Polimerlerin sınıflandırılması ve ilk şekilleri : Polimerleri sınıflandırmak için çeşitli yöntemler vardır bilmediğiniz en önemli detayları.
Bunlardan biri ısıya karşı davranışı incelemektir.
Ve bu incelemeye göre iki kategoriye ayrılabilirler: termoplastik ve termoset.
Termoplastikler, ısıtıldıklarında erimeyen ve çok yüksek sıcaklıklarda geri dönüşümsüz olarak ayrışan polimerlerdir.
Bu sınıflandırma yönteminin avantajı, iki kimyasal madde grubu arasında bir ayrım yaratmaktır.
Termoplastikler lineer moleküllerdir veya birkaç dalı vardır, ancak termoplastikler enine bağlantıları ve geniş bir üç boyutlu kovalent kimyasal bağ ağı olan bileşiklerdir.
İlk olarak 1929'da Cowters tarafından sunulan bir başka sınıflandırma sistemi.
Polimerizasyonda gerçekleştirilen kimyasal reaksiyonların doğasına dayanmaktadır.
Burada, küçük bir molekülün (su gibi) kaybıyla reaksiyonlarda iki ana monomer grubu hazırlanır.
Öte yandan, ek polimerler, doymamış bir monomerin ek reaksiyonlarından hazırlananlardır.
(vinil klorür polimerizasyonu gibi)
Bu sistem Florey tarafından modifiye edilmiştir.
Polimerizasyon reaksiyonlarının mekanizmasına vurgu yaptı ve reaksiyonlar, yoğunlaşma veya ekleme reaksiyonlarına neredeyse benzeyen iki tür adım ve zincire bölündü.
Bunlar arasında poliüretan sentezinde bir istisna vardır.
Bu bileşikler, hidroksi izosiyanatların reaksiyonundan hazırlanır ve aşamalı kinetik izler, ancak her bir birimin üretiminden küçük moleküller çıkarılmaz.
Kinetik açıdan, reaksiyonun ilerlemesi ile ilk önce oluşturulan maddelerin nispi mol kütlesi artar ve reaksiyon sonunda en yüksek mol kütlesi gözlenir.
Başka bir deyişle, yüksek nispi molar kütleye sahip moleküller üretildiğinde.
Ve kalan monomerler reaksiyona girmezler.
Monomerlerin geri kalanı dönüşüme uğrayana kadar değişmeden kalırlar.
Bu, bu reaksiyonlarda büyük moleküllerin oluşum hızının yüksek olduğu ve reaksiyon sırasında monomer moleküllerinin ve bağıl mol kütlesi yüksek moleküllerin varlığının bu reaksiyonların özelliklerinden biri olduğu anlamına gelir.
Faz reaksiyonları, dalları olmayan basit lineer moleküllerden, birçok çapraz bağlantılı büyük ağlara kadar farklı yapılara sahip moleküller verir.
Nihai yapı, ana monomerin fonksiyonel gruplarının sayısına bağlıdır.
Bu sayının oranı 2'den büyükse, zincir reaksiyonları sadece lineer polimerler veya çok az dallanma olan moleküller üretir.
Bu nedenle termoplastik olarak sınıflandırmaya göre.
Zincir reaksiyonlarında sadece termoplastikler üretilir ve kademeli reaksiyonlarda termoplastikler ve termosetler üretilir.
Polimerlerin yapısı ve özellikleri:
Polimer kimyasında temel sınıflandırma ilkelerine göre her bir polimerin fiziksel ve kimyasal özellikleri ayrı ayrı incelenir.
Bahsedilen örneklerin çoğu ekonomik öneme sahiptir ve burada bu istenen bileşiklerin endüstriyel üretim yönteminden daha fazla özellikleri araştırılmaktadır.
Sınıflandırma sistemlerine göre ekonomik önemi daha fazla olan polimerlerin termoplastikler veya ek polimerler olarak sınıflandırıldığı açıktır.
PE):
Bu polimer en basit moleküler yapıya sahiptir ve şu anda en yaygın kullanılan plastik malzemedir.
Bu malzeme ilk olarak 1939 yılında elektrik yalıtkanı olarak kullanılmıştır.
Bu polimerin isimlendirilmesinde problemler vardır.
Monomerinin adı eten, geçmişte bahsedilenin aksine etilendir, dolayısıyla bu polimerin adı polietilen olacaktır.
