Een van de meest herkenbare toepassingen van de chemie in de praktijk is de ontwikkeling van kunststoffen. Van levensreddende medische apparaten tot de tupperware-containers die je gebruikt om je overgebleven braadpan in te bewaren, plastic is overal om je heen. Eén type kunststof staat vooral bekend om zijn veelzijdigheid en recyclebaarheid: thermoplastische polymeren.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Thermoplastische polymeren vormen zich wanneer herhalende eenheden die monomeren worden genoemd, in ketens of vertakkingen worden gekoppeld. Omdat ze zacht worden bij verhitting, zijn thermoplastische polymeren gemakkelijk in verschillende vormen te vormen en lenen ze zich ook voor recycling. Veel voorkomende toepassingen voor thermoplastische polymeren zijn de fabricage van buizen, touwen, riemen, isolatoren en lijmen.
Wat is een polymeer?
Een polymeer is gewoon een materiaal dat is samengesteld uit vele herhaalde eenheden die monomeren worden genoemd en die aan elkaar zijn gekoppeld tot ketens of vertakkingen. Sommige polymeren zoals zetmeel, cellulose en rubber komen van nature voor, terwijl andere, zoals polyester, nylon en plastic, synthetisch zijn.
Wat maakt thermoplastische polymeren speciaal?
De monomeren waaruit thermoplastische polymeren bestaan, komen samen via elektrische bindingen die van der Waals-krachten worden genoemd en die neutrale moleculen zwak naar elkaar toe trekken. Deze zich herhalende eenheden rangschikken zichzelf op zo'n manier dat thermoplastische polymeermoleculen eruitzien als vele parelsnoeren die met elkaar vermengd zijn.
Omdat hun bindingen zwak zijn, worden thermoplastische polymeren gemakkelijk zacht wanneer ze worden verwarmd, waardoor fabrikanten ze in een breed scala aan vormen kunnen gieten, ze vervolgens opnieuw zacht kunnen maken en opnieuw kunnen vormen. Dit vermogen om thermoplastische polymeren voor onbepaalde tijd te hergebruiken, betekent dat ze zeer goed recyclebaar zijn.
Andere voordelen van deze polymeren zijn een uitstekende sterkte en een neiging om krimp te weerstaan. Aan de andere kant hebben thermoplastische polymeren enkele nadelen, waaronder hoge productiekosten en het feit dat ze gemakkelijk smelten, waardoor ze ongeschikt zijn voor sommige hoge temperaturen toepassingen.
Wat zijn enkele veelvoorkomende thermoplastische polymeren?
Er zijn eigenlijk veel soorten thermoplastische polymeren, die uniek zijn in vorm en functie. Fabrikanten gebruiken vaak hogedrukpolyethyleen om stijve objecten zoals elektrische apparatuur in te kapselen. Lagedrukpolyethyleen is zeer elastisch en ideaal voor het isoleren van elektrische kabels. Polyamide wordt meestal geassocieerd met de productie van touwen en riemen. Misschien wel het meest gemakkelijk herkenbare thermoplastische polymeer is polyvinylchloride, of PVC, dat zich gemakkelijk vormt tot pijpen, containers en isolatiematerialen. Ten slotte zijn sommige kleefstoffen thermoplastische polymeren, waaronder acrylaten, cyanoacrylaten en epoxy.
Hoewel thermoplastische polymeren in een breed scala aan formaten verkrijgbaar zijn en vele unieke doelen dienen, blijven de basiskenmerken van deze materialen hetzelfde: hoge veelzijdigheid en recycleerbaarheid. Als het gaat om chemische toepassingen in de echte wereld, zou het moeilijk zijn om een beter voorbeeld te vinden dan de productie van kunststoffen, inclusief thermoplastische polymeren.