technické polymery zahrnují přírodní materiály, jako je kaučuk a syntetické materiály, jako jsou plasty a elastomery. Polymery jsou velmi užitečné materiály, protože jejich struktury mohou být změněny a přizpůsobeny k výrobě materiálů 1) s řadou mechanických vlastností 2) v širokém spektru barev a 3) s různými transparentní vlastnosti.

Mers

polymer se skládá z mnoha jednoduchých molekul, které se opakují strukturní jednotky zvané monomery. Jedna molekula polymeru se může skládat ze stovek až milionu monomerů a může mít lineární, rozvětvenou nebo síťovou strukturu. Kovalentní vazby drží atomy v molekulách polymeru pohromadě a sekundární vazby pak drží skupiny polymerních řetězců pohromadě za vzniku polymerního materiálu. Kopolymery jsou polymery složené ze dvou nebo více různých typů monomerů.

Polymerních Řetězců (Termoplastů a Termosetů)

polymer je organický materiál a páteří každé organický materiál je řetězec atomů uhlíku. Atom uhlíku má ve vnějším plášti čtyři elektrony. Každý z těchto valenčních elektronů může tvořit kovalentní vazbu k jinému atomu uhlíku nebo k cizímu atomu. Klíčem k polymerní struktuře je, že dva atomy uhlíku mohou mít až tři společné vazby a stále se vážou s jinými atomy. Prvky nalézt nejčastěji v polymerech a jejich valenční čísla jsou: H, F, Cl, Bf, a já s 1 valenčním elektronem; O a s s 2 valenční elektrony; n s 3 valenční elektrony a C a Si s 4 valenční elektrony.

schopnost molekul tvořit dlouhé řetězce je zásadní pro výrobu polymerů. Zvažte materiál polyethylen, který je vyroben z ethanového plynu, C2H6. Etanový plyn má v řetězci dva atomy uhlíku a každý ze dvou atomů uhlíku sdílí dva valenční elektrony s ostatními. Pokud se spojí dvě molekuly etanu, může být jedna z uhlíkových vazeb v každé molekule přerušena a obě molekuly mohou být spojeny vazbou uhlík-uhlík. Po spojení dvou mers jsou na každém konci řetězce stále dva volné valenční elektrony pro spojení dalších Mers nebo polymerních řetězců. Proces může pokračovat ve spojení více mers a polymerů, dokud není zastaven přidáním další chemické látky (Terminátor), která vyplní dostupnou vazbu na každém konci molekuly. To se nazývá lineární polymer a je stavebním kamenem pro termoplastické polymery.

polymerní řetězec je často zobrazen ve dvou rozměrech, ale je třeba poznamenat, že mají trojrozměrnou strukturu. Každá vazba je na 109 ° k další, a proto uhlíková páteř prochází prostorem jako zkroucený řetězec TinkerToys. Při použití napětí se tyto řetězce protáhnou a prodloužení polymerů může být tisíckrát větší než v krystalických strukturách.

délka polymerního řetězce je velmi důležitá. Jako počet atomů uhlíku v řetězci se zvyšuje za několik set, materiál bude projít v kapalném stavu, a stát se voskovité pevné látky. Když je počet atomů uhlíku v řetězci vyšší než 1000, získá se polyethylen z pevného materiálu s vlastnostmi pevnosti, pružnosti a houževnatosti. Změnu stavu dochází, protože jako délka molekuly se zvyšuje, celkové vazebné síly mezi molekulami také zvyšuje.

je třeba také poznamenat, že molekuly nejsou obecně rovné, ale jsou zamotanou hmotou. Termoplastické materiály, jako je polyethylen, mohou být zobrazeny jako hmota propletených červů náhodně hodených do kbelíku. Vazebné síly jsou výsledkem van der Waalsových sil mezi molekulami a mechanickým zapletením mezi řetězci. Když termoplastů jsou vytápěné, je více molekulární pohyb a vazeb mezi molekulami mohou být snadno rozbit. Proto lze termoplastické materiály přetavit.

existuje další skupina polymerů, ve kterých se během polymerace vytvoří jedna velká síť namísto mnoha molekul. Od té doby polymerace je zpočátku dosaženo topení surovin a uvedení dohromady, tato skupina se nazývá termosetické polymery nebo plasty. Aby se tento typ struktury sítě vytvořil, musí mít mers více než dvě místa pro vykostění; jinak je možná pouze lineární struktura. Tyto řetězce tvoří spojované struktury a kroužky a mohou se skládat tam a zpět, aby získaly částečně krystalickou strukturu.

Protože tyto materiály jsou v podstatě skládá z jedné obří molekuly, není tam žádný pohyb mezi molekulami jakmile hmota má nastavit. Termosetické polymery jsou tužší a obecně mají vyšší pevnost než termoplastické polymery. Také, protože neexistuje možnost pohybu mezi molekulami v termosetovém polymeru,při zahřátí se nestanou plastickými.