Hvad er en polymer?

Begrebet polymer bruges ofte i plast- og kompositsindustrien, ofte som et synonym for plast eller harpiks. Faktisk inkluderer polymerer en række materialer med en række egenskaber. De findes i almindelige husholdningsartikler, i tøj og legetøj, i byggematerialer og isolering og i mange andre produkter.

En polymer er en kemisk forbindelse med molekyler bundet sammen i lange, gentagne kæder. På grund af deres struktur har polymerer unikke egenskaber, der kan skræddersys til forskellige anvendelser.

Polymerer er både menneskeskabte og naturligt forekommende. Gummi er for eksempel et naturligt polymert materiale, der er blevet brugt i tusinder af år. Det har fremragende elastiske kvaliteter, resultatet af en molekylær polymerkæde skabt af moderens natur. En anden naturlig polymer er shellak, en harpiks, der er produceret af lac-bugten i Indien og Thailand, der bruges som malingsgrunning, fugemasse og lak.

Den mest almindelige naturlige polymer på Jorden er cellulose, en organisk forbindelse, der findes i plantens cellevægge. Det bruges til at fremstille papirprodukter, tekstiler og andre materialer, såsom cellofan.

Menneskeskabte eller syntetiske polymerer inkluderer materialer såsom polyethylen, den mest almindelige plast i verden findes i genstande lige fra indkøbsposer til opbevaringsbeholdere og polystyren, det materiale, der bruges til at fremstille peanuts og engangsemballage kopper. Nogle syntetiske polymerer er bøjelige (termoplast), mens andre er permanent stive (termohærdede). Endnu andre har gummilignende egenskaber (elastomerer) eller ligner plante- eller dyrefibre (syntetiske fibre). Disse materialer findes i alle mulige produkter, fra badedragt til kogepander.

Afhængig af den ønskede anvendelse kan polymerer finjusteres til at udnytte visse fordelagtige egenskaber. Disse inkluderer:

• reflektionsevne: Nogle polymerer bruges til at fremstille reflekterende film, der bruges i en række lysrelaterede teknologier.
• Slagmodstand: Robust plast, der kan modstå hård håndtering, er perfekt til bagage, beskyttelseskuffer, bilstødfangere og meget mere.
• sprødhed: Nogle former for polystyren er hårde og sprøde og lette at deformere ved hjælp af varme.
• gennemskinnelighed: Gennemsigtige polymerer, inklusive polymerleer, bruges ofte inden for kunst og håndværk.
• duktilitet: I modsætning til sprøde polymerer kan duktile polymerer deformeres uden at falde fra hinanden. Metaller som guld, aluminium og stål er kendt for deres duktilitet. Selv om de ikke er så stærke som andre polymerer, er duktile polymerer nyttige til mange formål.
• elasticitet: Naturlige og syntetiske gummier har elastiske egenskaber, der gør dem ideelle til bildæk og lignende produkter.

Polymerisation er processen til at skabe syntetiske polymerer ved at kombinere små monomer molekyler i kæder, der holdes sammen af ​​kovalente bindinger. De to hovedformer for polymerisation er trinvækstpolymerisation og kædevækstpolymerisation. Den største forskel mellem dem er, at i kædevækstpolymerisation sættes monomermolekyler til kæden et molekyle ad gangen. Ved trinvækstpolymerisation er flere monomermolekyler bundet direkte med hinanden.

Hvis du kunne se på en polymerkæde tæt på, ville du se, at den visuelle struktur og fysiske egenskaber af molekylkæden efterligner polymerens fysiske egenskaber. For eksempel, hvis en polymerkæde omfatter tæt snoede bindinger mellem monomerer, der er vanskelige at bryde, vil polymeren sandsynligvis være stærk og sej. På den anden side, hvis polymerkæden omfatter molekyler med strækbare egenskaber, vil polymeren sandsynligvis have fleksible egenskaber.

De fleste polymerer, der almindeligvis benævnes plast eller termoplast, består af molekylekæder, der kan brydes og bindes sammen igen. De fleste almindelige plastmaterialer kan bøjes til nye former ved at anvende varme. De kan også genanvendes. Plastbrusflasker, for eksempel, kan smeltes ned og genbruges til at fremstille produkter lige fra nye sodaflasker til tæppe til fleecejakker.

Tværbundne polymerer kan på den anden side ikke bindes igen, efter at den tværbundne binding mellem molekyler er brudt. Af denne grund udviser tværbundne polymerer ofte træk såsom højere styrke, stivhed, termiske egenskaberog hårdhed.

I FRP (fiberarmeret polymer) komposit produkter, tværbundne polymerer er mest almindeligt anvendte og kaldes harpiks eller termohærdende harpiks. De mest almindelige polymerer anvendt i kompositter er polyester, vinylesterog epoxy.

Almindelige polymerer inkluderer:

• Polypropylen (PP): Tæppe, polstring
• Polyethylen lav densitet (LDPE): Købmandsposer
• Høj densitet af polyethylen (HDPE): Detergentflasker, legetøj
• Poly (vinylchlorid) (PVC): Rør, terrassebord
• Polystyren (PS): Legetøj, skum
• Polytetrafluoroethylen (PTFE, Teflon): Non-stick pander, elektrisk isolering
• Poly (methylmethacrylat) (PMMA, Lucite, Plexiglas): Ansigtsskærme, ovenlysvinduer
• Poly (vinylacetat) (PVAc): Maling, klæbemidler
• Polychloroprene (Neoprene): Våddragter