합성 고분자는 실험실 또는 산업용 저울에 인간의 손에 의해 생산 된 것들이다. 구조적으로, 그들은 고분자 사슬 또는 네트워크로 알려진 것을 형성하기 위해 연결되는 단량체라고 불리는 작은 단위의 결합으로 구성됩니다.
아래 위는 "스파게티"유형의 고분자 구조를 보여줍니다. 각 검은 색 점은 공유 결합에 의해 서로 연결된 단량체를 나타냅니다. 점의 연속은 중합체 사슬의 성장을 초래하며, 그 정체성은 단량체의 특성에 따라 달라집니다.
또한 대부분의 단량체는 석유에서 추출됩니다. 이것은 탄화수소 및 기타 유기종의 크기를 줄여서 작고 합성 적으로 다재다능한 분자를 얻는 일련의 공정을 통해 달성됩니다.
속성
폴리머의 가능한 구조가 다양 하듯이 그 특성도 다양합니다. 이들은 선형성, 분기 (사슬 이미지에 없음), 결합 및 단량체의 분자량과 함께 진행됩니다.
그러나 폴리머의 특성과 그에 따른 유형을 정의하는 구조적 패턴이 있다는 사실에도 불구하고 대부분은 공통적 인 특성과 특성을 가지고 있습니다. 이들 중 일부는 다음과 같습니다.
-상대적으로 생산비가 낮지 만 재활용 비용이 높습니다.
-구조가 차지할 수있는 부피가 크기 때문에 밀도가 높지 않고 기계적으로도 저항력이 뛰어납니다.
-화학적으로 불활성이거나 산성 (HF) 및 염기성 (NaOH) 물질의 공격에 저항하기에 충분합니다.
-전도대 부족; 따라서 그들은 전기 전도체가 좋지 않습니다.
종류
중합체는 단량체, 중합 메커니즘 및 특성에 따라 분류 할 수 있습니다.
단일 중합체는 단일 유형의 단량체 단위로 구성된 중합체입니다.
100A => AAAAAAA …
공중 합체는 두 개 이상의 서로 다른 단량체 단위로 구성된 것입니다.
20A + 20B + 20C => ABCABCABC…
위의 화학 방정식은 첨가를 통해 합성 된 폴리머에 해당합니다. 이들에서 폴리머 사슬 또는 네트워크는 더 많은 모노머가 결합함에 따라 성장합니다.
반면에 축합을 통한 폴리머의 경우 모노머 결합은 "축합"하는 작은 분자의 방출을 동반합니다.
A + A => AA + p
AA + A => AAA + p…
포름 알데히드 (HC 2 = O)로 합성 된 폴리 페놀에서 발생하는 것처럼 많은 중합에서 p = H 2 O.
특성에 따라 합성 고분자는 다음과 같이 분류 할 수 있습니다.
열가소성 수지
이들은 선형 또는 약간 분지 된 중합체로, 분자간 상호 작용은 온도의 영향으로 극복 할 수 있습니다. 그 결과 연화 및 성형이 이루어지고 재활용이 더 쉬워집니다.
내열성
열가소성 수지와 달리 열경화성 폴리머는 폴리머 구조에 많은 가지를 가지고 있습니다. 이것은 강한 분자간 상호 작용으로 인해 변형되거나 녹지 않고 고온을 견딜 수 있습니다.
엘라스토머
이들은 파손, 변형없이 외부 압력을 견딜 수 있지만 원래 모양으로 돌아갈 수있는 폴리머입니다.
이는 폴리머 사슬이 연결되어 있지만 분자간 상호 작용이 압력을받을 수있을만큼 약하기 때문입니다.
이런 일이 발생하면 왜곡 된 재료는 결정 배열로 체인을 배열하는 경향이있어 압력으로 인한 움직임을 "느리게"합니다. 그런 다음 이것이 사라지면 폴리머는 원래의 비정질 배열로 돌아갑니다.
섬유
그들은 폴리머 사슬의 대칭성과 그들 사이의 높은 친화력 덕분에 탄성과 신장 성이 낮은 폴리머입니다. 이 친화력은 강하게 상호 작용하여 기계적 작업에 저항하는 선형 결정 배열을 형성합니다.
이러한 유형의 폴리머는면, 실크, 양모, 나일론 등과 같은 직물 제조에 사용됩니다.
예
나일론
나일론은 섬유 산업에서 많은 용도로 사용되는 섬유 형 폴리머의 완벽한 예입니다. 폴리머 사슬은 다음 구조의 폴리 아미드로 구성됩니다.
이 체인은 나일론 6,6의 구조에 해당합니다. 적색 구체에 부착 된 것으로 시작하고 끝나는 탄소 원자 (회색)를 세면 6 개가 있습니다.
마찬가지로 파란색 구체를 분리하는 6 개의 탄소가 있습니다. 반면에 파란색과 빨간색 구체는 아미드 그룹에 해당합니다 (C = ONH).
이 그룹은 수소 결합을 통해 다른 사슬과 상호 작용할 수 있으며 규칙 성과 대칭성 덕분에 결정 배열을 채택 할 수도 있습니다.
즉, 나일론은 섬유로 인정되는 데 필요한 모든 특성을 가지고 있습니다.
폴리 카보네이트
창문, 렌즈, 천장, 벽 등을 만드는 투명한 플라스틱 폴리머 (주로 열가소성 수지)입니다. 위의 이미지는 폴리 카보네이트로 만든 온실을 보여줍니다.
고분자 구조는 무엇이며 폴리 카보네이트라는 이름의 유래는 어디입니까? 이 경우 음이온 CO 3 2-를 엄격히 언급하는 것이 아니라 분자 사슬 내에서 공유 결합에 참여하는이 그룹을 의미합니다.
따라서 R은 모든 유형의 분자 (포화, 불포화, 방향족 등)가 될 수 있으며, 결과적으로 광범위한 폴리 카보네이트 폴리머 계열이 생성됩니다.
폴리스티렌
일상 생활에서 가장 흔한 고분자 중 하나입니다. 위 이미지의 플라스틱 컵, 장난감, 컴퓨터 및 TV 품목, 마네킹 머리 (및 기타 물체)는 폴리스티렌으로 만들어졌습니다.
고분자 구조는 n 개의 스티렌의 결합으로 구성되어 높은 방향족 성분 (육각형 고리)을 가진 사슬을 형성합니다.
폴리스티렌은 저항성 고무가 필요한 응용 분야에 사용되는 SBS (Poly (스티렌-부타디엔-스티렌))와 같은 다른 공중 합체를 합성하는 데 사용할 수 있습니다.
폴리 테트라 플루오로 에틸렌
Teflon이라고도하는이 제품은 점착 방지 기능 (검은 색 팬)이있는 많은 주방 용품에 존재하는 폴리머입니다. 이렇게하면 버터 나 기타 지방을 추가 할 필요없이 음식을 튀길 수 있습니다.
그 구조는 양쪽의 F 원자로 "덮인"폴리머 사슬로 구성되어 있습니다. 이 F는 기름기있는 입자와 같은 다른 입자와 매우 약하게 상호 작용하여 팬 표면에 달라 붙는 것을 방지합니다.
참고 문헌
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