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Was sind thermoplastische Polymere?

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Um zu verstehen, was thermoplastische Polymere sind, hilft die Struktur von Polymeren. Ein Merkmal der Struktur des Polymermoleküls ist die Wiederholbarkeit der Monomere, die in der Verbindung polymerisiert werden. Kurz gesagt kann die Struktur des Polymers durch die Formel dargestellt werden: 2 kurzlebige Reste der Methylengruppe werden polymerisiert, wodurch ein starkes Ethylenmonomer (CH 2 = CH 2) entsteht. Auch mehrere identische Monomere können eine starke Bindung eingehen, aber keine doppelte.

n Monomere können an der Polymerisation teilnehmen (ihre Anzahl variiert von 1 bis über 1000), dann wird die Formel des resultierenden Elements wie folgt angezeigt: (CH2-CH2) n ist die Formel des einfachsten Polymers – Polyethylen. Wenn eine Monomerart am Aufbau des Polymers beteiligt ist, handelt es sich um ein Homopolymer, wenn zwei oder mehr Arten beteiligt sind, um ein Copolymer.

Polymere: Eigenschaften und Klassifizierung

Die gebräuchlichste Klassifizierung von Polymeren nach ihrer Zusammensetzung:

  • organisch mit hohem Molekulargewicht;
  • Organoelement;
  • anorganisch mit hohem Molekulargewicht.

Klassifizierung von Polymeren nach Herkunft:

  • natürlichen Ursprungs, in der natürlichen Umgebung natürlicher Polymere (Grundlegend in dieser Form sind Proteinpolymere, bei denen das Monomer eine Aminosäure ist, Polysaccharide);
  • künstlicher Ursprung in makromolekularen Stoffen – veränderte chemisch veränderte Naturstoffe (so entsteht aus Zellulose Kunststoff);
  • synthetisch durch Polymerisation oder Polykondensation verschiedener Strukturen und Längen erhalten. Die Eigenschaft und Anwendung des Polymers hängt von der Länge der Kette ab .

Monomere können sich auf unterschiedliche Weise im Raum befinden, daher die Unterschiede in den Strukturen. Sie kann sein:

  • linear;
  • Treppe;
  • räumlich.

Sehen Sie sich ein Video darüber an, was Polymere sind.

Die lineare Struktur kann eine gerade Kette sein, die sich im Zickzack oder spiralförmig erstreckt. Abschnitte der Kette werden wiederholt und zwischen ähnlichen Abschnitten derselben Kette fest verbunden.

Das charakteristische Merkmal der ersten Struktur ist der Besitz von Flexibilität. Daher die Besonderheit der Produkte – hohe Elastizität und geringe Veränderlichkeit der Struktur bei niedrigen Temperaturen, keine Zerbrechlichkeit, Sprödigkeit bei Kälte. (Zum Beispiel Polyethylen).

Die zweite Struktur beinhaltet zwei Ketten, die chemisch aneinander gebunden sind. Eigenschaften dieser Art von Polymeren: Starrheit, Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Unlöslichkeit in organischen Lösungsmitteln.

Eine räumliche Verbindung wird nicht aus kleinen Monomeren, sondern ganzen Molekülen quer gebildet. Äußerlich ähnelt diese Struktur einem Gitter mit Zellen unterschiedlicher Größe. Die Steifigkeit und Hitzebeständigkeit ist in diesem Zusammenhang viel höher als bei einer linearen Struktur.

Polymere und ihre Eigenschaften

Beim Erhitzen verhalten sich verschiedene Substanzen unterschiedlich. Einige haben eine duroplastische Reaktion. Die anfängliche lineare Struktur verwandelt sich unter dem Einfluss hoher Temperaturen in eine räumliche Struktur, wird zu einer festen Substanz und behält auch in Zukunft eine hohe Härte. Die resultierende Verbindung kann nicht geschmolzen und gelöst werden. Die resultierenden Verbindungen werden keiner Wiedererwärmung unterzogen. Ihre Beispiele sind verschiedene Harze, Epoxid, Phenol-Formaldehyd usw.

