Jednou z najrozšírenejších aplikácií chémie v reálnom svete je vývoj plastov. Od život zachraňujúcich zdravotníckych pomôcok po nádoby s tupperwarom, ktoré používate na držanie zvyškov hrnca, sú plasty všade okolo vás. Jeden typ plastu je obzvlášť dobre známy pre svoju univerzálnosť a recyklovateľnosť: termoplastické polyméry.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Termoplastické polyméry sa tvoria, keď sa opakujúce sa jednotky nazývané monoméry spájajú do reťazcov alebo konárov. Pretože pri zahrievaní mäknú, termoplastické polyméry sa dajú ľahko tvarovať do rôznych tvarov a dajú sa tiež recyklovať. Bežné použitie termoplastických polymérov zahrnuje výrobu rúrok, lán, pásov, izolátorov a lepidiel.
Čo je to polymér?
Polymér je jednoducho materiál zložený z mnohých opakovaných jednotiek nazývaných monoméry, ktoré sa navzájom spájajú do reťazcov alebo vetiev. Niektoré polyméry ako škrob, celulóza a guma sa vyskytujú prirodzene, zatiaľ čo iné ako polyester, nylon a plast sú syntetické.
Čím sú termoplastické polyméry výnimočné?
Monoméry, ktoré tvoria termoplastické polyméry, sa spájajú prostredníctvom elektrických väzieb nazývaných van der Waalsove sily, ktoré k sebe slabo priťahujú neutrálne molekuly. Tieto opakujúce sa jednotky sa usporiadajú tak, že molekuly termoplastického polyméru vyzerajú ako veľa prameňov perál zmiešaných dohromady.
Pretože sú ich väzby slabé, termoplastické polyméry po zahriatí ľahko zmäknú, čo výrobcom umožňuje tvarovať ich do širokej škály tvarov, potom ich znovuotvarovať a formovať. Táto schopnosť neobmedzeného opätovného použitia termoplastických polymérov znamená, že sú vysoko recyklovateľné.
Medzi ďalšie výhody týchto polymérov patrí vynikajúca pevnosť a tendencia odolávať zmenšovaniu. Na druhej strane majú termoplastické polyméry niekoľko nevýhod, vrátane vysokých výrobných nákladov a skutočnosť, že sa ľahko topia, čo ich robí nevhodnými pre určitú vysokú teplotu aplikácie.
Čo sú niektoré bežné termoplastické polyméry?
V skutočnosti existuje veľa druhov termoplastických polymérov, ktoré sú jedinečné svojou formou a funkciou. Výrobcovia často používajú vysokotlakový polyetylén na zapuzdrenie pevných predmetov, ako sú elektrické zariadenia. Nízkotlakový polyetylén je veľmi elastický a je ideálny na izoláciu elektrických káblov. Polyamid sa najčastejšie spája s výrobou lán a pásov. Snáď najľahšie rozpoznateľným termoplastickým polymérom je polyvinylchlorid alebo PVC, ktoré sa ľahko formujú do rúrok, nádob a izolačných materiálov. Nakoniec sú niektoré lepidlá termoplastické polyméry vrátane akrylátov, kyanoakrylátov a epoxidov.
Zatiaľ čo termoplastické polyméry majú širokú škálu formátov a slúžia mnohým jedinečným účelom, základné vlastnosti týchto materiálov zostávajú rovnaké: vysoká univerzálnosť a recyklovateľnosť. Pokiaľ ide o aplikácie chémie v skutočnom svete, ťažko by ste našli lepší príklad ako výroba plastov vrátane termoplastických polymérov.