POLIMERY

Polimery (gr. polymeres - wieloczęściowy, zbudowany z wielu części) –
substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z
wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami.

Przez "bardzo dużą masę cząsteczkową" rozumie się zwykle taką sytuację, gdy
odjęcie lub przyłączenie jednego meru nie zmienia w zasadniczym stopniu
ogólnych własności chemicznych i fizycznych związku chemicznego. Odróżnia to
polimery od oligomerów, które mają jeszcze na tyle małą masę cząsteczkową, że
dodanie do nich lub odjęcie jednego meru skutkuje zauważalną zmianą np. ich
temperatury topnienia.

Polimery naturalne są jednym z podstawowych budulców organizmów żywych.
Polimery syntetyczne są podstawowym budulcem tworzyw sztucznych, a także
wielu innych powszechnie wykorzystywanych produktów chemicznych takich jak:
farby, lakiery, oleje przemysłowe, środki smarujące, kleje itp. Polimery
syntetyczne otrzymuje się w wyniku łańcuchowych lub sekwencyjnych reakcji
polimeryzacji ze związków posiadających minimum dwie grupy funkcyjne zwanych
monomerami.

Co to są polimery?

Polimery syntetyczne są to polimery pochodzące w 100% z syntezy
chemicznej zaczynającej się od prostych monomerów

Polimery naturalne są to polimery wytwarzane w 100% przez organizmy
żywe; są to m.in. celuloza, białka, kwasy nukleinowe.

Polimery modyfikowane są to polimery naturalne, które jednak zostały
sztucznie zmodyfikowane chemicznie, zwykle w celu zmiany ich własności
użytkowych np.: octan celulozy, białko modyfikowane, skrobia
modyfikowana.

Podział ze względu na

pochodzenie

Polimer liniowy są to polimery, w których łańcuchy główne są proste i nie mają żadnych
rozgałęzień np: wysokociśnieniowy polietylen lub teflon.
Polimer rozgałęziony są to polimery, w których łańcuchy główne są rozgałęzione - wyróżnia się
tutaj:

◦

Polimer bocznołańcuchowy w którym, krótkie, boczne łańcuchy są regularnie bądź nieregularnie
rozmieszczone wzdłuż głównego łańcucha;

◦

Polimer rozgałęziony wielokrotnie po angielsku hyperbranched, w którym występuje wiele wielkokrotnych
rozgałęzień, tak że nie da się już wyróżnić głównego łańcucha;

◦

Polimer gwiazdowy w którym z jednego centralnego punktu wybiega kilka do kilkunastu "ramion" będących
zwykłymi liniowymi łańcuchami;

Polimer drabinkowy są to polimery, w których występują dwa równoległe łańcuchy główne
połączone okresowo krótkimi bocznymi łańcuchami, wyróżnia się formę całkowitą oraz częściową
(bok tworzący szkielet jest od miejscami poprzerywany).
Polimer usieciowany są to polimery, które tworzą przestrzenną ciągłą sieć, tak że nie da się już
w nich wyróżnić pojedynczych cząsteczek. Dzieli się je na wysokiej i niskiej gęstości usieciowania.
Polimer cykliczny stosunkowo rzadko spotykany, w którym zamiast liniowych cząsteczek
występują ogromne cząsteczki cykliczne.
Polimer katetanowy przypominający połączone ogniwa łańcucha; cykliczne fragmenty
przenikają się tworząc długi łańcuch polimerowy.
Polimer rateksanowy tzw. struktura szaszłykowa, czyli na łańcuch polimerowy "nawleczone"
zostały krótkie cykliczne cząsteczki.
Polimer dendrymeryczny czyli z jednego łańcucha rozchodzą się następne, a z nich kolejne -
powstaje dendrymeryczna struktura przypominająca drzewo.

Podział ze względu na

topologię

Podział ten opiera się na tym, czy w łańcuchu polimeru występuje jeden
merów, czy też jest zbudowany z bloków pochodzących od dwóch lub więcej
monomerów. Polimery zbudowane z wielu bloków pochodzących od kilku
monomerów nazywa się kopolimerami, zaś te które są otrzymywane z
jednego monomeru homopolimerami.

