Mengubah polimer • Sergey Tsitovsky • Tugas sains popular mengenai "Unsur" Kimia

Polimer pengubah

Polimer dalam kimia organik adalah bahan yang molekulnya terdiri daripada banyak unit pengulangan. Sebagai contoh, polietilena terdiri daripada rantai panjang … -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2– …, diperolehi oleh pempolimeran etilena CH2= CH2. Untuk keringkasan, urutan ini ditulis (-CH2-CH2-)ndi mana n – Ini adalah bilangan pengulangan atau hanya tidak terbatas, tetapi agak banyak.

Sebagai tambahan kepada polimer linier seperti polietilen, terdapat juga makrokelekik kitaran (cincin tertutup) (contohnya, bahan A di dalam gambar).

Polimer linier yang panjang seperti benang polietilena membentuk benang (dan filem) kerana fakta bahawa molekul panjang agak kuat berpegang pada satu sama lain, dan apabila benang memecah, ikatan kimia juga terkoyak sedikit sebanyak (dan bukan hanya molekul "tertarik"). Polimer siklik berkelakuan seperti minyak, dan tidak mempamerkan ciri-ciri elastik, kerana molekul, walaupun besar, menarik satu sama lain hanya sedikit (kawasan sentuhan lebih kecil).

Menariknya, dua kitaran tersebut boleh "dihubungkan" antara satu sama lain. Kelas bahan ini dipanggil catenans Latin. catena – "rantai" (dalam rajah – bahan B).

Pada setiap cincin catenan kecuali hanya -CH2-kumpulan boleh didapati di hampir semua kumpulan berfungsi. Ini membawa kepada sifat-sifat kimia yang sangat menarik dari katen – mereka berkelakuan seperti campuran dua bahan, tetapi yang secara prinsipnya tidak boleh dipisahkan, dan menunjukkan semua sifat setiap cincin. Dalam sifat fizikal, ia sama dengan polimer linear biasa – sebagai contoh, apabila tidak terlalu besar n ini adalah minyak likat.

Tugas

Tetapi ahli kimia pergi jauh dan mencipta kelas bahan dengan sifat-sifat yang sangat tidak dijangka: kelikatan dan keanjalan mereka sangat bergantung pada bentuk geometri. Sebagai contoh, bahan sedemikian dalam kaca mungkin kelihatan seperti minyak, tetapi jika anda mula mencurahkannya ke dalam aliran sempit, atau sekadar menariknya dengan permukaan, maka ia ditarik ke dalam benang (agak elastik) yang pecah dengan regangan selanjutnya. Dan jika benang seperti itu rusak, maka ia menjadi minyak lagi.

Cadangkan struktur kelas bahan ini dan terangkankenapa mereka mempunyai sifat sedemikian.


Petua 1

Beri perhatian kepada perihal sifat fizikal polimer linear dan kitaran.


Petua 2

Bahan yang diingini sepatutnya sama dengan polimer linier, dan kitaran, dan untuk sebab tertentu (mungkin tidak sia-sia), dikatakan mengenai …


Penyelesaian

Bahan dengan sifat pelik itu harus menggabungkan dua struktur yang berbeza. Satu sama dengan polimer linier panjang (filamen yang agak tahan lama), yang lain kepada berat molekul yang rendah, mungkin polimer kitaran (minyak likat).

Jika kita meneruskan idea tentang katenaine dan bergabung bersama dalam rantaian panjang (bukan secara kimia, tetapi mekanikal, seperti pautan) banyak cincin (juga agak besar), maka polimer yang dikehendaki akan berubah. Selagi ubah bentuknya kecil dan cincin itu terpisah daripada satu sama lain pada jarak susunan saiznya sendiri, sifatnya akan sama seperti polimer kitaran yang terdiri daripada cincin yang tidak terhubung. Tetapi sebaik sahaja kami tarik dengan baik, semua cincin akan meluruskan dan memegang rapat antara satu sama lain, dan polimer akan mula menunjukkan sifat yang sama seperti yang linear panjang – ia akan membentuk serat atau filem yang kuat.


Selepas perkataan

Dalam kimia sebatian molekul tinggi, terdapat beberapa contoh bahan yang mempunyai ciri-ciri yang luar biasa dan menarik. Kristal cecair yang sama, berdasarkan mana-mana indikator dicipta – monitor komputer, papan elektronik, dan lain-lain. Malah, ini adalah molekul, tetapi yang cair tidak cukup dalam keadaan kacau (seperti dalam keadaan "normal" cecair) beberapa arah.Sebagai contoh, molekul dipanjangkan, dan paksi panjang mereka diarahkan terutamanya dalam satu arah. Penggunaan bidang tambahan (elektrostatik), sebagai contoh, lapisan, sebagai akibatnya perubahan ketelusan dan angka-angka pada skrin penunjuk menjadi dibezakan.

Satu lagi contoh ialah cecair bukan Newtonian, yang kelikatannya meningkat dengan cepat dengan peningkatan kelajuan pergerakan. Dalam erti kata lain, dengan pergerakan tiba-tiba, mereka menjadi elastik, seperti getah, dan apabila lancar, mereka mengalir seperti minyak (lihat gambar bagaimana penyelesaian kanji dalam air bertindak apabila disentuh) … Alasan untuk ini adalah interaksi antara molekul polimer yang sama. Dengan pergerakan yang tiba-tiba, molekul tidak mempunyai masa untuk tergelincir relatif terhadap satu sama lain dan berkelakuan seperti polimer pepejal, kenyal. Dan dengan yang lambat, mereka mempunyai masa, dan cairan "mengalir" dengan cara biasa. Sebagai contoh, bola cecair semacam itu mungkin melantun di lantai, jika ia dibuang, dan kemudian tersebar ke dalam genangan, jika dibiarkan berada di lantai untuk waktu yang lama. Contoh lain seperti cecair adalah kaca (dengan cara ini, juga polimer rantai silikat panjang).Untuk selang masa yang singkat, ia bertindak seperti badan yang kukuh, elastik dan rapuh, tetapi untuk jangka masa panjang ia mengalir seperti cairan likat. Terdapat contoh apabila kaca di bangunan lama ternyata jauh lebih tebal di bahagian bawah daripada di bahagian atas.

Oleh itu, berdasarkan polimer, adalah mungkin untuk membuat bahan-bahan yang luar biasa dengan kualiti yang berbeza (dan sering bercanggah) bergantung pada masakira-kirapelbagai (kerapuhan kerapuhan kaca), spatial (catenans kami), suhu, dan semua jenis lain. Sebagai contoh, "kesan memori bentuk" (dikenali dari contoh aloi titanium dengan nikel, apabila dawai melengkung dengan cara tertentu dan diluruskan pada suhu yang berbeza, cenderung untuk kembali ke bentuknya apabila ia kembali kepada selang suhu), kemungkinan besar, atau telah diterbitkan semula pada mana-mana polimer Ini adalah struktur khas, atau penyelidikan intensif sedang dijalankan ke atas topik ini.

Walau apa pun, banyak peluang untuk organisasi interaksi sifat yang berbeza (mekanikal, kimia, elektrik) dan skala ruang masa yang berbeza membolehkan anda mendapatkan apa-apa kesan yang menarik di peringkat makro. Dan kawasan ini sedang menunggu penyelidik dan pemajunya.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: