Bahan polimer: teknologi, jenis, produksi dan aplikasi. Jenis bahan polimer

Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting di http://www.allbest.ru

Perkenalan

1. Komposisi polimer

2. Klasifikasi polimer

3. Struktur polimer

4. Sifat-sifat polimer

5. Penerapan polimer

Perkenalan

Polimer adalah zat dengan berat molekul tinggi, yang tanpanya saat ini sulit membayangkan ilmu pengetahuan dan teknologi, kemudahan dan kenyamanan, yang molekulnya terdiri dari elemen struktural berulang - mata rantai yang dihubungkan dalam rantai melalui ikatan kimia, dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan sifat tertentu. Sifat khusus meliputi kemampuan berikut: kemampuan untuk mengalami deformasi mekanis yang sangat elastis dan reversibel yang signifikan; untuk pembentukan struktur anisotropik; untuk pembentukan larutan yang sangat kental ketika berinteraksi dengan pelarut; Ke perubahan mendadak sifat ketika menambahkan sedikit aditif dari zat dengan berat molekul rendah. Bahan-bahan tersebut berfungsi sebagai pengganti logam yang layak.

1. Komposisi polimer

Polimer adalah zat yang makromolekulnya terdiri dari banyak unit dasar berulang yang mewakili kelompok atom yang sama. Berat molekul suatu molekul berkisar antara 500 hingga 1.000.000.Dalam molekul polimer, terdapat rantai utama yang dibangun dari sejumlah besar atom. Rantai sampingnya lebih pendek.

Polimer yang rantai utamanya mengandung atom identik disebut homochain, dan jika terdapat atom karbon disebut carbochain. Polimer yang rantai utamanya mengandung atom berbeda disebut heterochain.

Makromolekul polimer dibagi berdasarkan bentuknya menjadi linier, bercabang, datar, pita, spasial, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

Molekul polimer diperoleh dari produk awal dengan berat molekul rendah - monomer - melalui polimerisasi dan polikondensasi. Polimer polikondensasi termasuk resin fenol-formaldehida, poliester, poliuretan, dan resin epoksi. Senyawa bermolekul tinggi dari jenis polimerisasi meliputi polivinil klorida, polietilen, polistiren, dan polipropilena. Senyawa polimer tinggi dan molekul tinggi merupakan dasar dari sifat organik - sel hewan dan tumbuhan yang terdiri dari protein.

Gambar 1 - Struktur molekul polimer:

a) linier, b) bercabang, c) pita, d) datar, e) spasial

2. Klasifikasi polimer

Berdasarkan asalnya, polimer dibedakan menjadi alami (biopolimer), misalnya protein, asam nukleat, resin alami, dan sintetis, misalnya resin polietilen, polipropilen, fenol-formaldehida. Atom atau gugus atom dapat tersusun dalam makromolekul dalam bentuk: rantai terbuka atau rangkaian siklus memanjang (polimer linier, misalnya karet alam); rantai bercabang (polimer bercabang, seperti amilopektin), jaringan tiga dimensi (polimer ikatan silang, seperti resin epoksi yang diawetkan). Polimer yang molekulnya terdiri dari unit monomer identik disebut homopolimer.

Makromolekul dengan komposisi kimia yang sama dapat dibangun dari unit-unit konfigurasi spasial yang berbeda. Jika makromolekul terdiri dari stereoisomer yang sama atau berbeda yang bergantian dalam rantai pada periodisitas tertentu, polimer tersebut disebut stereoregular.

Polimer yang makromolekulnya mengandung beberapa jenis unit monomer disebut kopolimer. Kopolimer yang unit-unitnya masing-masing membentuk rangkaian kontinu yang cukup panjang dan saling menggantikan dalam makromolekul disebut kopolimer blok. Ke tautan internal makromolekul satu struktur kimia sirkuit dengan struktur berbeda dapat dihubungkan. Kopolimer semacam ini disebut kopolimer cangkok.

Polimer yang masing-masing atau beberapa stereoisomer suatu unit membentuk rangkaian kontinu yang cukup panjang yang saling menggantikan dalam satu makromolekul disebut kopolimer stereoblok.

Tergantung pada komposisi rantai utama (utama), polimer dibagi menjadi: heterochain, rantai utama yang mengandung atom dari berbagai elemen, paling sering karbon, nitrogen, silikon, fosfor, dan homochain, rantai utama yang dibangun dari atom yang identik. Dari polimer homochain, yang paling umum adalah polimer rantai karbon, yang rantai utamanya hanya terdiri dari atom karbon, misalnya polietilen, polimetil metakrilat, politetrafluoroetilen. Contoh polimer heterochain adalah poliester (polietilen tereftalat, polikarbonat), poliamida, resin urea-formaldehida, protein, dan beberapa polimer organosilikon. Polimer yang makromolekulnya, bersama dengan gugus hidrokarbon, mengandung atom unsur anorganogenik disebut unsur organo. Kelompok polimer terpisah dibentuk oleh polimer anorganik, misalnya belerang plastik dan polifosfonitril klorida.

3. Struktur polimer

Elastomer

Elastomer adalah bahan sintetis dengan sifat elastis. Mereka mengubah bentuknya tanpa kesulitan; jika ketegangannya hilang, mereka kembali ke bentuk aslinya. Elastomer berbeda dari bahan sintetis elastis lainnya karena elastisitasnya lebih bergantung pada suhu.

