Ce este un polimer?

Termenul polimer este frecvent utilizat în industria plasticelor și a compozitelor, adesea ca sinonim pentru plastic sau răşină. De fapt, polimerii includ o serie de materiale cu o varietate de proprietăți. Se găsesc în bunuri de uz casnic obișnuit, în îmbrăcăminte și jucării, în materiale de construcție și izolare și în numeroase alte produse.

Un polimer este un component chimic cu molecule legate între ele în lanțuri lungi, repetate. Datorită structurii lor, polimerii au proprietăți unice care pot fi adaptate pentru diferite utilizări.

Polimerii sunt creați atât de om, cât și de natură naturală. Cauciucul, de exemplu, este un material polimeric natural care a fost folosit de mii de ani. Are calități elastice excelente, rezultatul unui lanț de polimeri moleculari creat de natura mamei. Un alt polimer natural este shellac, o rășină produsă de bug-ul lac din India și Thailanda, care este utilizat ca grund de vopsea, sigilant și lac.

Cel mai frecvent polimer natural de pe Pământ este celuloza, un compus organic care se găsește în pereții celulari ai plantelor. Este utilizat pentru a produce produse din hârtie, materiale textile și alte materiale precum celofan.

Polimerii artificiali sau sintetici includ materiale precum polietilena, cel mai frecvent plastic din lume găsit în articole de la pungi de cumpărături la containere de depozitare și polistiren, materialul folosit pentru fabricarea alunelor de ambalare și de unică folosință cupe. Unii polimeri sintetici sunt flexibili (termoplastice), în timp ce alții sunt în permanență rigizi (termoseturi). Încă alții au proprietăți asemănătoare cauciucului (elastomeri) sau seamănă cu fibre vegetale sau animale (fibre sintetice). Aceste materiale se găsesc în tot felul de produse, de la costume de baie până la tigăile de gătit.

În funcție de utilizarea dorită, polimerii pot fi reglați bine pentru a utiliza anumite proprietăți avantajoase. Acestea includ:

• reflectivitate: Unii polimeri sunt folosiți pentru a produce film reflectorizant, care este utilizat într-o varietate de tehnologii legate de lumină.
• Rezistența la impact: Plasticul rezistent care poate rezista la o manevrabilitate aspră este perfect pentru bagaje, cutii de protecție, bare de protecție auto și multe altele.
• Fragilitate: Unele forme de polistiren sunt dure și fragile și ușor de deformat cu ajutorul căldurii.
• Transluciditate: Polimerii de vizibilitate, inclusiv lutul polimeric, sunt adesea folosiți în arte și meserii.
• Ductilitate: Spre deosebire de polimerii casnici, polimerii ductili pot fi deformați fără a se destrama. Metalele precum aurul, aluminiul și oțelul sunt cunoscute pentru ductilitatea lor. Polimerii ductili, deși nu sunt la fel de puternici ca alți polimeri, sunt utili în multe scopuri.
• Elasticitate: Cauciucurile naturale și sintetice au proprietăți elastice care le fac ideale pentru anvelopele auto și produse similare.

Polimerizarea este procesul de creare a polimerilor sintetici prin combinarea celor mici monomer molecule în lanțuri ținute împreună de legături covalente. Cele două forme majore de polimerizare sunt polimerizarea în trepte și polimerizarea în creștere a lanțului. Principala diferență între ele este că în polimerizarea creșterii lanțului, moleculele monomerului sunt adăugate la molecula în lanț o dată. În polimerizarea în trepte, moleculele de monomeri multiple sunt legate direct unele cu altele.

Dacă ați putea privi în apropiere un lanț de polimeri, ați vedea că structura vizuală și proprietățile fizice ale lanțului de molecule imită proprietățile fizice ale polimerului. De exemplu, dacă un lanț de polimeri cuprinde legături strâns răsucite între monomeri dificil de rupt, polimerul probabil va fi puternic și dur. Pe de altă parte, dacă lanțul polimeric cuprinde molecule cu caracteristici întinse, probabil polimerul va avea proprietăți flexibile.

Majoritatea polimerilor denumiți în mod obișnuit plastic sau termoplastici constau din lanțuri de molecule care pot fi rupte și re-legate. Majoritatea materialelor plastice obișnuite pot fi îndoite în forme noi prin aplicarea căldurii. De asemenea, pot fi reciclate. Sticlele de sodă de plastic, de exemplu, pot fi topite și reutilizate pentru a face produse, de la noi sticle de sodă la covor până la sacouri din lână.

Pe de altă parte, polimerii reticulati nu se pot re-lega după ce legătura reticulată dintre molecule este ruptă. Din acest motiv, polimerii reticulati prezintă adesea trăsături precum rezistență mai mare, rigiditate, proprietati termice, și duritate.

În FRP (polimer armat cu fibre) compozit produsele, polimerii reticulati sunt cel mai des utilizate și sunt denumite rășină sau rășină termoset. Cei mai comuni polimeri folosiți în compozite sunt poliester, ester vinilicși epoxidice.

Polimerii obișnuiți includ:

• Polipropilenă (PP): covor, tapițerie
• Polietilenă cu densitate joasă (LDPE): Saci pentru alimente
• Densitate înaltă din polietilenă (HDPE): sticle de detergent, jucării
• Poly (clorură de vinil) (PVC): Țevi, punți
• Polistiren (PS): jucării, spumă
• Polytetrafluoroetilen (PTFE, Teflon): tigăți antiaderent, izolație electrică
• Poli (metacrilat de metil) (PMMA, Lucite, Plexiglas): Scuturi de față, luminatoare
• Poly (acetat de vinil) (PVAc): Vopsele, adezivi
• Policloropren (Neopren): costume umede