ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΥΛΙΚΩΝ

Transcript

1 ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΥΛΙΚΩΝ 1

2 Κατηγορίες Υλικών Χαλαρά Υλικά Σκληρά Υλικά Πολυμερή Κολλοειδή Μαγνητικά Υλικά Υπεραγώγιμα Υλικά Μοριακοί Ηθμοί Φυλλόμορφα Υλικά 2

3 Παραδείγματα Πολυμερή Κολλοειδή Πρωτεΐνες DNA/RNA Ζωντανοί Οργανισμοί 3

4 Χαλαρή Ύλη Κοινα Χαρακτηριστικά: Έλλειψη τριδιάστατης οργανωσης σε ατομικό επίπεδο Οργάνωση μεταξυ κρυσταλλικών στερεών και υγρών Η περιοδικότητα στις δομές ειναι της τάξης nm 4

5 5

6 Συμπυκνωμένη Ύλη Οργανωση σε ατομικό επίπεδο 6

7 Χαλαρή Ύλη Τι είναι τα πολυμερή & τα κολλοειδή συστήματα Σε τι διαφέρουν από τα μικρά μόρια Μέθοδοι σύνθεσης και τροποποίησης πολυμερών Τεχνικές Πολυμερισμού Χαρακτηρισμός πολυμερών με τη χρήση της φασματοσκοπία υπερύθρου-ορατού και με φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού 7

8 Σκληρή Ύλη Χαρακτηριστικά, Ιδιότητες και Εφαρμογές Σκληρών Υλικών Πορώδη Υλικά Φυλλόμορφα Υλικά Μαγνητικά Υλικά Υπεραγώγιμα Υλικά Μέθοδοι Σύνθεσης Σκληρών Υλικών Χαρακτηρισμός Υλικών με Φασματοσκοπία Υπερύθρου-Ορατού και με Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού 8

9 Χαλαρή Ύλη Εισαγωγή Είδη Πολυμερών, Κολλοειδών, Ονοματολογία, Μοριακό Βάρος, Μέγεθος-Σχήμα Πολυμερών, Εφαρμογές Μέθοδοι και Τεχνικές Πολυμερισμού Σταδιακός και πολυμερισμός Προσθήκης (Ελευθέρων ριζών) Ινοντικοί Μέθοδοι Πολυμερισμού, Τεχνικές Πολυμερισμού Φωτοχημικοί Μέθοδοι Πολυμερισμού, Πολυμερισμός Κυκλικών Οργανικών Ενώσεων Αντιδράσεις Τροποποίησης Πολυμερών/Ανόργανα Στοιχεία στα Πολυμερή Αντιδράσεις της κύριας Αλυσίδας, Αντιδράσεις Πλευρικών ομάδων, Αντιδράσεις στην επιφάνεια των πολυμερών. Οργανικά Πολυμερή με Ανόργανα στοιχεία στις Πλευρικές Ομάδες, Πολυμερή με Ανόργανα Στοιχεία στην Κύρια Αλυσίδα. Φασματοσκοπικός Χαρακτηρισμός Πολυμερών: Φασματοσκοπία Ορατού-Υπεριώδους, Φασματοσκοπία Υπερύθρου, Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR) 9

10 Ιστορική Αναδρομή Τα φυσικά πολυμερή χρησιμοποιούνταν από τον άνθρωπο από την αρχαιότητα (Maya μπάλα απο καουστούκ). 19 ος αιώνας πρώτες μέθοδοι για τη μέτρηση μοριακού βάρους van t Hoff: οσμωτική πίεση Raoult: κρυοσκοπία, ζεοσκοπία 1861: Thomas Graham μεγάλα συσωματώματα συνδεμένα με φυσικές δυνάμεις 1888: Brown & Morrs με χρήση κρυοσκοπικής τεχνικής υπολόγισαν το Μοριακό Βάρος του αμύλου ~ 30,000. Gladstone and Hbbert υπολόγισαν το μοριακό βάρος του καουτσούκ μεταξύ 6,000 κα 12, : Άρχισαν να εμφανίζονται τα πρώτα αποτελέσματα για τη δομή των πολυμερών από τον Eml Fsher. Δομή πρωτεϊνών 1920: Herman Staudnger, Μακρομοριακή υπόθεση, Μόρια συνδεμένα με ομοιοπολικούς δεσμούς στο πολυστυρένιο, καουτσούκ κ.α. (Nobel Prze 1954) 10