Elastomer terdiri dari makromolekul yang terhubung secara spasial. Jaringan molekul elastomer memiliki sel yang lebar. Saat berubah bentuk, sel-sel bergerak menjauh tanpa merusak titik sambungan. Setelah tegangan dihilangkan, sel-sel, seperti karet, tertarik ke posisi semula, dan bahan sintetis kembali mengambil bentuk aslinya.

Karet merupakan produk vulkanisasi karet. Karet teknis merupakan material komposit yang dapat mengandung hingga 15-20 bahan yang melakukan berbagai fungsi. Perbedaan utama antara karet dan bahan polimer lainnya adalah kemampuannya untuk mengalami deformasi besar, reversibel, dan sangat elastis pada rentang suhu yang luas, termasuk suhu kamar dan di atasnya. suhu rendah. Komponen deformasi karet yang ireversibel atau plastis jauh lebih sedikit dibandingkan dengan karet, karena makromolekul karet terikat pada karet melalui ikatan kimia melintang (jaringan vulkanisasi). Karet (produk vulkanisasi karet) lebih unggul daripada karet dalam hal sifat kekuatan, tahan panas dan beku, tahan terhadap lingkungan agresif, dll.

Plastik

Plastik adalah bahan organik berbahan dasar polimer yang dapat melunak saat dipanaskan dan memperoleh bentuk stabil tertentu di bawah tekanan. Plastik sederhana hanya terdiri dari polimer kimia. Plastik kompleks meliputi bahan tambahan: pengisi, pemlastis, pewarna, pengeras, katalis. Plastik diproduksi secara monolitik - dalam bentuk termoplastik dan termoset, berisi gas - dengan struktur seluler.

Plastik termoplastik termasuk polietilen tekanan rendah, polipropilen, polistiren tahan benturan, polivinil klorida, fiberglass, poliamida, dll.

Plastik termoset meliputi: busa poliuretan kaku, aminoplastik, dll.

Plastik berisi gas termasuk busa poliuretan, bahan struktural ultra-ringan berisi gas.

sifat kimia polimer

4. Sifat-sifat polimer

Polimer linier memiliki seperangkat sifat fisikokimia dan mekanik tertentu. Sifat yang paling penting dari ini: kemampuan untuk membentuk serat dan film anisotropik berkekuatan tinggi yang berorientasi tinggi, kemampuan untuk mengalami deformasi reversibel yang besar dan jangka panjang; kemampuan membengkak dalam keadaan sangat elastis sebelum larut; viskositas larutan yang tinggi. Kumpulan sifat ini disebabkan oleh berat molekul yang tinggi, struktur rantai, dan fleksibilitas makromolekul. Ketika berpindah dari rantai linier ke jaringan tiga dimensi yang bercabang dan jarang dan, akhirnya, ke struktur jaring padat, rangkaian properti ini menjadi semakin berkurang. Polimer dengan ikatan silang tinggi tidak dapat larut, dapat diinfuskan, dan tidak mampu mengalami deformasi yang sangat elastis.

Sifat-sifat plastik

Plastik mempunyai ciri kepadatan rendah, konduktivitas listrik dan termal yang sangat rendah, dan kekuatan mekanik yang tidak terlalu tinggi. Saat dipanaskan, mereka membusuk. Tidak peka terhadap kelembapan, tahan terhadap asam dan basa kuat. Secara fisiologis hampir tidak berbahaya.

Sifat-sifat plastik dapat dimodifikasi dengan metode kopolimerisasi atau polimerisasi stereospesifik, dengan menggabungkan plastik yang berbeda satu sama lain atau dengan bahan lain, seperti serat kaca, kain tekstil, memasukkan bahan pengisi dan pewarna, bahan pemlastis, serta bahan baku yang bervariasi, misalnya. penggunaan yang sesuai.

Untuk memberikan sifat khusus pada plastik, bahan pemlastis (silikon, dll.), penghambat api, dan antioksidan (hidrokarbon tak jenuh) ditambahkan ke dalamnya.

Sifat-sifat karet

Sifat penting dari karet adalah elastisitas, kemampuan untuk mengalami deformasi besar yang dapat dibalik pada rentang suhu yang luas. Pada tingkat molekuler, hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa selama deformasi, rantai molekul meregang dan meluncur relatif satu sama lain; setelah beban dihilangkan, rantai molekul, di bawah pengaruh gerakan termal, kembali ke posisi semula, sesuai dengan aslinya, namun masih sedikit bergeser. Perubahan posisi rantai molekul ini mencirikan deformasi permanen. Karet mempunyai elastisitas yang tinggi dan deformabilitas yang tinggi. Karet memiliki kekerasan yang rendah, hal ini ditentukan oleh kandungan bahan pengisi dan pemlastis di dalamnya, serta derajat vulkanisasi. Karet tahan terhadap keausan dengan baik dan mengisolasi panas serta bersuara dengan baik. Mereka adalah bahan diamagnetik dan dielektrik yang baik. Ada karet dengan minyak, bensin, air, uap, tahan panas, serta tahan terhadap lingkungan agresif dan kelelahan (sifat mekanik berkurang).

5. Penerapan polimer

Polimer digunakan di semua bidang kehidupan manusia:

Penggunaan aktif polimer di pertanian memungkinkan Anda untuk tidak kehilangan hasil panen karena cuaca, tetapi meningkatkannya sekitar 30%. Misalnya saja rumah kaca.

Dalam olahraga yang biasanya bermain di atas rumput (sepak bola, tenis, kroket), polimer sangat diperlukan; rumput buatan dihasilkan darinya.

