Polimer Nedir, Polimer Özellikleri, Çeşitleri ve Kullanım Alanları

Polimer, bir dizi tek monomer “yapı taşlarından” bir araya getirilmiş kimyasallardır. Örneğin DNA, dört nükleik asidin (adenin, timin, guanin ve sitozin) birbirine bağlanmasıyla oluşturulan bir polimerdir. Çatı kaplama malzemeleri, lateks ev boyası, yapıştırıcılar ve kaplamalı kağıtlar da dahil olmak üzere her gün kullandığınız veya gördüğünüz bir dizi malzeme, malzemelerin davranışını veya performansını iyileştiren polimerler kullanılarak yapılır.

Polimerlerin Kimyası

Polimerler, tekrar eden bir yapıya sahip organik kimyasallardır. Bu kulağa basit gelse de, bu kimyasallar çok karmaşık hale gelebilir. İki monomerden (dimer), üç (trimer) veya daha fazlasından oluşabilirler. Proteinler veya DNA gibi doğada bulunurlar veya plastik veya naylon gibi üretilirler.

Polimerler, kullanılan monomer “yapı taşı” tipine ve polimer yapısı boyunca güçlü ve zayıf bağların yerleşimine bağlı olarak çok farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olabilir. Tek zincirler, çatallı dallar veya iç içe monomer ağları oluşturabilirler. Polimerler aynı monomere dayalı olabilir, ancak polimerleşme biçimlerine bağlı olarak farklı özelliklere sahiptir. Örneğin, nişasta ve selülozun her ikisi de bir glikoz monomerine dayanır, ancak nişasta suda çözünür ve selüloz değildir. Bu özellikler, polimer yapılarındaki farklılıklardan kaynaklanmaktadır.

Organik kimyacılar, yeni ürünler yaratmak için genellikle hem temel monomerden hem de karmaşık polimer yapılardan yararlanır. Daha uzun veya daha kısa zincirler ya da çapraz bağları olan “kolye” polimerler yapabilirler. Çapraz bağlantılar malzemeleri daha sert hale getirebilirken, baklalı daha uzun zincirler malzemeleri daha yumuşak hale getirebilir. Ek olarak, daha yüksek moleküler ağırlığa sahip polimerler, sıcaklık arttıkça daha esnek hale gelebilir.

Polimer Çeşitleri

Sentetik polimerler, çoğu insanın kauçuk, plastik veya reçine olarak tanımlayacağı şeyleri içerir. Kauçuk benzeri sentetik polimerler, elastomerler veya elastik polimerler olarak bilinir. Elastomerik bir malzemeyi oluşturan uzun moleküller düzensiz bir şekilde sarılır. Bir kuvvet uygulandığında, moleküller uygulanan kuvvet yönünde düzleşir. Serbest bırakıldıktan sonra moleküller normal kompakt düzenlemelerine geri dönerler.

Bu elastik özellikleri sergilemeyen polimerler plastik veya reçine olarak sınıflandırılır. Kimyagerler genellikle iki tür plastiği tanır – termosetler ve termoplastikler. Termosetler, kırılmaz, geri dönüşü olmayan bir bağ oluşturmak için kürleme işlemi sırasında çapraz bağlanan polimerler içerir. Bu, termosetlerin aşırı yüksek sıcaklıklara maruz kaldıklarında bile erimeyeceği anlamına gelir. Buna karşın termoplastikler sürekli olarak yumuşatılabilir, eritilebilir ve yeniden şekillendirilebilir. Bu, termoplastikleri enjeksiyon kalıplama veya ekstrüzyon uygulamalarında kullanım için ideal hale getirir. Ayrıca eritilerek ve yeni malzemelere yeniden şekillendirilerek geri dönüştürülebilirler.

Termoplastikler ayrıca amorf ve kristal polimerler olarak ikiye ayrılır. Amorf polimerler, rastgele dolaşmış moleküllerden yapılır, bu nedenle uzun menzilli bir düzeni yoktur. Kristalli polimerlerdeki moleküller, tipik kristallerdeki atomların düzenli düzenlenmesi gibi, polimerlere uzun menzilli düzen getiren katlanmış yığınlar halinde hizalanır.

Bir Polimeri İyi Yapan Nedir?

Son kullanımı bilmek, kimyagerin doğru özelliklere sahip bir polimerle sonuçlanan tüm doğru bileşenlerle doğru tarifi geliştirmesine yardımcı olur.

Emülsiyon polimerleri dünyasında, örneğin, metil metakrilat ve bütil akrilat monomerlerinden yapılan akrilik lateksler, stiren ve bütadienden yapılanlardan daha iyi UV direnci gösterir. Sonuç olarak, akrilik emülsiyonlar, mükemmel dış dayanıklılık ve UV direnci göstermesi gereken bağlayıcılar için iyi adaylardır. Stiren-akrilik emülsiyon polimerleri, dış uygulamalar için başka bir iyi seçenektir. UV performansına ek olarak, stiren-akrilik lateksler gelişmiş su direnci, aşınma direnci ve sertlik sunarak endüstriyel kaplamalar, ahşap kaplamalar, beton kaplamalar, astarlar, filtre malzemesi bağlayıcıları ve trafik boyası için uygun hale getirir. Stiren-bütadien emülsiyon polimerleri, doğrudan uzun süreli UV maruziyeti söz konusu olmadığında genellikle tercih edilen kimyadır. Stiren-bütadien lateks bağlayıcılar, mükemmel su direnci, yüksek dolgu kabulü, iyi çekme ve uzama dengesi ve zorlu yüzeylere iyi yapışma gerektiren uygulamalar için idealdir.

Bu sadece monomer seçiminin temelidir; doğru ürünü oluşturmak aynı zamanda yüzey aktif madde, başlatıcı ve karboksilat (reaksiyonları stabilize eden ve gereken yüzey aktif madde miktarını azaltan) seçiminizi de yönlendirecektir.