ポリマーの定義、用途、分類、構造および特性
ポリマーの定義
ポリマーは高分子であるか、いくつかのモノマー（単純な小分子）で構成される巨大分子としても知られています。 ポリマーを構成する小分子/モノマーは、二重結合化合物または官能基を有する化合物の形態である場合もあれば、その形態である場合もあります。
ポリマーの特性
これらのポリマーは、さまざまな特性を持つさまざまなクラスの天然および合成材料で構成される高分子です。 これら2つの材料の違いは、ポリマーが微生物によって容易に分解されるか、またはオーバーホールされるかどうかにあります。 通常、合成材料のポリマーは、天然材料のポリマーと比較した場合、微生物による分解がより困難になります。
構造に基づくポリマーの特性
これらのポリマーの特性の違いは、次のようなポリマー構造によっても影響を受けます。
-
ポリマー鎖長
ポリマー鎖が長いほど、化合物の強度と融点が高くなります。 -
分子間力
ポリマー鎖の分子間力が大きいほど、このポリマーは強くなり、溶融も困難になります。 -
分岐
多分岐ポリマー鎖は引張強度が低く、容易に溶融します。 -
ポリマー鎖間の架橋
架橋が多いほど、ポリマーは硬くて脆くなるため、壊れやすくなります。 これは、ポリマー鎖間の架橋が堅いネットワークを引き起こし、また硬い材料を形成するためです。 -
ポリマー鎖の結晶化度
結晶化度が高いほど、ポリマー鎖はより強くなり、化学物質や酵素に対してより耐性があります。 一般的に、結晶化度の高いものは規則的な構造のポリマーであり、 不規則に構造化されたポリマーは、結晶化度が低く、本質的にアモルファスである傾向があります。 ハード）。
ポリマーの一般的な特性
一般に、これらのポリマーには、次のようないくつかの特性があります。
a。 熱特性
ポリマーは、導体ではありませんが、優れた熱特性を持つ絶縁体です。 タイプから見ると、加熱されたポリマーの中には柔らかくなるものもあれば、硬くなるものもあります。 このような変更は、特定のコンポーネント材料として非常に重要です。
b。 柔軟性
その柔軟な性質により、ポリマーは確かに容易に所望の製品に加工されます。 ただし、これらの天然ポリマーは、合成ポリマーよりもカスタマイズ可能です。
c。 微生物への耐性
これらの微生物に対する耐性の特性は、通常、合成ポリマーによって所有されています。 一方、シルク、ウール、その他の天然高分子などの天然高分子は、微生物に耐性がありません。
d。 その他の特徴
ポリマーの他の特性には、次のものがあります。
- 重量/体積比が小さいという意味で軽量。
- 腐食や攻撃的な環境への損傷に耐性があります。
- 分子量が大きいため、寸法は安定しています。 だけでなく、他の人。
ポリマーの分類と構造
このポリマーの構造は、その分類によって区別されます。 原則として、ポリマーの分類は次のもので構成されます。
a。 起源に基づくポリマーの分類
これらのポリマーは、その起源に基づいて、次の2つのタイプに分類されます。
1. 天然高分子
天然高分子、これらは数が非常に限られている化合物であり、生物の代謝過程からも生成されます。 このポリマーの性質はまた、安定性が低く、水を吸収しやすく、加熱により不安定であり、また形成するのが難しい。
例は次のとおりです。
- タンパク質、
- スターチ、
- グリコーゲン、
- セルロース、
- 天然ゴム（ポリイソプレン）、
- 核酸。
2. 合成ポリマー
合成ポリマーは、自然界には存在しないが、そのモノマーから合成されるポリマーです。 このポリマーは、人間の二次的および三次的ニーズを満たすように意図的に作られています。
例は
- ポリエチレン、
- ポリ塩化ビニル、
- ポリプロピレン、
- テトラフルオロエチレン。
b。 モノマーの種類に基づくポリマーの分類
モノマーの種類に基づいて、このポリマーは次の2つの種類に分けられます。
ホモポリマーは、構造が——— A – A – A – A – A ———の類似したモノマーからなるポリマーです。
