Polymers에 대해 말하면, 우리 중 일부는 아마도 아직 모를 것입니다-클래스 XII 학생들을 제외하고. 그러나 이러한 폴리머는 실제로 우리 일상 생활에 매우 가깝게 존재합니다. 다양한 형태로. 예, 우리는 수천 년 동안 목재, 고무, 면화, 양모, 가죽, 실크 등의 형태로 폴리머를 사용해 왔습니다. 일상 생활에서 우리 모두는 플라스틱 컵, 콘택트 렌즈, 빗, 고무줄, 팬 등과 같은 물건에 익숙해야합니다. 음, 이것들은 모두 고분자입니다. 뿐만 아니라 핵산과 단백질 (머리카락, 혈액 등)과 같은 일부 고분자는 우리 몸에도 존재합니다.
그렇다면 정확히 폴리머라고 불리는 것은 무엇입니까?
Polymer라는 단어 자체는 그리스어에서 유래되었으며, 두 단어, 즉 많은 것을 의미하는 Poly와 단위 또는 부분을 의미하는 meros로 구성됩니다. 따라서 고분자는 여러 개의 작은 분자 단위의 조합으로 형성된 큰 화합물입니다. 이러한 화합물을 구성하는 분자 단위를 단량체라고합니다. 이것은 고분자 화합물이 많은 단량체로 구성되어 있음을 의미합니다.
고분자의 분류
폴리머는 소스, 구조, 중합 모드 및 분자력에 따라 분류됩니다.
소스 별 폴리머
원천에 따라 고분자는 천연 고분자, 합성 고분자, 반합성 고분자의 3 가지로 나뉩니다.
천연 고분자
천연 고분자는 식물과 동물에서 얻습니다. 예를 들어 단백질, 셀룰로오스, 전분, 수지 및 기타.
합성 고분자
합성 고분자는 실험실에서 만들어지는 인공 고분자입니다. 예 : 폴리에 텐, 나일론 66 및 Buna-S.
반합성 고분자
반합성 고분자는 화학적 변형이있는 천연 고분자입니다. 예 : 가황 고무 및 셀룰로오스 아세테이트.
구조 기반 폴리머
그 구조에 따라 폴리머는 선형 폴리머, 분지 사슬 폴리머 및 교차 결합 폴리머 또는 네트워크 폴리머의 세 가지로 나뉩니다.
선형 폴리머
선형 폴리머에서 모노머는 긴 직선 사슬로 연결됩니다. 폴리머 사슬은 일반적으로 서로 겹쳐 쌓이고 잘 채워진 구조를 형성합니다.
선형 폴리머는 고밀도, 높은 인장 강도 및 높은 융점을 가지고 있습니다. 예 : 고밀도 폴리에 텐, 폴리 염화 비닐, 나일론 6 등.
분지 사슬 고분자
이 중합체는 주쇄에 부착 된 단량체 단위의 측쇄로 구성됩니다. 이 분지로 인해 분지 사슬 폴리머는 서로 단단히 배열 될 수 없습니다. 이 폴리머는 밀도가 낮고 인장 강도가 낮으며 융점이 낮습니다. 분지 사슬 폴리머의 예는 저밀도 폴리에 텐입니다.
교차 결합 폴리머
가교 폴리머는 조직 폴리머로도 알려져 있습니다. 이 폴리머는 단단 할뿐만 아니라 뻣뻣하고 부서지기 쉽습니다. 예 : Bakelit, Melamine, Formaldehyde Resin.
중합 모드 기반 폴리머
중합 모드에 따라 폴리머는 부가 폴리머와 축합 폴리머의 두 가지로 나뉩니다. 첨가 중합체는 공중 합체와 동종 중합체의 두 가지로 나뉩니다.
첨가 폴리머
부가 중합체는 부산물 분자를 제거하지 않고 단량체를 첨가하여 형성됩니다. 부가 중합체의 단량체는 불포화 화합물입니다. 예 : Polyethene Teflon 및 기타.
단일 중합체
단일 단량체 종의 중합에 의해 형성된 첨가 중합체. 예 : 폴리 염화 비닐, 폴리 프로필렌, 폴리에 텐
공중 합체
부가 폴리머는 두 가지 다른 유형의 모노머의 부가 중합에 의해 형성됩니다. 예 : Buna-S, Buna-N 및 기타.
축합 폴리머
축합 폴리머는 물, 알코올 및 염화수소와 같은 작은 분자의 방출 유무에 관계없이 두 개의 서로 다른 모노머의 축합에 의해 형성됩니다.
축합 중합체의 단량체는 2 개 이상의 작용기를 갖는다. 예 : Bakelit, Nylon 66, Terylene 등.
