Классификация полимеров по происхождению: Классификация полимеров по происхождению и строению | ПластЭксперт

alexxlab | 06.11.2020 | 0 | Разное

Классификация полимеров

В основу классификации ВМС могут быть положены самые разнообразные признаки: происхождение полимеров, строение и химический состав их макромолекул, пространственное расположение заместителей в элементарных звеньях и т.д.

По происхождению органические высокомолекулярные соединения делятся на природныеилибиополимеры,искусственныеисинтетические.

Природные полимерыявляются продуктом жизнедеятельности животных и растительных клеток. К ним относятся многочисленныебелки, нуклеиновые кислоты, полисахариды (целлюлоза, амилоза, амилопектин, декстрин, гликоген и т.д.), натуральный каучук.

Искусственные полимерыобразуются в результате химической модификации природных полимеров, осуществляемой человеком. При этом характер связи между элементарными звеньями и сама их природа существенно не изменяются. В состав уже существующих макромолекул вводятся лишь различные заместители или функциональные группы, отсутствующие в исходном веществе и придающие ему определенные специфические свойства.

К таким полимерам относятрезину, различные эфиры целлюлозы.Например:

Синтетические полимерыв природе отсутствуют. Они получаются искусственным путем на заводах из соответствующих низкомолекулярных продуктов – мономеров. Данные полимеры составляют наиболее многочисленную группу высокомолекулярных соединений. К ним относятсяполиэтилен, полипропилен, тефлон, лавсан, полихлорвинил, капрон, найлон и т.д.

По химическому составу основной макромолекулярной цепи полимеры делятся на карбоцепныеигетероцепные, а также нагомополимерыисополимеры.

Карбоцепные полимерыобразованы за счет последовательного соединения между собой атомов углерода. Например:

Гетероцепные полимерымогут содержать в главной цепи как атомы углерода, так и атомы других элементов (O,N). Например:

Гомополимерысодержат в своих макромолекулах одинаковые элементарные звенья, т.е. они образованы только одним мономером.

Сополимерысостоят из нескольких видов элементарных звеньев, которые отличаются друг от друга по своему строению и могут чередоваться в макромолекулярной цепи самым различным образом. Сополимеры образуются в результате совместной полимеризации или поликонденсации нескольких различных мономеров. Например:

По расположению элементарных звеньев в макромолекуле и способу их соединения между собой различают линейные,разветвленныеисетчатые(пространственные)полимеры.

В молекулах линейных полимеров элементарные звенья (А), последовательно соединяясь друг с другом, образуют длинные цепи:

Такими полимерами являются белки, целлюлоза, амилоза, природный каучук, тефлон, полиэтилен и т. д.

Макромолекулы разветвленных полимеров представляют собой длинные цепи с короткими боковыми ответвлениями:

К ним относятся амилопектин, гликоген.

К разветвленным полимерам относят и такие, у которых боковые ответвления построены из остатков иных мономеров, чем основная цепь. Эти полимеры называются

привитыми:

Пространственные (сетчатые) полимеры представляют собой длинные цепи, соединенные между собой «мостичными связями» за счет как отдельных атомов, так и определенных групп атомов.

Для них понятие «макромолекула» теряет свой обычный смысл и приобретает некоторую условность. В принципе весь образец такого полимера представляет собой одну огромную трехмерную молекулу.

Высокомолекулярными соединениями с пространственной структурой являютсяфенолформальдегидные смолы, резина, эбонит.

Различают также полимеры со стереорегулярной структурой, в которой боковые углеводородные радикалы или другие заместители расположены в пространстве относительно главной цепи в определенном строгом порядке (

природный каучук, гуттаперча). Они обладают повышенными механическими и эксплуатационными качествами, по сравнению с полимерами нестереорегулярной структуры.

Классифицирование полимеров | Обучонок

по происхождению

• Природные – биополимеры (белки, коллоидная сера, натуральный каучук, целлюлоза, крахмал).
• Синтетические – полимеры получаемые путем полимеризации (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и др.) или поликонденсацией (фенолформальдегидные смолы, капрон, найлон, лавсан и пр.).
• Модифицированные – полученные в процессе модификации, в ходе которой исходный полимер подвергается физическим или химическим воздействиям и в результате превращается в новый полимер, имеющий иное химическое строение, а стало быть, иные свойства. Модификация, по сути, это превращение одних полимеров в другие. Еще в 1832 году французский химик А. Бракконо, действуя азотной кислотой на хлопок, получил нитроцеллюлозу.