例としては、ポリスチレン、ポリエチレン、PVC、デンプン、ポリプロピレン、セルロース、テフロン、ポリイソプレンなどがあります。
コポリマー、これは、次の構造を持つ2つ以上の異なるモノマーからなるポリマーです—A – B – A – B – A – B —。 このタイプのポリマーも、次の4つのタイプで構成されています。
- 交互共重合体、これは、ポリマー鎖に交互に存在するいくつかの異なる繰り返し単位を有する一種の共重合体である。 構造は…-A-B-A-B-A-…
- ブロック共重合体、これは、ポリマー鎖内の他の繰り返し単位と交互に繰り返される繰り返し単位を有するタイプの共重合体である。 構造は…-A-A-AA-B-B-B-B-A-A-A-A-…の形式です。
- 不規則な共重合体。これは、繰り返し単位の数が異なり、ポリマー鎖にランダムに配置された共重合体の一種です。 構造は…-A-B-A-A-B-B-A-A…の形式です。
- 接着剤/黒鉛共重合体、これは1種類の繰り返し単位が付着した共重合体の一種です 1つのタイプの繰り返し単位の1つのタイプのみを含むストレートバックボーンポリマー モノマー。 構造は…A-A-A-A-A-A…
c。 弾性に基づくポリマーの分類
それらの弾性に基づいて、これらのポリマーは次のように分類されます。
- 熱可塑性ポリマー。これらは耐熱性がないポリマーであるため、加熱すると粘着し、必要に応じて成形できます。
- 熱硬化性ポリマーで、加熱しても溶けない（溶けない）耐熱性ポリマーです。 熱可塑性ポリマーとは対照的に、このポリマーは必要に応じて成形するのが非常に困難です。
d。 鎖配列の形状に基づくポリマーの分類
次に、鎖配列の形状に基づいて、ポリマーは次のように分割されます。
- 線状ポリマー、これは、同じ繰り返し単位を通過することによって互いに配置され、長いポリマー鎖を形成するポリマーです。 これらのポリマーは通常、常温で固体特性を持ち、一部の溶媒に溶解する場合と溶解しない場合があります。 例としては、PVC、ポリエチレン、ナイロン66などがあります。
- 分岐ポリマー、これは線状ポリマーが分岐を形成するときに形成されるポリマーです。
- 架橋ポリマー（架橋）、これは、いくつかのポリマー鎖が主鎖で互いに結合しているために形成されるポリマーです。 ポリマーの架橋が鎖間の化学結合で発生すると、 三次元または三次元ネットワークポリマーとしても知られている三次元架橋が形成される 通信網。
重合反応
モノマーからポリマーを形成するこの反応は、重合反応と呼ばれます。 この重合反応は、2つのタイプに分けられます。
付加重合
この付加重合は、一般に二重結合を持つモノマーで発生します。 一般に、この付加重合で反応するモノマーは、アルケン化合物とその誘導体です。 次に、付加重合反応から、付加ポリマーが、すなわち単一の生成物として生成される。
付加重合反応の例：
a。 エテンからのポリエチレン（PE）の形成
b。 塩化ビニルからのPVCの形成
c。 イソプレンからのポリイソプレンの形成
縮合重合
この縮合重合は、各モノマーの2つの異なる官能基間で発生する化学反応によるモノマーの結合です。 重合は、それぞれが少なくとも２つの反応性官能基を有するジモノマーで起こる。 縮合重合の結果から、H2O、HCl、CH3OHなどのポリマーや小分子が生成されます。 ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタンなどのポリマーは、縮合重合反応によって合成されます。
付加重合反応の例：
a。 ポリエステルの形成：テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールからのPET
テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールからのPET
b。 ポリアミドの形成：アジピン酸とヘキサメチレンジアミンからのナイロン66
合成ポリマーの用途
PVC