Bu isim asla kimyagerler tarafından kullanılmaz ve bu kitapta bu polimer, genel adı olan polietilen ile anılır.
Polietilenin endüstriyel üretimi için dört ana yöntem vardır ve her durumda farklı özelliklere sahip ürünler elde edilir.
Bu dört yöntem şunlardır:
- Yüksek basınç süreci
- Ziegler süreci
- Phillips süreci
- Standart yağ süreci
Yüksek basınç prosesinde 1000-3000 arm basınçlar ve 80-300 c sıcaklıklar kullanılmaktadır.
Benzoil peroksit gibi serbest radikal başlatıcılar kullanılır ve yan reaksiyonun oluşmaması için koşulların dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Yan reaksiyon yapılırsa Hidrojen, metan ve granit üretilir.
Genel olarak, yüksek basınçlı işlemler, molar kütlesi de nispeten düşük olan, 0,915-0,945 gcm-3 aralığında daha düşük yoğunluklu poli(etilenler) oluşturur.
Ziegler prosesi, metal alkil katalizörlerinin yardımıyla koordinasyon reaksiyonlarına dayanmaktadır.
Bu reaksiyonlar Almanya'da Karl Ziegler tarafından keşfedildi ve 1950'lerin başında İtalya'nın Milano kentinde Natal tarafından geliştirildi.
Ziegler-Natta katalizörü, titanyum tetraklorür ve trietil alüminyumdan hazırlanan bir komplekstir.
Bu katalizör önce reaksiyon kabına konur ve ardından etilen eklenir.
Reaksiyon, katalizörü bozan hava ve nemin yokluğunda düşük basınçlarda ve sıcaklıklarda (70'den az) gerçekleştirilir.
Polimer bileşenlerinin oranını değiştirerek veya reaksiyon kabına az miktarda hidrojen ekleyerek, bir dizi nispi molar kütle elde edilebilir.
Phillips işleminde ve standart (Indiana) yağında, nispeten düşük basınç ve sıcaklıkta yüksek yoğunluklu polietilen elde edilir.
Bu sürecin detayları Tablo 1-1'de sunulmuştur.
Bu polimer bugün dünyada iyi bilinen bir malzemedir.
Bu, kolayca ve nispeten düşük bir maliyetle üretilebilen mum benzeri bir katı maddedir.
Bu bileşikler iyi kimyasal direnç gösterir.
Düşük bağıl molar kütleye sahip tipler, çevresel streslerden etkilenir ve güneş ışığı ve neme maruz kalma nedeniyle ayrışır.
Söylenenlere göre, Variety poli(etilen) çeşitleri borular, ambalaj sargıları, kimya fabrikalarının bileşenleri, kutular ve elektrik yalıtımı gibi farklı uygulamalara sahiptir.
Etilen polimerleri ilk şekillerde detayları
Nata'nın alkenlerden yüksek nispi molar kütleye sahip polimerler hazırlamak için gerekli katalizörler üzerindeki testlerinden sonra, poli (Propilen), 1954 yılında etilenin polimerizasyonu üzerine yaptığı araştırmaların ardından endüstriyel bir malzeme olarak kabul edilmiş ve poli Propilen de sağlanır.
Endüstriyel üretim hızla gelişti ve polipropilen ilk kez 1957 yılında piyasaya girdi.
Poly (parvin) ile olduğu gibi, isimlendirmede de sorunlar vardır ve Iopak ismi yani poly (parvin) kimyagerler tarafından kullanılmaz.
Elbette yaygın ve sistematik olmayan adını kullanmanın bir anlamı yok, ancak bu isim yaygınlaştı ve bu kitapta da kullanılıyor.
Polipropilen ilk yapıldığında iki farklı tip elde edilmiştir.
Bunlardan biri polietilene benziyordu ama daha zordu.
Diğer tip Amerov'du ve daha az dirençliydi.
Günümüzde birinci tipin izotaktik olduğu ve her iki karbon atomunun stereokimyaya veya kimyasal yapıya veya düzenli bir kimyasal-uzaysal yapıya sahip olduğu, diğer tipin ataktik olduğu ve her iki karbon atomunun da stereokimyaya ve rastgeleliğe sahip olduğu bilinmektedir.