По химическому составу

• Органические (белки, каучуки, крахмал, клетчатка, инулин).
• Неорганические, не содержащие органических звеньев ни в главной цепи, ни в ответвлениях макромолекулы (кварц, графит, силикаты, корунд, карбид бора).
• Элементоорганические, макромолекулы которых состоят из углеводородных групп и неорганических звеньев. Они содержат в основной цепи органических радикалов неорганические атомы (Si, Ti, Al), сочетающиеся с органическими радикалами. В природе их нет. Искусственно полученный представитель – кремнийорганические соединения.

В зависимости от молекулярной массы (ММ)

• Мономеры (с небольшой ММ) – исходные вещества из которых синтезируются полимеры. Например, из n-молекул этилена получают полиэтилен.
• Олигомеры (с ММ менее 540) – молекула в виде цепочки из небольшого числа одинаковых составных звеньев.
  Этим олигомеры отличаются от полимеров, в которых число звеньев теоретически неограниченно. Верхний предел массы олигомера зависит от его химических свойств. Свойства олигомеров сильно зависят от изменения количества повторяющихся звеньев в молекуле и природы концевых групп; с момента, когда химические свойства перестают изменяться с увеличением длины цепочки, вещество называют полимером. Так, этилен также является исходным соединением для получения олигомеров этилена, являющихся основой ряда синтетических смазочных масел.
• Полимеры (высокомолекулярные, с ММ от пяти тысяч до пятисот тысяч) – молекулы построены из множества повторяющихся элементарных звеньев, образующихся в результате взаимодействия и соединения друг с другом одинаковых или разных простых молекул – мономеров.
• Сверхвысокомолекулярные полимеры с ММ более полумиллиона.

По форме макромолекулы

• Линейные. В макромолекулах линейных полимеров структурные звенья последовательно соединены друг с другом в длинные цепи. Цепи изгибаются в различных направлениях или сворачиваются клубком. Именно эта особенность строения придает эластичность полимерам. Из природных полимеров линейное строение имеют целлюлоза, амилоза, каучук, а из синтетических – полиэтилен.
• Разветвленные. Макромолекулы разветвленных полимеров – это длинные цепи с короткими боковыми ответвлениями. Такое строение имеют, например амилопектин.
• Сетчатые (пространственные). Макромолекулы сетчатых полимеров представляют собой длинные цепи, связанные поперечными связями. Такая макромолекула имеет три измерения в пространстве. Высокомолекулярными соединениями с пространственной структурой являются: шерсть, резина.

По составу мономеров

• Гомополимеры – полимеры, состоящие из одного вида звеньев (поливинилхлорид, поликапроамид, целлюлоза).
• Сополимеры – полимеры, состоящие из звеньев разного строения.

В зависимости от расположения этих звеньев различают статистические и чередующиеся сополимеры, а также привитые сополимеры, блок-сополимеры и гребнеобразные.

Статистические сополимеры образованы цепочками, содержащими химические группы различной природы, получают путём полимеризации смеси нескольких исходных мономеров.

Чередующиеся сополимеры характеризуются цепочками, в которых чередуются радикалы разных мономеров.

Привитые сополимеры – это разветвленные высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых состоят из основной цепи и боковых ответвлений, различающихся по составу или строению.

Блок-сополимеры построены из достаточно протяженных цепочек (блоков) одного мономера, соединенных по концам с достаточно протяженными цепочками другого мономера. В блок-сополимерах, составленных из компонент с разными свойствами, возникают суперрешетки, построенные из выделившихся в отдельную фазу блоков различной химической природы.

Размеры блоков зависят от соотношения исходных мономеров. Так, хрупкому полистиролу добавляют устойчивость к растяжению до 40 % путем сополимеризации с 5−10 % полибутадиена, и получается ударопрочный полистирол, а при 19 % полистирола в полибутадиене материал демонстрирует каучукоподобное поведение.

Гребнеобразные сополимеры – это привитые сополимеры с очень длинными боковыми цепочками. Гребнеобразные сополимеры с длинными боковыми алкильными ответвлениями применяют в производстве органических стёкол, плёнок, лакокрасочных материалов, пропиточных составов для бумаги, ткани, древесины, кожи и др.

