng pinagmulan ay nagbibigay-daan sa iyo upang pumili ng mga natural na macromolecular na sangkap sa isang espesyal na grupo.
Mga artipisyal at gawa ng tao polimer
Ang mga artipisyal na polimer ay nakuha mula sa natural sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan ng pagbabago ng kemikal upang mabigyan sila ng mga kinakailangang katangian. Ang isang halimbawa ay cellulose, kung saan nakuha ang maraming plastik. Ang pag-uuri ng mga polimer sa pamamagitan ng pinagmulan ay nagpapakilala sa kanila bilang mga artipisyal na sangkap. Ang mga sintetikong IUD ay nakuha sa chemically gamit ang polymerization o polycondensation reaksyon. Ang kanilang mga katangian, at samakatuwid ang saklaw, nakasalalay sa haba ng macromolecule, iyon ay, sa bigat ng molekular. Ang mas malaki ito, mas malakas ang nakuha na materyal. Ang pag-uuri ng mga polimer sa pamamagitan ng pinagmulan ay maginhawa. Ang mga halimbawa ay nagpapatunay nito.
Mga Linear Macromolecules
Anumang pag-uuri ng mga polimer ay sa halip di-makatwiran, at ang bawat isa ay may sariling mga disbentaha, dahil hindi nito maipakita ang lahat ng mga katangian ng pangkat ng mga sangkap na ito. Gayunpaman, makakatulong ito upang ma-systematize ang mga ito sa ilang paraan. Ang pag-uuri ng mga polimer sa anyo ng mga macromolecule ay nagtatanghal sa kanila sa anyo ng sumusunod na tatlong pangkat:
- linear
- branched;
- spatial, na tinatawag ding mesh.
Ang mga mahaba, hubog o hugis-spiral na chain ng mga linear na IUD ay nagbibigay ng mga sangkap ng ilang natatanging katangian:
- dahil sa ang hitsura ng mga intermolecular bond ay bumubuo ng mga malakas na hibla;
- ang mga ito ay may kakayahang malaki at mahaba, ngunit sa parehong oras mababalik na mga deformations;
- isang mahalagang pag-aari ay ang kanilang kakayahang umangkop;
- sa paglusaw, ang mga sangkap na ito ay bumubuo ng mga solusyon na may mataas na lagkit.
Branched macromolecules
Ang mga branched polimer ay mayroon ding isang guhit na istraktura, ngunit may maraming mga sanga ng gilid na mas maikli kaysa sa pangunahing.Kasabay nito, nagbabago din ang kanilang mga katangian:
- ang solubility ng mga branched na sangkap ay mas mataas kaysa sa linear, ayon sa pagkakabanggit, bumubuo sila ng mga solusyon ng mas mababang lagkit;
- na may pagtaas sa haba ng mga kadena ng gilid, ang mga intermolecular na pwersa ay nagiging mas mahina, na humantong sa isang pagtaas sa lambot at pagkalastiko ng materyal;
- ang mas mataas na antas ng sumasanga, ang mas pisikal na mga katangian ng tulad ng isang sangkap ay lumalapit sa mga katangian ng ordinaryong mababang mga molekular na timbang ng timbang.
Tatlong-dimensional na macromolecules
Ang mga compound ng macromolecular ng mesh ay flat (hagdan at uri ng parete) at tatlong dimensional. Kasama sa Flat goma ang natural na goma at grapayt. Sa spatial polymers mayroong mga cross-link na "tulay" sa pagitan ng mga tanikala, na bumubuo ng isang malaking tatlong-dimensional na macromolecule, na mayroong isang pambihirang katigasan.
Ang isang halimbawa ay brilyante o keratin. Ang mga compound ng macromolecular ay ang batayan ng mga basura, ilang uri ng plastik, pati na rin ang mga adhesive at varnish.
Thermoplastics at thermosets
Ang pag-uuri ng mga polimer sa pamamagitan ng pinagmulan at may paggalang sa pag-init ay inilaan upang makilala ang pag-uugali ng mga sangkap na ito na may temperatura. Depende sa mga proseso na nagaganap sa pag-init, nakuha ang iba't ibang mga resulta. Kung ang intermolecular pakikipag-ugnay ay humina at ang kinetic enerhiya ng mga molekula ay nagdaragdag, pagkatapos ang sangkap ay lumambot, nagiging isang malapot na estado. Kapag bumababa ang temperatura, bumalik ito sa normal na estado - ang likas na kemikal na ito ay nananatiling hindi nagbabago. Ang ganitong mga sangkap ay tinatawag na thermoplastic polymers, halimbawa polyethylene.
Ang isa pang pangkat ng mga compound ay tinatawag na thermosetting. Ang mekanismo ng mga proseso na nagaganap sa kanila sa panahon ng pag-init ay ganap na naiiba. Sa pagkakaroon ng dobleng mga bono o functional na mga grupo, nakikipag-ugnay sila sa bawat isa, binabago ang likas na kemikal ng sangkap. Hindi nito maibabalik ang orihinal nitong hugis sa paglamig. Ang isang halimbawa ay ang iba't ibang mga resin.
