Stellen Sie sich das vor: Die Plastikflaschen, die Sie täglich benutzen, die Kleidung, die Sie tragen, sogar die Nahrung, die Sie konsumieren, sind alle eng mit einem unsichtbaren "Riese" verbunden, der Polymere genannt wird.durch Verbindung unzähliger kleiner Moleküle (Monomere) gebildetIn diesem Artikel werden vier wichtige Arten von Polymeren klar erläutert, ihre weit verbreiteten Anwendungen im täglichen Leben aufgedeckt,und die chemischen Prinzipien hinter ihnen zu erforschen.
Die Chemie, insbesondere die Polymerchemie, ist untrennbar mit unserem täglichen Leben verbunden.Und sogar die synthetischen Faserbekleidung, die wir tragen, zeigen alle die Anwendungen der Chemie.Selbst unser eigener Körper funktioniert wie ein riesiger chemischer Reaktor, mit unzähligen Stoffen, die Stoffwechselprozesse steuern.insbesondere das Verständnis der Grundlagen der Polymerchemie, hilft uns, die Welt um uns herum besser zu verstehen.
Der Begriff "Polymer" stammt aus dem Griechischen und bedeutet "viele (Poly) + Teile (Mer) ", was seine Eigenschaft genau beschreibt, aus zahlreichen sich wiederholenden Einheiten, sogenannten Monomeren, zusammengesetzt zu sein.Polymerstrukturen können linear seinDie meisten industriellen Polymere sind organische Verbindungen, die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Kovalenzbindungen enthalten.Fluor, Phosphor und Schwefel treten häufig in Polymeren auf und bilden kovalente Bindungen mit Kohlenstoff unterschiedlicher Polarität.
Aufgrund der Eigenschaften kovalenter Verbindungen erfahren Polymermoleküle nicht nur primäre kovalente Bindungskräfte, sondern auch sekundäre intermolekulare Kräfte wie Dipol-Dipol-Wechselwirkungen.Elektronenwolkenverteilung induzierte Dispersionskräfte (van der Waals-Kräfte)Diese intermolekularen Kräfte beeinflussen kritisch die physikalischen Eigenschaften von Polymeren wie Schmelzpunkt, Festigkeit und Löslichkeit.
Die Herstellung von Polymermaterialien erfordert Polymerisationsreaktionen, bei denen unterschiedliche Reaktionen unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen.DruckDiese Bedingungen beeinflussen auch wesentlich die Molekülmassenverteilung und die physikalische Struktur des Endprodukts.Die Anzahl der Kohlenstoffatome in Polymerketten beeinflusst direkt die molekulare Struktur und das physikalische Verhalten.
Basierend auf Herkunft und Eigenschaften können Polymere in vier Haupttypen eingeteilt werden:
- Biopolymere (natürliche Polymere)
- Kunstpolymere
- Industrielle Naturpolymere
- Biopolymere
Wir werden nun jeden Polymertyp und seine Anwendungen im Detail untersuchen.
Biopolymere oder natürliche Polymere stammen aus Pflanzen und Mineralien ohne menschliches Eingreifen in ihre Produktion.StärkeMineralpolymere umfassen Diamanten, Graphit und die meisten Metalloxide.
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Zellulose:Als eines der am häufigsten vorkommenden natürlichen Polymere der Erde bildet Cellulose die Hauptkomponente der Pflanzenzellwände.
- Papierindustrie:Zubereitungen für die Herstellung von Papieren
- für die Herstellung von Textilien:Verarbeitet zu Fasern wie Baumwolle, Leinen und Rayon
- Bauwesen:Zusätzlich zu Zement und Gips für eine höhere Festigkeit
- Lebensmittelindustrie:Zusatzstoff zur Verbesserung der Textur von Fasern
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Stärke:Primärer Energiespeicher der Pflanzen, in Körnern und Knollen.
- Lebensmittelproduktion:Brot, Nudeln und Verdickungsmittel
- Papiergröße:Steigert die Festigkeit des Papiers
- Textilgrößen:Verbessert die Haltbarkeit von Garnen
- Arzneimittel:Hilfsmittel
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Zahnfleisch:Pflanzensekretierte Polysaccharidgemische mit Klebegehalt.
- Arabisches KaugummiVerdickungsmittel und Stabilisatoren für Lebensmittel
- Gummigummi:Zusatzstoff für Eis und Soße
- Xanthangummi:Salatdressingstabilisator
- Diamant:Kohlenstoffallotrope mit extremer Härte für Schmuck und Schneidwerkzeuge
- Graphit:Kohlenstoffleiter für Bleistifte und Schmierstoffe
- Metalloxide:Wärmebeständige Verbindungen für Keramik und Elektronik
Synthetische Polymere entstehen typischerweise aus Rohöl- und Kohleteermonomeren durch künstliche Synthese.
- Polyethylen (PE):Flexibles, chemikalienbeständiges Kunststoff für Verpackungen und Behälter
- Polypropylen (PP):Kunststoffe mit höherer Festigkeit für Automobilteile und Medizinprodukte
- Polyvinylchlorid (PVC):Flammfestes Material für Bau- und medizinische Rohre
- Polystyrol (PS):Durchsichtige Kunststoffe für Verpackungen und Einweggeschirr
- Polyethylenterephthalat (PET):Stärkes Polyester für Getränkeflaschen und Textilien
Diese Polymere entstehen durch die Verarbeitung natürlicher Polymere.000, ist am repräsentativsten.
Anwendungen von Naturkautschuk:
- Reifen für Fahrzeuge
- Dichtungen zur Verhinderung von Lecks
- Schläuche zur Flüssigkeitsübertragung
- Vibrationsdämpfer
- Medizinische Handschuhe
Biopolymere stammen aus erneuerbaren Ressourcen wie landwirtschaftlichen Erzeugnissen.Biologisch abbaubare Polymere, die konventionelle Kunststoffe ersetzen können.
PHB-Anwendungen:
- Umweltfreundliche Lebensmittelverpackungen
- Biomedizinische Nähte und Implantate
- Filme für landwirtschaftliche Mulch
Von natürlicher Zellulose bis hin zu synthetischem Polyethylen durchdringen Polymere unser Leben in unzähligen Formen.und Anwendungen unser Verständnis der umgebenden Welt verbessert und gleichzeitig zur Nachhaltigkeit beiträgtMit fortschreitender Technologie werden Polymere zweifellos eine größere Bedeutung bei der Gestaltung der Zukunft der Menschheit haben.