Endüstriyel polietilen genellikle %90-95 izotaktiktir ve polietilene çok benzer, şu farkla:
- Erime noktası daha düşüktür (0.90 gcm-3)
- Erime noktası daha yüksektir ve yüksek sıcaklıklarda kullanılabilir (örneğin, mutfak gereçlerini kaynar suya dayanıklı hale getirmek için kullanılır).
- Çevresel etkenlere karşı dayanıklı değildir.
- Kolayca oksitlenir, çünkü kırılması nispeten kolay olan üçüncü tip C-H bağları vardır.
İzotaktik polipropilenin bir başka ilginç özelliği de kırılmadan defalarca bükülebilmesidir.
Bu nedenle karton kutu gibi tek parça kalıplar için kullanılır ve uzun yıllar kullanılabilir.
poli(metil metakrilat)
Kısa adı PMMA olan bu polimer ekonomik açıdan en önemli akrilik polimerdir.
Bu polimer, ekonomik açıdan poli(akrilik asit)den yapılmıştır.
Bu polimer poli(akrilik asitten) elde edilir.
CH3'ün metil grubu değiştirildi ve daha sonra karboksilik asit grubu metanol CH30H ile esterleştirildi.
Ayupak'ın PMMA için önerdiği isim poli/1-menoksikarbonil 1-metileten/'dir.
Diğer polimerler gibi bu isim de kullanılmaz.
Zaman geçtikçe PMMA'nın ekonomik önemi azalır.
1960'ların başında, PMMA satışları tüm çoklu satışların %40'ını oluşturuyordu.
(Steven) ve 1980'de bu değer %12'ye ulaştı. PMMA, günlük plastikler için bir yapı malzemesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
PMMA, X-ışını çalışmalarına göre moleküler ölçekte amorf olan şeffaf ve cam benzeri bir malzemedir.
Çünkü bu malzeme polietilenden daha zayıf bir yalıtkandır ve etil propanoat ve trikloroetan gibi çözücülerde çözülebilir.
Polar bir malzemedir, PMMA'nın şeffaflığı ve görünümü nedeniyle bu polimerin birçok uygulaması vardır.
Bu özellikleri, sertliği ve sertliği PMMA'yı sırlarda kullanıma uygun hale getirmiştir.
poli(stiren)
Sahip olduğu özellikler ve üretim maliyetinin düşük olması nedeniyle günümüzün gelişmiş dünyasında yaygın olarak kullanılan bir polimerdir.
Özelliklerine göre renk aralığı çok uygundur, şeffaflık, sertlik ve su emme düşüktür.
Monomeri, benzenin bir türevi olan stearindir (vinilbenzen).
(1-2) Bu monomer renksiz bir sıvıdır.
hangi kolayca polimerize edilir.
Polimerizasyonunun ilk raporu 1839'da sunuldu.
O sırada Simon, daha sonra estriol olarak adlandırılan bir maddenin nasıl hazırlanacağını önerdi.
Maddenin oksitlendiğine inanıyordu ve ürüne estriol oksit adını verdi.
Daha sonra bu maddenin oksijensiz olduğunu anlayınca metastiren adını verdi.
Bu polimer, monomer kafasının basit düzenine dayalı olarak oluşturulur ve benzen halkasının spesifik konumu değişken olduğundan ve kristalleşme durumunu gösterdiğinden, amorftur, genel özelliklerin aksine, birçok durumda çok kırılgandır, bu nedenle poly(Starin)'in mekanik özelliklerini değiştirmek için kullanılan çeşitli yöntemler sunulmuştur.
Bu yöntemlerden en başarılısı kauçuk dolgu maddelerinin kopolimerizasyonu ve arttırılmasıdır.
Nişastanın birçok farklı kopolimeri üretilmiştir ve piyasada iyi satılmaktadır.
Yapılarında bütadien bulunan polimerler en iyi polimerler arasındadır.
Doğru monomer oranında bu kopolimerler, stiren-bütadien kauçuk (SBR) olarak bilinen elastomerler haline gelir.
Bir diğer önemli malzeme, asilonitril, bütadien ve stirenin (ABS) terpolimerleridir.
Farklı tipteki ABS polimerleri, oran değişiklikleri ile darbelere karşı çok dirençlidir ve uygun yüzey koşuluna sahip bileşikler üretir.
Takviyeli stiren polimerleri üretmenin bir başka yöntemi de kauçuk dolgu maddelerinin kullanılmasıdır.
