Полимер

Полимеры – это органические и неорганические вещества, которые подразделяются на разные классы и типы. Что такое полимеры и как они классифицируются?

Общая характеристика полимеров

Полимерами называют высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из повторяющихся структурных единиц, связанных между собой химическими связями. Полимеры могут быть органическими и неорганическими веществами, аморфными или кристаллическими. Полимеры всегда содержат большое количество мономерных звеньев, если это количество слишком мало, то это уже не полимер, а олигомер. Количество связей считается достаточным, если свойства не изменяются при добавлении новой мономерной связи.

Рис. 1. Полимерная структура.

Вещества, из которых состоят полимеры, называются мономерами.

Молекулы полимера могут иметь линейную, разветвленную или трехмерную структуру. Молекулярная масса обычных полимеров колеблется от 10 000 до 1 000 000.

Реакция полимеризации характерна для многих органических веществ, в которых существуют двойные или тройные связи.

Например: реакция образования полиэтилена:

nCH2=CH2 —> [-CH2 -CH2 -]n

где n — количество соединенных между собой молекул мономера при полимеризации, или степень полимеризации.

Полиэтилен производится при высокой температуре и высоком давлении. Полиэтилен химически стабилен, механически прочен, поэтому широко применяется при изготовлении оборудования в различных отраслях промышленности. Он обладает высокими электроизоляционными свойствами, а также используется в качестве контейнера для пищевых продуктов.

Рис. 2. Вещество полиэтилен.

Структурные единицы – это группы атомов, многократно повторяющиеся в макромолекуле.

Виды полимеров

По происхождению полимеры можно разделить на три типа:

• естественный. Природные или натуральные полимеры можно найти в природе в естественных условиях. К этой группе относятся, например, янтарь, шелк, каучук, крахмал.

Рис. 3. Резина.

• синтетический. Синтетические полимеры получают в лаборатории, их синтезирует человек. К таким полимерам относятся ПВХ, полиэтилен, полипропилен, полиуретан – эти вещества не имеют ничего общего с природой.
• искусственный. Искусственные полимеры отличаются от синтетических тем, что синтезируются пусть и в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров. К искусственным полимерам относятся целлулоид, ацетат целлюлозы, нитроцеллюлоза.

С точки зрения химической природы полимеры делятся на органические, неорганические и элементоорганические. Большинство известных полимеров являются органическими. К ним относятся все синтетические полимеры. Основу веществ неорганической природы составляют такие элементы, как S, O, P, H и другие. Указанные полимеры неэластичны и не образуют макроцепей. К ним относятся полисиланы, поликремниевые кислоты, полигерманы. Электроорганические полимеры включают смесь органических и неорганических полимеров. Основная цепь всегда неорганическая, боковые цепи органические. Примерами полимеров являются полисилоксаны, поликарбоксилаты, полиорганоциклофосфазены.

Все полимеры могут находиться в различных агрегатных состояниях. Они могут быть жидкими (смазки, лаки, клеи, краски), эластичными материалами (резина, силикон, пена), а также твердыми пластмассами (полиэтилен, полипропилен).