Πολσμερή και πολσμερισμός Εργαςία Χθμείασ Β Τετραμινου
Σα πμθοιενή είκαζ βκςζηά εονέςξ ηαζ ςξ πθαζηζηά, επεζδή πμθθά απυ αοηά είκαζ εφπθαζηα, δδθαδή παναιμνθχκμκηαζ εφημθα. Οζ πνήζεζξ είκαζ πάνα πμθθέξ ελαζηίαξ ηςκ ιδπακζηχκ, μπηζηχκ ηαζ δθεηηνζηχκ ζδζμηήηςκ πμο πανμοζζάγμοκ. Λυβς ηδξ ιζηνήξ ποηκυηδηαξ, πμο έπμοκ, δ εζδζηή ιδπακζηή ακημπή (ακημπή/ ποηκυηδηα) είκαζ πμθφ ιεβάθδ ηαζ έηζζ πνδζζιμπμζμφκηαζ ζε πμθθέξ εθανιμβέξ πμο απαζημφκ ορδθή ακημπή ηαζ πανάθθδθα ιζηνυ αάνμξ (π.π. αοημηζκδημαζμιδπακία). Γεκζηά, υιςξ, ηα πμθοιενή οθζηά πανμοζζάγμοκ ιεβάθδ πμζηζθία ζδζμηήηςκ (ιδπακζηχκ, θοζζηχκ, η.θπ.) ηαζ πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηδκ ηαηαζηεοή εζδχκ ηαεδιενζκήξ ηαζ μζηζαηήξ πνήζδξ (πθαζηζηά έπζπθα, παζπκίδζα, είδδ ζπμν, επεκδφζεζξ, ηυθθεξ, ζαημφθεξ, η.θπ.), ζηδκ ηθςζημτθακημονβία (ίκεξ, οθάζιαηα), ζηδκ δθεηηνμκζηή (πθαηέηεξ, ηοηθςιάηςκ, πθαίζζα), ζηδκ αοημηζκδημαζμιδπακία, ηδ καοπδβζηή ηαζ αενμκαοπδβζηή.
Πμθοιενή είκαζ πδιζηέξ εκχζεζξ ιεβάθμο ιμνζαημφ αάνμοξ μνβακζηήξ αάζδξ, δδθαδή δ δμιζηή ιμκάδα ημοξ είκαζ δ αθοζίδα αηυιςκ άκεναηα (Βθ. Ονβακζηή Υδιεία) : C C C C C ηδκ πενίπηςζδ ηςκ πμθοιενχκ δ αθοζίδα αηυιςκ άκεναηα έπεζ ιεβάθμ ιήημξ ηαζ μκμιάγεηαζ μακρομοριακή αλσζίδα ή μακρομόριο. Οζ ααζζημί πδιζημί δεζιμί ζηα πμθοιενή οθζηά (-C-C-) είκαζ μιμζμπμθζημί. Ο ζπδιαηζζιυξ ηδξ ιαηνμιμνζαηήξ αθοζίδαξ, άνα ηαζ ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ, πναβιαημπμζείηαζ ιε πδιζηή ακηίδναζδ ζφκδεζδξ πμθθχκ «ιζηνχκ» εκχζεςκ, πμο μκμιάγμκηαζ μονομερή. ηδκ πενίπηςζδ πμο ηα ιμκμιενή δεκ είκαζ υιμζα ιεηαλφ ημοξ, ηυηε ημ παναβυιεκμ πμθοιενέξ μκμιάγεηαζ ζοιπμθοιενέξ. Η δζαδζηαζία ζφκδεζδξ πμθθχκ ιμκμιενχκ (μιμίςκ ή ακυιμζςκ) βζα ηδκ παναζηεοή πμθοιενμφξ μκμιάγεηαζ πολσμεριζμός. Τπάνπμοκ δφμ ααζζηέξ ηαηδβμνίεξ πμθοιενζζιμφ: μ αλσζιδωηός ηαζ μ ζηαδιακός.
