a mérnöki polimerek természetes anyagokat, például gumit és szintetikus anyagokat, például műanyagokat és elasztomereket tartalmaznak. A polimerek nagyon hasznos anyagok, mivel szerkezetük megváltoztatható és testreszabható olyan anyagok előállításához, amelyek 1) mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek 2) a színek széles spektrumában, 3) különböző átlátszó tulajdonságokkal.

Mers

a polimer sok egyszerű molekulából áll, amelyek ismétlődő szerkezeti egységek, úgynevezett monomerek. Egy polimer molekula több száz-millió monomerből állhat, és lehet lineáris, elágazó vagy hálózati szerkezete. A kovalens kötések együtt tartják a polimer molekulák atomjait, majd a másodlagos kötések együtt tartják a polimer láncok csoportjait, hogy a polimer anyagot képezzék. A kopolimerek két vagy több különböző típusú monomerből álló polimerek.

polimer láncok (hőre lágyuló anyagok és hőre lágyuló anyagok)

a polimer szerves anyag, és minden szerves anyag gerince szénatomok láncolata. A szénatomnak négy elektronja van a külső héjban. Mindegyik valence elektron kovalens kötést képezhet egy másik szénatomhoz vagy egy idegen atomhoz. A polimer szerkezet kulcsa az, hogy két szénatom akár három közös kötéssel is rendelkezhet, és még mindig kötődhet más atomokhoz. A polimerekben leggyakrabban előforduló elemek és azok valenciaszáma: H, F, Cl, Bf és I 1 valence elektronokkal; O és S 2 valence elektronokkal; n 3 valence elektronokkal és C és Si 4 valence elektronokkal.

a molekulák hosszú láncok kialakítására való képessége elengedhetetlen a polimerek előállításához. Tekintsük az anyag polietilén, amely készült etán gáz, C2H6. Az etán-gáznak két szénatomja van a láncban, a két szénatom mindegyike két valence-elektronot oszt meg a másikkal. Ha két etán molekulát hozunk össze, akkor az egyes molekulákban lévő szénkötések egyike megszakítható, a két molekula pedig szén-szén kötéssel összekapcsolható. A két mers összekapcsolása után a lánc mindkét végén még mindig két szabad vegyértékű elektron van más mers vagy polimer láncok összekapcsolására. A folyamat addig folytatódhat, amíg a molekula mindkét végén a rendelkezésre álló kötést kitöltő anther kémiai (Terminátor) hozzáadásával le nem áll. Ezt lineáris polimernek nevezik, amely a hőre lágyuló polimerek építőeleme.

a polimer láncot gyakran két dimenzióban mutatják be, de meg kell jegyezni, hogy háromdimenziós szerkezetük van. Minden kötés 109 ° – on van a következőhöz képest, ezért a szén gerince az űrön keresztül nyúlik, mint egy csavart TinkerToys lánc. Stressz alkalmazásakor ezek a láncok nyúlnak, a polimerek megnyúlása pedig több ezerszer nagyobb lehet, mint kristályos szerkezetekben.

a polimer lánc hossza nagyon fontos. Mivel a láncban lévő szénatomok száma több száz fölé emelkedik, az anyag áthalad a folyékony állapoton, és viaszos szilárdvá válik. Ha a láncban lévő szénatomok száma meghaladja az 1000-et, akkor szilárd anyagú polietilént kapunk, amelynek szilárdsága, rugalmassága és szívóssága jellemző. Az állapotváltozás azért következik be, mert a molekulák hosszának növekedésével a molekulák közötti teljes kötési erők is növekednek.

azt is meg kell jegyezni, hogy a molekulák általában nem egyenesek, hanem kusza tömegűek. Hőre lágyuló anyagok, mint például a polietilén, lehet ábrázolni, mint egy tömeg összefonódó férgek véletlenszerűen dobott egy vödör. A kötési erők a molekulák közötti van der Waals-erők és a láncok közötti mechanikai összefonódás eredménye. A hőre lágyuló műszerek felmelegedésekor nagyobb a molekulamozgás, és a molekulák közötti kötések könnyen megtörhetők. Ezért lehet hőre lágyuló anyagokat újragondolni.

van egy másik polimercsoport, amelyben a polimerizáció során sok molekula helyett egyetlen nagy hálózat alakul ki. Mivel polimerizáció kezdetben teljesítve, a fűtés, a nyersanyagok, pácolással őket együtt, ez a csoport az úgynevezett hőre keményedő polimereknél vagy műanyag. Az ilyen típusú hálózati struktúra kialakításához a mers-nek több mint két helynek kell lennie a csontozáshoz; ellenkező esetben csak lineáris szerkezet lehetséges. Ezek a láncok összekötött szerkezeteket és gyűrűket alkotnak, és oda-vissza hajtogathatnak, hogy részlegesen kristályos szerkezetet vegyenek fel.

mivel ezek az anyagok lényegében egy óriási molekulából állnak, a molekulák között nincs mozgás, ha a tömeg meg van állítva. A hőre keményedő polimerek merevebbek, általában nagyobb szilárdságúak, mint a hőre lágyuló polimerek. Továbbá, mivel nincs lehetőség a molekulák közötti mozgásra egy hőre keményedő polimerben, fűtött állapotban nem válnak műanyaggá.