Namun, konsumen utama dari hampir semua bahan yang diproduksi di negara kita, termasuk polimer, adalah industri. Penggunaan bahan polimer dalam teknik mesin tumbuh pada tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya sepanjang sejarah manusia. Misalnya, pada tahun 1976 1. teknik mesin di negara kita mengkonsumsi 800.000 ton plastik, dan pada tahun 1960 - hanya 116.000 ton.Menarik untuk dicatat bahwa sepuluh tahun yang lalu 37-38% dari seluruh produk yang diproduksi di negara kita dikirim ke plastik teknik mesin, dan pada tahun 1980 pangsa teknik mesin dalam penggunaan plastik menurun menjadi 28%. Dan intinya di sini bukanlah kebutuhannya akan berkurang, tetapi sektor-sektor perekonomian nasional lainnya mulai menggunakan bahan polimer secara lebih intensif di bidang pertanian, konstruksi, dan industri ringan dan makanan.

Daftar literatur bekas

1. Ilmu material: Buku teks untuk universitas / B.N. Arzamasov, V.I. Makarova, G.G. Mukhin dan lainnya; Secara umum Ed. B.N. Arzamasova, G.G. Mukhina. - Edisi ke-7, stereotip. - M.: Penerbitan MSTU im. NE. Bauman, 2005. - 648 hal.: sakit.

2. Gorchakov G.I., Bazhenov Yu.M. Bahan konstruksi/ G.I. Poller V.I. "Kimia menuju milenium ketiga." - 1979. Ratinov A.M., Ivanov D.P. “Kimia dalam konstruksi.” Direktori.

3. Vasyutin D.O. "Polimer".

4. Kamus ensiklopedis.

5. http://www.e-reading-lib.org/chapter.php/99301/51/Buslaeva_-_Materialovedenie._Shpargalka.html

6.http://museion.ru/1.5/rezina.html

7. Wikipedia Ensiklopedia Gratis.

Diposting di Allbest.ru

Dokumen serupa

Klasifikasi, struktur polimer, kegunaannya dalam berbagai industri dan kehidupan sehari-hari. Reaksi pembentukan polimer dari monomer adalah polimerisasi. Formula untuk memproduksi polipropilen. Reaksi polikondensasi. Memperoleh pati atau selulosa.

pengembangan pelajaran, ditambahkan 22/03/2012


Fitur struktur dan properti. Klasifikasi polimer. Sifat-sifat polimer. Produksi polimer. Penggunaan polimer. Film. Reklamasi. Konstruksi. Karpet rumput sintetis. Teknik Mesin. Industri.

abstrak, ditambahkan 11/08/2002


Sejarah perkembangan ilmu polimer – senyawa bermolekul tinggi, zat dengan berat molekul besar. Klasifikasi dan sifat bahan plastik organik. Contoh penggunaan polimer dalam bidang kedokteran, pertanian, teknik mesin, dan kehidupan sehari-hari.

presentasi, ditambahkan 12/09/2013


Ciri-ciri reaksi kimia dalam polimer. Penghancuran polimer di bawah pengaruh panas dan media kimia. Reaksi kimia di bawah pengaruh cahaya dan radiasi pengion. Pembentukan struktur jaringan pada polimer. Reaksi polimer dengan oksigen dan ozon.

tes, ditambahkan 03/08/2015


Rumus dan deskripsi poliasitelena, tempatnya dalam klasifikasi polimer. Struktur, fisik dan Sifat kimia poliasitelena. Suatu metode untuk memproduksi poliasetilen dengan mempolimerisasi asetilena atau polimeran melalui transformasi logis dari polimer jenuh.

abstrak, ditambahkan 04/05/2014


Keadaan dan transisi fisik dan fase. Termodinamika deformasi yang sangat elastis. Relaksasi dan peralatan mekanis polimer kristal. Teori kehancuran dan daya tahannya. Transisi kaca, reologi lelehan dan larutan polimer.

tes, ditambahkan 03/08/2015


karakteristik umum tren modern pengembangan komposit berbasis polimer. Esensi dan pentingnya penguatan polimer. Fitur produksi dan sifat bahan komposit polimer. Analisis aspek fisikokimia penguatan polimer.

abstrak, ditambahkan 27/05/2010


Karakteristik dan klasifikasi polimer. Asal usul industri plastik, teknologi produksi polistiren. Sifat fisik dan kimia. Struktur supramolekul, konformasi, konfigurasi. Metode penyembuhan. Aplikasi dalam industri.

abstrak, ditambahkan 30/12/2008


Struktur molekul suatu zat polimer (struktur kimia), yaitu komposisinya dan cara atom-atom bergabung dalam suatu molekul. Membatasi kasus pemesanan polimer kristal. Diagram susunan sumbu kristalografi pada kristal polietilen.

tes, ditambahkan 02/09/2014


Sifat kekuatan polimer. Nilai pengukuran kekerasan, kegunaannya untuk mengoptimalkan kandungan pemlastis, jenis pengisi, kondisi pemrosesan. Ketergantungan kekerasan poliamida pada suhu. Konduktivitas termal polimetil metakrilat.

Polimer bersifat organik dan tidak bahan organik, yang dibagi menjadi berbagai jenis dan tipe. Apa itu polimer dan apa klasifikasinya?

Ciri-ciri umum polimer

Polimer adalah zat dengan berat molekul tinggi yang molekulnya terdiri dari unit struktural berulang yang dihubungkan satu sama lain melalui ikatan kimia. Polimer dapat berupa zat organik atau anorganik, amorf atau kristal. Polimer selalu mengandung sejumlah besar unit monomer; jika jumlah ini terlalu kecil, maka ia bukan lagi polimer, melainkan oligomer. Jumlah satuan dianggap cukup jika sifat-sifatnya tidak berubah seiring dengan penambahan satuan monomer baru.

