Suradnik:Petar607/Stranica za vježbanje: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
mNema sažetka uređivanja |
mNema sažetka uređivanja |
||
Redak 16:
Paul John Flory je 1974. za doprinos na području fizikalne kemije makromolekula dobio Nobelovu nagradu za kemiju. Do danas je ostao jednan od najbitnijih doprinositelja tom polju znanosti.
Dva su tipa polimera:
* Prirodni polimerni materijali poput šelaka, jantara, vune, svile i prirodne gume koriste se stoljećima. Postoje još mnogi drugi prirodni polimeri poput celuloze, koja je glavni sastojak drveta i papira.
Redak 23:
Najčešće se glavni lanac molekule polimera korištenog za pripremu plastike sastoji poglavito od atoma ugljika. Jednostavan primjer za takvu molekulu je polietilen, čija je osnovna gradivna jedinica monomer po imenu etilen. Ipak, postoje i druge strukture, npr. materijali poput silikona od poznatih materijala - odskočni silikon i vodootporna vodoinstalaterska brtva. Kisik je također često prisutan u glavnom lancu polimera, npr. u polietilen glicolu, polisaharidima (glikozidne veze) i DNA (fosfodiesterazne veze).
[[File:Polypropylene.svg|thumb|right|200px|Ponavljajuća jedinica polimera polipropilena]]
Redak 31:
=== Biološka sinteza ===
[[File:ADN animation.gif|thumb|right|220px|Mikrostruktura dijela '''biopolimera''' [[dvostruki heliks|dvostrukog heliksa]] DNA]]
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 38 ⟶ 37:
Odvajanje plina membranama, posebno u proizvodnji polimera, dobilo je na važnosti u petrokemijskoj industriji te je sada relativno dobro uhodan postupak. Postupak odvajanja plina iz polimera je neophodan da bi se polimer priredio za istiskivanje i mljevenje, a taj postupak povećava sigurnost za čovjeka i okoliš te kvalitetu proizvoda. U tu svrhu se uglavnom koristi dušik što za posljedicu ima ispušne plinove koji se uglavnom sastoje od monomera i dušika.
=== Svojstva polimera ===▼
Svojstva polimera su podijeljena u nekoliko klasa s obzirom na skalu na kojoj je svojstvo definirano te s obzirom na fizičku osnovu. Najosnovnije svojstvo je identitet gradivnih monomera. Drugi skup svojstava, poznat kao mikrostruktura, u osnovi opisuje raspored tih monomera u polimeru na jednom lancu. Ova osnovna strukturalna svojstva igraju značajnu ulogu u određivanju fizikalnih svojstava veće nakupine jednog polimera. Kemijska svojstva na nano-skali opisuju kako lanci međudjeluju kroz razne fizikalne sile. Na makroskali opisuju kako polimer međudjeluje sa drugim kemijskim otapalima. Identitet gradivnog monomera od kojeg se sastoji polimer je njegovo najvažnije svojstvo. Nomenklatura je općenito bazirana prema tipu gradivnog monomera. Oni polimeri koji sadrže samo jedan tip monomera zovu se homopolimeri, a polimeri sa više gradivnih monomera su kopolimeri. Polistiren se sastoji samo od stirena (homopolimer). Etilen-vinil acetat pak sadrži više od jedne vrste gradivnih monomera pa spada u kopolimere. Neki biološki polimeri su sačinjeni od više različitih, ali strukturalno sličnih gradivnih monomera; npr. polinukleotidi poput DNA (razne nukleotidne podjedinice). Molekula polimera koja sadrži podjedinice podložne ionizaciji naziva se polielektrolit ili ionomer.▼
Svojstva polimera su podijeljena u nekoliko klasa s obzirom na skalu na kojoj je svojstvo definirano te s obzirom na fizičku osnovu. Najosnovnije svojstvo je identitet gradivnih monomera. Drugi skup svojstava, poznat kao mikrostruktura, u osnovi opisuje raspored tih monomera u polimeru na jednom lancu. Ova osnovna strukturalna svojstva igraju značajnu ulogu u određivanju fizikalnih svojstava veće nakupine jednog polimera. Kemijska svojstva na nano-skali opisuju kako lanci međudjeluju kroz razne fizikalne sile. Na makroskali opisuju kako polimer međudjeluje sa drugim kemijskim otapalima.
=== Monomeri i ponavljajuće jedinice ===
▲
=== Mikrostruktura ===
Line 96 ⟶ 97:
Youngov modul kvantificira elastičnost polimera. Za mala naprezanja ga definiramo kao omjer promjene vlačnog naprezanja i linijske vlačne deformacije. Kao i vlačna čvrstoća on je jako bitan u primjenama koje uključuju fizička svojstva polimera, poput gumenih traka. Modul je jako ovisan o temperaturi. Viskozoelastičnost opisuje kompleksni elastični odziv ovisan o vremenu, koji nakon što skinemo teret ima histerezu krivulje naprezanje- deformacija. DMA (eng. Dynamic mechanical analysis) mjeri kompleksni modul osciliranjem tereta i bilježenjem rezultantnih deformacija kao funkcije vremena.