Склонность гребнеобразных полимеров к структурообразованию обусловливает использование их в качестве загустителей моторных масел и смазок. Одно из важных и перспективных свойств гребнеобразных полимеров, в боковых ответвлениях которых присутствуют мезогенные группы, – их способность формировать жидкокристаллическую фазу.

По отношению к нагреванию

1. Термопласты (термопластичные пластмассы), при нагревании размягчаются и плавятся, а после охлаждения затвердевают, возвращаясь в исходное состояние без потери физических свойств (этими качествами обладают линейные и разветвленные полимеры). Эту способность они сохраняют неоднократно. Процесс изготовления изделий из термопластов является обратимым, что позволяет использовать отходы для повторной переработки.

Технология изготовления термопластов довольно проста: полимерные гранулы засыпают в камеру термопластавтомата, где, при необходимой температуре, переходят в текучее состояние, затем расплавленная масса попадает в специальную форму, где происходит прессование и дальнейшее охлаждение. Как правило, большинство термопластов может быть использовано вторично.

2. Реактопласты (термореактивные пластмассы), после нагревания частично и необратимо разрушаются и не восстанавливают исходных свойств (сетчатые пространственные полимеры). При нагревании они вначале плавятся, а затем переходят в твердое неплавкое состояние за счет изменения структуры. Процесс переработки реактопластов необратим – они не размягчаются вторично.

Изготовление реактопластов, в отличие от термопластов, происходит с помощью порошкового пресс-формования. Предварительно порошок, из которого изготавливается данный полимер, засыпается в пресс-форму, где происходит прессование при определенной температуре и давлении. Данный способ изготовления полимерных материалов позволяет получить необходимое вещество с заданными характеристиками.

По пространственному строению

1. Стереорегулярные (тактические) полимеры:

• изотактический полимер – полимер, в котором заместители расположены в пространстве по одну сторону от основной полимерной цепи;
• синдиотактический полимер – полимер, в котором заместители расположены по одну и другую сторону от основной полимерной цепи периодически.

Стереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться, они обладают большей прочностью и теплостойкостью.

2. Нестереорегулярные (атактические) полимеры – полимеры, в которых заместители расположены беспорядочно (по одну и по другую сторону от основной полимерной цепи). Атактические полимеры не способны кристаллизоваться и уступают по большинству эксплуатационных свойств стереорегулярным полимерам такого же химического состава. Представляет собой более мягкий материал, напоминающий каучук.

По структуре полимера

1. Кристаллические, содержащие более 2/3 кристаллических структур (полиэтилен, полипропилен, тефлон).
2. Аморфные, содержащие не более нескольких процентов кристаллических структур (все сетчатые полимеры).
3. Аморфно-кристаллические, содержащие от 25 до 70% кристаллических структур (полиэтилен высокого давления).

Перейти к разделу: 3. Свойства полимеров

Классификация полимеров на основе различных факторов

• Автор Сахана Сома Кодаркар
• Последнее изменение 18-10-2022

Классификация полимеров: Полимер – это природное или синтетическое вещество, состоящее из больших молекул, известных как макромолекулы, которые представляют собой комбинацию многих субъединиц, называемых мономерами. Естественно, полимеры окружают нас повсюду; от нитей ДНК до минералов, таких как алмазы и кварц, и искусственных материалов, таких как бетон, стекло, бумага и пластик.

Полимеры имеют различное промышленное применение и используются для изготовления множества потребительских товаров. Они используются для изготовления пластиковых бутылок, резиновых наконечников для наушников, пластиковых сумок и т. д. Многие белки в организме человека состоят из полимеров. В этой статье мы узнаем больше о полимерах, классификации полимеров на основе структуры, происхождения, молекулярных сил и теплового поведения и других основных областях применения.

Полимеры

Термин «полимер» относится к большой молекуле, состоящей из множества мелких составных единиц идентичной структуры, известных как мономеры. Это может произойти естественным путем или быть создано искусственно в лаборатории. Количество мономерных звеньев, составляющих полимер, может различаться у разных веществ. Полимеры с очень большим количеством мономерных звеньев называются высокополимерами.

Классификация полимеров

Полимеры можно классифицировать по-разному из-за их большого количества, разнообразного поведения и способности встречаться в природе или синтетическим путем. Однако ниже приведены некоторые основные способы классификации полимеров:

Классификация полимеров на основе происхождения

В зависимости от источника или происхождения полимеры подразделяются на два типа;

1.