11 Σύνθεση Πολυμερών , 1839: φωτοπολυμερισμός βινυλοχλωριδίου και στυρενίου. Βουλκανισμός καουτσούκ : νιτρική κυτταρίνη : αναγεννημένη κυτταρίνη (Rayon) : συμπολυμερή στυρενίου-διενίων. Φαινολικές ρητίνες : οξική κυτταρίνη για τα αεροσκάφη : νιτρική κυτταρίνη για αυτοκίνητα : ίνες οξικής κυτταρίνης : πλαστικά οξικής κυτταρίνης. Παρασκευή PVC : ρητίνες ουρίας-φορμαλδεϋδης : Αποδοχή της μακρομοριακής υπόθεσης : πολυμεθακρυλικός μεθυλεστέρας : πολυ(οξικό βινύλιο) σε προστατευτικά τζάμια. Παραγωγή νάϋλον : παραγωγή πολυστυρενίου : ρητίνες μελαμίνης-φορμαλδεϋδης. Νεοπρένιο, πολυσουλφίδια : παραγωγή πολυαιθυλενίου, πολυβουταδιενίου, ακρυλονιτρίλιο-βουταδιένιο, πολυουρεθάνες, στυρένιοβουταδιένιο, πολυισοβουτυλένιο : εποξικές ρητίνες, αψρυλονιτρίλιο-βουταδιένιο-στυρένιο, πολυεστέρες, σιλικόνες, πολυπροπυλένιο, ανιοντικός πολυμερισμός, κατιοντικός πολυμερισμός, TEFLON : αιθυλένιο-προπυλένιο, πολυιμίδια, πολυσουλφόνες, πολυμερισμός μεταφοράς ομάδας, πολυφωσφαζίνες, πολυσιλάνια κλπ. Χαρακτηρισμός Δομής Πολυμερών : Meyer και Mark χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ σε κυτταρίνη και καουτσούκ : εξήγηση ελαστικότητας : χρήση σκέδασης φωτός στα πολυμερή από τον Debye : Flory στατιστική ανάλυση και πειραματικές μέθοδοι στα πολυμερή : Watson, Crck, Wlkns, Frankln, Kendrew, Hodgkn χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ για DNA, αιμογλοβίνη, ινσουλίνη : ανάλυση μονοκρυστάλλων πολυαιθυλενίου από Keller και Tll : NMR σε διαλύματα πολυμερών : NMR στερεάς κατάστασης σε πολυμερή, Σκέδαση φωτός, FTIR, μέθοδοι ανάλυσης επιφανειών 11

12 Που Συναντάμε τα Πολυμερή Παπούτσια Ρούχα Εξαρτήματα Αυτοκινήτου ηλεκτρονικά Φαρμακευτικά Είδη Γυαλιά Φακοί Δίσκοι-Κασέτες- CD Τρόφιμα Πλαστικά Είδη Οικοδομικά Υλικά παιχνίδια Θαλλάσια Σπορ Διακοσμητικά Φωτογραφίες Είδη Εξοχής Χρώματα Είδη Μουσικής Θαλλάσια Είδη Αθλητικά Είδη 12

13 13

14 Πολυμερή Μονομερές: Μόριο με μικρό Μ.Β Επαναλαμβανόμενη μονάδα Χημικός δεσμός Πολυμερές Πολυμερική αλυσίδα 14

15 Φυσικά Πολυμερή DNA Κολλαγόνο 15

16 Κολλοειδή Τα κολλοειδή συστήματα αποτελούνται από διασπαρμένα μικρά σωματίδια ενός υλικού σε ένα άλλο. Το μέγεθος των σωματιδίων είναι 1nm 1μm. 16

17 Διαλύματα, Κολλοειδή Συστήματα, Αιωρήματα d <1 nm d (1-1000)nm d > 1000 nm Δύσκολα μπορούν να διαχωριστούν Συνήθως δεν καταβυθίζονται Σκεδάζουν το φώς Brownan moton 17

