Μία από τις πιο ευρέως αναγνωρίσιμες πραγματικές εφαρμογές της χημείας είναι η ανάπτυξη πλαστικών. Από ιατρικές συσκευές που σώζουν ζωές έως τα δοχεία tupperware που χρησιμοποιείτε για να συγκρατήσετε την υπόλοιπη κατσαρόλα, τα πλαστικά βρίσκονται γύρω σας. Ένας τύπος πλαστικού είναι ιδιαίτερα γνωστός για την ευελιξία και την ανακυκλωσιμότητά του: θερμοπλαστικά πολυμερή.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Τα θερμοπλαστικά πολυμερή σχηματίζονται όταν επαναλαμβάνονται μονάδες που ονομάζονται μονομερή συνδέονται σε αλυσίδες ή κλάδους. Επειδή μαλακώνουν όταν θερμαίνονται, τα θερμοπλαστικά πολυμερή είναι εύκολο να μορφοποιηθούν σε διάφορα σχήματα και επίσης προσφέρονται για ανακύκλωση. Οι κοινές χρήσεις για θερμοπλαστικά πολυμερή περιλαμβάνουν την κατασκευή σωλήνων, σχοινιών, ιμάντων, μονωτών και συγκολλητικών.
Τι είναι ένα πολυμερές;
Ένα πολυμερές είναι απλώς ένα υλικό που αποτελείται από πολλές επαναλαμβανόμενες μονάδες που ονομάζονται μονομερή που συνδέονται μεταξύ τους σε αλυσίδες ή κλάδους. Μερικά πολυμερή όπως το άμυλο, η κυτταρίνη και το καουτσούκ εμφανίζονται φυσικά, ενώ άλλα όπως ο πολυεστέρας, το νάιλον και το πλαστικό είναι συνθετικά.
Τι κάνει τα θερμοπλαστικά πολυμερή ειδικά;
Τα μονομερή που αποτελούν θερμοπλαστικά πολυμερή ενώνονται μέσω ηλεκτρικών δεσμών που ονομάζονται δυνάμεις van der Waals που προσελκύουν ασθενώς ουδέτερα μόρια μεταξύ τους. Αυτές οι επαναλαμβανόμενες μονάδες τακτοποιούνται με τέτοιο τρόπο ώστε τα μόρια θερμοπλαστικού πολυμερούς να μοιάζουν με πολλά σκέλη μαργαριταριών αναμεμιγμένα.
Επειδή οι δεσμοί τους είναι αδύναμοι, τα θερμοπλαστικά πολυμερή μαλακώνουν εύκολα όταν θερμαίνονται, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να τα διαμορφώσουν σε ένα ευρύ φάσμα σχημάτων, στη συνέχεια να τα μαλακώσουν και να τα ξαναχτίσουν. Αυτή η ικανότητα επαναχρησιμοποίησης θερμοπλαστικών πολυμερών σημαίνει ότι είναι εξαιρετικά ανακυκλώσιμα.
Άλλα οφέλη αυτών των πολυμερών περιλαμβάνουν εξαιρετική αντοχή και τάση αντίστασης στη συρρίκνωση. Από την άλλη πλευρά, τα θερμοπλαστικά πολυμερή έχουν μερικά μειονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένου του υψηλού κόστους παραγωγής και το γεγονός ότι λιώνουν εύκολα, γεγονός που τα καθιστά ακατάλληλα για κάποια υψηλή θερμοκρασία εφαρμογές.
Ποια είναι μερικά κοινά θερμοπλαστικά πολυμερή;
Υπάρχουν στην πραγματικότητα πολλοί τύποι θερμοπλαστικών πολυμερών, τα οποία είναι μοναδικά σε μορφή και λειτουργία. Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν συχνά πολυαιθυλένιο υψηλής πίεσης για να ενθυλακώσουν άκαμπτα αντικείμενα όπως ηλεκτρικό εξοπλισμό. Το πολυαιθυλένιο χαμηλής πίεσης είναι πολύ ελαστικό και ιδανικό για μόνωση ηλεκτρικών καλωδίων. Το πολυαμίδιο συνδέεται συνήθως με την παραγωγή σχοινιών και ζωνών. Ίσως το πιο εύκολα αναγνωρίσιμο θερμοπλαστικό πολυμερές είναι το πολυβινυλοχλωρίδιο, ή το PVC, το οποίο διαμορφώνεται εύκολα σε σωλήνες, δοχεία και μονωτικά υλικά. Τέλος, ορισμένα συγκολλητικά είναι θερμοπλαστικά πολυμερή, συμπεριλαμβανομένων ακρυλικών, κυανοακρυλικών και εποξυ.
Ενώ τα θερμοπλαστικά πολυμερή διατίθενται σε ένα ευρύ φάσμα μορφών και εξυπηρετούν πολλούς μοναδικούς σκοπούς, τα βασικά χαρακτηριστικά αυτών των υλικών παραμένουν τα ίδια: υψηλή ευελιξία και δυνατότητα ανακύκλωσης. Όσον αφορά τις εφαρμογές χημείας στον πραγματικό κόσμο, θα δυσκολευόσασταν να βρεις ένα καλύτερο παράδειγμα από την παραγωγή πλαστικών, συμπεριλαμβανομένων θερμοπλαστικών πολυμερών.