Полимерийн тодорхойлолт ба бүтэц
Полимер гэдэг нь ковалент холбоогоор холбогдсон мономер гэгддэг олон энгийн давтагдах нэгжүүдээс бүрдсэн макромолекул юм. "Полимер" гэсэн нэр томъёо нь "олон" гэсэн утгатай "poly" болон "хэсэг" эсвэл "нэгж" гэсэн утгатай "meros" гэсэн грек үгнээс гаралтай. Полимерүүд нь байгалийн болон хүний гараар бүтсэн байж болох бөгөөд бидний өдөр тутмын амьдралын олон талбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Энэ нийтлэлд бид полимер гэж юу болох, тэдгээрийн ангилал, үндсэн бүтэц, мөн тэдгээрийг янз бүрийн үйлдвэрлэлийн болон арилжааны хэрэглээнд маш үнэ цэнэтэй болгодог физик, химийн шинж чанаруудын талаар авч үзэх болно.
Полимерүүдийг ойлгох нь
Полимер гэдэг нь олон мономер нэгжийн давталтын үр дүнд үүссэн том молекул бүтэцтэй химийн нэгдэл юм. Мономерууд нь полимер гинжин хэлхээнд давтагдах нэгж үүсгэхийн тулд урвалд орж чаддаг жижиг молекулууд юм. Энэхүү нэгдэх процессыг полимержилт гэж нэрлэдэг.
Полимерүүдийг гарал үүсэл (байгалийн эсвэл нийлэг), бүтэц (шугаман, салаалсан эсвэл сүлжээ), физик шинж чанар (термосет, термопластик эсвэл эластомер) зэрэг янз бүрийн параметрүүдээр нь ангилж болно.
1. Байгалийн полимерүүд: Жишээ нь уураг, целлюлоз, байгалийн резин орно. Эдгээр нь байгальд байдаг бөгөөд амьд биетүүд биологийн процессоор дамжуулан үйлдвэрлэдэг.
2. Синтетик полимерүүд: Жишээ нь полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид орно. Тэдгээрийг химийн полимержилтийн техник ашиглан лаборатори эсвэл үйлдвэрт үйлдвэрлэдэг.
Полимер бүтэц
Полимерүүд нь шинж чанарт нь нөлөөлдөг өөр өөр төрлийн бүтэцтэй байж болно. Бүтцийн гурван үндсэн төрөл нь шугаман, салаалсан, сүлжээний (эсвэл гурван хэмжээст) бүтэц юм.
1. Шугаман полимерүүд: Шугаман полимерүүдэд мономерууд нэгдэж урт, шулуун гинж үүсгэдэг. Эдгээр полимерүүд нь ихэвчлэн тодорхой уусгагчдад уусдаг бөгөөд термопластик шинж чанартай байдаг, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийг хайлуулж, хэлбэрийг нь өөрчилж болно. Шугаман полимерүүдийн жишээнд полиэтилен ба полипропилен орно.
2. Салаалсан полимерүүд: Салаалсан полимер бүтэц нь холбогдсон мөчир бүхий гол гинжээс бүрдэнэ. Эдгээр мөчрүүд нь полимерийн нягтрал ба талстжилтад нөлөөлдөг. Салаалсан полимерийн жишээ бол цардуул дахь амилопектин бөгөөд уусмалд бага зуурамтгай чанарыг өгдөг.
3. Сүлжээ буюу гурван хэмжээст (3D) полимерүүд: Энд полимер гинж нь гинжүүдийн хоорондох хөндлөн холбоосоор дамжуулан гурван хэмжээст сүлжээ үүсгэдэг. Эдгээр сүлжээний полимерүүд нь ихэвчлэн хатуу, хатуу байдаг бөгөөд үүссэний дараа дахин хайлуулах боломжгүй байдаг. Гурван хэмжээст полимерүүдийн жишээ бол эпокси давирхай ба бакелит юм.
Физик шинж чанарт үндэслэсэн ангилал
1. Термопластик: Халаахад зөөлрүүлж, хөргөхөд хатууруулж болох полимерүүд. Тэдгээрийг анхдагч материалын шинж чанараа алдалгүйгээр дахин дахин хэлбэржүүлж болно. Жишээ нь полиэтилен ба полистирол.
