ポリマーコンパウンドとは何ですか?

ポリマーについて言えば、クラスXIIの学生を除いて、私たちの何人かはおそらくまだ知らないでしょう。しかし、これらのポリマーは実際には私たちの日常生活の非常に近くに存在します。さまざまな形で。はい、私たちは何千年もの間、木材、ゴム、綿、羊毛、皮革、絹などの形でポリマーを使用してきました。日常生活では、プラスチック製のコップ、コンタクトレンズ、くし、輪ゴム、フライパンなどの物に精通している必要があります。さて、これらはすべてポリマーです。それだけでなく、いくつかのポリマー、例えば核酸やタンパク質(髪、血液など)も私たちの体に存在しています。

それで、正確にはポリマーと呼ばれるものは何ですか?

ポリマーという言葉自体はギリシャ語に由来し、2つの言葉で構成されています。つまり、ポリは多くを意味し、メロスは単位または部分を意味します。したがって、ポリマーは、多数の(多くの)小分子単位の組み合わせから形成される大きな化合物です。これらの化合物を構成する分子単位は、モノマーと呼ばれます。これは、ポリマー化合物が多くのモノマーで構成されていることを意味します。

ポリマーの分類

ポリマーは、その供給源、構造、重合モード、および分子力に基づいて分類されます。

ソース別のポリマー

ソースに基づいて、ポリマーは3つ、つまり天然ポリマー、合成ポリマー、半合成ポリマーに分けられます。

天然高分子

天然高分子は植物や動物から得られます。たとえば、タンパク質、セルロース、デンプン、樹脂など。

合成ポリマー

合成高分子は、実験室で作られた人工高分子です。例:ポリエチレン、ナイロン66、ブナ-S。

半合成ポリマー

半合成ポリマーは、化学修飾された天然ポリマーです。例:加硫ゴムと酢酸セルロース。

構造に基づくポリマー

その構造に基づいて、ポリマーは、線形ポリマー、分岐鎖ポリマー、および交差結合ポリマーまたはネットワークポリマーの3つに分けられます。

線状ポリマー

線状ポリマーでは、モノマーは長い直鎖状に結合しています。ポリマー鎖は通常、互いに積み重なって、十分に詰まった構造を形成します。

線状ポリマーは、高密度、高引張強度、高融点を持っています。例:高密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン6など。

分枝鎖ポリマー

このポリマーは、主鎖に結合したモノマーユニットの側鎖で構成されています。この分岐のために、分岐鎖ポリマーは一緒にしっかりと配置することができません。このポリマーは、密度が低く、引張強度が低く、融点が低い。分岐鎖ポリマーの例は、低密度ポリエチレンです。

クロスボンドポリマー

架橋ポリマーは、組織ポリマーとしても知られています。このポリマーは硬いだけでなく、硬くてもろいです。例:ベークリット、メラミン、ホルムアルデヒド樹脂。

重合モードに基づくポリマー

重合モードに基づいて、ポリマーは2つ、すなわち付加ポリマーと縮合ポリマーに分けられます。次に、付加ポリマーはさらに2つ、つまりコポリマーとホモポリマーに分けられます。

付加ポリマー

付加ポリマーは、副生成物分子を除去せずにモノマーを添加することによって形成されます。付加ポリマーのモノマーは不飽和化合物です。例:ポリエチレンテフロンなど。

ホモポリマー

単一のモノマー種の重合によって形成された付加ポリマー。例:ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン

共重合体

付加ポリマーは、2つの異なるタイプのモノマーの付加重合によって形成されます。例:Buna-S、Buna-Nなど。

縮合ポリマー

縮合ポリマーは、水、アルコール、塩化水素などの小分子の放出を伴うまたは伴わない2つの異なるモノマーの縮合によって形成されます。

縮合ポリマーのモノマーは、少なくとも2つの官能基を有する。例:ベークリット、ナイロン66、テリレンなど。

分子間力に基づくポリマー

分子スタイルに基づいて、ポリマーはエラストマー、繊維、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーに分類できます。

エラストマー

エラストマーでは、ポリマー鎖は弱い分子間力によって一緒に保持されます。弱い力により、ポリマーを伸ばすことができます。ポリマー鎖には、ポリマーを元の形状に戻すのに役立つ複数の架橋があります。例:Buna-S、Buna-N、ネオプレン。

ファイバ

繊維では、ポリマー鎖は強い反分子力(水素結合または双極子-双極子相互作用)によって一緒に保持されます。強い力が結晶性を与えます。

繊維は、高い引張強度と高い弾性率を備えた糸のような形をしています。例:ポリアミド(ナイロン66)とポリエステル(テリレン)。

熱可塑性プラスチック

熱可塑性ポリマーは、線状またはわずかに分岐したポリマー鎖を持っています。分子間引力は、エラストマーと繊維の中間です。

熱可塑性ポリマーは、特性をほとんど変化させることなく、加熱時に繰り返し軟化させ、冷却時に硬化させることができます。このタイプのポリマーは、所望の形状に成形することができる。例:ポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニクロリドなど。

熱可塑性プラスチックには架橋がないため、ポリマー鎖間に存在する分子間力は、加熱によって簡単に損傷します。したがって、それらは任意の所望の形状に成形することができる。

熱硬化性

熱硬化性ポリマーは、架橋または高度に分岐したポリマー鎖です。ポリマー鎖は、金型内で加熱すると架橋膨張します。熱硬化性ポリマーは、加熱すると恒久的に変化します。熱硬化性ポリマーは、熱可塑性ポリマーのように再利用できません。例:ベークリット、樹脂、尿素-ホルムアルデヒドなど。

重合反応

重合反応には、付加重合と縮合重合の2種類があります。

付加重合

さらに、重合により、モノマーは生成物分子を除去することなく結合します。モノマーは不飽和化合物とその誘導体です。モノマーが鎖に追加され、その結果、鎖の長さが長くなります。

付加ポリマーは一般に化学的に反応性ではありません。これは、非常に強いC-CおよびC-H結合によるものです。このため、付加ポリマーのリサイクルは非常に困難です。言い換えれば、付加ポリマーは生分解性ではありません。

付加重合は、フリーラジカルメカニズムとイオンメカニズムの2つのメカニズムによって発生します。ただし、フリーラジカルメカニズムがより一般的です。不飽和化合物とその誘導体は、フリーラジカルメカニズムに従います。フリーラジカルを生成するには、開始剤が必要です。これらには、ターシャリー過酸化ベンゾイルとブチルペルオキシドが含まれます。

フリーラジカル付加重合:不飽和化合物とその誘導体は、この方法で重合します。これは、過酸化ベンジル、ターシャリーブチルペルオキシドなどのフリーラジカル生成開始剤で発生します。重合には以下のステップが含まれます。

(私) チェーンの開始:有機過酸化物はホモリティック分裂を経て、開始剤として作用するフリーラジカルを形成します。開始剤は、炭素に二重結合を追加して、新しいフリーラジカルを形成します。

(ii) 連鎖伝播:フリーラジカルは、モノマーの二重結合を追加して、より大きなフリーラジカルを形成します。このプロセスは、ラジカルが破壊されるまで続きます

iii) チェーンターミネーション:2つのフリーラジカルが結合するとチェーンが終了します。

縮合重合

この方法では、水、アルコールなどのいくつかの単純な分子を除去することにより、2つ以上の二官能性モノマーを凝縮します。各ステップの生成物は再び二機能タイプであり、シーケンスが続行されます。各ステップで異なるタイプの機能化が行われるため、このプロセスは成長重合としても知られています。

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