De polymerer er de molekylære forbindelsene som kjennetegnes ved å ha en høy molar masse (fra tusenvis til millioner) og som består av et stort antall enheter, kalt monomerer, som gjentas.
Fordi de har egenskapen til å være store molekyler, kalles disse artene makromolekyler, noe som gir dem unike egenskaper som er veldig forskjellige fra de som er observert i mindre, som bare kan tilskrives denne typen stoffer, for eksempel tilbøyeligheten de har til å forme glassstrukturer..
På samme måte, da de tilhører en veldig gruppe molekyler, oppstod behovet for å gi dem en klassifisering, og det er derfor de er delt inn i to typer: polymerer av naturlig opprinnelse, slik som proteiner og nukleinsyrer; og de av syntetisk produksjon, slik som nylon eller lucite (bedre kjent som pleksiglas).
Forskere startet undersøkelser av vitenskapen bak polymerer på 1920-tallet, da de med nysgjerrighet og forvirring observerte hvordan stoffer som tre eller gummi oppfører seg. Så tidens forskere viet seg til å analysere disse forbindelsene som er så til stede i hverdagen.
Etter å ha nådd et visst nivå av forståelse om arten til disse artene, var det mulig å forstå deres struktur og fremme i etableringen av makromolekyler som kunne lette utvikling og forbedring av eksisterende materialer, samt produksjon av nye materialer..
På samme måte er det kjent at mange signifikante polymerer inneholder nitrogen- eller oksygenatomer i strukturen, bundet til karbonatomer, som utgjør en del av molekylets hovedkjede..
Avhengig av de viktigste funksjonelle gruppene som er en del av monomerene, vil de få navnene deres; for eksempel, hvis monomeren dannes av en ester, dannes en polyester.
Artikkelindeks
Historien om polymerer bør tilnærmes fra og med referanser til de første kjente polymerene..
På denne måten består visse materialer av naturlig opprinnelse som har vært mye brukt siden antikken (som cellulose eller lær) hovedsakelig av polymerer..
I motsetning til hva man skulle tro, var sammensetningen av polymerer ukjent før for et par århundrer siden, da den begynte å bestemme hvordan disse stoffene ble dannet, og de prøvde til og med å etablere en metode for å oppnå kunstig produksjon.
Første gang begrepet "polymerer" ble brukt var i 1833, takket være den svenske kjemikeren Jöns Jacob Berzelius, som brukte den til å referere til stoffer av organisk natur som har samme empiriske formel, men som har forskjellige molære masser..
Denne forskeren hadde også ansvaret for å lage andre begreper, for eksempel "isomer" eller "katalyse"; selv om det skal bemerkes at konseptet med disse uttrykkene på den tiden var helt annerledes enn det de mener i dag.
Etter noen eksperimenter for å oppnå syntetiske polymerer fra transformasjonen av naturlige polymere arter, ble studien av disse forbindelsene større relevant.
Hensikten med disse undersøkelsene var å oppnå optimalisering av de allerede kjente egenskapene til disse polymerene og oppnåelse av nye stoffer som kunne oppfylle spesifikke formål innen forskjellige vitenskapsfelt..
Forskerne var opptatt av at gummien var løselig i et løsningsmiddel av organisk natur og at den resulterende løsningen viste noen uvanlige egenskaper, og de visste ikke hvordan de skulle forklare dem..
Gjennom disse observasjonene konkluderte de med at stoffer som dette viser en veldig annen oppførsel fra mindre molekyler, slik de kunne se mens de studerte gummi og dets egenskaper..
De bemerket at løsningen som ble undersøkt hadde høy viskositet, en betydelig reduksjon i frysepunktet og et lite osmotisk trykk; Fra dette kunne man trekke at det var flere oppløste stoffer med veldig høy molar masse, men lærde nektet å tro på denne muligheten..
Disse fenomenene, som også ble manifestert i noen stoffer som gelatin eller bomull, fikk tidens forskere til å tro at disse typer stoffer var sammensatt av aggregater av små molekylære enheter, som C5H8 eller C10H16, bundet av intermolekylære krefter.