18 Ιδιότητες κολλοειδών συστημάτων Ποιό είναι κολλειδές σύστημα από τα παραπάνω Brownan moton 18

19 Κολλοειδή Αίμα, Κόκαλα Φαγητό (γάλα, γιαούρτι, μαγιονέζα, φυσικοί χυμοί κ.τ.λ.) Χρώματα, Κόλλες Ρυπαντές (καπνός, αφρός σε φυσικά νερά) Φαρμακευτικές εφαρμογές (ασπιρίνη σε νερό) Κολλοειδή σε φυσικά συστήματα Ορυκτά σε νερό Σύννεφα Ομίχλη Σκόνη 19

20 Παραδείγματα Κολλοειδών Συστημάτων foam HDL, LDL 20

21 Αλληλεπιδράσεις μεταξύ κολλοειδών σωματιδίων Διασπαρμένα κολλοειδή σωματίδια Van de Walls Συσσωματώματα 21

22 Είδη Σταθεροποίησης Στερική σταθεροποίηση Ηλεκτροστατική σταθεροποίηση 22

23 Ηλεκτροστατική Σταθεροποιήση Ιονισμός της επιφάνειας των κολλοειδών σωματιδίων Προσρόφηση Τασιενεργών Ενώσεων Εξαρτάται: Συγκέντρωση Ηλεκτρολύτη Το φορτίου του αντισταθμιστικού ιόντος 23

24 Στερική Σταθεροποιήση Προσδεση οργανικών αλυσίδων στα σωματίδια Σταθεροποιήση λόγω εντροπίας ωσμοτικής πιεσής Πλεονεκτήματα Δεν εξαρτάται απο την ιοντική ισχύς Αποτελεσματική σε υδατικά και μη υδατικά διαλύματα Αποτελεσματική σε μεγάλο εύρος συγκέντρωσης κολλοειδών σωματιδίων 24

25 Παραδείγματα κολλοειδών Συστημάτων υδρόφοβο υδρόφοβο υδρόφιλο Polystyrene partcle Gold nanopartcles 25

26 Παραδείγματα κολλοειδών Συστημάτων υδρόφιλο υδρόφοβο υδρόφιλο υδρόφοβο 26

27 Μονομερή, Διμερή, Ολιγομερή, Πολυμερή Μονομερή: Μόρια μικρού Μοριακού βάρους που μπορούν να πολυμεριστούν προς πολυμερή. CH 2 = CH 2 -CH 2- CH 2 -CH 2 -CH 2 - nh 2 N R O C C H OH -H 2O H R N C H Διμερή, Τριμερή: Αρχικά Προϊόντα Πολυμερισμού, που αποτελούνται από δύο, τρία, μονομερή αντίστοιχα O C n n: βαθμός πολυμερισμού Ολιγομερή: Μικρού Μοριακού Βάρους προϊόντα πολυμερισμού Πολυμερή: Μεγάλου Μοριακού Βάρους Μόρια Πολυμερή Μικρού Μοριακού Βάρους: 10,000-20,000 Πολυμερή Μεγάλου Μοριακού Βάρους >20,000 27

28 Βαθμός Πολυμερισμού R R H 2 C CH CH 2 CH n Βαθμός πολυμερισμού (n): Αριθμός των επαναλαμβανόμενων μονάδων. M = n * M o M o : Μοριακό Βάρος επαναλαμβανόμενης μονάδας (μονομερούς) Μ: Μοριακό Βάρος Πολυμερούς Μήκος αλυσίδας πολυμερούς αυξάνει με το Μοριακό βάρος του πολυμερούς και με το βαθμό πολυμερισμού. 28

29 Μοριακά Χαρακτηριστικά Πολυμερών Χημική Σύσταση Μονομερή δομική μονάδα Δομή Μέγεθος Μοριακό Βάρος Σχήμα 29

30 Σύσταση Πολυμερών Ομοπολυμερή: Πολυμερικές αλυσίδες αποτελούνται από το ίδιο μονομερές -Α-Α-Α-Α-Α-Α-Α- ή Β-Β-Β-Β-Β-Β-Β R H N R C H O C n 30

