ポリマー- 私たち全員にとって非常になじみ深い名前の化学化合物。しかし、ポリマーが実際に何であるか知っていますか? 以下の記事で、この化合物の詳細な概念、構造、特性、およびアプリケーションを学びましょう。

ポリマーとは (写真:インターネットコレクション)

ポリマーという用語は何ですか?

ポリマーを学びます。(写真:インターネットコレクション)

ポリマーは、非常に大きな分子量を持つ化合物であり、多くのリンクが結合して構成されています。これらの鎖は共有結合を介して相互接続されています – 2 つ以上の分子が一緒に接続され、1 対の電子を共有します。ポリマーの各リンクを構成する元の分子は、モノマーと呼ばれます。

例えば:

ポリエチレン (–CH2 – CH2–)n の場合 –CH2–CH2– がリンクです。n は一致係数です。

指数nは重合係数と呼ばれ、重合度nが高いほど、ポリマーの分子量が高くなります。

ポリマーは自然界に豊富に存在し、代表的な例は DNA や RNA などの基礎化学物質です。他にも、シルク、髪の毛、爪、足の爪、セルロース、タンパク質など、私たちの身の回りには身近な天然高分子があり、それらも天然ガスや石炭、石油などに由来します。

ポリマーの分類は何ですか?

起源に基づいて、ポリマーは 2 つの主要なカテゴリに分類されます。

現在、ポリマーは、起源、合成方法、および構造上の特徴に基づいて、さまざまな種類に分類されます。

由来をもとに

起源に基づいて、ポリマーは 2 つの主なカテゴリに分類されます。天然起源のポリマーと合成ポリマーです。

ゴム、セルロース などの自然由来のポリマー…

合成ポリマーは、ポリエチレン、フェノールホルムアルデヒド樹脂など、人間によって合成されます。

さらに、人工ポリマー(半合成とも呼ばれます)は、天然ポリマーから取り出され、三硝酸セルロース、ビスコースシルクなどの新しいポリマーに加工されます…

合成に基づく

合成方法に基づいて、ポリマーは次のように 2 つの主要なカテゴリに分類されます。

高分子ポリマーは、(–CH2–CH2–)n および (–CH2–CHCl–)n の 重合反応によって合成されます。

重合重合は、重合反応によって合成されます: (–HN–[CH2]6–NH–CO–[CH2]4–CO–)n

構造に基づく:

また、ポリマーは構造上の特徴にも基づいて分類されます。

PVC、PE、PS、ゴム、セルロース、デンプンなどの非分岐鎖を持つポリマー

アミロペクチン、グリコーゲンなどの分岐鎖ポリマー。

ポリマーは、レサイト、加硫ゴムなどの空間的な格子構造を持っています。

ポリマーの構造特性

ポリマー分子は、互いに結合した多くの鎖で構成されています。

例えば:

ポリマー分子は、互いに結合した多くの鎖で構成されています。

これらのリンクは互いに結合して、直鎖または分岐鎖を形成します。ポリマー分子鎖は、原子のグループであるブリッジによって互いに結合され、空間格子を作成します。

例えば:

ストレート回路(分岐していない回路)。例: ポリエチレン、アミロース…

分岐回路。例: アミロペクチン、グリコーゲン…

ネットワーク回線(空間ネットワーク)。例: 加硫ゴム、ベークライト プラスチック…

物性 ポリマー

ポリマーにはどのような物理的性質がありますか?

ポリマーの最も顕著な物理的特性は次のとおりです。明確な融点のない固体の不揮発性の形で存在します(通常、かなり広い温度範囲で融解します)。溶融すると、ほとんどのポリマーは粘性の液体を生成し、冷却すると凝固し、熱可塑性プラスチックと呼ばれます。熱硬化性樹脂と呼ばれる、加熱しても溶けずにすぐに分解するポリマーもあります。

ほとんどのポリマーは、水や一般的な溶剤に溶けません。ベンゼン可溶性ポリブタジエンなど、粘性溶液に適した溶媒可溶性ポリマーはごくわずかです。

多くのポリマーは柔軟性があり (ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、伸縮性があるもの (ポリブタジエン、ポリイソプレンなど) もあれば、耐久性のある繊維 (ナイロン 6、セルロースなど) に引き込むことができるものもあります。透明だが脆くないポリマーがあり、その多くは電気絶縁性 (ポリエチレン、ポリ (塩化ビニル) など) または半導電性 (ポリアニリン、ポリチオフェンなど) です。

