Wat Is Een Polymeer?

{h1}

Polymeren zijn materialen gemaakt van lange, zich herhalende moleculenkolommen. Er zijn natuurlijke en synthetische polymeren, waaronder eiwitten en rubber, en glas en epoxies.

Polymeren zijn materialen gemaakt van lange, zich herhalende moleculenkolommen. De materialen hebben unieke eigenschappen, afhankelijk van het type moleculen dat wordt gebonden en hoe ze zijn gebonden. Sommige polymeren buigen en strekken zich uit, zoals rubber en polyester. Anderen zijn hard en taai, zoals epoxies en glas.

Polymeren raken bijna elk aspect van het moderne leven. De kans is groot dat de meeste mensen in de laatste vijf minuten in contact zijn geweest met ten minste één polymeerbevattend product - van waterflessen tot gadgets tot banden.

De term polymeer wordt vaak gebruikt om kunststoffen te beschrijven, dit zijn synthetische polymeren. Er bestaan ​​echter ook natuurlijke polymeren; rubber en hout, bijvoorbeeld, zijn natuurlijke polymeren die bestaan ​​uit een eenvoudige koolwaterstof, isopreen, volgens Encyclopedia Britannica. Eiwitten zijn natuurlijke polymeren die bestaan ​​uit aminozuren en nucleïnezuren (DNA en RNA) zijn polymeren van nucleotiden - complexe moleculen die bijvoorbeeld bestaan ​​uit stikstofhoudende basen, suikers en fosforzuur.

Chemische reacties

Hermann Staudinger, hoogleraar organische chemie aan de Eidgenössische Technische Hochschule (Hochschule) in Zürich, is de vader van moderne polymeerontwikkeling. Zijn onderzoek in de jaren 1920 leidde de weg naar moderne manipulaties van zowel natuurlijke als synthetische polymeren. Hij bedacht twee termen die cruciaal zijn voor het begrijpen van polymeren: polymerisatie en macromoleculen, volgens de American Chemical Society (ACS). Hij kreeg in 1953 een Nobelprijs voor de Scheikunde "voor zijn ontdekkingen op het gebied van macromoleculaire chemie."

Polymerisatie is de methode voor het maken van synthetische polymeren door het combineren van kleinere moleculen, monomeren genaamd, tot een keten die samengehouden wordt door covalente bindingen, volgens ThoughtCo., Een online educatieve hulpbron. Verschillende chemische reacties - bijvoorbeeld veroorzaakt door hitte en druk - veranderen de chemische bindingen die monomeren bij elkaar houden, volgens Scientific American. Het proces zorgt ervoor dat de moleculen zich binden in een lineaire, vertakte of netwerkstructuur, resulterend in polymeren.

Deze ketens van monomeren worden ook macromoleculen genoemd. De meeste polymeerketens hebben een reeks koolstofatomen als een ruggengraat. Een enkel macromolecuul kan bestaan ​​uit honderdduizenden monomeren, volgens het Polymer Science Learning Center.

Gebruik van polymeren

Polymeren worden op bijna elk gebied van het moderne leven gebruikt. Boodschappentassen, frisdrank- en waterflessen, textielvezels, telefoons, computers, voedselverpakkingen, auto-onderdelen en speelgoed bevatten allemaal polymeren.

Zelfs meer geavanceerde technologie maakt gebruik van polymeren. Bijvoorbeeld: "de membranen voor ontzilting van water, dragers die worden gebruikt bij gecontroleerde afgifte van geneesmiddelen en biopolymeren voor weefselconstructie maken allemaal gebruik van polymeren", aldus de ACS.

Populaire polymeren voor vervaardiging omvatten polyethyleen en polypropyleen. Hun moleculen kunnen 10.000 tot 200.000 monomeren omvatten.

Tijdens een polymerisatiereactie wordt een groot aantal monomeren verbonden door covalente bindingen om een ​​enkele lange molecule, een polymeer, te vormen.

Tijdens een polymerisatiereactie wordt een groot aantal monomeren verbonden door covalente bindingen om een ​​enkele lange molecule, een polymeer, te vormen.

Krediet: LibreTexts

Toekomst van polymeren

Onderzoekers experimenteren met veel verschillende soorten polymeren, met als doel de ontwikkeling van medicijnen te bevorderen en producten die we al gebruiken te verbeteren.

Koolstofpolymeren worden bijvoorbeeld ontwikkeld en verbeterd voor de auto-industrie.

"Composieten van koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP) - ook koolstofvezellaminaten genoemd - zijn de materialen van de volgende generatie om auto's lichter, zuiniger en veiliger te maken", aldus een 2016 WordsSideKick.com-column van Nikhil Gupta, een medewerker professor, en Steven Zeltmann, een student-onderzoeker, zowel in het laboratorium voor composietmaterialen en mechanica van de afdeling mechanische en ruimtevaarttechniek aan de Tandon School of Engineering van New York University. "Koolstoflaminaat is extreem sterk en stijf vanwege de geweven lagen van bijna zuivere koolstofvezels die aan elkaar zijn gebonden door een geharde kunststof, zoals epoxyhars." [De koolstofvezel-toekomst: het gaat om meer dan snelheid]

Polymeren worden ook gebruikt om hologrammen te verbeteren. Wetenschappers van de University of Pennsylvania creëerden een hologram op flexibel polymeermateriaal, PDMA genaamd, dat was ingebed met gouden nanostaafjes, volgens een studie die begin 2017 online werd gepubliceerd in het tijdschrift Nano Letters. Dit nieuwe hologramapparaat kan meerdere afbeeldingen bevatten in plaats van slechts één.

"De vraag die we hebben gesteld is:" Kunnen we meerdere stukjes informatie in een hologram coderen? "" Ritesh Agarwal, onderzoeksleider en hoogleraar materiaalkunde en -technologie aan de Universiteit van Pennsylvania, vertelde WordsSideKick.com. "Het is een belangrijk stuk werk, want het is de eerste keer dat iemand laat zien dat je meerdere holografische afbeeldingen kunt opnemen, en door het polymeer uit te rekken, kun je het beeld eigenlijk veranderen."

Kunsthuid gemaakt van een siliconenpolymeer kan de toekomst zijn van anti-aging inspanningen. In de vorm van twee crèmes, kan het polymeer in staat zijn om de huid van een persoon aan te spannen, het uiterlijk van rimpels te verminderen en zakken voor de ogen te verminderen, volgens een onderzoek dat mei 2016 is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials. Een dergelijke kunsthuid kan ook worden gebruikt om mensen met huidaandoeningen, zoals eczeem, te helpen of als zonnebrandmiddel te gebruiken.

"We zijn er enthousiast over, het is een gloednieuw materiaal", verklaarde studieauteur Robert Langer, een professor aan het Massachusetts Institute of Technology, aan WordsSideKick.com.

Extra middelen

  • Polymer Science Learning Center
  • ThoughtCo.: Wat is een polymeer?
  • Polymer Journal: Polymer Nanotechnology - Nanocomposieten
  • Scientific American: How Are Polymers Made?


Video Supplement: 66a Polymeren 1 - scheikunde.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com