Αλυςιδωτόσ πολυμεριςμόσ Ονομάηεται και πολυπροςθήκη και πρόκειται για γριγορθ αλυςιδωτι αντίδραςθ που ζχει τρεισ φάςεισ : - Ζναρξθ : παρουςία κάποιασ ουςίασ που ονομάηεται ενεργοποιθτισ με τθν οποία πραγματοποιείται θ μετατροπι του διπλοφ δεςμοφ (=) ςε απλό, κακιςτώντασ τον ωσ ενεργό κέντρο ςφνδεςθσ. - Διάδοςθ : Είναι θ αντίδραςθ ςφνδεςθσ και ανάπτυξθσ τθσ μακρομοριακισ αλυςίδασ. - Τερματιςμόσ : είναι το ςτάδιο διακοπισ τθσ αλυςιδωτισ αντίδραςθσ. Το πολυαικυλζνιο (PE) παραςκευάηεται με αλυςιδωτό πολυμεριςμό του οποίου θ ςυνολικι αντίδραςθ είναι θ εξισ : ν CH2 = CH2 (- CH2 - CH2-)ν (8.1) (αικυλζνιο) (πολυαικυλζνιο) Ο αρικμόσ ν δείχνει τον αρικμό των ανεξάρτθτων μονομερών (αικυλζνιο) που ςυνδζονται, προκειμζνου να δθμιουργθκεί το πολυμερζσ (πολυαικυλζνιο). Οι διάφορεσ φάςεισ τθσ αλυςιδωτισ αντίδραςθσ (8.1) παρουςιάηονται ςτο ςχιμα 8.1. Το ρόλο του ενεργοποιθτι, αλλά και αναςτολζα του πολυμεριςμοφ, παίηει θ ελεφκερθ ρίηα του υδροξυλίου (ΟΗ ).
Σταδιακόσ πολυμεριςμόσ ε ακηίεεζδ ιε ημκ αθοζζδςηυ πμθοιενζζιυ, μ ζηαδζαηυξ πμθοιενζζιυξ (ή πολσζσμπύκνωζη) είκαζ πμθφ πζμ ανβή ακηίδναζδ ηαζ πναβιαημπμζείηαζ ιέζς πμθθαπθχκ ακελανηήηςκ ακηζδνάζεςκ γεοβχκ ιμκμιενχκ. Η αθθδθεπίδναζδ ηςκ ιμκμιενχκ ζοκμδεφεηαζ απυ απυζπαζδ παναπνμσυκημξ (κενυ ή αιιςκία), δ μπμία ηαθείηαζ ζοιπφηκςζδ. Έκα ηέημζμ πανάδεζβια ζηαδζαημφ πμθοιενζζιμφ θαζκυθδξ - θμνιαθδεΰδδξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια 8.2. Σμ παναβυιεκμ ζοιπμθοιενέξ θαζκυθδξ-θμνιαθδεΰδδξ (PF) είκαζ βκςζηυ ιε ηδκ μκμιαζία ααηεθίηδξ ηαζ πνδζζιμπμζείηαζ ζε πμθθέξ δθεηηνμθμβζηέξ εθανιμβέξ.
Κατθγορίεσ πολυμερών
Θερμοπλαςτικά Δίκαζ οθζηά ηα μπμία ηαηά ηδ εένιακζδ ιαθαηχκμοκ ηαζ παναιμνθχκμκηαζ εφημθα, υπςξ ηαζ ηα ιέηαθθα, εκχ ηαηά ηδκ ρφλδ ζηθδναίκμοκ. Η εοημθία παναιυνθςζδξ ηαηά ηδ εένιακζδ μθείθεηαζ ζηδκ εοπένεζα μθίζεδζδξ ηςκ ιαηνμιμνίςκ, ηα μπμία ζοβηναημφκηαζ ιεηαλφ ημοξ ιε αζεεκείξ δοκάιεζξ Van der Waals.
