Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Allgemeine Polymerstruktur
- Struktur linearer Polymere
- Struktur von verzweigten Polymeren
- Struktur von vernetzten Polymeren
Ein Polymer ist ein allgemeiner Begriff für ein Molekül, das eine lange Folge kleinerer sich wiederholender Teile ist. Der Unterschied zwischen linearen und verzweigten Polymeren beruht auf ihrer Struktur.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Zu lang, nicht gelesen (TL: DR)
Ein Polymer ist ein allgemeiner Begriff für jedes Molekül, das eine lange Reihe kleinerer sich wiederholender Teile ist, die durch Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen gebildet werden. Die Bindungen können lange gerade Ketten bilden, die als lineare Polymere bekannt sind, oder Teile können sich von der Kette abzweigen und verzweigte Polymere bilden. Die Polymere können auch vernetzt sein.
Poly ist ein Präfix, das "viele" bedeutet. A mer ist ein Suffix, das "Teil" oder "Einheit" bedeutet.
Bei der Herstellung werden Polymere oft als Kunststoffe angesehen, da viele künstliche Substanzen wie Kunststoffe aus Erdöl gewonnene Polymere sind. Es gibt jedoch viele verschiedene Polymere (sowohl natürlich vorkommende als auch künstliche), die aus verschiedenen Teilen bestehen. Die Art und Weise, wie die Einheiten zusammengefügt werden, um die Polymerkette zu bilden, bestimmt die Polymereigenschaften zusammen mit ihrem Namen. Polymere mit unterschiedlichen Strukturen werden als lineare Polymere, verzweigte Polymere oder vernetzte Polymere bezeichnet.
Allgemeine Polymerstruktur
Polymere werden aus langen, sich wiederholenden Ketten von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen hergestellt, die Monomere verbinden, die den kleinsten einzigartigen Teil der Kette darstellen. Viele gebräuchliche Polymere werden aus Erdöl und anderen Kohlenwasserstoffen hergestellt, andere kommen jedoch auf natürliche Weise vor. Beispielsweise wird künstliches Polyethylen aus einer Kette von Ethylenmolekülen gebildet. Natürlich vorkommende Stärke wird aus langen Ketten von Glucosemolekülen hergestellt. Einige Polymerketten sind nur einige hundert Einheiten lang, während andere das Potenzial haben, unendlich lang zu sein. Beispielsweise sind die Moleküle in Naturkautschuk so miteinander verwoben, dass ein ganzes Kautschukband als ein großes Polymermolekül betrachtet werden kann.
Struktur linearer Polymere
Das einfachste Polymer ist ein lineares Polymer. EIN lineares Polymer ist einfach eine Kette, in der alle Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in einer einzigen geraden Linie existieren. Ein Beispiel für ein lineares Polymer ist Teflon, das aus Tetrafluorethylen hergestellt wird. Es ist ein einzelner Strang von Einheiten, die aus zwei Kohlenstoffatomen und vier Fluoratomen bestehen. Wenn diese linearen Polymere gebildet werden, können sie Faserstränge bilden oder ein Netz bilden, das sehr fest und schwer zu durchbrechen ist.
Struktur von verzweigten Polymeren
Verzweigte Polymere treten auf, wenn Gruppen von Einheiten von der langen Polymerkette abzweigen. Diese Verzweigungen werden als Seitenketten bezeichnet und können auch sehr lange Gruppen sich wiederholender Strukturen sein. Verzweigungspolymere können weiter nach ihrer Abzweigung von der Hauptkette kategorisiert werden. Polymere mit vielen Verzweigungen sind bekannt als Dendrimereund diese Moleküle können beim Abkühlen ein Gurtband bilden. Dies kann das Polymer im idealen Temperaturbereich fest machen. Beim Erhitzen erweichen jedoch sowohl lineare als auch verzweigte Polymere, wenn die Temperaturschwingung die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen überwindet.
Struktur von vernetzten Polymeren
Das vernetztes Polymer bildet lange Ketten, entweder verzweigt oder linear, die kovalente Bindungen zwischen den Polymermolekülen bilden können. Da vernetzte Polymere kovalente Bindungen eingehen, die viel stärker sind als die intermolekularen Kräfte, die andere Polymerketten anziehen, ist das Ergebnis ein stärkeres und stabileres Material. Ein Beispiel hierfür ist das Vulkanisieren von Naturkautschuk, dh das Erhitzen, damit die Schwefelmoleküle in den Kautschukpolymerketten kovalente Bindungen miteinander eingehen. Dieser Festigkeitsunterschied macht sich bemerkbar, wenn man die Steifigkeit, Steifigkeit und Haltbarkeit eines Autoreifens mit der eines Gummibands vergleicht.