Beras. 1. Struktur polimer.

Zat yang membentuk polimer disebut monomer.

Molekul polimer dapat memiliki struktur linier, bercabang, atau tiga dimensi. Berat molekul polimer umum berkisar antara 10.000 hingga 1.000.000.

Reaksi polimerisasi merupakan karakteristik banyak zat organik yang mengandung ikatan rangkap atau rangkap tiga.

Misalnya: reaksi pembentukan polietilen:

nCH 2 =CH 2 —> [-CH 2 -CH 2 -]n

di mana n adalah jumlah molekul monomer yang saling berhubungan selama proses polimerisasi, atau derajat polimerisasi.

Polietilen diproduksi pada suhu tinggi dan tekanan darah tinggi. Polietilen stabil secara kimia, kuat secara mekanis dan oleh karena itu banyak digunakan dalam pembuatan peralatan di berbagai industri. Ia memiliki sifat isolasi listrik yang tinggi dan juga digunakan sebagai kemasan makanan.

Beras. 2. Bahannya adalah polietilen.

Unit struktural adalah kelompok atom yang berulang berkali-kali dalam makromolekul.

Jenis polimer

Berdasarkan asalnya, polimer dibedakan menjadi tiga jenis:

• alami. Polimer alami atau natural dapat ditemukan di alam kondisi alam. Golongan ini misalnya meliputi ambar, sutera, karet, pati.

Beras. 3. Karet.

• sintetis. Polimer sintetik diperoleh di laboratorium dan disintesis oleh manusia. Polimer tersebut termasuk PVC, polietilen, polipropilen, poliuretan. zat-zat ini tidak ada hubungannya dengan alam.
• palsu. Polimer buatan berbeda dari polimer sintetik karena mereka disintesis, meskipun dalam kondisi laboratorium, tetapi berdasarkan polimer alami. Polimer buatan termasuk seluloid, selulosa asetat, dan nitroselulosa.

Dilihat dari sifat kimianya, polimer dibedakan menjadi organik, anorganik, dan organoelemen. Kebanyakan dari semua polimer yang diketahui adalah organik. Ini mencakup semua polimer sintetik. Bahan dasar zat yang bersifat anorganik adalah unsur-unsur seperti S, O, P, H dan lain-lain. Polimer semacam itu tidak elastis dan tidak membentuk rantai makro. Ini termasuk polisilan, asam polisilat, dan poligerman. Polimer organoelemen mencakup campuran polimer organik dan anorganik. Rantai utama selalu anorganik, rantai sampingnya organik. Contoh polimer termasuk polisiloksan, polikarboksilat, dan poliorganosiklofosfazen.

Semua polimer dapat ditemukan berbeda keadaan agregasi. Dapat berupa cairan (pelumas, pernis, perekat, cat), bahan elastis (karet, silikon, karet busa), serta plastik keras (polietilen, polipropilen).

Polimer merupakan suatu senyawa kompleks yang mempunyai berat molekul tinggi dan terdiri dari sejumlah unit penyusun yang saling berhubungan melalui ikatan kimia. Paling sering, struktur polimer didasarkan pada monomer - fragmen struktural yang terdiri dari beberapa atom.

Kebanyakan polimer diproduksi secara sintetis (walaupun ada juga polimer alami) - menggunakan reaksi polimerisasi dan polikondensasi. Misalnya, etilen berubah menjadi polietilen, propilena menjadi polipropilena, dll.

Sifat-sifat polimer

Sifat-sifat polimer sangat ditentukan oleh komposisinya, namun ada beberapa ciri yang umum pada sebagian besar polimer. Faktanya, fitur-fitur inilah yang memberikan tujuan praktis terluasnya. Polimer bersifat elastis, fleksibel dan tidak rapuh. Makromolekul yang menyusun polimer dapat mengubah orientasinya di bawah pengaruh medan mekanik tertentu, fitur ini digunakan dalam produksi film.

Sifat menarik lainnya dari polimer adalah kemampuannya untuk mengubah sifat fisik dan mekaniknya secara tiba-tiba ketika terkena sejumlah kecil reagen. Fitur ini digunakan dalam vulkanisasi karet, penyamakan kulit, dll.

Jenis polimer

Polimer diklasifikasikan menurut sejumlah karakteristik. Klasifikasi yang paling signifikan adalah berdasarkan asal dan komposisi kimia.

Ada polimer berdasarkan asalnya:

• Alami - ada di alam (pati, protein, dll.);
• Sintetis - diperoleh secara sintetis (polietilen, polipropilen, dll.);
• Buatan - diperoleh secara sintetis dari polimer alami (nitroselulosa, metilselulosa, dll.).

Polimer diklasifikasikan menurut komposisi kimianya:

• Organik;
• Anorganik;
• Organoelemen - mengandung struktur organik dan anorganik.

Polimer dalam praktiknya

Polimer ditemukan aplikasi yang luas di berbagai bidang - teknik mesin, industri tekstil, kedokteran, pertanian. Senyawa polimer juga mendapat tempat dalam kehidupan sehari-hari. Benda-benda yang mengandung polimer ada di mana-mana - berbagai jenis kain (wol, sutra, kulit, dll.), produk plastik, campuran bangunan yang mengikat (semen, tanah liat, dll.), produk karet, piring... Secara umum, Peran senyawa polimer dalam kehidupan kita sungguh besar. Sekarang Anda tahu apa itu polimer.