Bu tür malzemeler, içlerinde gelişmiş mekanik özellikler gösteren sıkıştırılmış polistirenler olarak bilinir.
Bu malzemeler, kauçuğun stiren monomerinde çözülmesi ve stirenin olağan şekilde polimerleştirilmesiyle elde edilir.
Bu işlemde, kauçuk moleküllerine bağlı polinin kısa yan dalları ile az miktarda aşı kopolimerlerinin yanı sıra kauçuk ve poli içeren bir karışım elde edilir.
Bu yöntemin genel sonucu, darbeye saf poliden daha dayanıklı malzemeler hazırlamaktır.
Stiren polimerizasyonu, doymamış polyesterlerde çapraz bağlar oluşturmak için kullanılır.
Genellikle üretilen polyesterler çift bağa sahiptir.
Bu tür reçineler, ön polimerler olarak bilinir.
Bu reçineler stiren ile karıştırılır ve kalın bir çözelti oluşturur.
Çözelti, bir cam elyaf alanına verilir.
Stirenin her polimerizasyonunda elde edilen kompozit, ön polimer molekülünün çift bağlarının yardımıyla nihai özelliklerini elde eder.
Bu şekilde camla güçlendirilmiş üç boyutlu bir ızgara elde edilir.
Kompozit malzeme çok iyi özelliklere sahiptir ve teknelerde, tuvaletlerde ve banyolarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bilmediğiniz en önemli etilen polimerleri detayları
polivinil klorür)
PVC kısaltması olarak bilinen poli(vinil klorür).
Poli(1.kloroeten) için kabul edilen isim, küresel üretim açısından en önemli üç polimerden biridir.
Diğer iki polimer poli(etilen) ve poli(stirendir).
PVC'nin kablo izolasyonu, oyuncaklar ve ambalaj ambalajları yapımında birçok uygulaması vardır.
PVC'nin tepeden tırnağa bir yapıya sahip olduğu bilinmektedir.
Bu konunun deneysel kanıtı, dioksanda çözünme sırasında Wurtz reaksiyonunun gerçekleştirilmesi ve çinko tozu ile reaksiyona girerek klor içeren tamamen doymuş bir ürün oluşturmasıdır.
Bir başka olası yapı, kafa kafaya bir düzenlemedir.
Bir başka olası yapı, klor atomlarının ayrıldığı noktada doymamış noktalara sahip olan kafa kafaya düzenlemedir.
Enerji ve polimerler:
Plastikler genellikle hidrokarbon hammaddelerinden üretildiği için.
Bu malzemeler, tüketilen enerjiyi korumak için enerjiyi korumak için geri dönüştürülmelidir.
Geri dönüşümün kolay olmadığı ve atık kaynaklı yakıtlarda plastik kullanımının enerji tasarrufu açısından kabul edilebilir bir ölçek olduğu bir durumda.
Bu arada belirtmek gerekir ki plastik yakmak gezegenin her yerindeki karbondioksit miktarını arttırdığı için pek hoş bir fikir değil.
Bu maddeler yakıt olarak çok kullanışlı olmalarına rağmen kolayca yakılması potansiyellerini önemli ölçüde boşa harcar.
Öte yandan, yanan plastikler sadece CO2 salmakla kalmaz, aynı zamanda çok az miktarda diğer istenmeyen kirleticiler de üretir.
Polimerlerin geri dönüşümü:
Sentetik polimerlerin geri dönüşümü ve yeniden kullanımı, atık sorunlarına en kabul edilebilir çözümdür.
Farklı atık türleri nadiren kullanılabilir, ancak polimeri yeniden yapmak yerine geri kazanılabilir.
Prensip olarak, polimerler, özelliklerinde önemli bir kayıp olmadan geri dönüştürülebilir, örneğin polikarbonat şişeler özel cihazlarla geri dönüştürülebilir ve daha sonra evde yüksek performanslı ürünler olarak kullanılabilir.
Geri dönüşümde ekonomi önemli bir konu.
Amerika'da bazı polimerlerin türlerini belirten ve dolayısıyla geri dönüşümlerini kolaylaştıran sanal işaretler var.
Örneğin poli (etilen tereftalat) içecek şişeleri temizlenebilir ve geri dönüştürülebilir.
Bu malzemeleri geri dönüştürmek de ekonomik olarak uygundur.
