Dæmi um spurningar og umræður um gerðir fjölliða
Fjölliða er stór sameind sem samanstendur af smærri sameindaeiningum sem kallast einliður. Fjölliður eru notaðar í fjölbreyttum tilgangi, allt frá plasti og gúmmíi til tilbúinna trefja og byggingarefna. Skilningur á fjölliðum er nauðsynlegur í efnafræði, efnisfræði og ýmsum atvinnugreinum. Þessi grein fjallar um nokkur dæmi um vandamál varðandi gerðir fjölliða og veitir ítarlegar lausnir á þessum vandamálum.
Dæmi um spurningar og umræður
Spurning 1:
Nefnið þrjár gerðir fjölliða eftir uppruna þeirra og gefið dæmi um hverja þeirra.
Umræða:
1. Náttúruleg fjölliður:
Náttúruleg fjölliður eru fjölliður sem finnast náttúrulega í umhverfinu. Dæmi um náttúruleg fjölliður eru:
– Sellulósi: Finnst í frumuveggjum plantna.
– Náttúrulegt gúmmí: Unnið úr safa Hevea brasiliensis-trésins.
– Prótein: Eins og kollagen sem finnst í húð og bandvef dýra.
2. Tilbúin fjölliður:
Tilbúnar fjölliður eru fjölliður sem framleiddar eru með tilbúnum efnaferlum af mönnum. Dæmi um tilbúnar fjölliður eru:
– Pólýetýlen (PE): Notað við framleiðslu á plastpokum.
– Pólýprópýlen (PP): Notað í bílaiðnaði og matvælaumbúðum.
– Pólývínýlklóríð (PVC): Notað við framleiðslu á pípum og kaplum.
3. Hálftilbúin fjölliður:
Hálftilbúnar fjölliður eru breytingar á náttúrulegum fjölliðum til að bæta eiginleika þeirra. Dæmi um hálftilbúnar fjölliður eru:
– Sellulósaasetat: Framleitt úr sellulósa sem hefur verið breytt með ediksýru, notað í ljósmyndafilmur.
– Nítrósellulósi: Fengið með nítrun sellulósa, notað við framleiðslu sprengiefna og húðunar.
Spurning 2:
Útskýrðu muninn á hitaplasti og hitaherðandi fjölliðum og nefndu tvö dæmi um hvort um sig.
Umræða:
1. Hitaplastísk fjölliður (hitaplast):
Þessi fjölliða mýkist við hita og harðnar við kælingu og getur gengist undir þetta ferli ítrekað. Þetta gerir hana auðvelda í endurvinnslu. Til dæmis:
– Pólýetýlen (PE): Notað í framleiðslu á plastpokum og flöskum.
– Pólýstýren (PS): Notað í framleiðslu á einangrunarefnum og matvælaumbúðum.
2. Hitaherðandi fjölliður (hitaherðandi):
Þessar fjölliður, þegar þær hafa myndast við upphitun og kælingu, er ekki hægt að bræða aftur. Þær hafa sterka uppbyggingu og er ekki hægt að endurvinna þær á sama hátt og hitaplast. Til dæmis:
– Bakelít: Finnst í rafmagnsrofum og handföngum á eldhúsáhöldum.
– Epoxý: Notað í lím, húðun og endingargóð samsett efni.
Spurning 3:
Útskýrðu ferlið við viðbótarpolymerisation og nefnið dæmi um fjölliður sem framleiddar eru með þessu ferli.
Umræða:
Viðbótarfjölliðun er ferlið við að mynda fjölliður með keðjuverkun þar sem einliður sem innihalda tvítengi (venjulega kolefnis-kolefnis tvítengi) sameinast án þess að framleiða aukaafurðir.
Þrepin í viðbótarfjölliðun eru meðal annars:
1. Upphaf: Myndun sindurefna eða jóna sem hefja viðbrögðin.
2. Fjölgun: Fríar stakeindir eða jónir hvarfast við einliður og mynda lengri fjölliðukeðjur.
3. Lok: Viðbrögðunum lýkur þegar tveir sindurefni sameinast.
Dæmi um viðbótarfjölliður:
– Pólýetýlen (PE): Framleitt úr etýlenmónómer (C2H4).
– Pólýprópýlen (PP): Framleitt úr própýlenmónómer (C3H6).
Spurning 4:
Hvað er átt við með þéttingarfjölliðun og nefnið tvö dæmi um fjölliður sem framleiddar eru með þessu ferli.
Umræða:
Þéttingarfjölliðun er fjölliðunarferli þar sem einliður sameinast með því að fjarlægja litlar sameindir eins og vatn eða metanól.
Dæmi um þéttingarpólýmerun eru:
1. Myndun nylons:
Nylon 6,6 myndast við efnahvarf hexametýlendíamíns og adipínsýru, sem veldur því að vatn myndast sem aukaafurð.
\[ \text{H}_2\text{N}-(\text{CH}_2)_6\text{NH}_2 + \text{HOOC}-(\text{CH}_2)_4\text{COOH} \rightarrow (-\text{NH}-(\text{CH}_2)_6\text{NH-CO}-(\text{CH}_2)_}\text{CH}_2)_} \]
2. Myndun pólýesters:
Pólýesterar eins og pólýetýlen tereftalat (PET) myndast við efnahvarf tereftalsýru og etýlen glýkóls, sem framleiðir vatn sem aukaafurð.
\[ \text{HOOC-}\text{C}_6\text{H}_4\text{COOH} + \text{HO-CH}_2\text{CH}_2\text{OH} \hægriör (-\text{O-CH}_2\text{CH}_2-\text{OCO-}\text{C}_6\text{H}_4\text{CO-})_n + \\text{CO-})_}]
Spurning 5:
Hvernig er hægt að breyta eðliseiginleikum fjölliða með notkun mýkingarefna? Gefðu dæmi.
Umræða:
Mýkingarefni eru aukefni sem bætt er við fjölliður til að auka sveigjanleika, draga úr brothættni og lækka glerhitastig (Tg). Mýkingarefni virka með því að draga úr styrk millisameindatengja innan fjölliðunnar, sem gerir fjölliðakeðjunum kleift að hreyfast frjálsar og eykur mýkt efnisins.
Dæmi um notkun mýkingarefna:
– PVC og mýkiefni: Við framleiðslu rafmagnssnúrna er PVC blandað saman við mýkiefni eins og ftalöt til að gera það sveigjanlegra og endingarbetra.
– Sellulósaasetat og mýkiefni: Notuð við framleiðslu á filmum og lakki til að gera vörur minna stífar.
Niðurstaða
Fjölliður eru ótrúlega fjölhæf efni sem gegna mikilvægu hlutverki í daglegu lífi og nútímatækni. Með því að skilja gerðir fjölliða og fjölliðunarferli getum við þróað ný efni með eftirsóknarverðum eiginleikum og bætt notkun þeirra á fjölbreyttum sviðum. Fjölliðafræðsla hefst með því að fjalla um þessi mál og öðlast djúpan skilning á grundvallarreglum sem liggja að baki fjölliðavísindum. Þessi grein miðar að því að veita upphafsskilning á gerðum fjölliða og hvetja lesendur til að halda áfram að læra og kanna dýpra um fjölliður og notkun þeirra.