Kata pengantar

Semua jenis bahan polimer adalah zat yang setiap molekulnya merupakan rantai puluhan atau ratusan ribu kelompok atom identik yang dihubungkan secara seri, dan kelompok atom yang sama diulang berkali-kali secara ritmis.

Isi

Bahan polimer utama termasuk resin dan plastik. Tergantung pada apakah itu polimer termoplastik atau termoset, bahan tersebut dapat melunak dan mengeras berkali-kali, atau, dengan satu pemanasan, berubah menjadi padat dan kehilangan kemampuannya untuk meleleh secara permanen. Bahan polimer modern yang paling umum digunakan adalah dispersi, lateks, dan perekat.

Apa itu bahan polimer bangunan

Apa itu bahan polimer dan bagaimana penggunaannya dalam konstruksi? Semua jenis bahan polimer adalah zat yang setiap molekulnya merupakan rantai puluhan atau ratusan ribu kelompok atom identik yang dihubungkan secara seri, dan kelompok atom yang sama diulang berkali-kali secara ritmis.

Jenis utama bahan polimer dibagi menjadi termoplastik dan termoset. Polimer termoplastik mampu melunak dan mengeras berulang kali seiring dengan perubahan suhu, dan juga mudah membengkak dan larut dalam pelarut organik. Ini termasuk resin dan plastik polistiren, polietilen dan polivinil klorida (polivinil klorida).

Sifat utama bahan polimer termoset adalah transisinya menjadi keadaan padat yang tidak larut ketika dipanaskan dan hilangnya kemampuan meleleh yang tidak dapat diubah. Polimer tersebut termasuk resin fenol-formaldehida dan urea-formaldehida, poliester dan epoksi.

Jenis bahan polimer tertentu dalam konstruksi, di bawah pengaruh panas, cahaya, dan oksigen atmosfer, mengubah sifatnya seiring waktu: kehilangan fleksibilitas, elastisitas, dengan kata lain, menua.

Untuk mencegah penuaan bahan bangunan polimer modern, digunakan zat penstabil khusus (agen anti penuaan), yaitu berbagai senyawa organologam timbal, barium, kadmium, dll. Misalnya, Tinuvin P digunakan sebagai penstabil.

Bahan polimer apa saja yang ada dan apa ciri utamanya, Anda akan pelajari di halaman ini.

Bahan plastik polimer dan sifat-sifatnya

Salah satu jenis bahan polimer utama adalah plastik. Mereka adalah sebuah kelompok bahan organik, yang berbahan dasar zat bermolekul tinggi seperti resin sintetis atau alami yang dapat dibentuk di bawah panas dan tekanan, mempertahankan bentuknya secara stabil.

Bahan plastik polimer memiliki kualitas insulasi termal dan insulasi listrik yang baik, ketahanan terhadap korosi dan daya tahan. Kepadatan rata-rata plastik adalah 15-2200 kg/m3; kekuatan tekan - 120-160 MPa. Plastik diberkahi dengan sifat isolasi listrik dan termal yang baik, ketahanan terhadap korosi dan daya tahan. Beberapa diantaranya bersifat transparan dan memiliki sifat perekat yang tinggi, serta cenderung membentuk lapisan tipis dan lapisan pelindung. Karena sifatnya, bahan polimer ini banyak digunakan dalam konstruksi, terutama dalam kombinasi dengan bahan pengikat, logam, dan batu.

Plastik terdiri dari bahan pengikat – polimer, bahan pengisi, bahan pemlastis dan akselerator pengawetan. Pewarna mineral juga digunakan dalam produksi plastik berwarna.

Serbuk organik dan mineral, asbes, serat kayu dan kaca, kertas, kain kaca dan katun, veneer kayu, karton asbes, dll digunakan sebagai pengisi dalam pembuatan bahan polimer jenis ini. Pengisi tidak hanya mengurangi biaya bahan , tetapi juga meningkatkan sifat-sifat tertentu dari plastik : Meningkatkan kekerasan, kekuatan, ketahanan asam dan ketahanan panas. Bahan-bahan tersebut harus inert secara kimia, mudah menguap dan tidak beracun. Pemlastis dalam pembuatan plastik adalah asam seng, aluminium stearat dan lain-lain, yang memberikan plastisitas lebih besar pada bahan. Katalis (akselerator) digunakan dalam plastik untuk mempercepat proses pengawetan. Contoh katalis adalah kapur atau methenamine, yang digunakan untuk mengawetkan polimer fenol-formaldehida.

Bahan polimer sintetik dan aplikasinya

Menurut metode produksinya, bahan polimer sintetik dibagi menjadi dua kelas: kelas A - polimer yang diperoleh melalui polimerisasi rantai; kelas B - polimer yang diperoleh dengan polikondensasi dan polimerisasi bertahap.

Proses polimerisasi merupakan penggabungan molekul-molekul yang identik dan berbeda. Tidak ada produk sampingan yang terbentuk selama polimerisasi.

Proses polikondensasi merupakan kombinasi jumlah besar molekul polireaktif yang identik dan berbeda dari zat berbobot molekul rendah, sehingga menghasilkan terbentuknya zat berbobot molekul tinggi. Selama proses polikondensasi, air, hidrogen klorida, amonia dan zat lainnya dilepaskan.

Resin silikon- Ini kelompok khusus senyawa dengan berat molekul tinggi. Keunikan bahan bangunan polimer ini adalah memiliki sifat zat organik dan anorganik.