31 Σύσταση Πολυμερών Συμπολυμερή: Πολυμερή που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα μονομερή Τυχαία Συμπολυμερή: -A-A-B-A-B-B-B-B-A-A-A-B-A- Έχουν διαφορετικές ιδιότητες από αυτές των αντίστοιχων ομοπολυμερών Εναλλασσόμενα Συμπολυμερή -Α-Β-Α-Β-Α-Β-Α-Β- Έχουν διαφορετικές ιδιότητες από αυτές των αντίστοιχων ομοπολυμερών Συσταδικά Συμπολυμερή: -Α-Α-Α-Α-Α-Β-Β-Β-Β-Β- Διατηρούν αρκετές από της ιδιότητες των αντίστοιχων ομοπολυμερών Ενοφθαλμισμένα Συμπολυμερή: Συχνά παρουσιάζουν ορισμένες από της ιδιότητες των αντίστοιχων ομοπολυμερών - A-A-A-A-A-A-A- B-B-B-B- B-B-B-B- 31

32 Τριπολυμερές: Πολυμερές που αποτελείται από τρία διαφορετικά μονομερή. Συσταδικά Τυχαία AAAAAABBBBBBGGGGGGGG ή ΑΑΑGGBGABBGGBBBAAA Μείγμα Πολυμερών: Μηχανική ανάμειξη δύο ή περισσότερων πολυμερών Αναμίξιμα ή μη Αναμίξιμα Συνήθως παρουσιάζουν ιδιότητες διαφορετικές από αυτές των πολυμερών 32

33 Ονοματολογία Πολυμερών Συνήθως το όνομα των πολυμερών βασίζεται στο όνομα του αντίστοιχου μονομερούς Πολύ + όνομα Μονομερούς Π.χ. Μονομερές Πολυμερές αιθυλένιο πολυαιθυλένιο στυρένιο πολυστυρένιο ` βυνιλο χλωρίδιο πολυ(βίνυλο χλωρίδιο) Συμπολυμερή Στατιστικά ή Τυχαία -co- π.χ πολύστυρένιο-co-πολυβουταδιένιο Εναλλασσόμενα -α- π.χ. πολύστυρένιο-α-πολυμεθακρυλικό οξύ Συσταδικά -b- π.χ πολυστυρένιο-b-πολυισοπροπένιο Ενοφθαλμισμένα -g- π.χ πολυβουταδιένιο-g-πολυβινυλοχλωρίδιο 33

34 Βινυλικά Μονομερή H 2 C R 1 C R 2 R 1 R 2 H Η H CH 3 H Cl H OH H CN H H COOH H COOCH 3 CH 3 COOH CH 3 COOCH 3 ονοματολογία πολυαιθυλένιο πολυισοπρένιο πολυβινυλοχλωρίδιο Πολυβινυλική αλκοόλη πολυακρυλονιτρίλιο Πολυστυρένιο Πολυακρυλικό οξύ Πολυακρυλικός μεθυλεστέρας Πολυμεθακρυλικό οξύ Πολυμεθακρυλικός μεθυλεστέρας 34

35 Ονόματα Κοινών Πολυμερών 35

36 Δομές Πολυμερών Γραμμικά πολυμερή: Αποτελούνται από μια μακριά αλυσίδα ατόμων με διάφορους υποκαταστάτες Διαλυτά σε ορισμένους διαλύτες Σε κανονικές θερμοκρασίες είναι ελαστομερή, εύπλαστα, ή υαλώδη θερμοπλαστικά Διακλαδισμένα: Γραμμικά Πολυμερή με διακλαδώσεις Διαλυτά συνήθως στους ίδιους διαλύτες με τα αντίστοιχα γραμμικά Έχουν πολλές παρόμοιες ιδιότητες με τα αντίστοιχα γραμμικά Διαφορές: μικρή τάση για κρυστάλλωση στο ιξώδες του διαλύματος διαφορετική συμπεριφορά στην σκέδαση του φωτός 36