Transportna svojstva poput difuzivnosti govore koliko se brzo molekule gibaju kroz matricu polimera. Ovo je važno u mnogim primjenama polimera poput filmova i membrana.
Line 126 ⟶ 127:
Polimeri poput PMMA i HEMA:MMA se koriste u matricama sredstva pojačivača (eng. gain medium) obojanih lasera čvrstog stanja poznatih kao polimernih lasera. Ovi polimeri imaju visoko kvalitetnu površinu i visoku providnost pa boja molekule kojom se dopira matrica polimera ima dominantnu ulogu u svojstvima lasera. Ovaj tip lasera, koji spada u organske lasere, ima vrlo uske linije putanje svjetlosti, a to je korisno u spektroskopiji i analitičkim primjenama. Važan optički parametar polimera koji se koristi u laserskim primjenama je promjena indeksa loma sa temperaturom poznatog i kao dn/dT. Za ovdje spomenute polimere (dn/dT) ~ −1.4 × 10<sup>−4</sup> u K<sup>−1</sup> u rasponu temperature 297 ≤ T ≤ 337 K.
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"
Line 152 ⟶ 153:
[[Image:polyethene monomer.png]]
Veliku ulogu u razvitku hrvatskog nazivlja polimerstva dala je [[Ranka Čatić]]. Ona je napisala hrvatski stupac u trojezičnom englesko-njemačko-hrvatskom rječniku polimerstva.<ref> [http://blog.dnevnik.hr/plasticno-je-fantasticno/2014/04/1631759274/napustila-nas-je-ranka-catic.html Preneseni tekst Vesne Marić koji je u časopisu Polimeri napisala u povodu 70. rođendana Ranke Čatić]</ref>
== Karakterizacija polimera ==
Karakterizacija polimera zahtijeva određivanje nekoliko parametara. Razlog tome je statistička distribucija lanaca različitih dužina, a svaki lanac se sastoji od monomera koji utječu na svojstva polimera.
Line 158 ⟶ 162:
Postoji niz laboratorijskih tehnika za određivanje svostava polimera. Tehnike poput raspršenja rentgenskih zraka pod širokim kutem, raspršenja rentgenskih zraka pod malim kutem i raspršenja neutrona pod malim kutem se koriste za određivanje kristalinične strukture polimera. Gel-permeacijska kromatografija se koristi za određivanje brojčanog prosjeka relativne molekulske mase, masenog prosjeka relativne molekulske mase i polidisperzivnosti. FTIR (eng. Fourier transform infrared spectroscopy), Raman (spektroskopija) i NMR se mogu koristiti za određivanje sastava. Termička svojstva poput temperature staklastog prijelaza i točke taljenja se mogu odrediti diferencijskom pretražnom kalorimetrijom (eng. Differential scanning calorimetry) i DMA (eng. Dynamic mechanical analysis) metodom. Piroliza nakon koje slijedi analiza fragmenata je još jedna tehnika određivanja moguće strukture polimera. Termogravimetrija je korisna tehnika određivanja termalne stabilnosti polimera. Detaljna analiza krivulje staklastog prijelaza omogućuje nam da doznamo nešto o faznom odvajanju u polimerima. Reološka svojstva se često koriste da pomognu odrediti molekularnu strukturu (molekulska masa, distribucija molekulske mase i grananje) te razumjeti kako će se polimer procesuirati, kroz mjerenja polimera u fazi taljevine. Još jedna tehnika karakterizacije polimera je ACOMP (eng. Automatic Continuous Online Monitoring of Polymerization Reactions) koja omogućuje karakterizaciju reakcija polimerizacije u realnom vremenu. Možemo ju koristiti u istraživanjima i razvoju kao alat za optimizaciju reakcije i naposljetku kao kontrolu sa povratnom vezom u reaktorima. ACOMP mjeri evoluciju prosječne molarne mase i intrinzične viskoznosti, kinetiku konverzije monomera i u slučaju kopolimera prosječnu promjenu sustava i distribuciju. Primjenjiv je u područjima slobodne radikalne i kontrolirane radikalne homo i kopolimerizacije, sinteze polielektrolita, heterogenih faznih reakcija, uključujući emulzijsku polimerizaciju, adaptaciju na šaržne (diskontinuirane) i kontinuirane reaktore i modifikacije polimera.<sup>[43][44][45]</sup>
[[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.
| |||