ПОЛИМЕРИСВОЈСТВА НА ПОЛИМЕРИТЕ

Својствата на високомолекуларни соединенија наречени полимери зависат од повеќе фактори. Пред се тие зависат од хемискиот состав на макромолекулот , од молекулската маса, формата на макромолекулот, од големината на меѓумолекуларните сили и среденоста на макромолекулите (степенот на кристалност) во полимерот. Молекулската маса. Кај високомолекуларните соединенија бидеќи молекулската маса зависи од степенот на полимеризација и е непостојана вредност се употребува поимот средна молекулска маса. Со зголемување на молекулската маса се подобруваат физичко механичките својства (јачина, цврстина, отпорнос на деформации и др. ), но во исто време се влошува растворливоста и се зголемува вискозноста, што значи дека зголемувањето на молекулска маса е корисно само до одредени граници.Полидисперзност. Полимерите претставуваат смеси од макромолекули со различни молекулски маси. Својствата на полимерите да содржат фракции со различни молекулски маси се вика полидисперзност.Молекулската маса на највисоката фракција може да биде стпати поголема од молекулската маса на најниската фракција. Големината на полидисперзноста доведува до влошување на механичките својства на полимерот и затоа во индустриското производство се стремат да создадат услови при кои ќе се добијат полимери со помала дисперзност.Форма на макромолекулите. Според формата на макромолекулите полимерите се делат на линеарни разгранети и вмрежени. -----Макромолекулите на линеарните полимери претставуваат долги низи при што должината на низата до илјада па и повеќе пати го надминува напречниот пресек. Тие се растворливи во некои растворувачи и при загревање може да се топат и при тоа како мтие се однесуваат при загревањето се делат на термопластични и термореактивни. Првите при загревањето не претрпуваат хемиски промени и не ги менуваат структурата и својствата . Термореактивните при загревањето претрпуваат хемиски промени кои доведуваат до вмрежена структура со што се менуваат и својствата. ----Макромолекулите на разгранетите полимери се низи со страничени разгранувања. Бројот на страничните низи и нивната должина може да биде различна. Се раствораат во некои растворувачи и при загревање може да се топат.----Вмрежените полимери се изградени од макромолекулни низи соединети со напречни хемиски врски. Тие се нерастворливи и нетопливи.Сили на привлекување. Оваа појава е карактеристична за линеарните макромолекули бидеќи кај нив може меѓу макромолекулите низи да се појават меѓумолекуларни привлечни сили. Големината на тие сили влијае на својството на полимерите.Заемната положба на макромолекулите. Макромолекулите во полимерот може да се наоѓаат во несредена положба(аморфна состојба) и подрачја со голем степен на среденост (кристална состојба) Со извлекување на полимерите во термопластична состојба може да се постигне ориентирање на молекулите во еден правец. Тоа е случај на влакната. Својствата на овие ориентирани полимери многу се разликуваат од својствата на неориентираните.Кај аморфните полимери поради несреденоста на макромолекулите не можат да дејствуваат меѓумолекуларните сили. Во кристалните подрачја макромолекулите се паралелни и се наоѓаат на одредено растојание така што може да дејствуваат меѓумолекуларните привлечни сили што е уште поизразено кај ориентираните полимери. Во врска со заемната положба на молекулите и големината на меѓумолекуларните

