Polimery – ogólne
właściwości, podział,
metody wytwarzania

Marcin Zieliński

Plan prezentacji

• Polimery, definicja
• główne klasyfikacje polimerów,
• przykładowe zastosowanie,

Polimery, definicja

Polimery są to związkami wielkocząsteczkowymi
złożonymi z jednakowych, powtarzających się
prostych jednostek, zwanych merami, których
liczbę w makrocząsteczce określa stopień
polimeryzacji „n”. Polimer jest to zatem
makrocząsteczka złożona z wielu (poli)merów

Mer to najprostszy, jaki da się wyróżnić, stale
powtarzający się fragment cząsteczek polimerów.

Polimery, definicja c.d.

Ogólnie reakcję polimeryzacji można zapisać
następująco:
 
nA

+ nB → ∙∙∙∙∙A∙B∙A∙B∙A∙B∙A∙∙∙∙ → [─A─B─]

p

monomer

monomer

polimer

mer

gdzie: A i B są momomerami, p– stopniem polimeryzacji

Stopień polimeryzacji- to liczba określająca z ilu merów jest
przeciętnie zbudowany łańcuch danego polimeru.

Główne klasyfikacje polimerów

• skład chemiczny,
• pochodzenie związków wielkocząsteczkowych,
• właściwości fizykochemiczne,
• budowa polimeru,
• metody wytwarzania.

Skład chemiczny

• polimery o łańcuchu węglowym np.

polietyle
n

polichlorek winylu

Skład chemiczny c.d.

• Polimery heterołańcuchowe np.

poliamid

Pochodzenie związków
wielkocząsteczkowych

• polimery naturalne (celuloza, skrobia)

W swej naturalnej postaci nie są stosowane
lecz dopiero po odpowiedniej przeróbce i
modyfikacji używane jako polimery
pochodzenia naturalnego (kauczuk ->
guma),

Pochodzenie związków
wielkocząsteczkowych c.d.

• polimery syntetyczne, są otrzymywane

specjalnymi metodami syntezy chemicznej
ze związków małocząsteczkowych zwanych
monomerami, mającymi zdolność do
łączenia się w wielkie cząsteczki,

Właściwości fizykochemiczne

Właściwości fizykochemiczne c.d.

• Elastomery czyli polimery, które przy małych

naprężeniach, pod obciążeniem wykazują duże
odkształcenie o charakterze sprężystym.

• Plastomery, polimery które

w temperaturze normalnej ulegają bardzo małym
odkształceniom sprężystym(do 1%) lecz wykazują
skłonność do odkształceń plastycznych.

Właściwości fizykochemiczne c.d.

Wyróżniamy:
 Termoplasty, polimery zbudowane

z makrocząsteczek, głównie liniowych lub
rozgałęzionych. Nieograniczenie długo plastyczne
w podwyższonej temperaturze, a twarde
w temperaturze otoczenia (proces ten w przypadku
termoplastów jest odwracalny). Na ogół
rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych
na zimno lub na gorąco.
Przykład:
Polistyren PS, -[-CH(C6H5)-CH2-]n-,
Polietylen PE, -[-CH2-CH2-]n-,

Właściwości fizykochemiczne c.d.

 Duroplasty, tworzywa utwardzalne, które

przechodzą nieodwracalnie ze stanu
plastycznego w stan utwardzony w wyniku
działania:

– podwyższone temperatury (tworzywa

termoutwardzalne),

– czynników chemicznych (tworzywa

chemoutwardzalne),

– łącznego działania temperatury

i czynników chemicznych.

Właściwości fizykochemiczne c.d.

Zalety:
• sztywność,
• stabilność wymiarów,
• nierozpuszczalność,
• nietopliwość oraz dobre własności

elektroizolacyjne.

Wady :
• kruchość,
• niemożliwość powtórnego formowania.

Budowa polimeru

• Polimery liniowe zawierają makrocząsteczki,

w których poszczególne mery są połączone w jeden
nierozgałęziony łańcuch.

• Polimery rozgałęzione mają łańcuch, w którym

część merów ma odgałęzienia, a odcinki miedzy
nimi mają charakter liniowy.

Budowa polimeru c.d.

Polimery usieciowane są to tworzywa sztuczne które
w zależności od stopnia usieciowania można podzielić
na:

• Słabo usieciowane, złożone z łańcuchów

makrocząsteczek połączonych wiązaniami
poprzecznymi,

• Silnie usieciowane lub poprzecznie, złożone z

łańcuchów połączonych poprzecznie, tworząc
cząsteczki, rosnące we wszystkich kierunkach
przestrzennych.

Budowa polimeru c.d.

Metody wytwarzania

Polimeryzacja addycyjna jest to proces
przemiany monomerów, polegający na
łączeniu się (addycji) prostych cząsteczek
monomerów w makrocząsteczki bez
wydzielania się produktów ubocznych. Nosi
nazwę także polimeryzacji stopniowej.

Metody wytwarzania c.d.

Metody wytwarzania c.d.

Polimeryzacja kondensacyjna jest to proces
również polireakcji stopniowej, w którym
z substancji wyjściowej powstają
makrocząstki o składzie chemicznym
zmienionym co do związków wyjściowych.
Reakcja przebiega z wydzieleniem
makrocząsteczki (polimeru) oraz innych
małych cząsteczek będących produktami
ubocznymi (np. wody, amoniaku,
chlorowodoru).

Zastosowanie

Zastosowanie c.d.

Literatura

-Ewa Osiecka: „Materiały budowlane –

Tworzywa sztuczne, Warszawa 2005

-Politechnika Radomska „Wstęp do chemii

polimerów” Radom 2004

-J. Pielichowski, A. Puszyński: „ Chemia

polimerów” Kraków 2004

-http://pl.wikipedia.org/wiki/Polikondensacja

Notatka

Polimery są to związkami wielkocząsteczkowymi złożonymi z jednakowych,
powtarzających się prostych jednostek, zwanych merami, których liczbę
w makrocząsteczce określa stopień polimeryzacji „n”. Polimer jest to zatem
makrocząsteczka złożona z wielu (poli)merów.

Stopień polimeryzacji jest to liczba która mówi o tym z ilu merów jest
zbudowany łańcuch danego polimeru.

Metodami używanymi do wytwarzania polimerów są polimeryzacja addycyjna(stopniowej)
czyli proces przemiany monomerów, polegający na łączeniu się (addycji) prostych
cząsteczek monomerów w makrocząsteczki bez wydzielania się produktów ubocznych,
a także proces polimeryzacji kondensacyjnej czyli proces również polireakcji stopniowej,
w którym z substancji wyjściowej powstają makrocząstki o składzie chemicznym
zmienionym co do związków wyjściowych. Reakcja przebiega z wydzieleniem
makrocząsteczki (polimeru) oraz innych małych cząsteczek będących produktami
ubocznymi (np. wody, amoniaku, chlorowodoru).