Paraan ng Polymerization
Ang isa pang pag-uuri ng mga polimer ay sa pamamagitan ng paraan ng paghahanda. Mayroong mga paraan upang makakuha ng isang IUD:
- Polymerization, na maaaring maganap gamit ang ionic reaksyon mekanismo at libreng radikal.
- Polycondensation
Ang polimeralisasyon ay ang proseso ng pagbuo ng macromolecules sa pamamagitan ng sunud-sunod na koneksyon ng mga yunit ng monomer. Karaniwan silang mababa ang mga molekular na sangkap ng timbang na may maraming mga bono at mga grupo ng paikot. Sa panahon ng reaksyon, isang dobleng bono o bono sa mga pahinga ng grupo ng siklista at ang mga bago ay nabubuo sa pagitan ng mga monomer na ito. Kung ang mga monomer ng parehong species ay kasangkot sa reaksyon, tinatawag itong homopolymerization. Kapag gumagamit ng iba't ibang uri ng monomer, nangyayari ang isang reaksyon ng copolymerization.
Ang reaksyon ng polymerization ay isang reaksyon ng kadena na maaaring mangyari nang kusang, gayunpaman, ang mga aktibong sangkap ay ginagamit upang mapabilis ito. Gamit ang libreng radikal na mekanismo, ang proseso ay nagpapatuloy sa maraming yugto:
- Pagpapasimula. Sa yugtong ito, sa pamamagitan ng ilaw, init, kemikal, o ilang iba pang uri ng impluwensya, mga aktibong grupo - mga radikal - ay nabuo sa system.
- Chain haba paglago. Ang yugtong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga sumusunod na monomer sa mga radikal upang makabuo ng mga bagong radikal.
- Ang isang bukas na kadena ay nakuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay ng mga aktibong grupo sa pagbuo ng mga hindi aktibo na macromolecules.
Imposibleng kontrolin ang sandali ng pagwawakas ng kadena, at samakatuwid ang nagresultang macromolecule ay naiiba sa iba't ibang mga timbang ng molekular.
Ang prinsipyo ng ionic mekanismo ng reaksyon ng polymerization ay pareho sa na sa libreng radikal. Ngunit narito, ang mga cation at anion ay kumikilos bilang mga aktibong sentro; samakatuwid, ang cationic at anionic polymerization ay nakikilala. Sa industriya, ang pinakamahalagang polimer ay nakuha ng radical polymerization: polyethylene, polystyrene at marami pa. Ang paggamit ng polymerization ay ginagamit sa paggawa ng mga sintetikong rubbers.
Polycondensation
Ang proseso ng pagbuo ng isang mataas na molekular na tambalan ng timbang na may paghihiwalay ng ilang mga mababang mga molekulang timbang na sangkap bilang isang produkto ay polycondensation, na naiiba sa polimerisasyon sa ang sangkap na sangkap ng nagresultang macromolecule ay hindi tumutugma sa komposisyon ng mga paunang sangkap na kasangkot sa reaksyon. Ang mga compound lamang na may mga functional group ay maaaring makilahok sa kanila, na, nakikipag-ugnay, nahati ang molekula ng isang simpleng sangkap at bumubuo ng isang bagong bono. Ang polycondensation ng bifunctional compound ay gumagawa ng mga linear polymers. Kapag ang mga polyfunctional compound ay kasangkot sa reaksyon, ang mga IUD na may branched o kahit na spatial na istraktura ay nabuo. Ang mga mababang sangkap na molekular na timbang na nabuo sa panahon ng reaksyon ay nakikipag-ugnay din sa mga produkto ng intermediate, na nagiging sanhi ng pagtatapos ng chain. Samakatuwid, mas mahusay na alisin ang mga ito mula sa reaksyon zone.
Ang ilang mga polimer ay hindi maaaring makuha ng mga kilalang pamamaraan ng polymerization o polycondensation, dahil walang kinakailangang pagsisimula ng mga monomer na may kakayahang makilahok sa kanila. Sa kasong ito, ang synthes ng polimer ay isinasagawa kasama ang pakikilahok ng mataas na molekulang timbang na mga compound na naglalaman ng mga functional na grupo na magagawang tumugon sa bawat isa.
Ang pag-uuri ng mga polimer ay nagiging mas kumplikado araw-araw, dahil higit pa at higit pang mga bagong uri ng mga kamangha-manghang sangkap na ito na lumilitaw na mga katangian, at hindi na naisip ng isang tao ang kanyang buhay nang wala sila. Gayunpaman, ang isa pang problema ay lumitaw, walang mas mahalaga - ang posibilidad ng kanilang madali at murang pagtatapon. Ang solusyon sa problemang ito ay napakahalaga para sa pagkakaroon ng planeta.