37 Δομές Πολυμερών Διασταυρωμένα Πολυμερή ή Πλέγματα: Είναι πολυμερή στα οποία οι αλυσίδες συνδέονται μεταξύ τους Δεν διαλύονται σε διαλύτες Συνήθως διογκώνονται παρουσία διαλύτη Ο βαθμός διόγκωσης εξαρτάται από τον αριθμό των συνδέσεων Υψηλός βαθμός διασταύρωσης πολυμερή με υψηλό σημείο τήξης, μη διογκωμένα, σκληρά στερεά Χαμηλός βαθμός διόγκωσης είναι ελαστομερή Αστεροειδή Πολυμερή: Πολυμερή που αποτελούνται από τρείς ή περισσότερες πολυμερικές αλυσίδες συνδεμένες σε ένα άκρο Διαλυτά σε διαλύτες 37

38 Υδροπλέγματα ΝΕΡΟ 38

39 Δομές Πολυμερών 39

40 Δομές Πολυμερών 40

41 Ισομερή Ισομερισμός: Υδρογονάνθρακες με την ίδια σύσταση μπορεί να έχουν διαφορετική δομή. Φυσικές ιδιότητες επηρεάζονται από τον ισομερισμό Βουτάνιο C 4 H 10 Ισοβουτάνιο Συντακτικά Ισομερή Στερεοϊσομέρεια και Γεωμετρική Ισομέρεια 41

42 Στερεοϊσομέρεια Στερεοϊσομερή: Τα άτομα συνδέοντα με τον ίδιο τρόπο, αλλά έχουν διαφορετική διευθέτηση στο χώρο. R H 2 C CH CH 2 R CH n Ισοτακτική Διαμόρφωση: όλες οι πλευρικές ομάδες R βρίσκονται προς την ίδια μεριά της πλευρικής αλυσίδας Συνδιοτακτική Διαμόρφωση: οι πλευρικές ομάδες R εναλλάσσονται κανονικά πάνω και κάτω από το επίπεδο της πολυμερικής αλυσίδας Ατακτική Διαμόρφωση: τυχαία διευθέτηση της πλευρικής ομάδας R. Οι υποκαταστάτες εναλλάσσονται άτακτα πάνω και κάτω από την πολυμερική αλυσίδα 42

43 Γεωμετρική Ισομέρεια Γεωμετρικής ισομέρεια: όταν δύο άτομα άνθρακα συνδέονται με διπλό δεσμό. Cs διαμόρφωση: όταν οι πλευρικές ομάδες βρίσκονται στην ίδια μεριά της πολυμερικής αλυσίδας Trans διαμόρφωση: όταν οι πλευρικές ομάδες βρίσκονται σε αντιδιαμετρική θέση στην πολυμερικη αλυσίδα 43

44 Μέγεθος Πολυμερών Μοριακό Βάρος Πολυμερών Μεγάλα και όχι ακριβή Μοριακά Βάρη λόγω τυχαιότητας πολυμερισμού Μίγμα Αλυσίδων με διαφορετικό μήκος Μέσο Μοριακό Βάρος ή κατανομή ΜΒ Το μοριακό Βάρος & η κατανομή ΜΒ επηρεάζει τις ιδιότητες των πολυμερών 44

45 Μέσα Μοριακά Βάρη Μέσο κατά αριθμό Μοριακό βάρος: M n N M N f M f N N f : γραμμομοριακό κλάσμα μορίων βάρους Μ στο δείγμα Μέτρηση με της αθροιστικές ιδιότητες των διαλυμάτων, ωσμωτική πίεση, ταπείνωση του ΣΠ και ανύψωση του ΣΤ 45

46 Μέσα Μοριακά Βάρη Μέσο κατά βάρος Μοριακός βάρος: Μέτρηση με σκέδαση του φωτός Mw N M N M w M 2 w w N M 46

47 100,000 10,000 2,000 Μέσο κατά αριθμό μοριακό βάρος M n : (1* ) (1*10000 ) (1*2000 ) M n 37,

48 Μέσο κατά βάρος Μοριακό βάρος N M N M 2 M w 2 2 (1* ) (1*10000 ) (1*2000 (1*100000) (1*10000) (1*2000) 2 ) 90,214 M M w n I >1 Mw > Mn Ι: Συντελεστής Πολυδιασποράς Ι = 1, Μονοδιάσπαρτα πολυμερή 48

