Polümeerid

Mehr dazu

Materjali Õpetus

von Silver Telliste

puhastusained

von Sten Koger

Sünteetilised polümeerid

von Tanel Vestmann

von Erki Org

Polümeerid

Ristseotud polümeerid (või võrgustatud polümeerid) koosnevad polümeerahelatest, mis on omavahel keemiliste sidemetega ühendatud, moodustades kolmemõõtmelise võrgu. See struktuur muudab polümeerid tugevaks ja stabiilseks, kuid sageli ka jäigemaks ja vähem lahustuvaks.

Ristseotud polümeerid on tugevad ja jäigad, sobivad hästi rakendustes, kus on vaja kõrget vastupidavust. Ristseotud polümeerid ei sula kuumutamisel, vaid lagunevad, mis teeb neist head materjalid kõrgtemperatuurilistele rakendustele. Ristseotud polümeerid on üldiselt lahustumatud ja võivad ainult paisuda lahustis.

Polüuretaan: Kasutusalad: vahtmaterjalid, isolatsioonimaterjalid, madratsid.

Bakelit: Kasutusalad: elektrilised isolatsioonimaterjalid, köögitarbed, kodumasinate osad.

Epoksüvaik: Kasutusalad: liimid, katted, komposiitmaterjalid.

Kopolümeerid koosnevad kahest või enamast erinevat tüüpi monomeerist, mis on keemiliselt seotud polümeerahelas. Kopolümeeride tüüp sõltub sellest, kuidas monomeerid on ahelas paigutatud.

Kaar-kopolümeerid

Peamine ahel koosneb ühest tüüpi monomeeridest, mille külge on seotud külgahelad teist tüüpi monomeeridest (…-A-A-A-A-…(B)…-A-A-A-…). Näide: polü(stüreen-ko-butadieen-ka-stüreen) (SIS).

Plokk-kopolümeerid

Suured plokid monomeeri A vahelduvad suurte plokkidega monomeeri B (…-A-A-A-A-B-B-B-B-…). Näide: polü(stüreen-blok-butadieen) (SBS).

Juhuslikud kopolümeerid

Monomeerid A ja B on juhuslikult jaotatud (…-A-A-B-A-B-B-A-…). Näide: etüleen-propüleen-kopolümeer.

Vahelduvad kopolümeerid

Monomeerid A ja B vahelduvad regulaarselt (…-A-B-A-B-A-B-…). Näide: polü(ülikooli metüülstüreen-ko-vinüülkloriid)

Hargnenud polümeerid koosnevad peamisest polümeerahelast, millel on külgahelad või harud. Need külgahelad võivad olla lühemad või pikemad ning hargnemise määr mõjutab polümeeri omadusi, näiteks tihedust ja viskoossust.

Hargnenud polümeerid võivad olla vähem tihedad ja neil on suurem viskoossus.Hargnenud polümeeridel on tavaliselt madalam sulamistemperatuur võrreldes lineaarsete polümeeridega. Hargnenud polümeerid lahustuvad aeglasemalt ja võivad paisuda rohkem kui lineaarsed polümeerid.

Glikogeen: Bioloogiline polümeer, mida leidub loomade maksas ja lihastes energiareservina.

LDPE (madala tihedusega polüetüleen): Kasutusalad: plastkotid, toidukiled, pakendid.

Homopolümeerid koosnevad ühest tüüpi monomeeridest, mis korduvad kogu polümeerahelas. Iga monomeer on identne ja moodustab pika ahela

Polümetüülmetakrülaat (PMMA):

Lähtemonomeer: metüülmetakrülaat (CH₂=C(CH₃)COOCH₃). Kasutusalad: akrüülklaas, valgusdifusioonipaneelid, optilised seadmed

Polüstüreen (PS):

Lähtemonomeer: stüreen (C₆H₅-CH=CH₂). Kasutusalad: pakendid, ühekordsed nõud, isolatsioonimaterjalid.

Polüvinüülkloriid (PVC):

Lähtemonomeer: vinüülkloriid (CH₂=CHCl). Kasutusalad: torud, ehitusmaterjalid, vinüülpõrandad.

Polüpropüleen (PP):

Lähtemonomeer: propüleen (CH₂=CH-CH₃). Kasutusalad: toidunõud, meditsiiniseadmed, autoosad

Polüetüleen (PE):

Lähtemonomeer: etüleen (CH₂=CH₂). Kasutusalad: plastkotid, pudelid, torud.

Plastid on kõige levinumad polümeerid, mida kasutatakse laias valikus toodetes, tänu nende töötlemise lihtsusele ja mitmekesistele omadustele

Polükarbonaat (PC): Kasutusalad: turvaklaasid, CD-d, läätsed

Polüstüreen (PS): Kasutusalad: pakendid, ühekordsed nõud, isolatsioonimaterjalid.

Polüvinüülkloriid (PVC): Kasutusalad: torud, ehitusmaterjalid, põrandakatted.

Polüpropüleen (PP): Kasutusalad: toidunõud, meditsiiniseadmed, autoosad.

