Polimerlerin Tarihçesi, Polimerizasyon, Çeşitleri, Özellikleri ve Örnekleri

polimerler yüksek molar kütleye sahip (binlerce ila milyon arasında değişen) ile karakterize edilen ve tekrarlanan monomer adı verilen çok sayıda birimden oluşan moleküler bileşiklerdir..

Büyük moleküller olma özelliğine sahip oldukları için, bu türlere, onlara benzersiz nitelikler veren ve daha küçük olanlarda gözlenenlerden çok farklı olan, yalnızca kendilerine özgü olma eğilimi gibi bu tür maddelere atfedilen, makromoleküller denir. şekilli cam yapılar.

Aynı şekilde, çok büyük bir molekül grubuna ait olduklarından, onlara bir sınıflandırma yapma ihtiyacı doğdu, bu nedenle iki türe ayrıldı: proteinler ve nükleik asitler gibi doğal kökenli polimerler; ve naylon veya lucit (daha iyi Pleksiglas olarak bilinir) gibi sentetik imalatta kullanılanlar.

Bilim adamları, 1920'lerde polimerlerin arkasında bulunan bilimin araştırmalarına, bazı maddelerin odun ya da kauçuk gibi nasıl davrandıklarını merak ve şaşkınlıkla gözlemlediklerinde başladı. Daha sonra, zamanın bilim insanları, günlük yaşamda bu kadar mevcut olan bu bileşikleri analiz etmeye kendilerini adadılar..

Bu türlerin doğası hakkında belirli bir anlayış seviyesine ulaşarak, mevcut malzemelerin geliştirilmesini ve geliştirilmesini ve ayrıca yeni malzemelerin üretilmesini kolaylaştıracak makromoleküllerin oluşturulmasında yapılarını ve ilerlemelerini anlayabiliriz..

Ayrıca, moleküllerinde ana zincirin bir parçasını oluşturan karbon atomlarına bağlı azot veya oksijen atomları yapılarında çok sayıda önemli polimerin bulunduğu bilinmektedir..

Monomerlerin bir parçası olan ana fonksiyonel gruplara bağlı olarak, bunlar adlandırılacaktır; örneğin, monomer bir ester tarafından oluşturulmuşsa, bir polyester kaynaklı.

indeks

• 1 Polimerlerin tarihi
  • 1.1 19. yüzyıl
  • 1.2 20. Yüzyıl
  • 1.3 Yüzyıl XXI
• 2 Polimerizasyon
  • 2.1 İlave reaksiyonlarla polimerizasyon
  • 2.2 Yoğuşma reaksiyonları ile polimerizasyon
  • 2.3 Diğer polimerizasyon türleri
• 3 Polimer Çeşitleri
• 4 Özellikler
• 5 Polimer örnekleri
  • 5.1 Polistiren
  • 5.2 Politetrafloroetilen
  • 5.3 Polivinil klorür
• 6 Kaynakça

Polimerlerin tarihi

Polimerlerin tarihçesi, bilinen bir polimere yapılan referanslardan başlayarak ele alınmalıdır..

Bu şekilde, eski zamanlardan beri (selüloz veya deri gibi) yaygın olarak kullanılan bazı doğal kökenli malzemeler esas olarak polimerlerden oluşur..

19. yüzyıl

İnsanların ne düşündüğünün aksine, polimerlerin bileşimi, birkaç asır öncesine kadar, bu maddelerin nasıl oluştuğunu belirlemeye başladıkları ve hatta yapay olarak üretim elde etmek için bir yöntem kurmaya çalıştıkları zaman açığa çıkarmaları bilinmiyordu..

"Polimerler" terimi ilk kez 1833 yılında, aynı ampirik formüle sahip, ancak farklı molar kütlelere sahip organik doğadaki maddelere gönderme yapan İsveçli kimyacı Jöns Jacob Berzelius sayesinde kullanılmıştır..

