Suradnik:Petar607/Stranica za vježbanje: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
mNema sažetka uređivanja |
mNema sažetka uređivanja |
||
Redak 1:
[[Image:Single Polymer Chains AFM.jpg|thumb|175px|Izgled pravih linearnih polimernih lanaca snimljenih korištenjem [[atomic force mikroskop|atomic force mikroskopa]] na površini, ispod tekućeg medija. [[Duljina konture]] lanca polimera je ~204 nm; debljina je ~0.4 nm.<ref>{{cite journal|first1=Y.|last1=Roiter |first2=S.|last2=Minko|doi=10.1021/ja0558239|title= AFM Single Molecule Experiments at the Solid-Liquid Interface: In Situ Conformation of Adsorbed Flexible Polyelectrolyte Chains|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=127|issue=45|pages=15688–15689|year=2005|pmid=16277495}}</ref>]]
{{Quote box
|title = IUPAC-ova definicija
Redak 24:
=== Sinteza polimera ===
[[File:Polypropylene.svg|thumb|right|200px|Ponavljajuća jedinica polimera polipropilena]]
Polimerizacija je proces kombiniranja mnogih malih molekula, monomera, u kovalentno vezane lance ili mrežu. Tijekom procesa polimerizacije neke kemijske grupe mogu nestati na svakom monomeru. Primjer ovakve polimerizacije se očituje na PET poliesteru. Monomeri su tetraftalična kiselina () i etilen glicol (), ali jedinica koja se ponavlja je odgovara kombinaciji dva monomera sa gubitkom dvije molekule vode. Poseban dio svakog monomera koji se ugrađuje u polimer nazivamo monomerni ostatak (gradivna jedinica koja se ponavlja). Laboratorijska sinteza polimera je podijeljena u dvije opće kategorije, polimerizacija rasta po koraku i polimerizacija lančanog rasta. Glavna razlika između ova dva rasta je u tome što se kod lančanog rasta monomeri spajaju u lanac jedan po jedan, dok kod rasta po koraku rast može nastati iz kombiniranja dvaju lanaca. Neke novije metode poput plazmatske polimerizacije nisu po svojim svojstvima pripadnici ni jedne od navedenih grupa u potpunosti. Reakcija sintetske polimerizacije može se odvijati sa ili bez katalizatora. Laboratorijska sinteza biopolimera, posebno proteina, je područje intenzivnih istraživanja.
=== Biološka sinteza ===
[[File:ADN animation.gif|thumb|right|220px|Mikrostruktura dijela '''biopolimera''' [[dvostruki heliks|dvostrukog heliksa]] DNA]]
{{main|Biopolymer}}
Postoje tri glavne klase biopolimera: polisaharidi, polipeptidi i polinukleotidi. Mogu se sintetizirati u živim stanicama procesima u kojima sudjeluju enzimi. Primjeri ovakve sinteze su formiranje DNA katalizirane enzimom polimeraze. Sinteza proteina se odvija u više procesa u kojima sudjeluju enzimi da bi se genetska informacija iz DNA "prepisala" na RNA te naposljetku sintetizirao određeni protein iz amino kiselina. Protein se može naknadno modificirati da bi dobio potrebnu strukturu i funkciju.
Line 42 ⟶ 47:
==== Arhitektura polimera ====
[[Image:Polymer Branch.svg|thumb|right|200px| Točka grananja u polimeru]]
Važna mikrostrukturalna odlika polimera je njegova arhitektura, koja kazuje kako točke grananja dovode do devijacije nastale iz linearnog lanca. Razgranate molekule su sastavljene od glavnog lanca sa jednim ili više sporednih lanaca ili grana. Tipovi razgranatih polimera su češalj, četka, dendritski polimer, ljestve i dendrimer. Arhitektura polimera utječe na fizikalna svojstva: viskoznost otopine, viskoznost taljevine, topljivost u raznim otapalima, temperaturu staklastog prijelaza, veličinu polimerne zavojnice u otopini i druga...