Polümeerid, mida kasutatakse liimides, on valitud nende suure nakkuvus- ja tugevusomaduste tõttu.

Polüvinüülatsetaat (PVA): Kasutusalad: paberiliimid, puiduliimid, käsitööliimid

Polüuretaanliimid: Kasutusalad: puidutööstus, jalatsitööstus, ehitustööd.

Epoksüvaik: Kasutusalad: tugevdusliimid, struktuursed liimid, komposiitmaterjalid.

Lineaarsed polümeerid koosnevad monomeeridest, mis on järjestikku ühendatud pikkadeks, sirgeteks ahelateks, ilma külgahelate või ristseotusteta. Need polümeerid on tihti painduvad ja võivad kergesti moodustada kristallstruktuure.

Lineaarsed polümeerid on sageli paindlikud ja võivad olla kergesti venitatavad. Lineaarsed polümeerid võivad sulada ja muutuda voolavaks kuumutamisel. Lineaarsed polümeerid võivad lahustuda sobivates lahustites

Nailon (polüamiid): Kasutusalad: tekstiilid, harjad, plastkinnitused.

Polüvinüülkloriid (PVC): Kasutusalad: torud, põrandakatted, ehitusmaterjalid.

Polüetüleen (PE): Kasutusalad: kilekotid, plastpudelid, torud.

Tehispolümeerid ehk sünteetilised polümeerid on inimese loodud materjalid, mida toodetakse keemiliste protsesside abil

Sünteetiline kautšuk:

SBR (stüreen-butadieenkautšuk): Kasutatakse rehvides, jalatsites ja veekindlates materjalides.

Neopreen: Kasutatakse märgülikondades, voolikutes ja liimides

Sünteetilised kiud:

Akrüül: Kasutatakse kudumites, vaipades ja polsterdusmaterjalides

Polüester: Kasutatakse rõivastes, pudelites ja kiletusmaterjalides

Nailon: Kasutatakse rõivastes, köites ja vaipades.

Plastid:

Polüstüreen (PS): Kasutatakse pakendites, ühekordsetes nõudes ja isolatsioonimaterjalides

Polüvinüülkloriid (PVC): Kasutatakse torude, ehitusmaterjalide ja vinüülpõrandate valmistamisel

Polüpropüleen (PP): Kasutatakse toidunõude, meditsiiniseadmete ja autoosade valmistamisel

Polüetüleen (PE): Kõige tavalisem plast, mida kasutatakse kottide, pudelite ja muu pakendamise jaoks

Looduslikud polümeerid on biomolekulid, mida leidub looduses ja mis on elusorganismide poolt toodetud

Looduslik kautšuk:

Looduslik kautšuk (lateks) on polüisopreen, mida toodetakse peamiselt kummipuude mahlast ja mida kasutatakse erinevate elastsete toodete valmistamisel

Nukleiinhapped:

RNA (ribonukleiinhape): Osaleb valkude sünteesis ja geneetilise informatsiooni edastamises.

DNA (desoksüribonukleiinhape): Geneetilise informatsiooni kandja, mis koosneb nelja tüüpi nukleotiididest

Valgud:

Polüsahhariidid:

Glükogeen: Energiavaru loomades ja seentes, struktuurilt sarnane tärklisele, kuid enam hargnenud

Tärklis: Energiavaru taimedes, tärklis koosneb amüloosist ja amülopektiinist, mis on mõlemad glükoosimolekulide polümeerid

Tselluloos: Peamine taimerakkude rakukesta komponent, tselluloos koosneb glükoosimolekulide pikkadest ahelatest

Kiudpolümeerid on suure tõmbetugevusega ja neid kasutatakse peamiselt tekstiilitööstuses ja komposiitmaterjalides.

Akrüül: Kasutusalad: kudumid, vaibad, polsterdusmaterjalid.

Aramiidid (nt Kevlar): Kasutusalad: kuulikindlad vestid, tugevdatud kaablid.

Polüester: Kasutusalad: rõivad, pudelid, kiletusmaterjalid.

Nailon (polüamiid): Kasutusalad: tekstiilid, köied, vaibad.

Polümeersed sideained värvides annavad neile suurepärase nakkuvuse, paindlikkuse ja vastupidavuse.

Alküüdivärvid: Kasutusalad: majapidamisvärvid, mööblivärvid, metallivärvid.

Epoksüvärvid: Kasutusalad: põrandakatted, korrosioonikindlad katted.

Polüuretaanvärvid: Kasutusalad: tööstuslikud katted, autotööstuse värvid

Akrüülvärvid: Kasutusalad: sise- ja välisvärvid, kunstivärvid.

Kummipolümeerid on elastsed ja neid kasutatakse laialdaselt, kus on vaja painduvust ja venivust.

NBR (nitrilkautšuk): Kasutusalad: õlikindlad tihendid, kindad, voolikud.

Neopreen: Kasutusalad: märgülikonnad, tihendid, voolikud.

SBR (stüreen-butadieenkautšuk): Kasutusalad: rehvid, jalatsid, veekindlad materjalid.

Looduslik kautšuk (polüisopreen): Kasutusalad: rehvid, kummikindad, kummivoolikud.