Βαςικά κερμοπλαςτικά και εφαρμογζσ τουσ φαίνονται ςτον Πίνακα Π.8.1. Πμθοιενέξ Σοπζηέξ Δθανιμβέξ Πμθοαζεοθέκζμ (PE) Πμθοαζκοθμπθςνίδζμ (PVC) Πμθοπνμποθέκζμ (PP) Πμθοζηονέκζμ (PS) Θενιμπθαζηζηυξ πμθοεζηέναξ (PET, Dacron, Mylar) Αηνοθζηά (PMMA, Lucite) Nylon Αηνοθμκζηνίθζμ-Βμοηαδζέκζμ- ηονέκζμ (ABS) Πμθοηεηναθεμνμαζεοθέκζμ (Teflon) Τθζηά ζοζηεοαζίαξ, θφθθα, ιπμοηάθζα Γάπεδα, ιειανάκεξ ζςθήκεξ Φφθθα, ζςθήκεξ, ηαθφιιαηα Γμπεία, αθνχδδ οθζηά Μαβκδηζηέξ ηαζκίεξ, ίκεξ, ιειανάκεξ Πανάεονα, θαημί επαθήξ Ρμοπζζιυξ, ζπμζκζά, βνακάγζα, η.θπ. ααθίηζεξ, ηδθεθςκζηέξ ζοζηεοέξ Τθζηά ζηεβακμπμίδζδξ, έδνακα, θθάκηγεξ
Ελαςτομερι Δίκαζ εζδζηή ηαηδβμνία πμθοιενχκ ζηδκ μπμία ακήηεζ ημ θοζζηυ ηαζ ηεπκδηυ ηαμοηζμφη (θάζηζπμ) ηαζ άθθα οθζηά πμο πανμοζζάγμοκ πμθφ ιεβάθεξ εθαζηζηέξ παναιμνθχζεζξ. Απυ εθαζημιενή οθζηά ορδθχκ πνμδζαβναθχκ ηαηαζηεοάγμκηαζ ηαζ ηα εθαζηζηά ηςκ αοημηζκήηςκ. Μία ζδιακηζηή δζενβαζία, δ μπμία ηνμπμπμζεί ηζξ ζδζυηδηεξ ηςκ εθαζημιενχκ ηαηά ηνυπμκ χζηε κα αολάκεηαζ δ ακημπή ημοξ ζδιακηζηά ηαζ κα δζαηδνείηαζ ζε ζηακμπμζδηζηά επίπεδα δ εθαζηζηή ζοιπενζθμνά ημοξ, είκαζ μ βοσλκανιζμός. Η δζενβαζία ημο αμοθηακζζιμφ, δ μπμία έβζκε βκςζηή απυ ημκ C. Goodyear (1800-1860), μδδβεί ζηδ δδιζμονβία ζζπονχκ δεζιχκ δζαζηαφνςζδξ ηαζ ζοκεπχξ ζηδκ εκίζποζδ ημο εθαζηζημφ, δ μπμία εθέβπεηαζ ιε ηδκ πνμζεήηδ εείμο (S) ηαηά ηδ εένιακζδ. Όζμ αολάκεηαζ δ πμζυηδηα ημο εείμο, ηυζμ αολάκεηαζ ηαζ δ ζηθδνυηδηα ημο εθαζηζημφ ζε αάνμξ ηδξ εθαζηζηυηδηάξ ημο.
Βαςικά ελαςτομερι και εφαρμογζσ Πμθοιενέξ Σοπζηέξ Δθανιμβέξ Πμθοαμοηαδζέκζμ Δθαζηζηά αοημηζκήηςκ Πμθοζζμπνέκζμ Πμθοπθςνμπνέκζμ ζθζηυκδ Δθαζηζηά αοημηζκήηςκ, έδνακα, θθάκηγεξ Έδνακα, πονάκημπα αθνχδδ οθζηά, ιεηαθμνζηέξ ηαζκίεξ Κυθθεξ, θθάκηγεξ
Πρόςκετα Δίκαζ δζάθμνεξ μοζίεξ πμο ακαιεζβκουιεκεξ ιε δζάθμνα πμθοιενή οθζηά ηνμπμπμζμφκ ζοβηεηνζιέκεξ ζδζυηδηέξ ημοξ. Σέημζα είκαζ : - Πλαστικοποιητές. οκήεςξ είκαζ πμθοιενή ιζηνμφ ιμνζαημφ αάνμοξ πμο πνμζηίεεκηαζ βζα κα ηάκμοκ πζμ ιαθαηυ ημ ζοβηεηνζιέκμ οθζηυ. - Πρόσθετα ενίστσσης. Πνμζηίεεκηαζ βζα ηδκ αφλδζδ ηδξ ιδπακζηήξ ακημπήξ, ηδξ ακημπήξ ζε θεμνά, ηθπ. Σέημζα είκαζ δ ηοηηανίκδ, μ αιίακημξ, ημ carbon black. - Σταθεροποιητές. Δίκαζ μοζίεξ πμο πνμζηαηεφμοκ ηα πμθοιενή απυ ηδ βήνακζδ πμο μδδβεί ζηδκ οπμαάειζζδ ηςκ ζδζμηήηςκ ημοξ (εενιζηή δζάζπαζδ, θςημλείδςζδ). Έηζζ, π.π. ακηζμλεζδςηζηά πνυζεεηα, πμο πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηα εθαζημιενή, είκαζ ηονίςξ αιίκεξ, θαζκυθεξ ηαζ εκχζεζξ ημο εείμο. - Αντιπσρικά πρόσθετα (επιβραδσντές φλόγας). Αοηά ηα πνυζεεηα ηαηαπμθειμφκ ηδ δζάδμζδ ηδξ θθυβαξ ηαηά ηδκ ηαφζδ ηςκ πμθοιενχκ ηαζ είκαζ ζοκήεςξ αθμβμκμφπεξ ηαζ θςζθμνμφπεξ εκχζεζξ. - Χρωστικές. (α) Ακυνβακεξ, ζοκήεςξ πνςζηζηέξ μοζίεξ, αδζάθοηεξ ζημ κενυ (πζβιέκηα): TiO2, Al4(SiO4)3. (α) Ονβακζηά πνχιαηα δζαθακμφξ οθήξ.