сили полимерите се делат на влакна, пластични маси и еластични материи При аморфна состојба и мали привлечни сили полимерите имаат еластични својства. Големи привлечни сили и голем степен на ориентирање на макромолекулите се карактеристични за влакната. Помеѓу овие два состојби се наоѓаат пластичните маси.ДОБИВАЊЕ НА ПОЛИМЕРИ Високомолекуларни соединенија наречени полимери го добиле името по големата молекулска маса која се движи од 10000 до неколку милиони. Молекулите на овие соединенија се викаат макромолекули и се изградени од основни структурни единици кои се повторуваат, поврзани межусебно со ковалентни врски Бројот на основните единици се вика степен на полимеризација nСекој полимер претставува смеса на макромолекули со различен степен на полимеризација Постојат органски и неоргански полимери Неоргански полимери се силикатите , полифосфорните киселини и нивни соли и друго Органските полимери се поголем број и тие се делат на: природни, вештачки и синтетичкиВо природните спаѓаат целулозата, скробот, белковините, и природниот каучук.Вештачките полимери се производ на хемиска преработка на природните полимери. Својствата на новодобиените соединенија битно се разликуваат од својствата на појдовните и во оваа група спаѓаат естерите и други производи на целулозата.Најголема е групата на синтетички полимери и според начинот на добивање се делат на : -полимери добиени со поликондензација и полимери добиени со полимеризација.Полимеризација е процес на сврзување на поголем број мали молекули во молекули со големи молекулски маси без притоа да се ослободи продукт а супстанцијата што се полимеризира се вика мономер.Поликондензација е процес при којшто реагираат мономерите со две или повеќе мономерни групи и притоа се одделува и спореден нискомолекуларен продукт на реакцијата.Во реакција на полимеризација стапуваат незаситени органски соединенија со двојна и тројна врска а може и циклични соединенија,алдехиди и други.Процесот на полимеризација тече низ неколку фази Во првата фаза, дел од молекулата на мономерот се активира со катализатор (иницијатор или активатор и тоа пероксидите, кислород различни јони или органометални соединенија ),со светлина или со топлинаВо следната фаза доаѓа до спојување на активираната молекула со други молекули и до формирање и постепено растење на макромолекулата и така натаму се додека постои активниот центар на молекулата.

За одвивање на процесот на поликондензација потребно е како ртеактант да се употреби мономерно соединение кое во својата молекула содржи најмалку две функционални групи. Најчесто се застапени карбонилната (–COOH) ,хидроксилната (- OH) ,амино група (- NH2). Самиот процес на поликондензација тече како и процесот на полимеризација во неколку фази Во првата фаза доаѓа до реакција меѓу функционалните групи на мономерите, при што се формира меѓупродукт и се одделува нискомолекуларното соединение(вода,амонијак) Во втората фаза молекулите на меѓупродуктот реагираат меѓусебно или со неизреагираниот мономер градеќи низа со различна должина Бројот на сврзаните мономерни единки го дава степенот на полимериозација и ли поликондензација кој може да има вредност од 100 до неколку десетици илјади при што сите молекули на полимерот не се со иста молекулска маса За поквалитетен се смета оној полимер во кој сите молекули имаат блиски вредности на молекулската маса и тој е похомоген.Мономерните единки може да бидат сврзани меѓу себе така што да градат линеарна или разгранета низа или вмрежена структура и тоа ќе зависик од видот на реактантите и од условите при кои се одвива реакцијата.Својствата на полимерите зависат од структурата односно линеарните се порастворливи во споредба со разгранетите а особено од вмрежените За првите е карактеристично својството на термопластичност а на вмрежените термореактивност Со различни постапки на обработка тие може да се преведуваат од еден

во друг вид на пример каучукот кој е со линеарна структура со вулканизација може да се преведе во полимер со вмрежена структура Во полимерната низа – во скелетот на пшолимерот меѓусебно најчесто се поврзани атоми на јаглерод но може да има и азотни атоми (полиамидите) , атоми од кислород (полиестерите) или може вопшто да нема јаглеродни атоми (силиконите –Si– O– Si– O- Полимери моѓе да се добијат и во процеси во кои истовремено учествуваат и хемиски различни мономерни единки и тие се нарекуваат хетерополимери односно кополимери Хомополимерите изградени од еден мономер го добиваат името на истиот со префикс поли.Процесот на полимеризација може да се изведува во раствор емулзија илчи суспензија на мономерот во вода или друг растворувач а може да се врши и без растворувачСинтетичките макромолекуларни супстанци кои што се добиваат по пат на поликондензација се познати како вештачки смоли (фенол-формалдехидната смола,полиестерската смола и др.)

