Cos'è un polimero? Definizione, caratterizzazione, tipi e classificazioni

L'articolo che segue cercherà di rispondere alla domanda su cosa sia un polimero. Qui vedremo la definizione di un termine simile, le peculiarità delle interrelazioni che si verificano nelle molecole, l'istruzione, i dati storici e molto altro ancora.

introduzione

Cos'è un polimero? È una sostanza con natura inorganica o organica e formata attraverso legami chimici che causano e danno loro una forma amorfa o cristallina. Il polimero nasce dalla combinazione di un gran numero di unità di monomeri semplici e la struttura risultante è chiamata macromolecola. Il tipo di legame può essere: coordinamento o specie chimiche. Il concetto di polimero è strettamente correlato alla plastica.

Legame molecolare

Rispondendo alla domanda su cosa sia un polimero, è importante sapere come le molecole di una tale sostanza si uniscono. Nel caso in cui le macromolecole siano combinate per mezzo di una debole forza di van der Waals, esse sono riferite a materiali termoplastici. Se il legame con cui sono collegati è di natura chimica, allora è un reattivo.

Esistono forme lineari di polimeri (cellulosa) e ramificati (amilopectine). Quest'ultimo ha una struttura tridimensionale complessa. La struttura del polimero determina la presenza di un'unità monomerica. Questo è un frammento di una catena che si ripete regolarmente e consiste di diversi atomi.

formazione

Polimero (polimero) - una sostanza che si forma in un numero di diversi fenomeni con reazioni di polimerizzazione e policondensazione. Questo gruppo di composti include molti componenti naturali del cibo, tra i quali possiamo distinguere: proteine ​​(proteine), polisaccaridi carboidrati, insegnare, un certo numero di acidi nucleici, ecc. Nonostante il fatto che principalmente sostanze organiche, i composti inorganici hanno anche un numero enorme di formazioni chimiche. Molti di questi sono ottenuti per sintesi artificiale.

specificità

Le sostanze considerate in questo articolo hanno molte caratteristiche che causano un grande bisogno per il loro uso da parte dell'uomo.
Le caratteristiche delle proprietà meccaniche includono la loro elasticità, la piccola fragilità della serie di polimeri vetrosi e cristallini, nonché la capacità con cui le macromolecole sono orientate nel composto, attraverso l'attività dei campi meccanici direzionali.

Le soluzioni di polimero hanno un indice di viscosità elevato a basse concentrazioni. Può dissolversi dopo aver superato lo stadio di gonfiore.
La principale proprietà del tipo chimico è la capacità di modificare rapidamente l'insieme delle loro proprietà fisiche e meccaniche sotto l'influenza di una piccola quantità di reagenti. Le molecole sono caratterizzate da un'elevata flessibilità.

tipi

La classificazione dei polimeri è determinata in base a diversi parametri.

Considerandoli dal punto di vista della chimica, è possibile isolare non organici e organici, oltre che organici. Questi ultimi includono sostanze contenenti insiemi di tipo radicalico inorganico nella catena. Qui viene tracciata la capacità dei polimeri di formare interrelazioni tra sostanze di diversa natura. Un esempio è il composto di organosilicio ottenuto con mezzi artificiali. I tipi inorganici di polimeri erogano con il carbonio in unità ripetitive, ma possono includerlo nei sostituenti laterali.

Conformemente alla forma, si distinguono diversi tipi di composti basici: lineari, a maglie, a pettine, piatti, ramificati, a volte a forma di stella (inclusi nel gruppo ramificato) e altri.

Altri tipi di polimeri possono essere distinti determinando la loro polarità, il cui valore può essere trovato calcolando il numero di dipoli. Cos'è questo?

Un dipolo è una molecola con una forma dispersa di distribuzione di cariche "+" e "-". Il collegamento non polare compensa reciprocamente il momento di dipolo del legame tra gli atomi. I polimeri, che sono caratterizzati dalla presenza di un significativo grado di polarità, appartengono al gruppo idrofilo. La sostanza anfifilica è un composto monomero che ha unità sia polari sia non polari.

Le reazioni dei polimeri al riscaldamento consentono di distinguere tra loro termoindurenti e termoplastici. Le prime sono sostanze che si ammorbidiscono durante il riscaldamento e si induriscono quando esposte a basse temperature. Il processo è reversibile. I polimeri termoindurenti sotto l'influenza di alte temperature non vengono ripristinati e la reazione è considerata irreversibile.

Processo di sviluppo

Cos'è un polimero? Questa domanda deriva dall'antichità. Tuttavia, in questa forma è stata formulata relativamente di recente. L'uomo ha usato tali sostanze fin dai tempi antichi. Seta, materiali di cotone, pelle, lana e molto altro erano usati dai nostri antenati per creare elementi di abbigliamento, come composti leganti, durante vari trattamenti, ecc. La formulazione della domanda cambiò con il corso dell'evoluzione umana, ma fu sempre di natura generale.
Negli stabilimenti industriali, i polimeri a catena cominciarono a essere prodotti all'inizio del XX secolo. Fin dagli albori dell'industria per la loro produzione, i percorsi di formazione dei composti si sono divisi in due rami. Il primo era impegnato nella lavorazione di polimeri, forme organiche e naturali. Con il loro aiuto sono state create specie artificiali. Il processo di sintesi, di regola, avviene con la partecipazione di una serie di composti a basso peso molecolare.

