Гомополимеры и сополимеры. Химия пластиковых деталей

Привет! Кто фанат органической химии? *сверчки* Хорошо, возможно, вам не нравилось это изучать, но без этих цепочек углеродных молекул жизнь была бы тяжелой. Итак, здесь, в Protolabs, мы отдаем дань уважения тем особым группам связанных атомов, которые называются полимерами. Это особенно верно, потому что все пластмассы, которые мы используем в производстве, основаны на цепочках молекул углерода, а их химическая структура влияет на их прочность, способ взаимодействия с окружающей средой, внешний вид и многое другое. Но это не курс оргхимии. Неа. Это сообщение в блоге, которое поможет вам понять, как различные цепочки органических молекул влияют на материал, который вы выбираете для изготовления деталей. Итак, дайте C (для углерода)!

Мономеры:строительные блоки пластмасс

Мономеры — это молекулы, которые хотят соединиться с другими молекулами, когда они это делают, они образуют цепи, называемые полимерами, вроде сырной нити. Неудивительно, что этот процесс называется полимеризацией. . Для простоты достаточно знать, что гомополимеры представляют собой цепи, содержащие длинные нити мономера одного типа. Сополимеры состоят из двух или более различных типов связанных мономеров.

Без мономеров не было бы пластмасс. Наиболее распространенными из них являются этилен, пропилен, стирол, формальдегид, фенол, ацетонитрил и этиленгликоль.

Химическое сравнение гомополимера и сополимера

Например, ПВХ, белые трубы, которые вы, вероятно, видите повсюду в своем подвале, состоит из мономеров только одного типа — винилхлорида, которые соединились вместе, чтобы стать поливинилхлоридом. Часть «поли» означает «много». Сополимер нейлона 6/6 представляет собой комбинацию двух мономеров:адипиновой кислоты и гексаметилендиамина.

Создание сополимера

Вот информация, которая ошеломит компаньонов на первых свиданиях. Это базовый пример перехода от простой молекулы к гораздо более сложному сополимеру (см. иллюстрацию). Начните с основного углеводорода — бензольного кольца. Каждому атому углерода необходимо четыре связи для достижения стабильности, и вы можете видеть, что у бензола они есть, поскольку каждый атом углерода связан один раз с одним атомом углерода и дважды с другим углеродным соседом. Чтобы завершить сбалансированную молекулу, мы добавляем атом водорода к каждому углероду.

Чтобы сделать этот стирол (мономер), замените один из этих атомов водорода на молекулу C2H3. У вас все еще есть стабильная молекула, потому что ваши углероды довольны четырьмя связями, а каждый водород имеет одну связь.

Чтобы сделать гомополимерный полистирол, соедините молекулы стирола. Четыре связи на углероде и одна на водороде все еще существуют. Это стабильно.

Сделать следующий переход от полистирола к АБС немного сложнее, потому что к стиролу нужно добавить мономеры акрилонитрила и бутадиена. Наличие нескольких типов мономеров превращает его в сополимер. Все атомы довольны своими связями в один, четыре или, в случае азота, в три.

Ваше второе свидание обеспечено.

Гомополимеры и сополимеры:различия между гомополимерами и сополимерами

Например, давайте сравним два ацеталя, гомополимер Delrin и сополимер Celcon (он же Tecaform):

It should be noted that glass-filled copolymers tend to be stronger and longer-lasting than their homopolymer relative. The added glass fibers make all the difference here to improve mechanical properties. The above differences tend to ring true for all homopolymers and copolymers within related families of monomers.

Choosing Your Polymer

In the end, what matters is that you choose the best material for your part but knowing the basic differences between homopolymers and copolymers gives you some deeper insight into which is the best to choose.