Co to jest polimer?

Termin polimer jest powszechnie stosowany w przemyśle tworzyw sztucznych i kompozytów, często jako synonim Plastikowy lub żywica. W rzeczywistości polimery obejmują szereg materiałów o różnych właściwościach. Można je znaleźć we wspólnych artykułach gospodarstwa domowego, w odzieży i zabawkach, w materiałach budowlanych i izolacji oraz w wielu innych produktach.

Polimer to związek chemiczny z cząsteczkami związanymi ze sobą w długie, powtarzające się łańcuchy. Ze względu na swoją budowę polimery mają unikalne właściwości, które można dostosować do różnych zastosowań.

Polimery są wytwarzane przez człowieka i występują naturalnie. Na przykład guma jest naturalnym materiałem polimerowym stosowanym od tysięcy lat. Ma doskonałe właściwości elastyczne, będące wynikiem molekularnego łańcucha polimerowego stworzonego przez matkę naturę. Innym naturalnym polimerem jest szelak, żywica produkowana przez lac bug w Indiach i Tajlandii, która jest używana jako podkład pod farbę, uszczelniacz i lakier.

Najczęstszym naturalnym polimerem na Ziemi jest celuloza, związek organiczny występujący w ścianach komórkowych roślin. Służy do produkcji wyrobów papierniczych, tekstyliów i innych materiałów, takich jak celofan.

Sztuczne lub syntetyczne polimery obejmują materiały takie jak polietylen, najpopularniejsze tworzywo sztuczne na świecie występujące w przedmiotach od toreb na zakupy po pojemniki do przechowywania i styropian, materiał używany do produkcji orzeszków ziemnych do pakowania i jednorazowych kubki. Niektóre polimery syntetyczne są giętkie (termoplasty), podczas gdy inne są trwale sztywne (termoutwardzalne). Jeszcze inne mają właściwości gumopodobne (elastomery) lub przypominają włókna roślinne lub zwierzęce (włókna syntetyczne). Materiały te można znaleźć we wszystkich produktach, od kostiumów kąpielowych po patelnie.

W zależności od pożądanego zastosowania polimery można precyzyjnie dostroić, aby uzyskać pewne korzystne właściwości. Obejmują one:

• Odblask: Niektóre polimery są wykorzystywane do produkcji folia odblaskowa, który jest wykorzystywany w różnych technologiach związanych ze światłem.
• Odporność na uderzenia: Solidne tworzywa sztuczne, które są odporne na trudne warunki użytkowania, idealnie nadają się do bagażu, futerałów ochronnych, zderzaków samochodowych i innych.
• Kruchość: Niektóre formy polistyrenu są twarde i kruche oraz łatwe do odkształcenia za pomocą ciepła.
• Półprzezroczystość: Przezroczyste polimery, w tym glina polimerowa, są często stosowane w sztuce i rzemiośle.
• Plastyczność: W przeciwieństwie do kruchych polimerów, ciągliwe polimery można deformować bez rozpadu. Metale takie jak złoto, aluminium i stal są znane ze swojej ciągliwości. Plastyczne polimery, chociaż nie tak mocne jak inne polimery, są przydatne do wielu celów.
• Elastyczność: Kauczuki naturalne i syntetyczne mają właściwości elastyczne, dzięki czemu idealnie nadają się do opon samochodowych i podobnych produktów.

Polimeryzacja to proces tworzenia syntetycznych polimerów poprzez łączenie małych monomer cząsteczki w łańcuchy utrzymywane razem przez wiązania kowalencyjne. Dwie główne formy polimeryzacji to polimeryzacja krokowa i polimeryzacja łańcuchowa. Główna różnica między nimi polega na tym, że w polimeryzacji wzrostu łańcucha cząsteczki monomeru są dodawane do jednej cząsteczki na raz. W polimeryzacji ze stopniowym wzrostem wiele cząsteczek monomeru wiąże się bezpośrednio ze sobą.

Jeśli spojrzysz na łańcuch polimeru z bliska, zobaczysz, że struktura wizualna i właściwości fizyczne łańcucha cząsteczki naśladują właściwości fizyczne polimeru. Na przykład, jeśli łańcuch polimerowy zawiera ściśle skręcone wiązania między monomerami, które są trudne do zerwania, polimer prawdopodobnie będzie mocny i twardy. Z drugiej strony, jeśli łańcuch polimerowy zawiera cząsteczki o właściwościach rozciągliwych, polimer prawdopodobnie będzie miał elastyczne właściwości.

Większość polimerów powszechnie nazywanych tworzywami sztucznymi lub termoplastami składa się z łańcuchów cząsteczek, które można łamać i ponownie wiązać. Najpopularniejsze tworzywa sztuczne można zginać w nowe kształty, stosując ciepło. Można je również poddać recyklingowi. Na przykład plastikowe butelki po napojach można stopić i ponownie wykorzystać do produkcji różnych produktów, od nowych butelek po napojach po dywan i kurtki polarowe.

Z drugiej strony usieciowane polimery nie mogą się ponownie wiązać po zerwaniu wiązania między cząsteczkami. Z tego powodu usieciowane polimery często wykazują takie cechy, jak wyższa wytrzymałość, sztywność, Właściwości termicznei twardość.

W Kompozyt FRP (polimer wzmocniony włóknem) produkty, usieciowane polimery są najczęściej stosowane i są określane jako żywica lub żywica termoutwardzalna. Najpopularniejsze polimery stosowane w kompozytach to poliester, ester winylowyi epoksyd.

Typowe polimery obejmują:

• Polipropylen (PP): dywan, tapicerka
• Polietylen o niskiej gęstości (LDPE): torby na zakupy
• Polietylen wysokiej gęstości (HDPE): butelki z detergentem, zabawki
• Poli (chlorek winylu) (PVC): Rurociągi, deski tarasowe
• Polistyren (PS): Zabawki, pianka
• Politetrafluoroetylen (PTFE, teflon): Patelnie nieprzywierające, izolacja elektryczna
• Poli (metakrylan metylu) (PMMA, Lucite, Plexiglas): Osłony twarzy, świetliki
• Poli (octan winylu) (PVAc): Farby, kleje
• Polichloropren (neopren): kombinezony mokre