Selv om denne feiltenkningen forble i noen år, var definisjonen som vedvarer den dag i dag den som ble gitt den av den tyske kjemikeren og vinneren av Nobelprisen i kjemi, Hermann Staudinger..
Den nåværende definisjonen av disse strukturene som makromolekylære stoffer knyttet til kovalente bindinger ble laget i 1920 av Staudinger, som insisterte på å utarbeide og gjennomføre eksperimenter til han fant bevis på denne teorien i løpet av de neste ti årene..
Utviklingen av den såkalte "polymerkjemi" begynte, og siden den gang har den bare fanget interessen til forskere over hele verden, og teller blant sidene i historien svært viktige forskere, blant dem er Giulio Natta, Karl Ziegler, Charles Goodyear , blant andre, i tillegg til de tidligere navngitte.
For tiden studeres polymere makromolekyler i forskjellige vitenskapelige områder, for eksempel polymervitenskap eller biofysikk, hvor stoffer som skyldes kobling av monomerer gjennom kovalente bindinger med forskjellige metoder og formål undersøkes..
Sikkert, fra naturlige polymerer som polyisopren til de av syntetisk opprinnelse som polystyren, brukes de veldig ofte, uten å redusere viktigheten av andre arter som silikoner, som består av monomerer basert på silisium..
På samme måte består en stor del av disse forbindelsene av naturlig og syntetisk opprinnelse av to eller flere forskjellige klasser av monomerer. Disse polymere arter har fått navnet kopolymerer.
For å fordype oss i emnet polymerer, må vi begynne med å snakke om opprinnelsen til ordet polymer, som kommer fra de greske begrepene. polys, som betyr "mye"; Y bare, som refererer til "delene" av noe.
Dette begrepet brukes til å betegne molekylære forbindelser som har en struktur som består av mange repeterende enheter, dette forårsaker egenskapen til en høy relativ molekylmasse og andre iboende egenskaper av disse.
Slik at enhetene som utgjør polymerene er basert på molekylarter som har en relativ molekylvekt av liten størrelse..
På denne måten gjelder begrepet polymerisering bare for syntetiske polymerer, mer spesifikt for prosessene som brukes for å oppnå denne typen makromolekyler..
Derfor kan polymerisering defineres som den kjemiske reaksjonen som brukes i kombinasjonen av monomerer (en om gangen) for å produsere de tilsvarende polymerer fra disse.
På denne måten utføres syntesen av polymerer gjennom to hovedtyper av reaksjoner: addisjonsreaksjoner og kondensasjonsreaksjoner, som vil bli beskrevet i detalj nedenfor..
Denne typen polymerisering har deltakelse av umettede molekyler som har dobbelt eller trippelbindinger i strukturen, spesielt de av karbon-karbon..
I disse reaksjonene gjennomgår monomerene kombinasjoner med hverandre uten eliminering av noe av deres atomer, der den polymere art som er syntetisert ved å bryte eller åpne ringen, kan oppnås uten å generere eliminering av små molekyler..
Fra et kinetisk synspunkt kan denne polymeriseringen sees på som en tretrinnsreaksjon: initiering, forplantning og avslutning..
Først innledes initiering av reaksjonen, der oppvarming påføres et molekyl betraktet som initiator (betegnet som Rto) for å generere to rotarter som følger:
Rto → 2R ∙
Hvis produksjonen av polyetylen er gitt som et eksempel, er neste trinn forplantning, hvor den reaktive radikale dannes takler et etylenmolekyl og en ny radikalart dannes som følger:
R ∙ + CHto= CHto → R-CHto-CHto∙
Denne nye radikalen kombineres deretter med et annet etylenmolekyl, og denne prosessen fortsetter suksessivt til kombinasjonen av to langkjedede radikaler for til slutt å oppstå polyetylen, i reaksjonen kjent som avslutning..
