Polimerai

Polimerai

Polimerai – iš graikų kalbos polymeres, daugialypis. Tai medžiagos, kurių molekulos sudarytos iš daugelio dalių – vienos ar kelių rūšių mažesnių molekulių – monomerų. Monomerais vadinami nedidelio malekulinio svorio junginiai, turį reaktyvių arba funkcinių grupių, kurios įgalina juos jungtis į didesnes molekules – polimesrus. Monomerinių molekulių skaičius polimerinėje molekulėje vadinamas jo polimerizacijos laipsniu. Žemo polimerizacijos laipsnio polimeras vadinamas dimerais, trimerais, tetramerais ir t.t., graikiškais priešdėliais nurodant, kiek monomero molekulių įeina į polimero molekulės sudėti. Aukšto polimerizacijos laipsnio molekulėse monomerinių molekulių skaičius didelis ir įvairus; be to, šiios monomerinės molekulės būna įvairiai išsidėsčiusios. Pvz. Monomeras Aa gali jungtis galva su uodega, sudarydamas grandinę .AaAaAaAaAaAa., arba galva su galva ir uodega su uodega, sudarant grandinei .AaaAAaaAAaaAAa., arba abi sistemos gali būti netaisyklingai susimaišiusios. Kai polimero molekulėje yra šoninių atsišakojimų arba dvilinkų jungčių, šie šoniniai atsišakojimai arba dvilinkos jungtys gali būti išsidėstę vienoje polimerinės linijinės molekulės pusėje, taisyklingai abiejuose pusėse arba netvarkingai abiejuose pusėse. Izotaktiniai polimerai linkė kristalintis ir gerai verpiasi net kai šoniniai atsišakojimai stambūs ir kai jų attaktiniai poliizomerai visuomet būna amorfiniai. Įvairaus polimerizacijos laipsnio polimerinės molekuės sudarytos iš vienodų monomerinių molekulių arba iš keleriopų taisyklingai pasikartojančių monomerinių molekulių vadinamų homopolimerinėmis (polimerinias homologais). Polimerai sudaryti iš dviejų, A ir B, arba didesnio skaičiaus skirtingų, paprastai netaisyklingai išsidėsčiųsių mo

onomerų, vadinamų kopolimerais. Kopolimerai, kurių makromolekules sudaro pasikartojantys stambesni homopolimeriniai vienetai, .AAAAABBBBAAAABBBBBBAAA., vadinami rupiastruktūrinias, arba blokkopolimerais. Kopolimeras, kurio molekulių pagrindinės grandinės sudarytos iš vienų, o šoniniai atsišakojimai iš kitų monomerinių vienetų,

BBBBBB
.AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA.

BBB BBBBBBB
vadidinamas skiepytiniu kopolimeru.
Kai monomeras yra dvifunkcinis arba teturi vieną dvilinką jungtį, iš jo susidariusio polimero molekulės paprastai būna ilgos, linijinės, siūlų pavidalo. Kai monomeras yra trifunkcinis ar tetrafunkcinis arba kai jis turidaugiau negu vieną reaktivinę dvilinką jungtį, tarp jo polimero siūlinių molekulių susidaro kryžminės jungtys, surišančios atskiras linijines molekules į tinklinį trijų matavimų rezginį taip, kad visas polimerinis gabalas gali tapti viena milžiniška makromolekule. Tokių polimero pavyzdžiais gali būti fenolaldeidiniai, ureaaldeidiniai, diviniliniai ir daug kitų polimerų, kurie yra netirpūs ir aukštoje temperatūroje suskyla nesilydidami.
Gamtoje gausiai paplitę natūralūs neorganiniai polimerai (llauko špatas, kvarcas, celiuliozė, proteinai, chitinas). Pramonė per paskutiniuosius du dešimtmečius prigamino šimtus rūšių įvairiausių organinių polimerų, kurių skaičius tolydžio auga. Aukštieji polimerai, kurių makromolekulės sudarytos iš kelių šimtų ar tūkstančių monomerinių vienetų, pasižymi dideliu stiprumu ir nuostabiu technologinių savybių įvairumu, dėl to jų praktiška reikšmė didelė. Dirbtinai neorganiniai ir ypač organiniai polimerai vis daugiau ir dugiau pavaduoja medį, metalus, naturalinį pluoštą, ragą, akmenį, ir kitas natūralines medžiagas, pastarąsias toli pralenkdami čia vienu, čia kitu technologiniu privalumu.
Technologinių požiūriu polimerus galima su
uskirstyti į tris stambias grupes: gumas, pluoštinius polimerus ir plastikus. Gumos polimerai yra sudaryti paprastai iš netaisyklingos formos makromolrkulių, tarp kurių tarpusavė trauka silpna, todėl jos neišsilygiuoja prie viena kitos ir nesudaro pluoštelių; tokie polimerai nesikristalina ir pasižymi dideliu elastingumu. Svarbiausias gumos pramonės monomeras yra butadienas, tačiau taip pat vartojami izobutilenas, izoprenas, dimetilsiloksanas, vinilideno chloridas, akrilontrilas ir kiti. Pluoštiniai polimerai, priešingai gumai, sudaryti iš gana taisyklingos formos linijinių makromolekulių, kurios dėl didelės tarpusavės traukos išsilygiuoja prie viena kitos ir sudaro pluoštelius. Sulydyti arba ištirpinti pluoštiniai polimeraigali būti suverpti įsiūlus. Svarbiausi pluoštiniai polimerai yra regeneruota celiuliozė, celiliozės acetatas, proteininiai polimerai, poliamidiniai, viniliniai, vinilakriliniai, akriliniai, poliesteriniai ir kitokie polimerai. Vienas iš struktūriniu požiūriu paprastesnių ir labai paplitusių polimerų yra polietilenas. Jis susidaro jungiantis etileno CH2=CH2 molekulėms. Tam tikromis sąlygomis ir vartojant katalizatorių, dviguboji jungtis suyra, ir gaunama grandinė, sudaryta iš –CH2-CH2- grupių. Pradinė molekulė, iš kurios susidaro polimeras, vadinama monomeru.
Dauguma plastikinių medžiagų yra polimerai, kurie gaunami cheminių reakcijų – polimerizacijos ar polikondensacijos – būdu. Patys polimerai yra netirpūs nei vandenyje, nei maisto produktuose. Ilgesnį laiką naudojant plastikinius indus, tarą, jie “sensta”, t.y. veikiant vandeniui, alkoholiams, rūgštims ir šarmams, šilumai ar šalčiui, šviesai ar esant mechaniniam poveikiui, vyksta polimerų irimas, o jų irimo produktai gali pa
atekti į maisto produktus.