Attualmente, una delle produzioni su larga scala e su larga scala utilizza la polpa come base. Il processo non è stato corretto immediatamente. Il primo materiale che è stato ottenuto usando la modificazione fisica della cellulosa è il polimero di celluloide. Tuttavia, la sua prima scoperta fu fatta prima del ventesimo secolo - verso la metà del XIX. Il possesso di un brevetto per la resina di bachelite, che è stato creato da Leo Bakeland, ha dato slancio all'inizio del rapido sviluppo dei settori industriali in cui sono stati prodotti polimeri. Questo è accaduto nel 1906. La resina menzionata è un prodotto del processo di condensazione di formaldeide abbinato al fenolo. È stato possibile osservare la trasformazione durante il riscaldamento e, come risultato di questo fenomeno, si sono formati composti tridimensionali. Per più di un decennio, questa resina è stata utilizzata durante la fabbricazione della custodia per vari meccanismi, come batterie, TV, prese, ecc.

Il contributo di Henry Ford

La produzione di polimeri è in gran parte dovuta agli sforzi compiuti da G. Ford. Prima dello scoppio della prima guerra mondiale, ha attivamente sviluppato l'industria nell'industria automobilistica. Inizialmente, ha usato le gomme naturali e poi ha iniziato a sintetizzarle artificialmente. La produzione di questi ultimi fu studiata e padroneggiata con vigore nel 1937-1939. I principali paesi che hanno investito molto tempo, denaro e altri mezzi sono l'Unione Sovietica, l'Inghilterra, gli Stati Uniti d'America e la Germania. Nello stesso periodo, sono stati controllati il ​​polistirolo e il cloruro di polivinile, che hanno perfettamente isolato il cablaggio elettrico. La scoperta del polimetilmetacrilato consentì la produzione su larga scala di aerei negli anni della guerra.

Dopo la fine della guerra, la sintesi di tessuti e fibre poliammidiche cominciò a riprendere. La loro produzione iniziò a svilupparsi anche prima del secondo conflitto tra paesi. Negli anni Cinquanta del Novecento, furono sviluppati metodi per produrre fibre di poliestere e fu anche padroneggiata la produzione di materiali come lavsan e polietilene tereftalato. Le sostanze polipropileniche (lana ottenute artificialmente) sono un altro vivido esempio dell'uso di fibre ottenute nel corso di una reazione di policondensazione e polimerizzazione.

Struttura ignifuga

Polimero: cos'è? Considerando questa domanda, abbiamo menzionato la loro capacità di rispondere al trattamento termico.

Scavando in questo, è importante sapere che molti polimeri sono infiammabili. Tali sostanze sono facili da accendere. Tuttavia, questo è inaccettabile nella maggior parte dei casi durante la loro fabbricazione e il loro funzionamento. Al fine di prevenire la probabilità di tale incidente, al polimero viene aggiunta una serie speciale di additivi.

Esiste un concetto di polimeri alogenati che creano incorporando nelle reazioni di condensazione un diverso insieme di monomeri di tipo clorurato o bromurato. Tali composti hanno elevata refrattarietà, ma il loro svantaggio è che quando esposti a temperature elevate, iniziano a formare gas, dando luogo a processi di corrosione. Ciò ha un effetto negativo sulle apparecchiature elettriche situate nelle vicinanze.

Metodi operativi

Facendo una panoramica dei polimeri e delle materie plastiche, possiamo dire che sono caratterizzati dalla presenza generale di caratteristiche di qualità. Entrambi i composti sono sfruttati in vari rami dell'attività umana, ad esempio nella produzione di macchine, per scopi agricoli, in medicina, nella fabbricazione di aerei, nella costruzione navale, ecc. Le condizioni quotidiane dell'uomo non possono fare a meno di queste sostanze. A causa dei composti ad alto peso molecolare, è possibile fabbricare varie fibre, gomma e, in effetti, plastica. Non dimenticare inoltre che il nostro corpo funziona grazie alla presenza in esso di un gran numero di polimeri, che non solo costruiscono organi e tessuti, ma servono anche come mezzo per estrarre risorse energetiche, ad esempio ATP o NADP, formate durante l'ossidazione e la digestione biologica.

Ricerca dei polimeri

La definizione di polimeri è stata formulata più di 150 anni fa. Tuttavia, la scienza che li studiò divenne indipendente solo prima dell'inizio della Seconda Guerra Mondiale, che iniziò nel 1939. Più sviluppato negli anni Cinquanta del Novecento e poi studiato in dettaglio. A quel tempo, il ruolo dei polimeri era determinato, il loro rapporto con lo sviluppo della natura tecnologica, l'impatto sugli oggetti biologici, ecc. Il ramo della scienza che studia tali composti è strettamente correlato a vari rami della chimica, della fisica e della biologia.