Природные полимеры

Полимеры, полученные из животных и растений, известны как природные полимеры. Вот несколько примеров природных полимеров:

а) Полисахариды: Целлюлоза и крахмал являются очень распространенными примерами полисахаридов. Это полимеры глюкозы. Мономером полисахаридов является моносахарид.
b) Белки: Это полимеры α-аминокислот. Они являются строительными блоками клеток животных. Они составляют неотъемлемую часть нашей пищи. Шерсть, натуральный шелк и т. д. относятся к белкам.
c) Нуклеиновые кислоты: Это полимеры различных нуклеотидов. РНК и ДНК являются общими примерами.
d) Натуральный каучук: Вещество, получаемое из латекса, представляет собой полимер изопрена.

2.

Синтетические полимеры

Полимер, полученный в лаборатории, называют синтетическими полимерами или искусственными полимерами. Примеры: ПВХ, полиэтилен, полистирол, синтетический каучук, нейлон-\(6\), нейлон-\(66\). И т. д.

3.

Полусинтетические полимеры

Эти полимеры в основном получают из природных полимеров путем химической модификации. Например, диацетат целлюлозы получают реакцией целлюлозы и уксусного ангидрида в присутствии серной кислоты. 9{{{\rm{H}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}} {\rm{Эдиацетат целлюлозы}}\)

Классификация полимеров на основе структуры

Это классификация основана на том, как мономерные звенья связаны друг с другом. По своей структуре полимеры классифицируются как;

1.

Линейный полимер

Линейные полимеры представляют собой полимеры, в которых мономерные звенья связаны друг с другом, образуя длинные прямые цепи. Цепи очень хорошо упорядочены по отношению друг к другу, и структура плотно упакована. В результате линейные полимеры имеют высокие плотности, температуры плавления и предел прочности при растяжении. Полиэтилен, нейлон и полиэстер — вот несколько примеров.

2. Полимеры с разветвленной цепью

Полимеры с разветвленной цепью имеют разветвленную цепь мономерных звеньев. Эти полимеры плохо упаковываются из-за наличия ответвлений. В результате, по сравнению с линейным полимером, полимеры с разветвленной цепью имеют более низкие температуры плавления, плотность и прочность на разрыв. Как присоединение, так и конденсация могут образовывать полимеры с разветвленной цепью. Примерами являются амилопектин, гликоген, полиэтилен низкой плотности и все вулканизированные каучуки.

3. Сшитые полимеры

В этих полимерах первоначально образованные линейные полимерные цепи соединяются вместе, образуя трехмерную сетчатую структуру. Эти полимеры твердые, жесткие и хрупкие. Сшитые полимеры всегда представляют собой конденсационные полимеры. Смолы являются примером сшитых полимеров.

Классификация полимеров на основе молекулярных сил

Механические свойства полимеров, такие как предел прочности при растяжении, ударная вязкость, эластичность и т. д., определяются межмолекулярными силами в макромолекулах, такими как силы Ван-дер-Ваальса и водородные связи. Полимеры подразделяются на четыре типа в зависимости от величины их межмолекулярных сил.

1. Эластомеры

Эластомер представляет собой пластик, который растягивается, а затем принимает свою первоначальную форму. Это аморфный полимер со случайной ориентацией. Структура эластомеров имеет поперечные связи, препятствующие проскальзыванию цепочек друг по другу. Полимерные цепи обладают очень слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Например, вулканизированная резина.

2. Волокна

Волокна представляют собой линейные полимеры с водородными связями или диполь-дипольным притяжением, удерживающие вместе отдельные цепи полимера. Полимерные цепи в волокнах сильно упорядочены по отношению друг к другу. Волокна обладают высочайшей прочностью на растяжение и незначительной эластичностью из-за сильных межмолекулярных сил притяжения и высокоупорядоченной геометрии. Они имеют кристаллический характер, имеют высокую температуру плавления и низкую растворимость. Целлюлоза, нейлон, шерсть, шелк и т. д. — вот некоторые примеры волокон.

3. Термопластичные полимеры

Термопластичные полимеры имеют как упорядоченные кристаллические области, так и аморфные, некристаллические области. Они тверды при комнатной температуре, но при нагревании отдельные цепи могут проскальзывать друг за другом, и полимер становится мягким и вязким. Этот мягкий и вязкий материал становится жестким при охлаждении.