분자력에 기반한 폴리머
분자 스타일에 따라 폴리머는 엘라스토머, 섬유, 열가소성 폴리머 및 열경화성 폴리머로 나눌 수 있습니다.
엘라스토머
엘라스토머에서 폴리머 사슬은 약한 분자간 힘에 의해 서로 결합됩니다. 힘이 약하면 폴리머가 늘어나게됩니다. 폴리머 사슬에는 폴리머가 원래 모양으로 돌아가는 데 도움이되는 여러 개의 가교가 있습니다. 예 : Buna-S, Buna-N, Neoprene.
섬유
섬유에서 폴리머 사슬은 강한 분자간 힘 (수소 결합 또는 쌍극자-쌍극자 상호 작용)에 의해 서로 결합됩니다. 강한 힘은 크리스탈 속성을 부여합니다.
섬유는 높은 인장 강도와 높은 모듈러스를 가진 원사 모양입니다. 예 : 폴리 아미드 (나일론 66) 및 폴리 에스테르 (테릴렌).
열가소성 물질
열가소성 중합체는 선형 또는 약간 분지 된 중합체 사슬을 가지고 있습니다. 분자간 매력은 엘라스토머와 섬유 사이의 중간입니다.
열가소성 폴리머는 속성 변화가 거의없이 가열시 반복적으로 연화되고 냉각시 경화 될 수 있습니다. 이 유형의 폴리머는 원하는 모양으로 성형 할 수 있습니다. 예 : 폴리에 텐, 폴리스티렌, 폴리 비니 클로라이드 등.
열가소성 수지에는 가교가 없기 때문에 폴리머 사슬 사이에 존재하는 분자간 힘은 가열에 의해 쉽게 손상됩니다. 따라서 원하는 모양으로 만들 수 있습니다.
열경화성
열경화성 폴리머는 가교되거나 고도로 분지 된 폴리머 사슬입니다. 고분자 사슬은 금형에서 가열시 가교 팽창을 겪습니다. 열경화성 폴리머는 가열시 영구적 인 변화를 겪습니다. 열경화성 폴리머는 열가소성 폴리머처럼 재사용 할 수 없습니다. 예 : Bakelit, Resin, Urea-formaldehyde 및 기타.
중합 반응
중합 반응에는 부가 중합과 축중 합의 두 가지 유형이 있습니다.
첨가 중합
중합에 더하여 단량체는 생성물 분자의 제거없이 결합됩니다. 단량체는 불포화 화합물 및 그 유도체입니다. 단량체가 사슬에 추가되어 사슬 길이가 증가합니다.
첨가 폴리머는 일반적으로 화학적으로 반응하지 않습니다. 이것은 매우 강한 C-C 및 C-H 결합 때문입니다. 이로 인해 부가 폴리머를 재활용하기가 매우 어렵습니다. 즉, 첨가 고분자는 생분해 성이 없습니다.
첨가 중합은 두 가지 메커니즘, 즉 자유 라디칼 메커니즘과 이온 메커니즘을 통해 발생합니다. 그러나 자유 라디칼 메커니즘이 더 일반적입니다. 불포화 화합물과 그 유도체는 자유 라디칼 메커니즘을 따릅니다. 자유 라디칼을 생성하려면 개시제가 필요합니다. 여기에는 3 차 벤조일 퍼 옥사이드와 부틸 퍼 옥사이드가 포함됩니다.
자유 라디칼 부가 중합: 불포화 화합물과 그 유도체는이 방법으로 중합합니다. 이것은 벤질 퍼 옥사이드, 3 차 부틸 퍼 옥사이드 등과 같은 자유 라디칼 생성 개시제에서 발생합니다. 중합에는 다음 단계가 포함됩니다.
(나는) 체인 시작: 유기 과산화물은 균질 분열을 거쳐 개시 제로 작용하는 자유 라디칼을 형성합니다. 개시제는 탄소에 이중 결합을 추가하여 새로운 자유 라디칼을 형성합니다.
(ii) 체인 전파: 자유 라디칼은 단량체 이중 결합을 추가하여 더 큰 자유 라디칼을 형성합니다. 이 과정은 라디칼이 파괴 될 때까지 계속됩니다.
iii) 체인 종료: 두 개의 자유 라디칼이 결합하면 사슬이 끝납니다.
축합 중합
이 방법에서는 물, 알코올 등과 같은 일부 간단한 분자를 제거하여 2 개 이상의 이작 용성 단량체를 축합합니다. 각 단계의 제품은 다시 이중 기능 유형이며 시퀀스는 계속됩니다. 각 단계가 다르고 독립적 인 유형의 기능화를 가져 오기 때문에이 과정을 성장 중합이라고도합니다.
