Классификация полимеров: подробный гид по основным типам

Полимеры — важная часть нашего быта. Они встречаются в упаковках, имплантатах, шинах и спортивной одежде. Основной плюс полимерного сырья — способность превращаться в материалы с нужными свойствами, что позволяет употреблять их в разных промышленных отраслях.

Разделение по происхождению

Полимеры группируются на натуральные, искусственные и синтетические. Классификация основана на источнике сырья и технологии получения.

Натуральные полимеры

Природные полимеры — вещества, образующиеся в живых организмах. Они являются важной частью для биологических процессов, поддерживая структуру и жизнедеятельность клеток и тканей организмов.

Примеры:

• Крахмал: резервный источник энергии для растений.
• Целлюлоза: элемент клеточных оболочек растений.
• Каучук: эластичное сырье из сока гевеи.
• Белки: полимеры из аминокислот (шерсть, шелк).
• ДНК: молекула, хранящая генетическую информацию.

Природные полимеры классифицируются на типы по молекулярному составу и структуре. Они биоразлагаемы, восстанавливаемы и совместимы с организмами, но их свойства изменяются в зависимости от условий окружающей среды. Применяют в пищевой, текстильной, сельскохозяйственной и медицинской отраслях.

Искусственные полимеры

Полимеры образуются из биополимеров в результате химических реакций, кардинально изменяющих их свойства и делающих материал уникальным.

Примеры:

• Нитроцеллюлоза: целлюлоза, обработанная нитратом водорода.
• Целлюлозный ацетат: целлюлоза и уксусная кислота.

Искусственные полимеры прочнее, обладают высокой термостойкостью и химически инертнее натуральных материалов. Применяют в промышленности для производства пленок, пластмасс, волокон, взрывчатки и лакокрасочных составов.

Синтетические полимеры

Полимеры синтезируют из мономеров, что наделяет материалы уникальными свойствами, недоступными природным или искусственным полимерам.

Примеры:

• Полиэтилен: из этилена.
• Полипропилен: из пропилена.
• ПВХ: из винилхлорида.
• Полистирол: из стирола.
• Полиамид (нейлон): из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты.

Синтетические полимеры прочны, гибки, термостойки и химически инертны. Используют в промышленности для производства волокон, каучука, пластмасс, лаков и красок.

Разделение по методу производства

Полимеры группируются на два типа: получаемые полимеризацией и поликонденсацией.

Полимеризационные материалы

Полимеризация — процесс соединения множества мономеров в одну полимерную цепочку без образования побочных веществ. Это совершается через цепную реакцию, включающую три этапа:

1. Катализатор (например, пероксид) создает активный центр — ион или свободный радикал, запуская процесс.
2. Мономеры примыкают к активному центру, удлиняя цепь полимера.
3. Прекращение полимеризации из-за активности центров, смещения цепи или иных реакций.

Поликонденсированные полимеры

Поликонденсация — процесс объединения мономеров в полимер с выделением сопутствующих веществ (спирт, аммиак, вода). Отличается от полимеризации тем, что мономеры содержат минимум две реакционноспособные группы, взаимосвязанные между собой.

Примеры:

• Полиэфиры: дикарбоновые кислоты + диолы.
• Полиамиды: диамины + дикарбоновые кислоты.
• Фенолформальдегидные смолы: метиленоксид + фенол.
• Полиуретаны: полиолы + диизоцианаты.
• Силиконы: органосиланолы (ди- и трифункциональные).

Поликонденсация — мономеры соединяются в олигомеры, а затем в макромолекулярные полимеры. Отличается от полимеризации удлинением цепи.

Разделение по строению цепи

Классификация полимеров зависит от состава основной цепи. Они типизируются на гомоцепные (с идентичными атомами) и гетероцепные (с несхожими атомами).

Гомополимеры

Основная цепь без атомов других элементов (кислорода, серы, азота, кремния).

Примеры:

• Полиэтилен: состоит из углеродных атомов.
• Полипропилен: содержит метильную группу.
• Полистирол: включает фенильную группу.
• Полиизобутилен: сформирован из углеродных атомов и метильных групп.

В гомополимерах основной скелет состоит исключительно из углеродных атомов, а заместители могут быть представлены метильными, фенильными, хлорными и другими группами.

Гетероцепные полимеры

В основу таких полимеров могут входить атомы азота, фосфора, кислорода, серы, кремния. Эти элементы сильно влияют на свойства полимера.

Примеры:

• Полиэфиры содержат углерод и кислород.
• Полиамиды включают углерод, кислород, азот.
• Полиуретаны также содержат эти элементы.
• Силиконы складываются из кремния и кислорода.
• Полиформальдегид содержит углерод и кислород.

Компания «Мир полимеров» организует поставку полимерного сырья различных марок в России для автопрома, строительства, медицины, упаковки и других областей. Компания сотрудничает с лучшими предприятиями, предлагает стабильные цены, логистику и помогает найти нужные материалы.