[[Image:RAFT Architecture.png|thumb|400px|Right|Različite arhitekture polimera.]]
==== Duljina lanca ====
Line 50 ⟶ 59:
==== Razmještaj monomera u polimerima ====
[[Image:Copolymers.svg|right|400px|Različiti tipovi kopolimera]]
Monomeri sadržani u kopolimerima mogu biti organizirani duž glavnog lanca polimera na više načina.
Line 74 ⟶ 85:
=== Mehanička svojstva ===
[[Image:stable neck MDPE.jpg|50px|thumb|right|Polietilenski uzorak se stanjuje (eng. necking) pod utjecajem vlačnog naprezanja.]]
==== Vlačna čvrstoća ====
Line 100 ⟶ 111:
==== Ponašanje pri miješanju ====
[[Image:LCST-UCST plot.svg|thumb|350px|Fazni dijagram tipičnog ponašanja pri miješanju slabo međudjelujućih polimernih otopina.]]
Polimerne mješavine su općenito manje podložne miješanju nego mješavine materijala koji se sastoje od manjih molekula. Razlog leži u činjenici da je glavni pokretač miješanja entropija, a ne energija međudjelovanja. Drugim riječima, materijali podložni miješanju obično tvore otopinu, ne zbog njihove međusobne interakcije, nego zbog povećanja entropije, a time slobodne energije povezane s količinom prostora dostupnog svakoj komponenti. To povećanje u entropiji je povezano s brojem čestica (molova) koje miješamo. Broj molekula uključenih u polimerno miješanje je značajno manji nego broj malih molekula u jednakom volumenu jer su molekule polimera puno veće i općenito imaju mnogo veće specifične volumene nego male molekule. Energija mješanja je usporediva na bazi volumena za polimerne mješavine i mješavine malih molekula. Ovo ima tendenciju povećati slobodnu energiju mješanja za otopine polimera i stoga čini otapanje polimera u otapalu manje mogućim. Zato su koncentrirane otopine polimera puno manje zastupljene nego koncentrirane otopine malih molekula. Nadalje, fazno ponašanje otopina polimera i mješavina je kompleksnije nego ponašanje mješavina malih molekula. Dok većina otopina malih molekula ima samo fazni prijelaz gornje kritične temperature otopine, na kojoj se fazno odvajanje događa sa hlađenjem, mješavina polimera često ima fazni prijelaz donje kritične temperature otopine, na kojoj se odvajanje faze odvija sa zagrijavanjem. U razrijeđenoj otopini, svojstva polimera su karakterizirana interakcijom između otapala i polimera. U dobrom otapalu polimer izgleda natečeno i zauzima veliki volumen. U tom slučaju, intermolekularne sile između otapala i monomera nadjačavaju intramolekularne interakcije. U slabom otapalu intramolekularne sile dominiraju i lanci se skupljaju. U theta otapalu, tj. stanju otopine u kojem vrijednost drugog virijalnog koeficijenta postaje 0, intermolekularna odbojnost polimera i otapala poništava intramolekularnu privlačnost monomer-monomer. Pod theta uvjetom (poznatim i kao Floryjevim uvjetom), polimer se ponaša kao idealno nasumično klupko. Prijelaz između tih stanja je poznat kao prijelaz klupko-globula.