49 Το κατά z μέσο μοριακό βάρος 3 NM Mz 2 N M Υπολογίζεται με υπερφυγοκέντρηση Απαιτείται συχνά για την περιγραφή των μηχανικών ιδιοτήτων 4 NM M z 1 3 N M Το κατά ιξώδες μέσο μοριακό βάρος M α: σταθερά πολυμερούς για συγκεκριμένο διαλύτη και θερμοκρασία Υπολογίζεται με την μέτρηση του ιξώδες N M N 1 M 1/ a 49

50 Κατανομή Μοριακού Βάρους M n M ν Μ w M z M z+1 50

51 Μέγεθος - Σχήμα Πολυμερών r L = N*b L: μήκος αλυσίδας Ν: Αριθμός δεσμών b: μήκος δεσμού r= N*b*cos(35.5) r: μήκος αλυσίδας Ν: Αριθμός C b: μήκος δεσμού Η γωνία μεταξύ τριών ατόμων άνθρακα που συνδέονται απλό δεσμό είναι ~ 109 ο. Τα άτομα άνθρακα έχουν μια Zgzag διαμόρφωση σε μια πολυμερική αλυσίδα. 51

52 Σχήμα Πολυμερών Η πολυμερικές αλυσίδες μπορεί να περιστρέφονται γύρω απο το δεσμό C-C, ενώ η γωνία διατηρείται σταθερή Τυχαία μπερδέματα και ελικοειδή τυλίγματα οδηγούν σε μια διαμόρφωση που μοιάζει με τυχαίο σπείρωμα. r b N r: η απόσταση μεταξύ των δυο άκρων της αλυσίδας b: μήκος δεσμού N: αριθμός δεσμών 52

53 Άμορφα και Κρυσταλλικά Πολυμερή Κρυσταλλικό πλέγμα Πολυμερούς Ανόργανού Υλικού Άμορφο Πολυμερές Ημικρυσταλλικό Πολυμερές 53

54 Κατηγορίες πολυμερών αναλογα με τη συμπεριφορά τους ως προς την θερμοκρασία ΠΟΛΥΜΕΡΗ Θερμοπλαστικά Θερμοσκληρυνόμενα Ελαστομερή 54

55 Κατηγορίες Πολυμερών Θερμοπλαστικά: Πολυμερή που μαλακώνουν με την αύξηση της θερμοκρασίας Η θερμοκρασία που μαλακώνουν τα πολυμερή είναι συγκεκριμμένη για κάθε πολυμερές και ονομάζεται Θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης. Όταν ψυχθούν ανακτούν τις αρχικές τους ιδιότητες Θεωρητικά μπορεί να μορφοποιηθούν άπειρες φορές γιατί δεν μεταβάλλεται (με θέρμανση) η χημική δομή τους Άμορφα ή Κρυσταλλικά Κυρίως πολυμερή του άνθρακα π.χ: πολυαιθυλένιο, πολυβινυλοχλωρίδιο, πολυστυρένιο 55

56 Θερμοκρασία Υαλώδους Μετάβασης Κρυσταλλικά (Υαλώδης Εύκαμπτο θερμοπλαστικό υλικό-υγρό) Τm περιοχή τήξης Άμορφα (Υαλώδης-ελαστικό-κολλώδες-Υγρό) Tg Σημείο Υαλώδους Μετάπτωσης Άμορφο Αύξηση Τ Υγρό κολλώδες Ελαστικό Ημικρυσταλλικό Υγρό Τ m Εύκαμπτο Θερμοπλαστικό Τ g Τ g Υαλώδης Υαλώδης 56

57 Κατηγορίες Πολυμερών Θερμοσκληρυνόμενα: Πολυμερή που μεταβάλλουν όχι αντιστρεπτά τις αρχικές τους ιδιότητς με θέρμανση Υγρά πολυμερή που με την αύξηση της θερμοκρασίας σκληραίνουν και σχηματίζουν πυκνά διασταυρωμένα πλέγματα, συνήθως παρουσία ορισμένωνχημικών ενώσεων. Παρουσιάζουν υψηλή σταθερότητα και ακαμψία Π.χ βακελίτης, εποξυδικές ρητίνες 57

