Περιεχόμενο
Το πολυμερές είναι ένας γενικός όρος για οποιοδήποτε μόριο που είναι μια μακρά αλυσίδα μικρότερων, επαναλαμβανόμενων μερών. Στη βιομηχανία, τα πολυμερή θεωρούνται γενικά ως πλαστικά, καθώς διάφορες τεχνητές ουσίες, όπως αυτές, είναι πολυμερή που προέρχονται από πετρέλαιο. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά διαφορετικά πολυμερή (φυσικά και τεχνητά) που κατασκευάζονται από διαφορετικά μέρη. Συχνά, ο τύπος της πολυμερούς αλυσίδας καθορίζει τις ιδιότητές της.
Γενική δομή πολυμερών
Τα πολυμερή αποτελούνται από μακρές, επαναλαμβανόμενες αλυσίδες μονομερών, που είναι τα μικρότερα μέρη τους. Πολλά κοινά πολυμερή παράγονται από πετρέλαιο και άλλους υδρογονάνθρακες, ενώ μερικά εμφανίζονται φυσικά. Για παράδειγμα, το τεχνητό πολυαιθυλένιο σχηματίζεται από μια αλυσίδα μορίων αιθυλενίου, ενώ το άμυλο, το οποίο εμφανίζεται φυσικά, αποτελείται από μεγάλες αλυσίδες μορίων γλυκόζης. Ορισμένες πολυμερείς αλυσίδες έχουν μόνο μερικές εκατοντάδες μονάδες, ενώ άλλες έχουν τη δυνατότητα να είναι άπειρες. Τα μόρια του φυσικού καουτσούκ, για παράδειγμα, είναι τόσο αλληλένδετα που μια ολόκληρη ελαστική ταινία μπορεί να θεωρηθεί ως ένα μεγάλο μόριο πολυμερούς.
Γραμμικά πολυμερή
Τα απλούστερα πολυμερή είναι γραμμικά πολυμερή, τα οποία είναι απλώς αλυσίδες στις οποίες όλα τα μονομερή βρίσκονται σε μία μόνο γραμμή. Ένα παράδειγμα γραμμικού πολυμερούς είναι το Τεφλόν, κατασκευασμένο από τετραφθοροαιθυλένιο, το οποίο είναι μία απλή λωρίδα μονάδων κατασκευασμένων από δύο άτομα άνθρακα και τέσσερα άτομα φθορίου. Όταν σχηματίζονται, αυτά τα γραμμικά πολυμερή μπορούν να δημιουργήσουν κορδέλες, ίνες ή να σχηματίσουν ένα πλέγμα που μπορεί να είναι πολύ ισχυρό και ανθεκτικό.
Διακλαδισμένα πολυμερή
Διακλαδισμένα πολυμερή εμφανίζονται όταν ομάδες μονάδων διακλαδίζονται από τη μακριά αλυσίδα. Αυτοί οι κλάδοι είναι γνωστοί ως πλευρικές αλυσίδες και μπορούν επίσης να είναι μεγάλες ομάδες επαναλαμβανόμενων δομών. Αυτά τα πολυμερή μπορούν ακόμη να ταξινομηθούν με τον τρόπο που διακλαδίζονται από την κύρια αλυσίδα. Τα πολυμερή με πολλούς κλάδους είναι γνωστά ως δενδριμερή, μόρια που μπορούν να σχηματίσουν δίκτυα όταν ψύχονται. Αυτό μπορεί να κάνει το πολυμερές ισχυρό σε ιδανικό εύρος θερμοκρασίας. Ωστόσο, όταν θερμαίνεται, τόσο τα γραμμικά όσο και τα διακλαδισμένα πολυμερή μαλακώνουν όταν η δόνηση της θερμοκρασίας υπερβαίνει τις ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων.
Διασταυρούμενα συνδεδεμένα πολυμερή
Ένας επιπρόσθετος τύπος πολυμερών είναι γνωστός ως διασταυρούμενο πολυμερές. Αυτό το πολυμερές σχηματίζει μεγάλες αλυσίδες, διακλαδισμένες ή γραμμικές, οι οποίες μπορούν να σχηματίσουν ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ των μορίων του. Δεδομένου ότι τα διασυνδεδεμένα πολυμερή σχηματίζουν αυτούς τους δεσμούς που είναι πολύ ισχυρότεροι από τις διαμοριακές δυνάμεις που προσελκύουν άλλες αλυσίδες πολυμερούς, το αποτέλεσμα είναι ένα ισχυρότερο και πιο σταθερό υλικό. Ένα παράδειγμα αυτού είναι όταν το φυσικό καουτσούκ βουλκανίζεται, πράγμα που σημαίνει ότι έχει θερμανθεί έτσι ώστε τα μόρια θείου στις αλυσίδες να σχηματίζουν δεσμούς μεταξύ τους. Αυτή η διαφορά αντοχής είναι αισθητή κατά τη σύγκριση της ακαμψίας και της αντοχής ενός ελαστικού αυτοκινήτου και ελαστικών ταινιών.