Čo je to polymér?

Termín polymér sa bežne používa v priemysle plastov a kompozitov, často ako synonymum pre plastický alebo živice. Polyméry v skutočnosti zahŕňajú celý rad materiálov s rôznymi vlastnosťami. Nachádzajú sa v bežnom domácom tovare, v odevoch a hračkách, v stavebných materiáloch a izoláciách a v mnohých ďalších výrobkoch.

Polymér je a chemická zlúčenina s molekulami spojenými v dlhých opakujúcich sa reťazcoch. Vďaka svojej štruktúre majú polyméry jedinečné vlastnosti, ktoré je možné prispôsobiť rôznym použitiam.

Polyméry sú človekom vyrobené a prirodzene sa vyskytujúce. Napríklad guma je prírodný polymérny materiál, ktorý sa používa už tisíce rokov. Má vynikajúce elastické vlastnosti, ktoré sú výsledkom molekulového polymérneho reťazca vytvoreného materskou prírodou. Ďalším prírodným polymérom je šelak, živica produkovaná lagúnom v Indii a Thajsku, ktorý sa používa ako základný náter, tmel a lak.

Najbežnejším prírodným polymérom na Zemi je celulóza, organická zlúčenina nachádzajúca sa v bunkových stenách rastlín. Používa sa na výrobu papierových výrobkov, textílií a iných materiálov, napríklad celofánu.

Umelé alebo syntetické polyméry zahŕňajú materiály, ako je polyetylén, najbežnejší plast na svete, ktorý sa nachádza v položkách od nákupných tašiek po skladovacie nádoby a polystyrénu, materiálu použitého na výrobu arašidov a jednorazových obalov poháre. Niektoré syntetické polyméry sú ohybné (termoplasty), zatiaľ čo iné sú trvalo tuhé (termosety). Ešte iné majú gumovité vlastnosti (elastoméry) alebo sa podobajú rastlinným alebo živočíšnym vláknam (syntetické vlákna). Tieto materiály sa nachádzajú vo všetkých druhoch výrobkov, od plaviek až po panvice na varenie.

V závislosti od požadovaného použitia môžu byť polyméry jemne doladené, aby sa využili určité výhodné vlastnosti. Tie obsahujú:

• odrazivosť: Niektoré polyméry sa používajú na výrobu reflexný film, ktorý sa používa v rôznych technológiách týkajúcich sa svetla.
• Odolnosť proti nárazu: Robustné plasty, ktoré vydržia hrubú manipuláciu, sú ideálne pre batožinu, ochranné puzdrá, nárazníky do auta a ďalšie.
• krehkosť: Niektoré formy polystyrénu sú tvrdé a krehké a pomocou tepla sa ľahko deformujú.
• priesvitnosť: Priehľadné polyméry vrátane polymérnej hliny sa často používajú v umení a remeslách.
• kujnosť: Na rozdiel od krehkých polymérov sa tvárné polyméry môžu deformovať bez toho, aby sa rozpadli. Kovy ako zlato, hliník a oceľ sú známe svojou tvárnosťou. Kujné polyméry, hoci nie sú také silné ako iné polyméry, sú užitočné na mnohé účely.
• pružnosť: Prírodné a syntetické kaučuky majú elastické vlastnosti, vďaka ktorým sú ideálne pre pneumatiky automobilov a podobné výrobky.

Polymerizácia je proces výroby syntetických polymérov kombináciou malých monoméru molekuly do reťazcov držaných pohromade kovalentnými väzbami. Dve hlavné formy polymerizácie sú postupná rastová polymerizácia a reťazová rastová polymerizácia. Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva v tom, že pri polymerizácii s rastom reťazca sa monomérne molekuly pridávajú k molekule reťazca naraz. Pri postupnej rastovej polymerizácii je viac monomérnych molekúl priamo spojených.

Ak by ste sa mohli pozrieť zblízka na polymérny reťazec, videli by ste, že vizuálna štruktúra a fyzikálne vlastnosti reťazca molekúl napodobňujú fyzikálne vlastnosti polyméru. Napríklad, ak polymérny reťazec obsahuje pevne skrútené väzby medzi monomérmi, ktoré sa ťažko štiepia, bude polymér pravdepodobne silný a tuhý. Na druhej strane, ak polymérny reťazec obsahuje molekuly s pružnými charakteristikami, bude mať polymér pravdepodobne flexibilné vlastnosti.

Väčšina polymérov bežne označovaných ako plasty alebo termoplasty sa skladajú z molekulárnych reťazcov, ktoré sa môžu zlomiť a znova spojiť. Najbežnejšie plasty sa môžu ohýbať na nové tvary pôsobením tepla. Môžu sa tiež recyklovať. Napríklad plastové fľaše na sódy sa dajú roztaviť a znovu použiť na výrobu produktov od nových fliaš na sódy až po koberce až po fleecové bundy.

Zosieťované polyméry sa naproti tomu nemôžu po prerušení sieťovanej väzby medzi molekulami znova viazať. Z tohto dôvodu zosieťované polyméry často vykazujú znaky, ako je vyššia pevnosť, tuhosť, tepelné vlastnostia tvrdosť.

v FRP (vláknami vystužený polymér) kompozit výrobky, zosieťované polyméry sa najčastejšie používajú a označujú sa ako živica alebo termosetová živica. Najbežnejšie polyméry používané v kompozitoch sú polyester, vinylestera epoxy.

Bežné polyméry zahŕňajú:

• Polypropylén (PP): koberec, čalúnenie
• Polyetylén s nízkou hustotou (LDPE): nákupné tašky
• Polyetylén s vysokou hustotou (HDPE): Fľaše na pracie prostriedky, hračky
• Poly (vinylchlorid) (PVC): Potrubie, krytina
• Polystyrén (PS): Hračky, pena
• Polytetrafluóretylén (PTFE, teflón): nepriľnavé panvice, elektrická izolácia
• Poly (metylmetakrylát) (PMMA, Lucite, plexisklo): Tvárové štíty, svetlíky
• Poly (vinylacetát) (PVAc): Farby, lepidlá
• Polychloroprén (neoprén): Mokré obleky