Bu bilim insanı ayrıca "izomer" veya "kataliz" gibi diğer terimleri de yazmaktan sorumluydu; Her ne kadar o zaman bu ifadeler kavramının şu anda demek istediklerinden tamamen farklı olduğu belirtilmelidir..

Doğal polimerik türlerin dönüşümünden sentetik polimerler elde etmek için yapılan bazı deneylerden sonra, bu bileşiklerin incelemesi daha uygun hale geliyordu..

Bu araştırmaların amacı, bu polimerlerin zaten bildiği özelliklerin optimizasyonunu ve bilimlerin farklı alanlarında belirli amaçları yerine getirebilecek yeni maddelerin elde edilmesini sağlamaktı..

20. yüzyıl

Kauçuğun organik yapıdaki bir çözücü içinde çözüldüğünü ve daha sonra ortaya çıkan çözelti bazı olağandışı özellikler gösterdiğini gözlemlerken, bilim adamları rahatsız edildi ve bunları nasıl açıklayacaklarını bilmiyorlardı.

Bu gözlemler sonucunda, bunun gibi maddelerin, kauçuğu ve özelliklerini incelerken farkedebilecekleri gibi, küçük moleküllerden çok farklı bir davranış sergiledikleri ortaya çıktı..

Çalışılan çözeltinin yüksek viskoziteye, donma noktasında önemli bir düşüşe ve küçük büyüklükteki ozmotik bir basınca sahip olduklarını; bu şekilde, çok yüksek molar kütleli birkaç çözücünün olduğu düşünülebilir, ancak alimler bu olasılığa inanmayı reddettiler..

Jelatin ya da pamuk gibi bazı maddelerde de ortaya çıkan bu fenomen, bilim insanlarının bu tür maddelerin C gibi küçük moleküler birimlerin agregalarından oluştuğunu düşünmelerine neden olmuştur.₅'H₈ veya C₁₀'H₁₆, moleküller arası kuvvetlerle bağlantılı.

Her ne kadar bu hatalı düşünce birkaç yıl boyunca kalsa da, bugüne kadar devam eden tanım, Alman kimyagerinin ve Kimyadaki Nobel Ödülü'nün (Hermann Staudinger) kazananıydı..

21. yüzyıl

Bu yapıların kovalent bağlarla bağlanmış makromoleküler maddeler olarak tanımlanması, 1920'de, izleyen on yıl boyunca bu teorinin kanıtlarını bulana kadar deney yapma ve deney yapma konusunda ısrar eden Staudinger tarafından icat edildi..

"Polimer kimyasının" adı verilen gelişme başladı ve o zamandan beri, dünyadaki araştırmacıların ilgisini çekti, tarihin sayfaları arasında sayılan çok önemli bilim adamları arasında, Giulio Natta, Karl Ziegler, Charles Goodyear, diğerleri arasında, daha önce adlandırılmış olanlara ek olarak.

Şu anda, polimerik makromoleküller, polimer bilimi veya biyofiziği gibi farklı bilimsel alanlarda incelenmekte olup, monomerlerin kovalent bağlar vasıtasıyla farklı yöntem ve amaçlarla bağlanması sonucu ortaya çıkan maddelerin araştırılmaktadır..

Kuşkusuz, poliizopren gibi doğal polimerlerden polistiren gibi sentetik kökenli olanlara, silisyum bazlı monomerlerden yapılan silikonlar gibi diğer türlerden uzaklaşmadan çok sık kullanılırlar..

Ayrıca, bu doğal ve sentetik kökenli bileşiklerin birçoğu iki veya daha fazla farklı monomer sınıfından oluşur, bu polimerik türlere kopolimerlerin adı verilmiştir..

polimerizasyon

Polimer konusuna değinmek için, Yunanca terimlerden gelen polimer kelimesinin kökeni hakkında konuşmalıyız. poliler, bu "çok" anlamına gelir; ve kayahanisi, hangi bir şeyin "parçaları" anlamına gelir.

Bu terim, birçok tekrar eden birimden oluşan bir yapıya sahip olan moleküler bileşikleri belirtmek için kullanılır, bu, yüksek bir nispi moleküler kütlenin ve bunların diğer içsel özelliklerinin özelliklerine neden olur..