ソフトポリ塩化ビニル（PVC）は、レインコート、ウォーターホース、電気絶縁に使用されます。 一方、パイプや床のコーティングには、剛性のある塩ビが使用されています。
PS
ポリスチレン（PS）にはいくつかの形態があります。 剛性があり壊れやすいポリスチレンは、スプーン、フォーク、カセットボックス、ナイフなどのプラスチック製カトラリーとして使用されます。 このポリスチレンは発泡スチロールである発泡体の形であり、優れた断熱特性を持っています。 そのため、発泡スチロールは食品/飲料の容器として、また電子機器のパッケージの耐衝撃性のためのコルクとして非常に広く使用されています。
PE（LDPEおよびHDPE）
ポリエチレン（PE）にはさまざまな形態があります。 HDPE（高密度ポリエチレン）は、ペットボトルやおもちゃとして広く使用されている、より強くて硬い特性を持つポリエチレンです。 LDPE（低密度ポリエチレン）は、HDPEよりも塑性特性が高く、融点も低いポリエチレンです。 LDPEは、ビニール袋、シートプラスチック、ケーブルラッピングに広く使用されています。
PP
このポリプロピレン（PP）は、ロープ、ペットボトル、カーペット、プラスチック袋、実験装置、おもちゃに使用されます。
PTFE
テフロンとしても知られている、または商品名で知られているポリテトラフルオロエチレン（PTFE）は、非反応性、強力、および耐熱性を備えています。 PTFEは、化学タンクコーティング、ガスケット、および焦げ付き防止パンコーティングとして使用されます。
PMMA
ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）は、Plexiglas、Lucite、Perspexとも呼ばれ、硬く、軽く、強く、透明です。 PMMAは、家具、光学機器、飛行機の窓、グローブボックスとして使用されます。
ペット
商品名でも知られているポリ（エチレンテレフタレート）（PET）は、繊維として広く使用されているダクロンまたはテリレンです。 それとは別に、PETは飲料ボトルとしても広く使用されています。 薄膜の形で、商品名マイラーのPETは強力で耐性があります 引き裂き、光学機器、ボートの帆、磁気記録テープ、およびパッケージングに使用されます 品。
ナイロン
ナイロンは、丈夫で軽量、耐応力性のある繊維状のポリマーです。 そのため、ナイロンはパラシュート、テント、ロープ、ネット、レインコート、カーペットなどの製造に広く使用されています。
ポリマーの問題の例
問題1
次のポリマーを構成するモノマーの構造を決定します。
討論：
ポリマー構造から、3つの繰り返し構造単位があります。 これらのポリマーは、主鎖にアミド、エステル、カーボネート、またはウレタン結合がないため、付加ポリマーとして分類されます。 付加ポリマーのモノマー構造は、一般に繰り返し構造単位のモノマー構造と非常に似ています。
したがって、ポリマーのモノマー構造は次のとおりです。
問題2
次のポリマーの中で：
1. ベークライト
2. ナイロン
3. テフロン
4. ダクロン
5. 発泡スチレン
どちらが縮合ポリマーですか...？
a。 2と4
b。 1と3
c。 1、2、および3
d。 3と5
e。 上記のすべての答えは間違っています
回答：
e。 2と4
ナイロンとダクロンの両方が縮合重合によって合成されました。 ナイロン自体はポリアミドで、ダクロン（PET）はポリエステルです。
問題3
次の化合物は、天然高分子の非モノマーです。
a。 グルコース
b。 イソプレン
c。 ヌクレオチド
d。 アミノ酸
e。 アクリロニトリル
回答：
e。 アクリロニトリル （アクリロニトリルは合成ポリマーPAN（ポリアクリロニトリル）のモノマーです）。
したがって、ポリマーの定義、用途、分類、構造、および特性の説明、うまくいけば、上記の説明があなたに役立つ可能性があります。 ありがとうございました
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