Back to the topics list

polimeri

Uvod u polimere

Polimeri su velike molekule sastavljene od ponavljajućih strukturnih jedinica poznatih kao monomeri. Procesom koji se naziva polimerizacija, ovi se monomeri povezuju, tvoreći lance koji se mogu razlikovati po duljini, strukturi i složenosti. Polimeri igraju ključnu ulogu u prirodnim i sintetičkim kontekstima, uključujući biologiju, medicinu, inženjerstvo i svakodnevne proizvode.

Prirodni vs. sintetički polimeri

Polimeri se dijele u dvije glavne kategorije: prirodne i sintetske . Prirodni polimeri , poput celuloze, DNK i proteina, nalaze se u prirodi i igraju bitne uloge u biološkim funkcijama. Sintetske polimere , s druge strane, stvaraju ljudi i uključuju plastiku poput polietilena, polistirena i polivinil klorida (PVC).

Kemija iza polimera

U središtu kemije polimera je koncept monomera , male molekule koja se može vezati s drugim monomerima i tvoriti polimer. Dva glavna tipa procesa polimerizacije su adicijska polimerizacija i kondenzacijska polimerizacija .

• Adicijska polimerizacija uključuje spajanje monomera bez gubitka bilo koje molekule. Klasičan primjer je polimerizacija etilena u polietilen, predstavljena jednadžbom: \(n(CH_2=CH_2) \rightarrow (-CH_2-CH_2-)_n\)
• Kondenzacijska polimerizacija uključuje spajanje monomera uz gubitak male molekule, obično vode. Primjer je stvaranje najlona iz kiseline i amina.
• Stupanj polimerizacije - broj ponavljajućih jedinica u polimernom lancu - ima značajan utjecaj na njegova svojstva. Viši stupnjevi polimerizacije obično dovode do veće vlačne čvrstoće, viših točaka taljenja i poboljšane trajnosti, dok niži stupnjevi proizvode mekše i fleksibilnije materijale.

Svojstva polimera

Svojstva polimera ovise o njihovoj strukturi i sastavu. Mogu se grubo podijeliti na termoplaste i termoreaktivne polimere .

• Termoplasti su polimeri koji omekšaju zagrijavanjem, a stvrdnu se hlađenjem. Mogu se ponovno topiti i preoblikovati više puta bez promjene kemijskih svojstava.
• Termoreaktivni polimeri su polimeri koji postaju trajno tvrdi kada se zagrijavaju i ne mogu se preoblikovati hlađenjem. Tijekom zagrijavanja prolaze kroz kemijsku promjenu, što sprječava njihovo ponovno taljenje.

Druga važna svojstva uključuju elastičnost , plastičnost , žilavost i trajnost , koja se uvelike razlikuju među različitim polimerima.

Primjena polimera

Polimeri imaju širok raspon primjena zbog svojih raznolikih svojstava. Neke uobičajene primjene uključuju:

• Ambalaža: Polimeri poput polietilena i PVC-a široko se koriste u pakiranju robe zbog svoje trajnosti i fleksibilnosti.
• Građevinarstvo: Polimeri poput polistirena i poliuretanske pjene koriste se kao izolacijski materijali u zgradama.
• Zdravstvo: Biokompatibilni polimeri koriste se u medicinskim uređajima, implantatima i sustavima za kontroliranu dostavu lijekova.
• Elektronika: Polimeri poput polianilina i politiofena koriste se u razvoju organskih poluvodiča i solarnih ćelija.

Kemičari polimera mogu prilagoditi ta svojstva promjenom vrste monomera, promjenom rasporeda polimernih lanaca, dodavanjem punila ili plastifikatora i kontroliranjem kristalnosti. Ova sposobnost "dizajniranja" polimera na molekularnoj razini omogućuje stvaranje materijala sa specifičnim zahtjevima za čvrstoću, fleksibilnost, transparentnost ili vodljivost.

Utjecaj na okoliš i održivost

Široko rasprostranjena upotreba sintetičkih polimera, posebno plastike, izazvala je zabrinutost zbog onečišćenja okoliša i održivosti. Napori za rješavanje tih problema uključuju razvoj biorazgradivih polimera, recikliranje i održive metode sinteze polimera.

Zaključak

Polimeri igraju neizostavnu ulogu u modernom društvu, s primjenama koje dotiču gotovo svaki aspekt svakodnevnog života. Razumijevanje kemije polimera, uključujući njihovu sintezu, svojstva i primjenu, omogućuje razvoj novih materijala koji zadovoljavaju specifične potrebe. Kako se krećemo prema održivijoj budućnosti, proučavanje polimera i dalje će biti ključno područje, uravnotežujući prednosti upotrebe polimera s potrebom zaštite našeg okoliša.