Bu yüzden polimerleri oluşturan birimler, göreceli moleküler kütle küçüklüğünde moleküler türlere dayanır..

Bu fikir sırasına göre, polimerizasyon terimi sadece sentetik polimerlere, daha spesifik olarak bu tür makromoleküllerin elde edilmesinde kullanılan işlemlere uygulanır.

Bu nedenle polimerizasyon, bunlardan karşılık gelen polimerleri üretmek için monomerlerin kombinasyonunda (bir seferde bir tane) kullanılan kimyasal reaksiyon olarak tanımlanabilir..

Bu şekilde, polimerlerin sentezi iki ana reaksiyon tipi vasıtasıyla gerçekleştirilir: ilave reaksiyonlar ve yoğunlaşma reaksiyonları, aşağıda detaylı olarak tarif edilecektir..

İlave reaksiyonlarla polimerizasyon

Bu tip polimerizasyonların yapısında çift veya üçlü bağları olan doymamış moleküllerin, özellikle de karbon-karbonun katılımı vardır..

Bu reaksiyonlarda monomerler, atomlarından herhangi birinin ayrılması olmaksızın birbirleriyle kombinasyona girerler, burada halkayı kırarak veya açarak sentezlenen polimerik türler, küçük moleküllerin ayrılması olmadan elde edilebilir..

Kinetik bakış açısından, bu polimerizasyon üç aşamalı bir reaksiyon olarak görülebilir: başlatma, çoğaltma ve sonlandırma.

İlk olarak, tepkimenin başlaması, ısıtıcının başlatıcı olarak kabul edilen bir moleküle (R₂) aşağıdaki şekilde iki radikal tür üretmek:

R,₂ → 2R ∙

Polietilen üretimi bir örnek olarak kullanılıyorsa, bir sonraki adım, oluşan reaktif radikalin bir etilen molekülüne yaklaştığı ve yeni bir radikal türünün aşağıdaki gibi oluştuğu yayılmadır:

R ∙ + CH₂= CH₂ → R-CH₂-CH₂∙

Bu yeni radikal daha sonra başka bir etilen molekülü ile birleştirilir ve bu işlem, sonlandırma olarak bilinen reaksiyonda son olarak polietileni oluşturmak için iki uzun zincirli radikalin birleşmesine kadar art arda devam eder..

Yoğuşma reaksiyonları ile polimerizasyon

Yoğuşma reaksiyonları ile polimerizasyon durumunda, iki farklı monomerin kombinasyonu, genellikle su olan küçük bir molekülün ortadan kaldırılmasının yanı sıra genellikle oluşur..

Benzer şekilde, bu reaksiyonlarla üretilen polimerler çoğunlukla ana yapılarının bir parçasını oluşturan oksijen veya azot gibi heteroatoma sahiptir. Aynı zamanda, zincirinin tabanını temsil eden tekrarlayan birimin, parçalanabileceği monomerde bulunan atomların toplamına sahip olmadığı da olur..

Öte yandan, daha önce geliştirilen ve aralarında polimerizasyonun öne çıktığı, özellikleri yukarıda açıklanan herhangi bir polimerizasyon türüyle mükemmel bir şekilde uyuşmayan yöntemler var..

Bu şekilde, sentetik kökenli polimerizasyon reaksiyonları, hem ekleme hem de yoğuşma, yokluğunda veya bir katalizör türünün varlığında oluşabilir..

Yoğuşma polimerizasyonu, günlük yaşamda yaygın olarak bulunan, dakron (daha iyi polyester olarak bilinir) veya naylon gibi birçok bileşiğin imalatında yaygın olarak kullanılır..

Diğer polimerizasyon formları

Yapay polimerlerin bu sentez yöntemlerine ek olarak, üç ana kategoriye ayrılan biyopolimerlerin araştırılmasından sorumlu olan çalışma alanı olarak tanımlanan biyolojik sentez de vardır: polinükleotitler, polipeptitler ve polisakaritler.