Line 116 ⟶ 128:
=== Normnizirana nomenklatura polimera ===
Postoji više konvencija za imenovanje polimernih materijala. Mnoge često korišteni polimeri poput masovnih proizvoda zovemo zajedničkim ili trivijalnim imenima. Trivijalno ime se temelji na povijesnim presedanima ili učestaloj upotrebi, a ne normniziranoj nomenklaturi. Američko Kemijsko Društvo (ACS)<sup>[40]</sup> i IUPAC<sup>[41]</sup> imaju predložene normnizirane konvecije imenovanja; ACS-ove i IUPAC-ove konvencije su slične ali nisu identične.<sup>[42]</sup> Primjeri razlika u imenovanju dani su u tablici ispod:
{| class="wikitable"
|-
! Govorno ime
! ime prema ACS-u
! ime prema IUPAC-u
|-
| [[Poli(etilen oksid)]] ili PEO
| Poli(oksietilen)
| Poli(oksieten)
|-
| [[Poli(etilen tereftalat)]] ili PET
| Poli(oksi-1,2-etanedioloksikarbonil-1,4-fenilenekarbonil)
| Poli(oksieteneoksitereftaloil)
|-
| [[Najlon 6]]
| Poli[amino(1-okso-1,6-heksanediol)]
| Poli[amino(1-oksoheksan-1,6-diol)]
|}
U obje normnizirane konvencije imena polimera odražavaju imena monomera od kojih su sintetiziranai, a ne točnu prirodu ponavljajuće jedinice. Npr, polimer sintetiziran od jednostavnog alkena, etena, zadržava sufiks -en iako je uklonjena dvostruka veza tijekom procesa polimerizacije:
[[Image:Ethene polymerization.png]]
[[Image:polyethene monomer.png]]
==== Karakterizacija polimera ====
Line 126 ⟶ 159:
=== Degradacija polimera ===
[[Image:PlasticDamage.JPG|right|thumb|250px|Plastični predmet s trideset godina izloženosti toplini i hladnoći, kočionoj tekućini i sunčevoj svjetlosti. Primijetite obezbojenje, nabubrenost i fina puknuća (eng. crazing) materijala]]
Degradacija polimera je promjena svojstava - vlačne čvrstoće, boje, oblika ili molekulske težine . polimera ili proizvoda temeljenog na polimeru pod utjecajem jednog ili više faktora okoline, poput topline, svjetlostim kemikalija i u nekim slučajevima, galvansko djelovanje (galvanksa korozija). Česte se događa pucanje veza u polimernom lancu zbog hidrolize, što dovodi do smanjenja molekulske mase polimera.
Line 137 ⟶ 171:
=== Zatajenje proizvoda ===
[[Image:Chlorine attack1.jpg|thumb|left|200px|Klor nagriza zglob cijevi od acetatne smole]]
U konačnom proizvodu ovakva promjena treba biti spriječena ili odgođena. Zatajenje polimernih dijelova važnih za sigurnost može uzrokovati ozbiljne nesreće poput požara u slučaju slomljenih ili degradiranih polimernih dovoda za gorivo. Lomljenje polioksimetilenskih zglobova i polibutilenskh cijevi induciranih klorom uzrokovalo je puno ozbiljnih poplava u kućanstvima, posebno u SAD-u u 1990-ima. Tragovi klora u vodi napadaju ranjive polimere u plastičnim cijevima, a taj problem se odvija brže ako bilo koji od od dijelova ima defekte nastale u proizvodnji poput lošeg kalupa. Nagrizanje zgloba se dogodio zbog lošeg ukalupljivanja, što je dovelo do puknuća duž navoja.
[[Image:Ozone cracks in tube1.jpg|thumb|right|200px|Puknuća u prirodnoj gumi inducirana ozonom]]
Oksidacija polimera uzrokuje nesreće uključujući medicinske uređaje. Jedno od najstarijih poznatih zatajenja je pucanje ozona uzrokovano cijepanjem lanaca kada ozonski plin napada podložne elastomere, poput prirodne gume i nitrilne gume. Imaju dvostruke veze u ponavljajućim jedinicama koje se cijepaju tijekom ozonolize. Pukotine u dovodu goriva mogu prodrijeti na unutrašnjost cijevi i uzrokovati curenje goriva. Ako se puknuće dogodi u odjeljku s motorom, električne iskre mogu zapaliti benzin i uzrokovati ozbiljan požar.
Dovodi goriva također mogu stradati od drugog oblika degradacije: hidrolize. Najlon 6,6 je podložan na kiselu hidrolizu, te je u jednom slučaju polomljeni dovod goriva doveo do izlijevanja dizela na cestu. Kad se dizel izlije na cestu, može uzrokovati nesreće u prometu jer cesta postaje skliska poput leda.
===
| |||