Yksi kemian reaalimaailman tunnetuimmista sovelluksista on muovien kehittäminen. Muovit ovat kaikkialla ympärilläsi hengenpelastavista lääkinnällisistä laitteista tupperware-säiliöihin, joita käytät jäljellä olevan vuokaasi varten. Yksi muovityyppi on erityisen tunnettu monipuolisuudestaan ja kierrätettävyydestään: termoplastiset polymeerit.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Termoplastiset polymeerit muodostuvat, kun toistuvat yksiköt, joita kutsutaan monomeereiksi, kytkeytyvät ketjuihin tai haaroihin. Koska lämpömuovautuvat polymeerit pehmenevät kuumennettaessa, ne on helppo muovata erilaisiksi muodoiksi ja ne soveltuvat myös kierrätykseen. Termoplastisten polymeerien yleisiin käyttötarkoituksiin kuuluu putkien, köysien, hihnojen, eristeiden ja liimojen valmistus.
Mikä on polymeeri?
Polymeeri on yksinkertaisesti materiaali, joka koostuu monista toistetuista yksiköistä, joita kutsutaan monomeereiksi, jotka yhdistyvät ketjuiksi tai haaroiksi. Jotkut polymeerit, kuten tärkkelys, selluloosa ja kumi, esiintyvät luonnollisesti, kun taas toiset, kuten polyesteri, nailon ja muovi, ovat synteettisiä.
Mikä tekee termoplastisista polymeereistä erikoisia?
Termoplastisia polymeerejä muodostavat monomeerit yhdistyvät sähköisten sidosten kautta, joita kutsutaan van der Waalsin voimiksi, jotka houkuttelevat heikosti neutraaleja molekyylejä toisiinsa. Nämä toistuvat yksiköt järjestävät itsensä siten, että termoplastiset polymeerimolekyylit näyttävät monilta helmisäikeiltä sekoitettuna.
Koska niiden sidokset ovat heikkoja, lämpömuovautuvat polymeerit pehmentyvät helposti kuumennettaessa, jolloin valmistajat voivat muovata ne monenlaisiin muotoihin, sitten pehmentää ne uudelleen ja muovata ne uudelleen. Tämä kyky käyttää termoplastisia polymeerejä loputtomasti tarkoittaa, että ne ovat erittäin kierrätettäviä.
Näiden polymeerien muita etuja ovat erinomainen lujuus ja taipumus vastustaa kutistumista. Toisaalta termoplastisilla polymeereillä on muutamia haittoja, mukaan lukien korkeat tuotantokustannukset ja se, että ne sulavat helposti, mikä tekee niistä sopimattomia joillekin korkeille lämpötiloille sovellukset.
Mitä yleisiä termoplastisia polymeerejä on?
Termoplastisia polymeerejä on todella monenlaisia, jotka ovat muodoltaan ja toiminnoiltaan ainutlaatuisia. Valmistajat käyttävät usein korkeapaineista polyeteeniä kapseloimaan jäykkiä esineitä, kuten sähkölaitteita. Matalapaineinen polyeteeni on erittäin joustava ja sopii erinomaisesti sähkökaapeleiden eristämiseen. Polyamidi liittyy yleisimmin köysien ja hihnojen tuotantoon. Ehkä helpoimmin tunnistettavissa oleva termoplastinen polymeeri on polyvinyylikloridi tai PVC, joka muotoutuu helposti putkiksi, astioiksi ja eristemateriaaleiksi. Lopuksi jotkut liimat ovat termoplastisia polymeerejä, mukaan lukien akrylaatit, syanoakrylaatit ja epoksi.
Vaikka kestomuovipolymeerejä on monenlaisissa muodoissa ja niillä on monia ainutlaatuisia tarkoituksia, näiden materiaalien perusominaisuudet pysyvät samana: korkea monipuolisuus ja kierrätettävyys. Kun on kyse kemian sovelluksista todellisessa maailmassa, sinun olisi vaikea löytää parempaa esimerkkiä kuin muovien, mukaan lukien termoplastisten polymeerien, tuotanto.