Canlı organizmalarda, deoksiribonükleik asit (DNA) gibi polimerlerin üretiminde polimeraz enzimi gibi katalizörlerin varlığını içeren işlemler vasıtasıyla sentez doğal olarak gerçekleştirilebilir..

Diğer durumlarda, biyokimyasal polimerizasyonda kullanılan enzimlerin çoğu, amino asitlerle oluşturulan polimerler olan ve biyolojik işlemlerin büyük çoğunluğunda gerekli olan proteinlerdir..

Bu yöntemlerle elde edilen biyopolimer maddelere ek olarak, kükürt mevcudiyetinde doğal kökenli kauçuğun ısıtılmasıyla üretilen vulkanize edilmiş kauçuk gibi ticari açıdan büyük bir önemi vardır..

Bu nedenle, doğal kökenli polimerlerin kimyasal modifikasyonu yoluyla polimer sentezi için kullanılan teknikler arasında bitirme, çapraz bağlama ve oksidasyon vardır..

Polimer çeşitleri

Polimer türleri, farklı özelliklere göre sınıflandırılabilir; Örneğin, ısınmaya karşı fiziksel tepkilerine göre termoplastikler, termosetler veya elastomerler halinde sınıflandırılırlar..

Ek olarak, oluştukları monomerlerin tipine bağlı olarak, homopolimerler veya kopolimerler olabilirler.

Aynı şekilde, üretildikleri polimerizasyon türüne göre, ilave veya yoğuşma polimerleri olabilirler.

Ayrıca, kökenine bağlı olarak doğal veya sentetik polimerler elde edilebilir; Kimyasal bileşimine bağlı olarak organik veya inorganik ürünler.

özellikleri

- En belirgin özelliği, yapısının temeli olarak monomerlerinin tekrarlayan kimliğidir..

- Elektriksel özellikleri amacına göre değişir.

- Makroskopik davranışlarını tanımlayan elastikiyet veya çekme dayanımı gibi mekanik özelliklere sahiptirler..

- Bazı polimerler önemli optik özellikler gösterir.

- Sahip oldukları mikro yapılar diğer özelliklerini doğrudan etkiler..

- Polimerlerin kimyasal özellikleri, onları oluşturan zincirler arasındaki çekici tip etkileşimler ile belirlenir..

- Taşıma özellikleri, moleküller arası hareketin hızı ile ilgilidir..

- Biriktirme durumlarının davranışı morfolojisi ile ilgilidir.

Polimer örnekleri

Mevcut olan çok sayıda polimer arasında aşağıdakiler bulunur:

polisitren

Farklı tipteki kaplarda ve ayrıca ısıl yalıtkan olarak kullanılan kaplarda (suyu soğutmak veya buz depolamak için) ve hatta oyuncaklarda kullanılır.

politetrafloroetilen

Teflon olarak bilinir, elektrik yalıtkan olarak, ayrıca ruloların imalatında ve mutfak eşyalarının kaplanmasında kullanılır..

Polivinil klorür

Duvar, fayans, oyuncak ve boru kanallarının yapımında kullanılan bu polimer ticari olarak PVC olarak bilinir..

referanslar

1. Vikipedi. (N.D.). Polimer. En.wikipedia.or sitesinden alındı.
2. Chang, R. (2007). Kimya, Dokuzuncu baskı. Meksika: McGraw-Hill.
3. LibreTexts. (N.D.). Polimerlere Giriş. Chem.libretexts.org sitesinden alındı.
4. Cowie, J.M.G. ve Arrighi, V. (2007). Polimerler: Modern Malzemelerin Kimyası ve Fiziği, Üçüncü Baskı. Books.google.co.ve adresinden alındı
5. Britannica, E. (s.f.). Polimer. Britannica.com sitesinden alındı
6. Morawetz, H. (2002). Polimerler: Bilimin Kökenleri ve Büyümesi. Books.google.co.ve adresinden alındı