Karakteristik fisik dan mekanik bahan polimer ini hampir tidak terpengaruh oleh fluktuasi suhu dibandingkan resin konvensional, dan juga sangat hidrofobik dan tahan panas. Resin organosilikon digunakan untuk memperoleh berbagai produk resisten terhadap tindakan suhu tinggi(400-500°C).

Area utama penerapan bahan polimer sintetik ini adalah produksi beton dan mortar untuk meningkatkan daya tahannya. Mereka juga digunakan dalam bentuk lapisan pelindung pada bahan batu alam dan buatan (beton, batu kapur, travertine, marmer, dll). Impregnasi memiliki efek perlindungan selama 6-10 tahun, setelah itu harus diperbarui.

Untuk impregnasi permukaan produk yang terbuat dari batu alam dan lain-lain struktur bangunan cairan organosilikon anti air (OSH) digunakan, yang dilarutkan dengan pelarut organik sebelum digunakan, serta emulsi 50% berair (susu- putih), yang dicampur dengan air dengan perbandingan 1:10 sebelum digunakan.

Dispersi polivinil asetat (PVA) merupakan produk polimerisasi vinil asetat menjadi lingkungan perairan dengan adanya inisiator dan koloid pelindung. Ini adalah cairan kental, putih, homogen, tanpa jeritan dan inklusi asing.

Tergantung pada viskositasnya, PVA diproduksi dalam tiga tingkatan: N - viskositas rendah, C - viskositas sedang, B - viskositas tinggi. Ini digunakan dalam produksi mortar semen polimer, damar wangi, dan pasta, yang digunakan dalam pekerjaan menghadapi.

Lateks sintetis SKS-65GP- produk kopolimerisasi butadiena dengan stirena dengan perbandingan 35:65 (berat) dalam emulsi berair menggunakan sabun nekal dan natrium dari asam lemak sintetik sebagai pengemulsi. Lateks SKS-65GP digunakan dalam produksi beton polimer, cat emulsi, damar wangi dan pasta yang digunakan dalam pekerjaan menghadapi. Lateks juga digunakan dalam berbagai pelapis.

Sifat fisika-kimia bahan bangunan polimer lateks SKS-65GP :

• kandungan bahan kering,%, tidak kurang dari 47;
• kandungan stirena yang tidak terpolimerisasi, %, tidak lebih dari 0,08;
• konsentrasi ion hidrogen (pH), tidak kurang dari 11;
• tegangan permukaan, dyne/cm2, tidak lebih dari 40;
• viskositas, s - 11-15;
• Kadar abu,%, tidak lebih dari 1,5.

Lateks sintetik SKS-ZOSHR merupakan produk polimerisasi gabungan butadiena dengan stirena dalam emulsi berair, digunakan sebagai bahan pengikat atau perekat pada pekerjaan permukaan.

Sifat fisika-kimia lateks SKS-ZOSHR :

• kandungan bahan kering,%, tidak kurang dari 33;
• suhu gelatinisasi, °C, tidak lebih tinggi dari 14;
• kandungan alkali bebas, %, tidak lebih dari 0,15.

Karakteristik bahan perekat polimer

Bahan perekat polimer diproduksi dalam bentuk cairan, bubuk dan film.

Ada dua jenis perekat cair. Jenis komposisi perekat yang pertama adalah karet, resin atau turunan selulosa yang dilarutkan dalam pelarut organik yang mudah menguap (alkohol atau aseton). Setelah pelarut menguap, sambungan perekat padat terbentuk. Jenis komposisi perekat yang kedua adalah larutan berair resin yang disiapkan khusus untuk perekat. Solusi seperti itu di penyimpanan yang tepat jangan mengental selama beberapa bulan. Perekat cair mengandung 40-70% perekat padat.

Perekat cair yang paling umum adalah melamin-formaldehida, fenol-formaldehida, urea-formaldehida, karet, epoksi, polivinil asetat, serta perekat dengan penambahan silikon.

Lem CMC (garam natrium karboksimetilselulosa) digunakan dalam pembuatan damar wangi dan larutan yang digunakan.

Lem karbinol (vinylacetylene carbolene) adalah cairan transparan kental berwarna oranye muda dengan kemampuan rekat tinggi. Itu sebabnya disebut universal. Dia mampu merekatkan berbagai bahan, bahkan seperti beton, batu, logam, kayu. Lem karbinol yang mengeras tahan terhadap minyak, asam, basa, bensin, aseton, dan air.

Asam nitrat pekat atau benzoil peroksida digunakan sebagai katalis untuk mempercepat pengerasan lem karbinol. Yang terakhir adalah bubuk yang mudah meledak, jadi harus disimpan jauh dari api.

Lem karbinol diproduksi berdasarkan sirup karbinol (100 bagian berat) dalam dua komposisi: yang pertama, benzoil peroksida (1-3 bagian berat) ditambahkan sebagai pengeras, yang kedua - asam nitrat pekat (1 -2 bagian berat).h.).

Lem karbinol disimpan pada suhu 20°C dan di tempat gelap, karena jika terkena cahaya kehilangan kemampuan rekatnya.

Perekat epoksi merupakan cairan kental transparan berwarna coklat muda dengan kemampuan rekat tinggi. Digunakan untuk merekatkan batu, beton, ubin keramik. Lapisan perekat epoksi yang mengeras tahan terhadap asam, alkali, pelarut, air, serta tekanan mekanis yang tinggi. Pengeras resin epoksi adalah polietilen poliamina atau heksametilenadiamin, dan bahan pemlastisnya adalah dibutil ftalat.