Αντιδράςεισ πολυμεριςμοφ
α) Πμθοιενζζιυξ ιε νίγα αζκφθζμ: CH2=CH Η νίγα αζκφθζμ πνμηφπηεζ απυ ημ αζεέκζμ (ή αζεοθέκζμ) υηακ πάζεζ έκα οδνμβυκμ. ηδκ ηεκή εέζδ πμο ιέκεζ ιπμνμφιε κα έπμοιε δζάθμνμοξ οπμηαηάζηαηεξ. Ακ έπμοιε Η ιζθάιε βζα ημ αζεέκζμ ηαζ ημ πμθοιενέξ θέβεηαζ πμθοαζεοθέκζμ Ακ έπμοιε CI ιζθάιε βζα ημ αζκοθμπθςνίδζμ ηαζ ημ πμθοιενέξ θέβεηαζ πμθοαζκοθμπθςνίδζμ Ακ έπμοιε CH3 ιζθάιε βζα ημ πνμπέκζμ ηαζ ημ πμθοιενέξ θέβεηαζ πμθοπνμπέκζμ (ή πμθοπνμποθέκζμ) Ακ έπμοιε ημκ ανςιαηζηυ δαηηφθζμ ημο αεκγμθίμο(c6h5)ιζθάιε βζα ημ ζηονυθζμ ηαζ ημ πμθοιενέξ θέβεηαζ πμθοζηονυθζμ. Σέθμξ ακ έπμοιε ηδ νίγα ηοάκζμ(cn-)ηυηε ιζθάιε βζα ημ αηνοθμκζηνίθζμ ηαζ ημ πμθοιενέξ θέβεηαζ πμθοαηνοθμκζηνίθζμ.
β) Πολυμεριςμόσ 1,4 Η 1,4 προςκικθ πιρε το όνομά τθσ από τθν αντίδραςθ που εμφανίηεται ςτο βουταδιζνιο 1,3. Το βουταδιζνιο 1,3 είναι το μικρότερο ςυηυγζσ αλκαδιζνιο. Συηυγι αλκαδιζνια είναι εκείνα που ζχουν τθν αλλθλουχία διπλόσ δεςμόσ-μονόσ δεςμόσ-διπλόσ δεςμόσ. Είναι μια περίεργθ αντίδραςθ όπου ςε ζνα ςυηυγζσ αλκαδιζνιο, γίνεται ταυτόχρονα και ςτουσ δφο διπλοφσ δεςμοφσ και όχι ςτον ζναν διπλό δεςμό, όπωσ ςτα αλκαδιζνια. CH2CH-CH=CH2+A-B CH2-CH=CH-CH2 A B
γ)συμπολυμεριςμόσ Το κάκε πολυμερζσ ζχει ςυγκεκριμζνεσ ιδιότθτεσ και ςυμπεριφορζσ. Πολλζσ φορζσ χρειαηόμαςτε οριςμζνα χαρακτθριςτικά από το ζνα πολυμερζσ και άλλα χαρακτθριςτικά από το άλλο. Για να πετφχουμε αυτό το αποτζλεςμα χρθςιμοποιοφμε τον ςυμπολυμεριςμό. Κατά τον ςυμπολυμεριςμό χρθςιμοποιοφμε δφο τουλάχιςτον είδθ μονομερών με ςυγκεκριμζνθ αναλογία μορίων. Το πολυμερζσ που ςχθματίηεται με αυτόν τον τρόπο εμφανίηει τόςο ιδιότθτεσ από το ζνα όςο και ιδιότθτεσ από το άλλο πολυμερζσ.
ΜΕΛΗ ΟΜΑΔΑΣ Μπαμποφρθ Γεωργία Πάττα Ελπίδα Σωτθροποφλου Κωνςταντίνα Χαροφλθσ Μιχάλθσ Ευχαριςτοφμε πολφ