Процессы нагрева, размягчения и охлаждения можно повторять любое количество раз без каких-либо изменений химического состава и механических свойств пластика. В результате из этих пластиков можно делать игрушки, ведра, корпуса для телефонов и телевизоров. Некоторые распространенные примеры: Полиэтилен полипропилен, тефлон и поливинилхлорид.

4. Термореактивные полимеры

Полимеры, твердеющие при нагревании, называются термореактивными полимерами. После нагревания термореактивные полимеры превращаются в твердое вещество, которое нельзя расплавить при нагревании. Термореактивные полимеры представляют собой сшитые полимеры. Чем выше степень поперечной связи, тем более жестким является полимер.

Сшивание снижает подвижность полимерных цепей, делая их относительно хрупкими. Затвердевание при нагревании происходит из-за обширных поперечных связей между различными полимерными цепями с образованием твердого тела с трехмерной сеткой. Примерами термореактивных полимеров являются фенолформальдегидная смола, мочевиноформальдегидная смола, алкидная смола, меламиноформальдегидная смола.

Классификация полимеров на основе теплового поведения

На основании теплового поведения полимеры подразделяются на две группы:

a. Термопластичные полимеры: Полимер, который размягчается при нагревании и может принимать любую форму при охлаждении, называется термопластом. Процесс нагрева, переформовки и сохранения формы при охлаждении можно повторять несколько раз, не оказывая существенного влияния на их свойства. Примерами являются поликарбонат, политетрафторэтилен и т. д.

б. Термореактивные полимеры : Термореактивные полимеры претерпевают химические изменения и сшивание при нагревании и становятся постоянно твердыми и неплавкими при охлаждении. Они не размягчаются при повторном нагревании; вместо этого они подвергаются деградации. Примерами являются фенолформальдегид, мочевиноформальдегид и т. д.

Классификация проводящих полимеров

Органические полимеры, проводящие электричество, известны как проводящие полимеры. Эти соединения могут быть металлическими проводниками или полупроводниками. Наиболее значительным преимуществом проводящих полимеров является их технологичность, которая в основном достигается за счет диспергирования.

Проводящие полимеры не являются термопластами, что означает, что они не поддаются термоформованию. Однако они представляют собой органические соединения, подобные изоляционным полимерам. Проводящие полимеры классифицируются следующим образом:

1. Внутреннепроводящие полимеры

Это полимер с делокализованными электронными парами (сопряженными \({\rm{\pi }}\)–связями) или остаточными зарядами в структурном каркасе . Делокализованные электроны активируются и перемещаются через полимерный материал в присутствии электрического поля. Из-за перекрывающихся орбитальных сопряженных \({\rm{\pi }}\)– связей образуются валентная зона и зона проводимости.

2. Легированные проводящие полимеры

Полимеры либо окисляются, либо восстанавливаются в процессе легирования, что приводит к резонансному заряду в полимерной цепи. Легированные проводящие полимеры далее классифицируются как:

а. P-легирование: Это делается путем окисляющих химических веществ, таких как йод.

б. N-легирование: Обработка полимеров с собственной проводимостью основанием Льюиса вызывает процесс восстановления, который называется \(N-\)легированием. В этом процессе обычно используются металлический натрий, \({\rm{FeC}}{{\rm{l}}_3}\) и другие \(N-\) легирующие примеси.

3. Полимеры с внешней проводимостью

Присутствие внешних добавленных химических веществ определяет проводимость этих полимеров.
Их также можно разделить на следующие подкатегории:

а. Проводящий полимер: Проводящий полимер представляет собой материал, который содержит проводящие компоненты, такие как сажа или металлические волокна.
б. Смешанный полимер: Смешанные полимеры получают путем смешивания металсторма с полидентатным лигандом и смешивания обычных полимеров.

Резюме

В этой статье мы обсудили различные типы полимеров и их использование в повседневной жизни. Мы классифицировали их на основе их большого количества, доступности, теплопроводности, молекулярных сил и поведения. Вы знаете, что наиболее распространенным способом классификации полимеров является разделение их на группы, называемые термопластами, термореактивными материалами и эластомерами.

Также знайте, что реакции полимеризации, классифицируемые на основе использования катионов с реагирующими мономерами, называются катионной полимеризацией.