Jika hubungan antar makromolekul dilakukan dengan menggunakan gaya van der Waals yang lemah disebut termoplastik, jika melalui ikatan kimia disebut termoset. Polimer linier meliputi, misalnya selulosa, polimer bercabang, misalnya amilopektin, dan terdapat polimer dengan struktur tiga dimensi spasial yang kompleks.

Dalam struktur polimer, unit monomer dapat dibedakan - fragmen struktural berulang yang mencakup beberapa atom. Polimer terdiri dari sejumlah besar gugus (satuan) berulang dengan struktur yang sama, misalnya polivinil klorida (-CH 2 -CHCl-) n, karet alam, dll. Senyawa dengan berat molekul tinggi, yang molekulnya mengandung beberapa jenis kelompok yang berulang, disebut kopolimer atau heteropolimer.

Polimer terbentuk dari monomer sebagai hasil reaksi polimerisasi atau polikondensasi. Polimer mencakup banyak senyawa alami: protein, asam nukleat, polisakarida, karet dan zat organik lainnya. Dalam kebanyakan kasus, konsep tersebut mengacu pada senyawa organik namun, ada juga banyak polimer anorganik. Sejumlah besar polimer diperoleh secara sintetik berdasarkan senyawa unsur yang paling sederhana asal alami melalui reaksi polimerisasi, polikondensasi dan transformasi kimia. Nama polimer terbentuk dari nama monomer yang diberi awalan poli-: poli etilen, poli propilena, poli vinil asetat, dll.

Keunikan

Sifat mekanik khusus

• elastisitas - kemampuan untuk mengalami deformasi reversibel yang tinggi di bawah beban yang relatif kecil (karet);
• kerapuhan rendah dari polimer kaca dan kristal (plastik, kaca organik);
• kemampuan makromolekul untuk berorientasi di bawah pengaruh medan mekanik terarah (digunakan dalam pembuatan serat dan film).

Fitur solusi polimer:

• viskositas larutan tinggi pada konsentrasi polimer rendah;
• Pelarutan polimer terjadi melalui tahap pembengkakan.

Sifat kimia khusus:

• kemampuan untuk mengubah sifat fisik dan mekaniknya secara drastis di bawah pengaruh reagen dalam jumlah kecil (vulkanisasi karet, penyamakan kulit, dll.).

Sifat khusus polimer dijelaskan tidak hanya oleh berat molekulnya yang besar, tetapi juga oleh fakta bahwa makromolekul memiliki struktur rantai dan fleksibel.

Kopolimer

Polimer yang terbuat dari monomer berbeda atau molekul polimer berbeda yang terikat secara kimia disebut kopolimer. Misalnya, polistiren tahan benturan adalah kopolimer polistiren-polibutadiena.

Kopolimer berbeda dalam struktur, teknologi manufaktur, dan sifat yang dihasilkan. Teknologi yang diciptakan untuk tahun 2014:

• kopolimer statistik, dibentuk oleh rantai yang mengandung gugus kimia yang sifatnya berbeda, diperoleh dengan polimerisasi campuran beberapa monomer awal;
• kopolimer bergantian dicirikan oleh rantai di mana radikal dari monomer yang berbeda bergantian;
• kopolimer cangkok dibentuk dengan menempelkan rantai molekul monomer kedua ke sisi makromolekul yang terbentuk dari monomer utama;
• kopolimer sisir adalah kopolimer cangkok dengan rantai samping yang sangat panjang;
• kopolimer blok dibangun dari rantai (blok) yang cukup panjang dari satu monomer, dihubungkan di ujungnya ke rantai monomer lain yang cukup panjang.

Sifat kopolimer

Kopolimer berbentuk sisir dapat dibuat dari bahan dengan properti yang berbeda, yang memberikan sifat baru yang mendasar pada kopolimer, misalnya kristal cair.

Dalam kopolimer blok yang terdiri dari komponen-komponen dengan sifat berbeda, muncul superlattice, dibangun dari blok-blok dengan sifat kimia berbeda yang dipisahkan menjadi fase terpisah. Ukuran balok bergantung pada rasio monomer awal. Jadi, kekuatan tarik hingga 40% ditambahkan ke polistiren rapuh melalui kopolimerisasi dengan 5-10% polibutadiena, dan diperoleh polistiren tahan benturan, dan dengan 19% polistiren dalam polibutadiena, bahan tersebut menunjukkan perilaku seperti karet.

Klasifikasi

Menurut komposisi kimianya, semua polimer dibagi menjadi organik, elemen organo, anorganik.

• Polimer organik.
• Polimer organoelemen. Mereka mengandung atom anorganik (Si, Ti, Al) dalam rantai utama radikal organik, yang bergabung dengan radikal organik. Mereka tidak ada di alam. Perwakilan yang diperoleh secara artifisial adalah senyawa organosilikon.
• Polimer anorganik. Mereka tidak terkandung dalam unit berulang koneksi C-C, tetapi mampu mengandung radikal organik sebagai substituen samping.

Perlu diperhatikan bahwa dalam bidang teknik, polimer sering digunakan sebagai komponen material komposit, misalnya fiberglass. Bahan komposit dimungkinkan, semua komponennya adalah polimer (dengan komposisi dan sifat berbeda).

Berdasarkan bentuk makromolekulnya, polimer dibedakan menjadi linier, bercabang (khususnya berbentuk bintang), pita, datar, berbentuk sisir, jaringan polimer, dan sebagainya.