Geri dönüştürülmüş polimerler halı lifleri, mobilya dolguları veya yalıtım malzemeleri olarak kullanılır.
Naylon atıklar da yüksek kârlarla geri dönüştürülebilir.
Geri dönüşümle ilgili teknik bir problem, birçok uygulama için birkaç farklı polimerin bir karışımının karmaşık bir şekilde birlikte kullanılmasıdır.
Ancak, farklı polimer türlerini ayırt etmek ve ayırmak gerekir.
Henüz dünyaya tanıtılmamış önerilen bir sistem, bir araba montajındaki her polimer bileşenine bir ekran veya bilgisayar kodu koymaktır.
bozunabilir polimerler
Polimer atığı problemini çözmek için var olan bir diğer yöntem, bozunabilir polimerler yapmaktır.
Bu varsayımla ilgili problem, bozunabilir polimerlerin yapımında, bu malzemelerin yüksek mukavemeti ve direnci gibi polimerlerin bazı uygun özelliklerinin kaybolabilmesidir.
ürünlerin tahrip olması da mümkündür, kendisi çevre sorunlarına neden olan reaksiyonu arttırır, bozunan polimerlerden kaynaklanan toksik atıklar çevredeki suyu ve alanları kirletir.
Tüm sentetik malzemeler geri dönüşüme değmez.
Örneğin plastik poşetler, altı yüzük, içecek kutuları, balık ağları ve denizaltı halatlarının geri dönüşümü zordur, eğer ürünlerin imhası çevresel açıdan uygunsa, bozunabilir polimerlerin üretimi atık sorununu çözebilir.
Bozunabilir polimerlerin tasarımı için çeşitli görüşler vardır, ancak bu görüşlerin uygulanması yavaştır.
Bozunabilen polimerlerin kullanım süreleri boyunca makul bir ömre sahip olmaları gerekir.
Mağazalar için plastik poşetler bozunur hale getirilemez.
Üretildikleri andan itibaren herhangi bir esneme veya uzama onları kullanılamaz hale getirdiğinden, polimerler bozunabilir ve uzun vadeli bir bozulmaya sahip olacak şekilde tasarlanmalıdır.
Polimerlerin aktif çevre koşulları altında bozunması, biyobozunur polimerlerin yayılmasına neden olan plastik atık sorununu azaltır.
Organizmalar (bakteriler ve mantarlar) tarafından gerçekleştirilen bozunma süreçleri genellikle karmaşıktır.
Selüloz veya protein gibi doğal makromoleküller biyolojik sistemlerde genellikle hidroliz ve ardından oksidasyon ile yok edilir.
Biyolojik olarak parçalanamayan sentetik polimerlerin üretimi genellikle enzimatik oksidasyon ile hidrolize olabilen fonksiyonel gruplar kullanılarak yapılmaktadır.
Alifatik polyesterler, poliüretanlar, poli(vinil alkol) ve poli(vinil etanoat) bu şekilde bozunan polimerler arasındadır.
Bu malzemeler genellikle tıp alanında (emilebilir sütürler veya kontrollü salınımlı matrisler gibi) uygulama bulur.)
Son zamanlarda, kolayca parçalanabilen polimerler olan paketleme alanlarında kullanılmak üzere benzer malzemeler yapılmıştır.
Daha önce belirtildiği gibi, toprağa gömme, polimerlerin bozunması için bir seçim yöntemi olarak kullanılır.
Bozunabilir atıkların çevreye gömme koşulları, plastik gömme koşullarına benzer olsa da, bölgenin iklimi üzerinde kontrol eksikliği veya biyolojik polimerlerin yok edilmesine katılan mikroorganizmaların çeşitliliği nedeniyle.
Elde edilen sonuçları tekrarlamak genellikle zordur.
Bu polimerlerin biyolojik olarak parçalanabilirliği için çeşitli testler yapılmaktadır.
bu testlerin daha fazla ayrıntı elde etmek için gelişmiş mikroorganizmalar ile düzenli depolamadan kaynaklanan toprak üzerinde gerçekleştirildiği.
Bu çalışmalar, sentetik polimerlerin biyolojik olarak bozunabilir olup olmadığını belirlemektedir.
Öte yandan, sentetik polimer yok edildiğinde bu yeteneğin miktarı, polimerin yapıldığı görünüm ve ayrıca cinsel özelliği ile belirlenir.
