Homopolymeren versus copolymeren. Chemie van kunststof onderdelen

Hoi! Wie is er fan van organische chemie? *krekels* OK, je vond het misschien niet leuk om het te bestuderen, maar zonder die ketens van op koolstof gebaseerde moleculen zou het leven ruw zijn. Dus hier bij Protolabs draait alles om respect betuigen aan die speciale groepen gebonden atomen die polymeren worden genoemd. Dit geldt met name omdat de kunststoffen die we bij de productie gebruiken allemaal gebaseerd zijn op ketens van koolstofmoleculen en hun chemische structuur van invloed is op hun sterkte, de manier waarop ze omgaan met de omgeving, hun uiterlijk en meer. Maar dit is geen cursus organigrammen. Nee. Het is een blogpost om u te helpen begrijpen hoe verschillende ketens van organische moleculen het materiaal beïnvloeden dat u kiest om uw onderdelen te maken. Geef me dus een C (voor Carbon)!

Monomeren:de bouwstenen van kunststoffen

Monomeren zijn moleculen die zich willen binden met andere moleculen, wanneer ze dat doen, vormen ze ketens die polymeren worden genoemd, een soort touwkaas. Het is niet verrassend dat dat proces polymerisatie wordt genoemd . Voor de eenvoud is het voldoende om te weten dat homopolymeren ketens zijn die lange strengen van een enkel type monomeer bevatten. Copolymeren bestaan ​​uit twee of meer verschillende soorten gebonden monomeren.

Zonder monomeren zouden er geen kunststoffen zijn. Enkele veel voorkomende zijn ethyleen, propyleen, styreen, formaldehyde, fenol, acetonitril en ethyleenglycol.

Chemische vergelijking van homopolymeer versus copolymeer

PVC, de witte leidingen die u waarschijnlijk overal in uw kelder ziet, bestaat bijvoorbeeld uit monomeren van slechts één type - vinylchloride - die aan elkaar zijn geketend om polyvinylchloride te worden. Het "poly" -gedeelte betekent "veel". Het copolymeer nylon 6/6 is een combinatie van twee monomeren:adipinezuur en hexamethyleendiamine.

Een copolymeer bouwen

Nu, hier is de informatie die metgezellen op eerste dates zal verbazen. Het is een eenvoudig voorbeeld van hoe je van een eenvoudig molecuul naar een veel complexer copolymeer gaat (zie afbeelding). Begin met een basische koolwaterstof - een benzeenring. Elk koolstofatoom heeft vier bindingen nodig om stabiliteit te bereiken, en je kunt zien dat benzeen dat heeft, aangezien elk koolstofatoom eenmaal is gebonden aan één koolstofatoom en tweemaal aan zijn andere koolstofatoom. Om het uitgebalanceerde molecuul te voltooien, voegen we een waterstofatoom toe aan elke koolstof.

Om dit styreen (een monomeer) te maken, vervang je een van die waterstofatomen door een C2H3-molecuul. Je hebt nog steeds een stabiel molecuul omdat je koolstofatomen blij zijn met vier bindingen en elke waterstof heeft één binding.

Om het homopolymeer polystyreen te maken, binden styreenmoleculen aan elkaar. De vier bindingen op koolstof en één op waterstof bestaan ​​nog steeds. Het is stabiel.

De volgende sprong maken van polystyreen naar ABS is iets ingewikkelder omdat je monomeren van acrylonitril en butadieen aan het styreen moet toevoegen. Het hebben van meerdere soorten monomeren verandert dit in een copolymeer. Alle atomen zijn blij met hun bindingen van één, vier, of in het geval van stikstof, drie.

Je tweede date is verzekerd.

Homopolymeren versus copolymeren:verschillen tussen homopolymeren en copolymeren

Laten we bijvoorbeeld twee acetalen vergelijken, het homopolymeer Delrin en het copolymeer Celcon (ook bekend als Tecaform):