Синтетички полимериПолиакрилати се добиваат од естери на акрилна и метаакрилна киселина, анајголемо значење има полиметилметакрилатот РММА кој се добива од метил естерот на метакрилната киселина и е познат како плексиглас Се користи како замена за стакло во автомобилската и авионската индустрија при изработка на прозирни делови , за производство на контактни леќи накит Се употребува за правење на забни протези во производство на медицински инструменти

CH2 = C(CH3)COOCH3

Полистиренот се добива со полимеризација на стирен или винил бензенВо зависност од начинот на одвивање на процесот на полимеризација се добива производ во вид на безбојна прозирна маса или во вид нацврста пена стиропор

C6H5CH=CH2

Се користи за изработка на кутии за телевизори радија за пакување на прехрамбени производи (чаши за јогурт) за изработка на четки Стиропорот за звучна и термо изолација за производство на термоси при изработка на фрижидери

Политетрафлуороетен Тефлон Се добива со полимеризација на тетрафлуоретенТој е термопластичен хидрофобен хемиски е многу постојан и има добри механички и изолациони својства Се употребува за изработка на делови за вселенски ракети цевководи разни затварачи, за обложување на садови во домаќинството за готвење без маснотија

CF2=CF2

Поливинилхлоридот се добива со полимеризација на винил хлоридотТој е со бела боја нема миризба не се раствара во вода и поголем број органски растворувачи и е отпорен кон киселини и бази а под дејство на топлина и светлина се разградува со одделување на солна киселина За да се спречи мовој процес се додаваат соли на сулфурна јаглеродна киселина Термопластичен е и омекнува на 850

Тој е тврт и крт и за да му се подобри пластичноста се додаваат пластификатори (најчесто естери на фосфорна и фтална киселина) и ваквите производи се слични на гумата и од него се прават ѓонови за чевли, наметки за дожд, чадори, филмови, вештачка кожа и друго Заради големата хемиска отпорност се користат за производство на делови на апарати и уреди во хемиската индустрија а како добар изолатор се користи за изилација на кабли За изработка на плочки во автомобилската индустрија за изработка на лепила и заштитни облоги и за широка употреба за изработка чинии лажици чаши

ClCH=CH2

Полиетенот се добива со полимеризација на етен кој се добива од навтата Тој е добар изолатор отпорен на киселини бази и соли, физиолошки е безопасен и наоѓа широка примена за пакување на прехрамбени производи, како изолационен мареријал за изработка на цевки фолии хемиски садови и апарати .

CH2= CH2

Поликондизациони производиC6H5OH + HCOOH

Фенол-формалдехидни смоли – бакелит, се добиваат со поликондензација на фенолот и формалдехидот. Во зависност од количинскиот однос на фенолот и формаалдехидот се добива новалак или резол. Ако количинскиот однос на фенолот и формаалдехидот е 0,8 : 1 и во присуство на минерални киселини како катализатор се добива новолак кој има линеарна структура ниски вредности на молекулска маса и е растворлив во органски растворувачи и овој раствор се употребува како врзивно средство при добивањето на заштитни облоги.Ако формалдехидот е во вишок во однос на фенолот и поликондензацијата се одвива во присуство на бази како катализатор се добива резол кој има вмрежена и разгранета структура Кон смолата се додаваат полнители(азбест хартија текстилни влакна и друго) и пигменти за да се подобрат својствата на производот.Овие смоли се релативно евтини отпорни на високи температури а и хемиски се постојани, добри електроизолатори и затоа се користат во електротехника(за изработка на склопки, прекинувачи преклопници и др.)и единствен недостаток е што се со темнокафеава боја.Резолните смоли, растворени во алкохол, се употребуваат како средства за импрегнација при производство на некои производи (на пример повеќеслојни картони), потоа како лепила при производство на иверки и слично. Карбамид-формалдехидната смола се добива со поликондензација на карбамид и формаалдехид во слаба алкална средина и таа е безбојна или бела отпорна е кон горење како и кон дејство на органски растворувачи и вода се разложува само во присуство на силни киселини ибази. Во зависност од условите во кои се одвива технолошкиот процес производот е во вид на вискозна течност (и се употребува како лепило при производство на иверки) или цврста маса(која се користи во електротехника, изработка на фенови,миксери, копчиња и др.)