Kopolimery dzieli się z kolei na:
kopolimer statystyczny są to polimery, w których występują krótkie losowo
przemieszane bloki pochodzące od poszczególnych merów
Kopolimer gradientowy są to polimery, w których wstępują krótkie losowo
przemieszane bloki, jednak na jednym z końców cząsteczki można znaleźć więcej
bloków jednego rodzaju a na drugim drugiego rodzaju
Kopolimer naprzemienny są to polimery, w których ściśle naprzemiennie
występują krótkie bloki pochodzące od poszczególnych merów
Kopolimer blokowy są to polimery, w których występują długie bloki pochodzące z
poszczególnych merów - zazwyczaj tylko 2 lub 3
Polimer szczepiony są polimery, w których do głównego łańcucha są przyłączone
bloki pochodzące od innego monomeru w formie bocznych odgałęzień.

Podział ze względu na

jednorodność budowy

chemicznej

Poliolefina są to polimery zawierające tylko węgiel i wodór, w których występują
długie łańcuchy węglowe -C-C-C-. Do najbardziej znanych przykładów zaliczają się
polietylen, polipropylen i polistyren
Polimer winylowy są to polimery otrzymywane w wyniku rozerwania wiązań C=C
występujących w monomerach, na skutek czego powstają długie łańcuchy węglowe.
Formalnie rzecz biorąc większość poliolefin również należy do polimerów winylowych,
ale zazwyczaj rozumie się pod tą nazwą takie polimery jak poliakrylan,
polimetakrylan, polichlorek winylu itp., a więc zawierające oprócz węgla i wodoru
także inne atomy.
Polieter są to polimery, w których w głównych łańcuchach występują wiązania
eterowe, najbardziej znanym przedstawicielem jest poli(tlenek etylenu)
Poliamidy są to polimery w których występuje wiązanie amidowe (-NH-C(O)-)
Poliuretany - są to polimery, w których występuje wiązanie uretanowe (-NH-C(O)-O-)
Poliestry są to polimery, w których w głównych łańcuchach występuje wiązanie
estrowe (-C(O)-O-)
Poliwęglany - są to polimery, w których występuje wiązanie węglanowe (-O-C(O)-O-)
Polimer nieorganiczny są to polimery, w których w głównych łańcuchach nie
występują atomy węgla, takie jak polisiloksan, polifosfazen, polisiarczek i wiele
innych.
Polipeptydy, poli(węglowodany), kwasy nukleinowe - to wszystko są biopolimery.

Podział ze względu na

budowę

Praktyczne zastosowanie:

◦

tworzywa sztuczne

◦

farby i lakiery

◦

kleje i podobne środki powierzchniowo czynne

◦

polimery ciekłokrystaliczne

◦

membrany i inne materiały o zdolnościach rozdzielczych

◦

mikrosfery polimerowe

◦

stałe paliwa rakietowe

Zastosowanie polimerów

Polietylen (PE) folie, jest odporny chemicznie, biały lub przezroczysty,
tłusty w dotyku
Polipropylen (PP) bardziej wytrzymały i odporny chemicznie, o wyższej
temperaturze topnienia niż polietylen, ale trudniejszy w obróbce; łatwo się
go barwi na żywe kolory; przykładowe zastosowania: wykładziny, rury,
pojemniki, zabawki
Polistyren (PS) tworzywo konstrukcyjne, kruche ale wytrzymałe na
zgniatanie
Poliakrylonitryl (PAN) popularna "anilana" - podstawowy składnik tzw.
sztucznego jedwabiu
Poli(tereftalan etylenu) - (PET) tworzywo przezroczyste, z którego
produkuje się większość plastikowych butelek, oraz jest też stosowane jak
sztuczne włókno (patrz polartec)
Poli(tlenek etylenu) (PEO) "sztuczna stal" - tworzywo konstrukcyjne o
bardzo dużej wytrzymałości na rozciąganie i skręcanie

Przykłady polimerów

Poli(chlorek winylu) (PCW, PVC) wykazuje dużą odporność na
działanie stężonych kwasów i zasad, produkuje się z niego panele
podłogowe, rurki i węże, często występuje jako składnik klejów i
lakierów
Nylon mocny i rozciągliwy, wykorzystywany do produkcji lin i
sztucznych włókien
Kauczuk syntetyczny cała grupa polimerów o własnościach
elastycznych
Politetrafluoroetylen (PTFE) charakteryzuje się dużym napięciem
powierzchniowym oraz jest wyjątkowo odporny chemicznie, ma też
dość wysoką odporność termiczną, ale jest bardzo kosztowny i trudny
w obróbce
Poli(metakrylan metylu) (PMM) (szkło organiczne) tworzywo o
dużej przezroczystości, w zakresie światła widzialnego i UV
Polisiloksan cała gama tworzyw, od kauczuków i żeli stosowanych w
medycynie po tworzywa konstrukcyjne, farby i smary

Przykłady polimerów

Dziękuję za

uwagę ;)