Часто задаваемые вопросы

Q.1: Классифицируйте полимеры по источнику происхождения?
Ответ: По происхождению полимеры подразделяются на природные полимеры, синтетические полимеры и полусинтетические полимеры.

Q.2: Что означает, если полимер классифицируется как синтетический?
Ответ: Полимер, приготовленный в лаборатории, называется синтетическим полимером или искусственным полимером.

Q.3: Что такое полимеры? Как они классифицируются? Приведите примеры.
Ответ: Термин «полимер» относится к большой молекуле, состоящей из множества мелких составных единиц. Эти небольшие молекулярные единицы, из которых состоит полимер, называются мономерами.
Полимеры можно классифицировать по-разному из-за их большого количества, разнообразного поведения и способности встречаться в природе или синтетическим путем. Ниже приведены некоторые основные способы классификации полимеров:
i. В зависимости от происхождения полимеры подразделяются на природные полимеры (например, полисахарид, нуклеиновая кислота, шелк и т. д.), синтетические полимеры (например, ПВХ, полиэтилен, нейлон-6, нейлон-66) и полусинтетические полимеры (например, диацетат целлюлозы).
ii. В зависимости от структуры полимеры подразделяются на линейные полимеры (Ех, полиэтилен, нейлон и полиэфир), полимеры с разветвленной цепью (Ех, амилопектин, гликоген, полиэтилен низкой плотности) и сшитые полимеры (Ех, смолы).
III. В зависимости от молекулярных сил полимеры подразделяются на эластомеры (Ех; вулканизированная резина), волокна (Ех; целлюлоза, нейлон, шерсть, шелк), термопласты (Ех; полиэтилен-полипропилен, тефлон, поливинилхлорид) и термореактивные пластмассы (Ех; фенолоформальдегидная смола, карбамидоформальдегидная смола, алкидная смола).
iv. В зависимости от теплового поведения полимеры подразделяются на термопластичные полимеры (Ех, ПЭ, поликарбонат, политетрафторэтилен) и термореактивные полимеры (Ех, фенолформальдегидные, карбамидоформальдегидные).

Q.4: Что такое полимеры? Классифицировать полимеры по другому признаку?
Ответ: Полимеры можно классифицировать по-разному из-за их большого количества, разнообразного поведения и способности встречаться в природе или синтетическим путем. Ниже приведены некоторые основные способы классификации полимеров:
1. В зависимости от происхождения полимеры подразделяются на природные полимеры, синтетические полимеры и полусинтетические полимеры.
2. В зависимости от структуры полимеры подразделяются на линейные полимеры, полимеры с разветвленной цепью и полимеры с поперечными связями.
3. В зависимости от молекулярных сил полимеры подразделяются на эластомеры, волокна, термопласты и термореактивные пластмассы.
4. В зависимости от теплового поведения полимеры подразделяются на термопластичные полимеры и термореактивные полимеры.

Q.5: Объясните классификацию полимеров.
Ответ: Полимеры можно классифицировать по-разному из-за их большого количества, разнообразного поведения и широкого применения. Ниже приведены некоторые основные способы классификации полимеров:
i. В зависимости от происхождения полимеры подразделяются на природные полимеры, синтетические полимеры и полусинтетические полимеры.
ii. В зависимости от структуры полимеры подразделяются на линейные полимеры, полимеры с разветвленной цепью и полимеры с поперечными связями.
III. В зависимости от молекулярных сил полимеры подразделяются на эластомеры, волокна, термопласты и термореактивные пластмассы.
ив. По термическому поведению полимеры подразделяются на термопластичные полимеры и термореактивные полимеры.

Мы надеемся, что эта статья о классификации полимеров помогла вам. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте комментарий ниже, и мы свяжемся с вами.

Какие существуют классификации полимеров по происхождению

Классификация полимеров по происхождению является общим подразделением классификации полимеров. Существует три основных типа полимеров: натуральные, синтетические и полусинтетические; которые могут быть дополнительно подразделены на биополимеры, термопласты и термореактивные материалы на основе происхождения и их химического состава.

1. Природные полимеры

Это класс полимеров, которые образуются в естественных условиях без какого-либо дополнительного или прямого синтеза. Эти типы полимеров являются наиболее распространенными в полимерной промышленности и широко используются в производстве различных пластмассовых изделий, таких как синтетические волокна, пленки, каучук и т. д.

