具有商业重要性的聚合物
聚合词由两个术语组成,“poly”表示许多,“mer”表示实体或组。所以聚合物是指由大量小分子组成的大分子。这些大分子的分子量相当高,因为它们是通过重复称为单体的小实体形成的。单体的结构与聚合物相同,但它们是具有共价键的较小分子。聚合物由单体形成,该过程称为聚合。
聚合物的一些重要特性是:
- 聚合物具有链状结构,其中单体相互交联。
- 聚合物由单体制成,因此聚合物具有高分子量。
- 聚合物耐热,可以承受高温。
- 由于分子间的偶极-偶极型键合,聚合物具有很高的柔韧性。
- 结晶聚合物在合适的条件下可以改变状态变成半结晶。
聚合物是 通常分为三种主要类型,具体取决于它们的来源:
- 天然聚合物:天然聚合物是存在于自然界中并在动物和植物中自然形成的聚合物。这些聚合物对人类很重要,有助于人类生存。
- 天然聚合物的例子是纤维素、蛋白质、淀粉、天然橡胶等。
- 半合成聚合物:这些类型的聚合物介于合成聚合物和天然聚合物之间,因为它们是天然存在的聚合物的衍生物,但要形成这些聚合物,它们需要进行加工。
- 例如,醋酸纤维素也称为人造丝和硝酸纤维素,它们都是纤维素的衍生物,因此它们是半合成聚合物。
- 合成聚合物:大量聚合物是通过应用不同的工艺在商业上生产的,因此这些聚合物被称为合成聚合物。
- 例如,Buna – S、尼龙 6,6 是一些合成聚合物。
具有商业重要性的聚合物
聚丙烯
聚丙烯是由丙烯重复连接而成的合成聚合物。丙烯是聚丙烯的单体。聚丙烯的结构为 (-C 2 H 5 CH-) n聚丙烯在商业上很重要,因为它用于制备不同的有用材料,如纤维、绳索、管道等。
聚丙烯的性质
- 半刚性:聚丙烯是半刚性的,因此它们用于制造柔韧和坚固的管道,半刚性的特性使其能够交联链状结构以制造绳索。
- 耐化学性:它可以抵抗化学物质的影响,因此聚丙烯不易降解,使用寿命长。
- 链中交替位置的碳原子中甲基的位置增加了结晶熔点。
- 半透明:聚丙烯本质上是半透明的,这意味着它允许阳光穿过它。
聚苯乙烯
聚苯乙烯是由芳香烃形成的合成聚合物,苯乙烯是它的单体。聚苯乙烯不溶于水,沸点高达430 ° C。聚苯乙烯可以以固体形式合成,也可以以泡沫形式合成。它用作包装材料,为重要材料提供覆盖,电视柜由聚苯乙烯制成,也用于制作收音机。
聚苯乙烯的性质
- 易于加工:聚苯乙烯易于加工,因为它是通过在合适的温度下加热乙二醇和对苯二甲酸制备的。
- 低成本:由于聚苯乙烯易于加工,因此易于大规模生产,因此与其他商业上重要的聚合物相比,其成本较低。
- 溶解性:聚苯乙烯不溶于醇,但易溶于芳香族溶剂和氯化溶剂。
聚氯乙烯 (PVC)
PVC是由大量的氯乙烯分子结合而成。氯乙烯是聚氯乙烯的单体。每年生产近 4 千万吨 PVC。它在合成聚合物的生产中排名第三。它用于制作雨衣,尤其是水管。
聚氯乙烯 (PVC) 的特性
- 密度:与其他塑料相比,PVC 的密度较高。
- 强度: PVC 在其刚性形式中具有很高的拉伸强度。
- 硬度: PVC 本质上坚韧、坚硬且耐用,因此可用于制造水管等许多应用。
- 形成: PVC可以通过悬浮聚合、乳液聚合和本体聚合工艺制备。
格利普塔尔
Glyptal 是一种合成聚合物,由乙二醇和邻苯二甲酸单体形成。 Glyptal 用于制造油漆、织物、油漆等。
Glyptal 的特性
- 形成:邻苯二甲酸酐和甘油单体用于形成 Glyptal。
- 它是一种热固性聚合物,性质坚韧,聚合度高。
- Glyptal 不溶于酒精,用于制造油漆。
胶木
电木是一种合成塑料。它也被称为聚氧苄基甲基乙二醇酐。以苯酚和甲醛为单体,通过这些单体的缩合反应生成胶木。它的外观呈褐色,本质上是固体。由于它耐热,因此用于制造电气开关,也用于制造器具的把手和梳子。
电木的特性
- 制备:酚醛与甲醛在适宜的温度条件下缩合反应制备电木。
- 电木可以很容易地成型,这意味着它需要更少的生产时间。
- 它具有很高的耐热性能,因此它用于制作字符串把手等耐热材料。
- 它耐化学品,聚合物重量轻。
天然橡胶
天然橡胶是一种由聚异戊二烯分子连接在一起形成弹性结构的天然聚合物。这些由称为范德华力的弱分子间力结合在一起。天然橡胶用于制造轮胎、橡皮筋、盖子抓手等各种用途。
天然橡胶的特性
- 它不耐热,因此在大约 80 度的温度下很容易融化。
- 它具有优良的弹性性能。
- 它还具有耐磨性和抗撕裂性。
- 橡胶的硫化可以提高强度。
聚丙烯
它是一种具有线性结构的烃类聚合物。它是一种多面聚合物,因为它具有塑料和纤维的特性,因此可用于多种用途。丙烯是聚丙烯的单体,可以给出化学式C n H 2n。它于 1957 年开始商业化生产。
聚丙烯的特性
- 耐温性:聚丙烯遇热不易熔化,可承受160摄氏度的高温。
- 聚丙烯分为均聚物、嵌段共聚物和无规共聚物三个等级。
- 聚丙烯耐酸、碱、油脂/油和酒精。
- 碗、电池盒、玩具瓶盖等均由聚丙烯制成。
聚对苯二甲酸