Синтетички влакнаСо соодветна обработка од линеарните полимери може да се изработуваат вештачки влакна Формирањето на влакното може да се врши од раствор во погоден растворувач или од растоп По предењето се врши истегнување при што молекулите се ориентираат во правецот на делување на надворешните сили. Физичко- хемиските својствана синтетичките влакна се подобри од оние на природните и тие се поотпорни на делување на хемикалии и примаат помалку влага што е и нивни недостаток.

Полиамидни влакна се добиваат со поликондензација на диамините(H2N-R-NH2) и дикарбоксилните киселини(HOOC-R-COOH) Тие се термопластични механички стабилни и отпорни на кинење.Индустриски значајни се најлонот и перлонот.За добивање на најлонот како мономери се употребуваат адипинската киселина и хексаметилендиаминот

n HOOC(CH2)4COOH + n H2N(CH2)6NH2-------- -CO-(CH2)4—CO-NH-(CH2)6-NH- n + H2OДобиениот полимер е со линеарна структура и со високи вредности на релативна молекулска маса со мала густина , лесно се витка, механички е постојан, безбоен, термопластичен и отпорен на кинење

Перлонот –(CH2)5-CO-NH- n се добива со поликондензација на аминокапронската киселина H2N(CH2)5COOHПолиестерските влакна се одликуваат со многу добри својства и на пазарот се сретнуваат како тревира терилен дакрон и др а кај нас е познат под името маклен Како сировина се користи терефталната киселина (или нејзиниот диметил естер) и етилен гликолот и добиениот полимер е со линеарна градба.Териленското влакно се користи(само или во комбинација со природни влакна ) за изработка на ткаенини или предено. Полиестерските влакна се отпорни на висока температура па текстилните производи може да се пеглаат Полиакрилонитрилното влакно(орлонот) се добива со полимеризација на акрилонитрил CH2=CH-C=N растворен во диметилформамид HC(=O)N(CH3)2 Предењето на влакното се врши во раствор а потоа влакното се истегнува на топло а исто може да се врши и по сув пат.По своите својства е слично на природната свила и перлонот. Постојан е на топлина светлина и на атмосверско влијание, и наоѓа широка примена а кај нас се произведува во Охис под името малон

n HOOC(CH2)4COOH + n H2N(CH2)6NH2-------- -CO-(CH2)4—CO-NH-(CH2)6-NH- n + H2OДобиениот полимер е со линеарна структура и со високи вредности на релативна молекулска маса со мала густина , лесно се витка, механички е постојан, безбоен, термопластичен и отпорен на кинење

Перлонот –(CH2)5-CO-NH- n се добива со поликондензација на аминокапронската киселина H2N(CH2)5COOHПолиестерските влакна се одликуваат со многу добри својства и на пазарот се сретнуваат како тревира терилен дакрон и др а кај нас е познат под името маклен Како сировина се користи терефталната киселина (или нејзиниот диметил естер) и етилен гликолот и добиениот полимер е со линеарна градба.Териленското влакно се користи(само или во комбинација со природни влакна ) за изработка на ткаенини или предено. Полиестерските влакна се отпорни на висока температура па текстилните производи може да се пеглаат Полиакрилонитрилното влакно(орлонот) се добива со полимеризација на акрилонитрил CH2=CH-C=N растворен во диметилформамид HC(=O)N(CH3)2 Предењето на влакното се врши во раствор а потоа влакното се истегнува на топло а исто може да се врши и по сув пат.По своите својства е слично на природната свила и перлонот. Постојан е на топлина светлина и на атмосверско влијание, и наоѓа широка примена а кај нас се произведува во Охис под името малон