ポリマーの化学的性質

ポリマーは、鎖切断、鎖保持反応、炭素鎖増加反応の 3 つの反応に関与できます。これらの 3 つの反応は、ポリマーの化学的性質を決定します。

  • 連鎖切断反応: 鎖内に官能基を持つポリマーは加水分解しやすいです。重合したポリマーは、特定の温度で熱分解して短いセグメントを生成し、最終的に 3 末端モノマーを形成します。ポリマーのモノマーへの熱分解は、解重合または解重合と呼ばれます。一部のポリマーは、鎖を切断するために酸化されます。
  • 鎖維持反応: 鎖または血管外官能基に二重結合を持つポリマーは、二重結合とその官能基の特定の反応に直接参加できます。
  • 鎖増加反応: 適切な条件 (温度、触媒など) の下では、ポリマー鎖が互いに結合して、より長い鎖を形成したり、反応などのネットワークを形成したりできます. 加硫反応は、ゴムを加硫ゴムに変換し、レゾールをレジットに変換します. .. テクノロジーでは、ポリマー鎖をつなぎ合わせて空間的なネットワークを形成する反応をポリマー架橋反応と呼びます。

重合反応

ポリマーは、重合または縮合によって調製されます。

一致

重合は、多くの類似または類似の小さな分子 (モノマー) を非常に大きな分子 (ポリマー) に結合するプロセスです。モノマーの構造が重合反応に参加するために必要な条件は、分子が複数の結合を持っているか、不安定な環が開くことができることです。

複数のリンク

例: CH2 = CH2、CH2 = CH–C6H5

リングの耐久性が低い

例えば:

偶然の反応とは何ですか?(写真:第12回化学教科書のスクリーンショット)

縮合反応

凝縮は、多くの小さな分子 (モノマー) を結合して非常に大きな分子 (ポリマー) にすると同時に、他の小さな分子 (H2O など) を放出するプロセスです。言い換えれば、重合は多くの小さな分子を大きな分子に凝縮するプロセスです。この反応が起こるためには、反応に関与するモノマーが、反応して結合を形成できる少なくとも2つの官能基を持っていなければなりません。

例えば:

縮合反応(写真:化学の教科書12のスクリーンショット)縮合反応(写真:化学の教科書12のスクリーンショット)

生活と生産におけるポリマーの応用

ポリマーは多くの分野で重要な役割を果たしています。(写真:インターネットコレクション)

生活の中で、ポリマーはさまざまな分野や産業で重要な役割を果たしています。この化合物は、繊維、包装、文具、プラスチック、航空機、建設、玩具などの多くの産業で使用されています。生活と生産におけるポリマーの 3 つの最も顕著な用途は、プラスチック、シルク、ゴムです。

プラスチック

プラスチックは、ポリマーから作られた一種の柔軟な材料です。ポリマー以外にも、その組成には、可塑剤(可塑性を高め、製品加工に便利)、フィラー(機械的強度を高め、耐水性、耐熱性を高める)、着色添加剤、臭気の発生、耐久性の向上など、他の多くの物質が含まれる場合があります。環境)。

プラスチックは、軽さ、耐久性、電気絶縁性、断熱性、加工のしやすさ、色の多さなど、多くの利点を持っています。現在、プラスチックは多くの分野で金属、食器、ガラスに取って代わりつつあります。

シルク

シルクは、直鎖構造を持つ天然ポリマーまたは合成ポリマーであり、繊維に伸ばすことができます。起源と製造プロセスに基づいて、シルクは天然シルク(シルク、綿、ジュートなどの自然界で入手可能)と化学シルク(天然ポリマーまたは単純な物質から加工された)に分類されます.

化学シルクは、耐久性、美しさ、洗濯のしやすさ、速乾性などの多くの利点があるため、天然シルクよりも好まれています.

ゴム

ゴムは、弾性特性を持つ天然または合成ポリマーです。(写真:インターネットコレクション)

ゴムは、弾性特性を持つ天然または合成ポリマーです。また、ゴムは天然ゴムと合成ゴムの2種類に分けられます。その中でも一番人気はブナラバー。ゴムは、タイヤ、ワイヤー カバー、レインコート、ダイビング スーツなどの製造など、さまざまな経済分野で広く使用されています。

このように、上記の記事では、ポリマーの概念、構造、特性、生活への応用など、ポリマーに関する重要な知識を詳しく説明しました。この記事が、より有益な情報を得るのに役立つことを願っています。記事を共有し、サイトに毎日アクセスして、より興味深いレッスンを更新することを 忘れないでください。

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