聚对苯二甲酸乙二醇酯也称为 PET 是一种热塑性聚合物。乙二醇和对苯二甲酸用于制备聚对苯二甲酸乙二醇酯。杜邦公司是 1940 年第一个制备 PET 的化学家。它用于制造各种有用的东西,例如包装食品和饮料的容器。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的性质
- 它是完全可回收的,因此不会污染环境。
- 它用于制造织物,因为它具有织物特性。
- 它具有高强度和重量轻的特性,使其成为最有利的聚合物之一。
- PET是防碎的,不会像玻璃一样碎成碎片,因此易于运输。
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯也称为 PTFE,是一种含氟聚合物。它本质上很滑,并且具有很高的耐热性。它也没有任何可见的化学物质对它的影响。 1938年由Roy Plunkett首先发现。聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯,本质上是无色的。
聚四氟乙烯的性质
- 它是一种阻燃聚合物,因此广泛用于制造炊具。
- 它还用于为金属设备提供涂层以保护它们免受腐蚀。
- 它坚固而坚韧,由于这些物理特性,它被用于制造管道衬里和轴承的行业。
- 聚四氟乙烯的摩擦系数低,因此用作固体润滑剂。
氯丁橡胶
氯丁橡胶是一种由氯丁橡胶制成的合成橡胶。它是通过自由基聚合制备的。它有点污染,因为它的制备会释放一些有害气体。氯丁橡胶的单体是氯丁橡胶。它是一种很好的橡胶,比天然橡胶更坚固。用于制备垫片、传送带等。
氯丁橡胶的特性
- 它对矿物油和植物油有很强的抵抗力。
- 与天然橡胶相比,它具有化学稳定性,还可以承受高温。
- 它是绝缘体意味着它不允许电流通过它。
- 它是一种很好的密封剂,因为它可以防止水进入表面。
示例问题
问题1:什么是可生物降解的聚合物?
回答:
Biodegradable polymers are those polymers which can be easily decomposed by the action of microorganism such as bacteria. These polymers are used in medical fields for making special bandages and coatings of capsules used in surgery.
Example: Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxy valerate) which is known as PHBV
问题2:什么是支链聚合物?
答案:
Branched-chain polymers are those polymers in which linear or straight chains again polymerise and forms branches. These polymers are used in making low-density polythene.
问题3:橡胶的硫化是什么?
回答:
Vulcanisation of rubber is a process which is used to improve physical properties of natural rubber. In this process .sulphur is mixed with raw rubber and heated at a suitable temperature range (373 to 415 Kelvin) due to which sulphur forms linking at double bonds to make rubber stiff.
问题4:给出PVC聚合物的缺点。
回答:
The main disadvantages of PVC polymer are:
- On providing high amount of heat PVC polymers start melting so they are not heat resistant.
- On melting, PVC releases toxic fumes which cause air pollution
问题5:什么是共聚?
回答:
The reaction in which more than one entities of monomers is used for polymerisation to form the copolymers, such process is known as Copolymerisation.
Example: Butadiene – Styrene is prepared by Copolymerisation.