I tilfelle av polymerisering gjennom kondensasjonsreaksjoner, oppstår vanligvis kombinasjonen av to forskjellige monomerer, i tillegg til den påfølgende eliminering av et lite molekyl, som vanligvis er vann..
Tilsvarende har polymerer produsert av disse reaksjonene ofte heteroatomer, slik som oksygen eller nitrogen, som en del av ryggraden. Det skjer også at den repeterende enheten som representerer basen til kjeden sin ikke har alle atomene som er i monomeren som den kan nedbrytes til..
På den annen side er det metoder som er utviklet i det siste, blant hvilke plasmapolymerisasjon skiller seg ut, hvis egenskaper ikke stemmer helt overens med noen av de typer polymeriseringer som er forklart ovenfor..
På denne måten kan polymerisasjonsreaksjoner av syntetisk opprinnelse, både de som tilsettes og kondenserer, forekomme i fravær eller med nærvær av en katalysatorart..
Kondensasjonspolymerisasjon er mye brukt ved fremstilling av mange forbindelser som ofte finnes i dagliglivet, for eksempel dacron (bedre kjent som polyester) eller nylon..
I tillegg til disse kunstige polymersyntesemetodene, er det også biologisk syntese, som er definert som studieområdet som er ansvarlig for forskning av biopolymerer, som er delt inn i tre hovedkategorier: polynukleotider, polypeptider og polysakkarider..
I levende organismer kan syntese utføres naturlig, gjennom prosesser som involverer tilstedeværelsen av katalysatorer som polymeraseenzymet i produksjonen av polymerer som deoksyribonukleinsyre (DNA)..
I andre tilfeller er de fleste enzymene som brukes i biokjemisk polymerisering proteiner, som er polymerer basert på aminosyrer og er essensielle i de aller fleste biologiske prosesser..
I tillegg til de biopolymeriske stoffene oppnådd ved disse metodene, er det andre av stor kommersiell relevans, slik som vulkanisert gummi som produseres ved oppvarming av gummi av naturlig opprinnelse i nærvær av svovel..
Således er blant de teknikker som brukes for polymersyntese gjennom kjemisk modifisering av polymerer av naturlig opprinnelse etterbehandling, tverrbinding og oksidasjon..
Typer av polymerer kan klassifiseres i henhold til forskjellige egenskaper; for eksempel er de klassifisert i termoplast, termohærdende eller elastomerer i henhold til deres fysiske respons på oppvarming.
I tillegg, avhengig av hvilken type monomerer de dannes fra, kan de være homopolymerer eller kopolymerer.
I henhold til den type polymerisasjon de produseres ved, kan de være addisjons- eller kondensasjonspolymerer..
Likeledes kan naturlige eller syntetiske polymerer oppnås avhengig av opprinnelse; eller organisk eller uorganisk avhengig av dets kjemiske sammensetning.
- Den mest bemerkelsesverdige karakteristikken er den repeterende identiteten til monomerer som grunnlag for strukturen..
- Dens elektriske egenskaper varierer i henhold til formålet.
- De presenterer mekaniske egenskaper som elastisitet eller strekkfasthet, som definerer deres makroskopiske oppførsel..
- Noen polymerer har viktige optiske egenskaper.
- Mikrostrukturen de har direkte innvirkning på deres andre egenskaper.
- De kjemiske egenskapene til polymerer bestemmes av attraktive interaksjoner mellom kjedene som danner dem..
- Dens transportegenskaper er relativt til hastigheten på intermolekylær bevegelse.
- Oppførselen til dets aggregeringstilstander er relatert til dens morfologi.
Blant det store antallet polymerer som finnes er følgende:
Brukes i containere av forskjellige typer, så vel som i containere som brukes som varmeisolatorer (for å kjøle vann eller lagre is) og til og med i leker.
Bedre kjent som Teflon, den brukes som en elektrisk isolator, også til fremstilling av ruller og til å belegge kjøkkenutstyr..
Denne polymeren brukes i produksjon av veggkanaler, fliser, leker og rør, og er kommersielt kjent som PVC.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.