För att förstå vad termoplastiska polymerer är, kommer strukturen av polymerer att hjälpa. En egenskap hos polymermolekylens struktur är repeterbarheten hos monomererna som polymeriseras i föreningen. I korthet kan polymerens struktur representeras av formeln: 2 kortlivade radikaler av metylengruppen polymeriseras, vilket skapar en stark etylenmonomer (CH2 = CH2). Flera identiska monomerer kan också skapa en stark bindning, men inte en dubbel.
n monomerer kan delta i polymerisationen (deras antal varierar från 1 till över 1000), då kommer formeln för det resulterande elementet att visas enligt följande: (CH2-CH2) n är formeln för den enklaste polymeren – polyeten. Om en typ av monomer är involverad i strukturen av polymeren är det en homopolymer, om två eller flera typer är involverade är det en sampolymer.
Polymerer: egenskaper och klassificering
Den vanligaste klassificeringen av polymerer enligt deras sammansättning:
- högmolekylär organisk;
- organoelement;
- oorganisk hög molekylvikt.
Klassificering av polymerer efter ursprung:
- naturligt ursprung, i den naturliga miljön av naturliga polymerer (grundläggande i denna form är proteinpolymerer, där monomeren är en aminosyra, polysackarider);
- artificiellt ursprung i makromolekylära ämnen – förändrade kemiskt modifierade naturliga ämnen (så här tillverkas plast av cellulosa);
- erhålls syntetiskt genom polymerisation eller polykondensation av olika strukturer och längder. Polymerens egenskaper och användning beror på kedjans längd .
Monomerer kan lokaliseras i rymden på olika sätt, därav skillnaderna i strukturer. Hon kan vara:
- linjär;
- trappa;
- rumslig.
Se en video om vad polymerer är.
Den linjära strukturen kan vara en rak kedja som sträcker sig i sicksack eller spiral. Sektioner av kedjan upprepas och är fast förbundna mellan liknande sektioner av samma kedja.
Det karakteristiska för den första strukturen är innehavet av flexibilitet. Därav produkternas egenhet – hög elasticitet och låg förändringsförmåga av strukturen vid låga temperaturer, det finns ingen skörhet, sprödhet i kylan. (Till exempel polyeten).
Den andra strukturen involverar två kedjor kemiskt bundna till varandra. Egenskaper för denna typ av polymerer: Styvhet, uthållighet vid höga temperaturer och olöslighet i organiska lösningsmedel.
En rumslig förening bildas inte av små monomerer, utan hela molekyler på tvären. Utåt liknar denna struktur ett rutnät med celler av olika storlekar. Styvhet och värmebeständighet i detta sammanhang är mycket högre än för en linjär struktur.
Polymerer och deras egenskaper
När de värms upp beter sig olika ämnen olika. Vissa har en värmehärdande reaktion. Den initiala linjära strukturen, under inverkan av hög temperatur, ändrar strukturen till en rumslig struktur, blir en fast substans, behåller hög hårdhet i framtiden. Den resulterande föreningen kan inte smältas och lösas. De resulterande fogarna är inte föremål för återuppvärmning. Deras exempel är olika hartser, epoxi, fenol-formaldehyd, etc.
Till skillnad från härdplaster kan termoplastiska föreningar värmas många gånger. Varje gång de smälter vid avkylning stelnar de igen. Anledningen till detta är deras ursprungliga struktur. En linjär förbindelse belastas inte av starka kemiska bindningar. Uppvärmning förstör de befintliga svaga bindningarna, och när de kyls, återställs de i sin tidigare eller modifierade form.
Ett ämne med termoplastegenskaper (till exempel polyeten, polyamid, polystyren, etc.) blir amorft vid upphettning och till och med flytande när temperaturen höjs. Denna egenskap används ofta för formsprutning, extrudering, extrudering, blåsning, för att smälta ihop flera delar genom svetsning.
Termoplastiska polymerer
I praktiken tillämpas förmågan att när som helst bli flytande eller mjuk, mycket effektivt. Men för att processen ska passera utan svårighet är det nödvändigt att förstå temperaturen för den termiska nedbrytningen av ämnet. För olika polymerer är det olika, det beror direkt på strukturen hos ämnets molekyl.
För effektiviteten av avhärdningsprocessen används tekniker som minskar ämnets låga viskositet eller ökar reduktionstemperaturen genom att utföra processen i rum med en inert gas.
Termoplasten kan svälla och strimla i lösningsmedlet. Anledningen är densamma – den linjära strukturen av dess molekyl och dess stora storlek. När lösningsmedlet avdunstar tar termoplastens molekylära struktur sin ursprungliga form. Denna egenskap används vid skapandet av lim, en bindemedelskomponent i mastix, polymerbaserade färgämnen.
Negativa egenskaper hos polymerer med termoplastegenskaper:
- låg värmebeständighet;
- ökad sprödhet vid låga temperaturer;
- ökad fluiditet vid höga temperaturer;
- förlust av egenskaper när de utsätts för ultravioletta strålar;
- luftoxidation;
- minskad ythårdhet.
Användningsexempel på termoplastiska egenskaper
De mest populära termoplasterna på byggarbetsplatser och i hushållsbruk är polyetener, polypropener och polystyrener.
Skapandet av polyeten är möjligt under polymerisationen av eten. Genom att hålla trycket på en hög nivå behandlas oljegasen vid en mycket hög temperatur eller så hydrolyseras den extraherade oljeprodukten. För processen är det viktigt att hålla den optimala graden Celsius, tillsätta ett processfrämjande ämne och tillföra syre.
Negativa egenskaper hos polyeten:
Produkter som används i vardagen – rör, filmer, el, ljud, värmeisolering, etc., andra polymerer och plaster.
Polypropen erhålls genom gaspolymerisation med användning av ett lösningsmedel. Hårdare och starkare än polyeten, men blir spröd redan vid -20. Den används i form av bitumen, gummi. Och polystyren erhålls från styren och används för ett värmeisolerande lager, för att skapa motstående kakel och små beslag. I variationer med lösningsmedel kan även lim erhållas.