58 Κατηγορίες Πολυμερών Ελαστομερή Πολυμερή που βρίσκονται πάνω απο το Τg. Ελαφρώς διασταυρωμένα πολυμερή που επιμηκύνονται με εφαρμογή δύναμης. Μπορούν να αυξήσουν τις διαστάσεις τουλάχιστον 100 % με την επίδραση εξωτερικής δύναμης. Π.χ πολυισοπρένιο, πολυβουταδιένιο Γιατί?? 58

59 Πρόσθετα Πλαστικοποιητές: Αύξηση της ευκαμψίας των πολυμερών Ανάμειξη με μικρού μοριακού βάρους μόρια Σταθεροποιητές: Μείωση της αποσύνθεσης των πολυμερών Χρωματοποιητές: Παροχή χρώματος 59

60 Βιοϊατρικές Εφαρμογές Πολυμερών ΠΟΛΥΜΕΡΗ Βιοσταθερά πολυμερή: τεχνητά όργανα, αντλίες αίματος Υδατοδιαλυτά πολυμερή: απόδοση φαρμάκων, υποκαταστάτες αίματος Βιοαποικοδομητικά πολυμερή: απόδοση φαρμάκων 60

61 Βιοσταθερά Πολυμερή Εφαρμογές σε καρδιοαγγειακές νόσους: Βαλβίδες καρδίας: σιλοξάνια, πολυμεθυλενοξείδιο, υδροπλέγματα Αρτηρίες: πολυεστέρες, teflon Τεχνητή καρδία: σιλοξάνια, πολφαθοροαλκυσιλοξάνια, πολυφωσφαζίνες Συγκόλληση ιστών: α-κυανοκρυλικοί εστέρες Τεχνητό δέρμα: πολυαμινοξέα, νάυλον, α-κυανοαρκρυλικοί εστέρες Οστά, Κλειδώσεις: πολυουρεθάνες, εποξικές ρητίνες, βινυλικές ρητίνες Δόντια: πολυμεθακρυλικός μεθυλεστέρας, πολυακρυλικό οξύ Φακοί ματιών: πολυμεθακρυλικός μεθυλεστέρας, πολυμεθακρυλικός υδροξυμεθυλεστέρας, υδροπλέγματα Τεχνητά νεφρά: αναγεννημένη κυτταρίνη, πολυακρυλονιτρίλιο, οξική κυτταρίνη 61

62 Βιοαοικοδομήσιμα πολυμερή Χειρουργικό νήμα: πολυγλυκολικό οξύ Ανάπτυξη ιστών: πολυουραιθάνες, πολυαμίδια, πολυεστέρες, γλυκολικό οξύ-γαλακτικό οξύ 62

63 Ελεγχόμενη απόδοση φαρμάκων Πολυμερικές Μεμβράνες Βιοαποικοδομήσιμα υλικά 63

64 Υδατοδιαλυτά πολυμερή χημικά συνδεμένα με μόρια φαρμάκου Υδροπλέγματα Insuln απελευθερώνεται ινσουλίνη 64

65 Οπτοηλεκτρονικές Εφαρμογές Πολυμερών Nobel Prze n Chemstry 2000 Για την ανακάλυψη και ανάπτυξη αγώγιμων υλικών n πολυακετυλένιο 65

66 Οπτοηλεκτρονικές Εφαρμογές Πολυμερών Ημιαγωγιμες διατάξεις, Ηλεκτρικά κυκλώματα Επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, Οθόνες υπολογιστών, Laser Solar cells 66

67 Αγώγιμα Πολυμερή 1. Πολυμερή με εναλλασσόμενους διπλούς και απλούς δεσμούς 67

68 Αγώγιμα Πολυμερή Trans-polyacetylene (t-pa) n S n Polythophene (PT) N H Polypyrrole (PPY) n n Poly(p-phenylene) (PPP) Poly(pphenylenevnylene) (PPV) n NH NH N N y 1-y Polyanlne (PAN) n 68

69 Πολυμερή με Ελεγχόμενη Διαφάνεια 69