Im Gegensatz zu duroplastischen Compounds können thermoplastische Compounds viele Male erhitzt werden. Jedes Mal, wenn sie beim Abkühlen schmelzen, verfestigen sie sich wieder. Der Grund dafür ist ihre ursprüngliche Struktur. Eine lineare Verbindung wird nicht durch starke chemische Bindungen belastet. Durch Erhitzen werden die vorhandenen schwachen Bindungen zerstört, und beim Abkühlen werden sie in ihrer vorherigen oder modifizierten Form wiederhergestellt.

Ein Stoff mit thermoplastischen Eigenschaften (z. B. Polyethylen, Polyamid, Polystyrol usw.) wird beim Erhitzen amorph und bei Temperaturerhöhung sogar flüssig. Diese Eigenschaft wird häufig zum Spritzgießen, Extrudieren, Extrudieren, Blasen, zum Verschmelzen mehrerer Teile durch Schweißen verwendet.

Thermoplastische Polymere

In der Praxis wird die Fähigkeit, jederzeit flüssig oder weich zu werden, sehr effektiv eingesetzt. Damit der Prozess jedoch problemlos ablaufen kann, muss die Temperatur der thermischen Zersetzung der Substanz verstanden werden. Bei verschiedenen Polymeren ist es unterschiedlich, es hängt direkt von der Struktur des Moleküls der Substanz ab.

Für die Effizienz des Enthärtungsprozesses werden Technologien verwendet, die die niedrige Viskosität des Stoffes reduzieren oder die Reduktionstemperatur erhöhen, indem der Prozess in Räumen mit einem Inertgas durchgeführt wird.

Der Thermoplast kann im Lösungsmittel quellen und zerkleinern. Der Grund ist derselbe – die lineare Struktur seines Moleküls und seine Größe. Beim Verdunsten des Lösungsmittels nimmt die Molekularstruktur des Thermoplasten ihre ursprüngliche Form an. Diese Eigenschaft wird bei der Herstellung von Leim, einer Bindemittelkomponente von Farbstoffen auf Polymerbasis, verwendet.

Negative Eigenschaften von Polymeren mit thermoplastischer Eigenschaft:

  • geringe Hitzebeständigkeit;
  • erhöhte Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen;
  • erhöhte Fließfähigkeit bei hohen Temperaturen;
  • Verlust von Eigenschaften, wenn sie ultravioletten Strahlen ausgesetzt werden;
  • Luftoxidation;
  • reduzierte Oberflächenhärte.

Anwendungsbeispiele thermoplastischer Eigenschaften

Die beliebtesten Thermoplaste auf Baustellen und im Haushalt sind Polyethylene, Polypropylene und Polystyrole.

Die Bildung von Polyethylen ist während der Polymerisation von Ethylen möglich. Indem der Druck auf einem hohen Niveau gehalten wird, wird das Ölgas bei einer sehr hohen Temperatur behandelt oder das extrahierte Ölprodukt wird hydrolysiert. Für den Prozess ist es wichtig, das optimale Grad Celsius einzuhalten, eine prozessfördernde Substanz hinzuzufügen und Sauerstoff einzubringen.

Negative Eigenschaften von Polyethylen:

Produkte des täglichen Lebens – Rohre, Folien, Elektro-, Schall-, Wärmedämmung usw., andere Polymere und Kunststoffe.

Polypropylen wird durch Gaspolymerisation unter Verwendung eines Lösungsmittels erhalten. Härter und stärker als Polyethylen, wird aber bereits bei -20 spröde und wird in Form von Bitumen, Gummi verwendet. Und Polystyrol wird aus Styrol gewonnen und dient als Wärmedämmschicht, zur Herstellung von Verkleidungsfliesen und Kleinarmaturen. In Variationen mit Lösungsmitteln können auch Klebstoffe erhalten werden.

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