2. Термосет: Эдгээр полимерүүд анх удаа халаахад байнгын химийн өөрчлөлтөд ордог бөгөөд дахин халаахад зөөлрөх боломжгүй. Эдгээр нь ерөнхийдөө термопластикаас илүү бат бөх, халуунд тэсвэртэй байдаг. Термосетийн жишээ бол бакелит ба меламин юм.
3. Эластомерууд: Эластомерууд нь өндөр уян хатан чанартай полимерүүд бөгөөд хэв гажилт эсвэл гажилтыг арилгасны дараа анхны хэлбэртээ эргэн орох чадвартай. Байгалийн резин болон силикон нь эластомеруудын жишээ юм.
Полимерүүдийн химийн болон физик шинж чанарууд
Полимерүүдийн химийн болон физик шинж чанарууд нь тэдгээрийн янз бүрийн салбарт хэрэглээг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Зарим чухал шинж чанаруудад дараахь зүйлс орно.
1. Нягт: Материалын жин ба бат бэх байдалд нөлөөлдөг. Бага нягтралтай полимерүүд нь ихэвчлэн хөнгөн бөгөөд илүү уян хатан байдаг.
2. Хайлах цэг ба буцлах цэг: Полимер хайлж эхлэх эсвэл буцалж эхлэх температур нь полимерийн дулааны тогтвортой байдлын үзүүлэлт болдог.
3. Механик бат бэх: Суналтын бат бэх, цохилтын эсэргүүцэл, хатуулаг, уян хатан чанарыг багтаана. Эдгээр шинж чанарууд нь полимерийн ачаалал болон даралтыг тэсвэрлэх чадварыг тодорхойлдог.
4. Дулаан ба галд тэсвэртэй байдал: Зарим полимерүүд нь задралгүй, шаталгүйгээр өндөр дулааны нөхцөлд тэсвэртэй байхаар бүтээгдсэн байдаг.
5. Химийн эсэргүүцэл: Полимер нь янз бүрийн бодис (жишээлбэл, хүчил, шүлт, уусгагч)-ийн химийн халдлагыг шинж чанар, бүтцэд өөрчлөлт орохгүйгээр тэсвэрлэх чадвар юм.
Полимер хэрэглээ
Полимерүүдийн олон янзын шинж чанараас шалтгаалан тэдгээрийг олон төрлийн хэрэглээнд ашигладаг:
1. Хуванцар үйлдвэрлэл: Полиэтилен, полипропилен зэрэг термопластик полимерүүдийг шил, уутнаас эхлээд автомашины эд анги хүртэл төрөл бүрийн хуванцар бүтээгдэхүүн хийхэд ашигладаг.
2. Эмнэлгийн: Полиэтилен гликол болон поли-(лактид-ко-гликолид) зэрэг био нийцтэй полимерүүдийг имплант, эмнэлгийн хэрэгсэл, удаан хугацаагаар ялгардаг эм зэрэг эмнэлгийн хэрэглээнд ашигладаг.
3. Нэхмэл эдлэл: Нейлон, полиэстр, акрил зэрэг полимер ширхэгүүдийг даавуу, хувцас болон бусад нэхмэл эдлэл хийхэд ашигладаг.
4. Сав баглаа боодол: Поливинил хлорид (PVC) болон полиэтилен терефталат (PET) зэрэг уян хатан, өндөр бат бөх полимерүүдийг хүнс, ундаа болон бусад өргөн хэрэглээний бүтээгдэхүүнийг савлахад ихэвчлэн ашигладаг.
5. Электроник: Уян хатан электроник, нарны зай, батерей зэрэгт зориулсан дамжуулагч полимерүүдийг боловсруулж байна.
Эцэст нь хэлэхэд, полимерүүд нь бидний өдөр бүр ашигладаг олон технологи, бүтээгдэхүүний үндэс суурь болдог үнэ цэнэтэй, олон үйлдэлт материал юм. Полимер технологийн тасралтгүй хөгжлөөр эдгээр материалууд аж үйлдвэрийн инноваци, нийгмийн дэвшилд чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байх болно гэж бид үзэж байна.
Хаах
Полимерүүд нь олон янзын бүтэц, шинж чанартай гайхалтай материалууд бөгөөд өдөр тутмын хуванцараас эхлээд дэвшилтэт технологи хүртэл өргөн хүрээний хэрэглээнд ашиглах боломжийг олгодог. Полимерүүдийн бүтэц, шинж чанарыг бүрэн ойлгох нь цаашдын инноваци, илүү үр ашигтай, тогтвортой материалыг хөгжүүлэх гол түлхүүр юм.