Polimer diklasifikasikan menurut polaritasnya (mempengaruhi kelarutan dalam berbagai cairan). Polaritas unit polimer ditentukan oleh adanya komposisi dipol - molekul dengan distribusi muatan positif dan negatif yang terisolasi. Dalam satuan nonpolar, momen dipol ikatan atom saling terkompensasi. Polimer yang satuannya mempunyai polaritas signifikan disebut hidrofilik atau kutub. Polimer dengan unit non-polar - non-polar, hidrofobik. Polimer yang mengandung satuan polar dan nonpolar disebut amfifilik. Homopolimer, yang setiap unitnya mengandung kelompok besar polar dan nonpolar, diusulkan untuk disebut homopolimer amfifilik.

Sehubungan dengan pemanasan, polimer dibagi menjadi termoplastik Dan termoset. Termoplastik polimer (polietilen, polipropilen, polistiren) melunak jika dipanaskan, bahkan meleleh, dan mengeras jika didinginkan. Proses ini dapat dibalik. Termoset Ketika dipanaskan, polimer mengalami kerusakan kimia yang ireversibel tanpa meleleh. Molekul polimer termoset memiliki struktur nonlinier yang diperoleh melalui ikatan silang (misalnya, vulkanisasi) molekul rantai polimer. Sifat elastis polimer termoset lebih tinggi dibandingkan termoplastik, namun polimer termoset praktis tidak memiliki fluiditas, sehingga memiliki tegangan patah yang lebih rendah.

Polimer organik alami terbentuk pada organisme tumbuhan dan hewan. Yang paling penting di antaranya adalah polisakarida, protein, dan asam nukleat, yang sebagian besar terdiri dari tubuh tumbuhan dan hewan dan menjamin berfungsinya kehidupan di Bumi. Dipercaya bahwa tahap yang menentukan dalam munculnya kehidupan di Bumi adalah pembentukan molekul yang lebih kompleks dan bermolekul tinggi dari molekul organik sederhana (lihat Evolusi kimia).

Jenis

Polimer sintetik. Bahan polimer buatan

Manusia telah lama menggunakan bahan polimer alami dalam hidupnya. Ini adalah kulit, bulu, wol, sutra, katun, dll., Digunakan untuk pembuatan pakaian, berbagai bahan pengikat (semen, kapur, tanah liat), yang, jika diproses dengan tepat, membentuk badan polimer tiga dimensi, banyak digunakan sebagai bahan bangunan . Namun, produksi industri polimer rantai dimulai pada awal abad ke-20, meskipun prasyarat untuk hal ini muncul lebih awal.

Hampir seketika, produksi industri polimer berkembang dalam dua arah - dengan mengolah polimer organik alami menjadi bahan polimer buatan dan dengan memproduksi polimer sintetik dari senyawa organik dengan berat molekul rendah.

Dalam kasus pertama, produksi skala besar didasarkan pada selulosa. Bahan polimer pertama dari selulosa yang dimodifikasi secara fisik - seluloid - diperoleh pada pertengahan abad ke-19. Produksi selulosa eter dan ester dalam skala besar dilakukan sebelum dan sesudah Perang Dunia II dan berlanjut hingga hari ini. Film, serat, cat dan pernis serta pengental diproduksi berdasarkan bahan tersebut. Perlu dicatat bahwa perkembangan sinema dan fotografi hanya mungkin terjadi berkat munculnya film nitroselulosa transparan.

Produksi polimer sintetik dimulai pada tahun 1906, ketika Leo Baekeland mematenkan apa yang disebut resin Bakelite, produk kondensasi fenol dan formaldehida, yang berubah menjadi polimer tiga dimensi ketika dipanaskan. Selama beberapa dekade telah digunakan untuk membuat wadah peralatan listrik, baterai, televisi, stopkontak, dll., dan sekarang lebih sering digunakan sebagai pengikat dan perekat.

Daftar ini dilengkapi dengan apa yang disebut polimer unik yang disintesis pada tahun 60-70an abad ke-20. Ini termasuk poliamida aromatik, polimida, poliester, polieter keton, dll.; Atribut yang sangat diperlukan dari polimer ini adalah adanya cincin aromatik dan (atau) struktur kental aromatik. Mereka dicirikan oleh kombinasi kekuatan dan ketahanan panas yang luar biasa.

Polimer tahan api

Banyak polimer, seperti poliuretan, poliester, dan resin epoksi, rentan terhadap sifat mudah terbakar, yang seringkali tidak dapat diterima bila digunakan. aplikasi praktis. Untuk mencegah hal ini, berbagai aditif digunakan atau polimer terhalogenasi digunakan. Polimer tak jenuh halogenasi disintesis dengan mengkondensasi monomer terklorinasi atau brominasi, seperti asam heksa(CHEMTPA), dibromoneopentylglikol, atau asam tetrabromoftalat. Kerugian utama dari polimer tersebut adalah ketika dibakar, mereka dapat melepaskan gas, korosif, yang dapat berdampak buruk pada perangkat elektronik di sekitarnya.

Tindakan aluminium hidroksida didasarkan pada fakta bahwa air dilepaskan di bawah paparan suhu tinggi, yang mencegah pembakaran. Untuk mencapai efeknya, Anda perlu menambahkan jumlah besar aluminium hidroksida: menurut beratnya 4 bagian untuk satu bagian resin poliester tak jenuh.

Amonium pirofosfat bekerja dengan prinsip yang berbeda: menyebabkan hangus, yang bersama dengan lapisan kaca pirofosfat, mengisolasi plastik dari oksigen, sehingga menghambat penyebaran api.