Vinilo polimerai

Vinilas yra radikalas cheminės formulės CH2=CH-. Ši vienvalentė atomų grupė nepasitaiko laisvu pavidalu, o įeina į daug labai svarbių junginių, kurie turi polinkį greitai sukibti į didesnius vienetus, atseit, polimerizuotis. Tuo būdu vinilas ir jo išvestiniai turi didelės reikšmės plastikų, pluošto, klijų ir panašių daiktų gamybai.
Jeigu šiai grupei priskirtume plastikus pagal vinilo radikalą, CH2=CH-, tai čia įeitų polietileno, polistireno, polivinilio chlorido dervos, kai kurios sintetinės gumos ar arklio esterių dervos, vinilo chloridas, vinilo acetatas, vinilideno chloridas. Didžiosios polivinilo molekulės, gautos iš paminėtų monomerų, yra termoplastinės medžiagos – aukštesnėje temperatūroje lydosi. Iš jų rinkoje yra sutinkami 7 pagrindiniai tipai. Polivinilio acetatai, iš kurių polivinilio butiralis yra vartojamas kaip saugus stiklo tarpinis sluoksnis. Polivinilo acetatas yra bespalvis, lėtai degąs, vandenyje netirpstąs. Jis vartojamas filmoms, dažams, klijams ir lempučių denginiams. Polivinilio alkoholiai vartojami popieriui dengti, vandenyje tirpstančioms filmoms gaminti. Polivinilo karbazolai turi gerų elektrinių savybių ir tinka elektriniams įrenginiams gaminti, nes mažina energijos nuostolius.
Polivinilio chloridas yra plačiausiai vartojama derva emulsijos forma, tirpalų bei suspensijų platizatoriuose, kaip organoaliai. Jis gali būti presuojamas, išspaudžiamas, valcuojamas, purškiamas. Jis dengia labai plačią lankstumo – stangrumo skalę. Tai stiprus, atsparus rūgštims, šarmams, alkoholiui, plastikams. Jis gali būti nuspalvinamas pagal pageidavimą. Jis plačiai vartojamas vamzdžių bei įvairaus profilio struktūrinių dalių ga

amyboje, kabelių bei vielų izoliacijoje, darbo pirštinių, žaislų, baldų apkalimo medžiagų gamyboje, o taip pat grindų plytelių ir putų gamyboje.
Polivinilio chloridas acetatas taip pat plačiai vartojamas plastikas, yra gaunamas dulkių, organozolių, plastizolių, lapų, lazdų, vamzdžių formos. Jis taip pat dengia plačią lankstumo – stangrumo skalę. Iš jo gauti labiausiai žinomi gaminiai yra vonios purkštuvų uždangos, lietiniai apsiaustai, fonografo plokštelės, batų puspadžiai, vielos izoliacija, tekstilės ir kitų paviršių denginiai.
Polivideno chloridas yra ir lanksčios ir stangrios formos. Jis rinkoje gaunamas dulkių, lapų, vamzdžių, lazdų formos ir gali būti presuojamas, išspaudžiamas, liejamas, plačiai vartojamas baldų bei tekstilės pramonėje; iš jo yra gaminami įvairūs vamzdžiai.

Naudota literatūra:

V.Gulis “Polimerai ir maisto produktai”
G.Rudzytis ir F.Feldmanas “Organinė chemija XI klasei”
Mokymo priemonė mokiniams “Chemija. Informacinė medžiaga”
Enciklopedijos

Leave a Comment