2. Синтетические полимеры

Это класс полимеров, образованных химическими реакциями между двумя или более мономерами путем полимеризации присоединения и реакций отщепления. С помощью этих реакций синтетические полимеры могут быть получены из недорогих исходных материалов, обладающих свойствами, сходными со свойствами природных полимеров. В процессе полимеризации мономеры образуют новые связи между собой и с другими мономерами, образуя длинные цепи, которые придают определенную степень кристалличности образующейся полимерной цепи. Основным химическим свойством, определяющим их свойства, является кристалличность (т.е. является ли полимер кристаллическим или аморфным).

3. Полусинтетические полимеры

Это подкласс синтетических полимеров, в которых один или несколько мономеров являются биоразлагаемыми. Эти полимеры включают поли(молочную кислоту), поли(гликолевую кислоту), поли(капролактоны) и т. д. Полимеры этого типа могут быть образованы физическим процессом, называемым ферментацией, из встречающихся в природе мономеров, называемых молочной и гликолевой кислотами, соответственно. После разложения этих мономеров бактериальным ферментом на их составные части образуется полимер, который можно в дальнейшем перерабатывать в полусинтетический полимер, такой как пластик, каучук, пленка и т. д.

4. Термопластичные полимеры

Это подкласс синтетических полимеров, в которых полимерная цепь не является полностью аморфной (т. е. кристаллической), но в которой некоторые полимерные цепи являются кристаллическими, а другие — аморфными. После физической обработки эти материалы могут быть преобразованы в термореактивные пластмассы путем химической реакции со второй полимерной цепью, называемой сшивающим агентом, в которой они образуют необратимую связь с другой цепью после завершения процесса. К термопластичным полимерам относятся полиэтилентерефталат, поливинилхлорид и различные типы термопластов, такие как АБС, ПВХ, ПКТ и т. д. Таким образом, это еще одна классификация полимеров по происхождению.

5. Термореактивные полимеры

Они представляют собой подкласс синтетических полимеров, которые образуются в зоне реакции между двумя или более термопластичными полимерами после химической реакции сшивания. Некоторые примеры термореактивных материалов включают эпоксидные смолы, фенольные смолы, меламин-уретановые смолы и так далее.

6. Биополимеры

Это еще одна классификация полимеров на основе происхождения. Это класс полимеров, которые производятся из живых организмов, таких как белки, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), крахмал и целлюлоза, а также встречающиеся в природе соединения, такие как углеводы (например, крахмал и т. д.) и липиды (жирные кислоты и т. д.). Они биоразлагаемы и имеют большое значение для разработки возобновляемого сырья.

Преимущества полимеров

1. Одним из наиболее распространенных применений полимеров является изготовление упаковки и контейнеров. Пластиковые пакеты, бутылки и контейнеры из полимеров есть практически везде. Пластиковые пакеты используются для доставки продуктов из продуктовых магазинов домой и заменили бумажные пакеты, жестяные банки и стеклянные банки. Он не имеет запаха, но плохо удерживает влагу, поэтому его необходимо часто менять.
Этот тип упаковки легко перерабатывается и имеет высокий коэффициент вторичной переработки.

2. Полимеры используются в производстве многих других продуктов, таких как автомобили, синтетические волокна, такие как искусственный шелк, шерсть и т. д., парфюмерия, бытовая техника, включая бытовую электронику, такую ​​как посудомоечные машины, холодильники и т. д. Они также используются в производстве многих спортивных товаров. такие товары, как теннисные ракетки, биты для крикета, хоккейные клюшки и другие виды спортивного инвентаря.

3. Полимеры также используются в пищевой промышленности в качестве загустителя и для сохранения свежести пищевых продуктов. Было разработано множество полимеров, которые используются для сохранения и хранения продуктов питания, таких как полиолефины (пластик) и пенополистирол. Многие упаковки из полиолефина покрыты тонким слоем алюминия или другого типа металлического покрытия, чтобы сделать их непроницаемыми для кислорода. Пластик темного цвета может содержать красители, которые могут проникать в пищевые продукты. Несколько других типов упаковки проектируются и разрабатываются для использования в пищевой промышленности, у которых нет этих проблем.

4. Полимеры также используются в медицине для изготовления искусственной крови. Поскольку пластиковая кровь стерильна, если ее разбавить, ее можно использовать для безопасного свертывания молока и использовать повторно несколько раз.