MAKROMOLEKULÁRNÍ LÁTKY

 

Mají C atomy spojeny do dlouhých řetězců; mohou se střídat s jinými elementy (atomy N, O, S,...)

Jsou složeny ze stavební monomerní jednotky, která se v makromolekula pravidelně opakuje

 

Musí obsahovat:

            Násobnou vazbu

            Alespoň dvě reaktivní (charakteristické) skupiny

 

Polymery dělíme

            1. Podle původu:        přírodní            – původní, modifikované

syntetické        – podle toho, zda vznikly         polymerací

                                                                                                                      polykondenzací

                                                                                                                      polyadicí

            2. Podle tvaru: lineární, rozvětvené, zesíťované, prostorově zesíťované

            3. Podle chování při zvýšené teplotě:

                        termoplasty – po zahřátí jsou plastické, tvarovatelné

                        termosety – po zahřátí ztrácejí plastičnost

 

Složení a struktura polymerů

Základní stavební jednotka – pravidelně se opakující část molekuly se stále stejným chem. složením

Strukturní jednotka – nadřazená st. jednotce, může ji tvořit i několik st. jednotek

Počet a uspořádání stavebních jednotek rozhoduje o struktuře tedy i vlastnostech makromolekuly

 

Složení

1.      přírodních polymerů

polysacharidy – stavební jednotkou monosacharidy

proteiny – st. j. aminokyseliny

nukleové kyseliny – st. j. základní nukleotid

polyterpeny (kaučuk) – st. j. izopren

 

2.      syntetických polymerů

prostorové uspořádání staveb. jednotek určuje strukturu makromolekuly

a)      lineární – stavební jednotky uspořádány za sebou (polyalkeny), vinylové???

b)      rozvětvené – vznikají příčným spojením všech lineárních řetězců do jednoho celku

c)      zesíťované – polybutadien – složka syntetického kaučuku,; lineární řetězce se spojují atomy S - tvoří vazby polysulfidického charakteru (vulkanizace kaučuku)

d)      prostorově zesíťované – stavební jednotky se váží do trojrozměrné sítě (fenolformaldehydové, močovinoformaldehydové pryskyřice)

tři možnosti prostorového uspořádání makromolekul

I.                    typ zcela uspořádaný (izotaktický) – metylové skupiny leží na jedné straně řetězce

II.                 typ zcela neuspořádaný (ataktický) – metylové skupiny nepravidelně uspořádány vzhledem k rovině řetězce

III.               typ pravidelně střídavý (syndiotaktický) – metylové skupiny se pravidelně střídají po obou stranách řetězce

vlastnosti: malá hustota, lehce zpracovatelné (lisování, vstřikování do forem), elektrické, tepelnlé izolanty, X měkké, hořlavé, rozkládají se na jedovaté splodiny

 

POLYMERACE

Monomer reaguje na polymer bez vzniku vedlejšího produktu; podmínkou je násobná vazba

Homopolymerace – používáme jeden zákl. monomer

Kopolymerace – používáme dva monomery

Reakční mechanismus:

1.      iniciace – vyvolání reakce iniciátorem; ten se snadno štěpí na radikály

2.      propagace – řetězení molekul v polymery???; exotermická reakce

3.      terminace – spojení dvou narůstajících řetězců

 

Syntetické látky vzniklé polymerací

Polyetylen, polypropylen – odolné proti působení většiny kyselin a zásad, teplem lze svařovat; použití – výr. potrubí, elektroinstal. součástek, folií,

Polystyren – ve vodě, alkoholu, anorganických kyselinách, hydroxidech nerozpustný, hořlavý, tepelný, zvukový izolátor, dobře se barví, použití – nátěrové hmoty, lamináty, pěnový polystyren, obalový, izolační materiál

Polyvinylchlorid (PVC) – odolný vůči kyselinám, zásadám, málo tepelně odolný, elektroizol., použití – výr. vodovodního potrubí, linolea, koženky, výlisků

neměkčený – novodur

měkčený – novoplast

Polytetrafluoretylen (teflon) – vysoká chem. i tepelná odolnost, použití – povrch. úprava lyží, nádobí

Polytrifluoretylen (teflex) – měkčí než teflon, méně stály, lépe zpracovatelný, použití – těsnění, ochranné obleky, hadice

Polymetylmetakrylát (plexisklo, Umaplex) – rozpustný ve většině org. rozpouštědel, propouští UV, průhledný, použití – bižuterie, optické čočky, zubní protézy

 

 

Syntetické látky vzniklé POLYKONDENZACÍ

Při polykondenzaci reagují molekuly dvou nebo více monomerů za vzniku jednoduchého vedlejšího produktu (jednoduchá anorg. sloučenina – H2O, NH3, HCl,…)

Má stupňovitý průběh; většinou jde o exotermický děj; vznikají:

 

-Polyestery

Tesilové vlákno – vznik zvlákňováním polyetylentereftalátu (směs se vstřikuje tryskou do chladného roztoku), pevné, pružné, trvanlivé

Sklolamináty – vznik nanášením směsi polymeru a vícesytného alkoholu na tkaninu za skleněných vláken; pevné; elektroizol. Vlastnosti, odolné proti chemikáliím; výroba potrubí v chem. průmyslu, střešních krytin, karoserií, letadel

 

-Polyamidy – molekuly obsahují peptidickou vazbu, která se v řetězci pravidelně opakuje; vzniká polykondenzací diaminů s dikarboxylovými kyselinami

            Nylon 6 6 – vznik polykondenzací 1,6-hexametylendiaminu a kys. adipové

Silon (polyamid 6) – příprava protlačováním polykaprolaktanu tryskami do chladící lázně – tuhne na vlákno; výroba textil. vláken – dobře se barví, pevná, pružná – nemačkavé látky, vlasce, výplety

 

 

-Fenolformaldehydové pryskyřice (fenoplasty) – vznik kondenzací spolu s formaldehydem

v kyselém prostředí – novolaky

v zásaditém prostř. – bakelit

Pokud se reakce účastní monomer s třemi nebo vícefunkčními skupinami – zesíťování řetězců – vznikají rezoly – zahříváním rezity – netavitelné, těžko rozpustné – výroba elektroinst. Součástek (vypínače, objímky,…)

 

-Močovinoformaldehydové pryskyřice (aminoplasty) – vznik polykondenzací močoviny s formaldehydem; bezbarvé, snadno barvitelné; dekorační, izolační, nátěrové látky, výr, kelímků, talířů

 

-Epoxidové pryskyřice – vznik polykondenzací vícesytných fenolů a sloučenin obsahujících epoxidovou skupinu; výroba laků, lepidel

 

 

Syntetické látky vzniklé POLYADICÍ

Polyadice probíhá stupňovitě, nevzniká žádný vedlejší produkt; znakem je přesun H atomu v řetězci; slabě vázaný proton se odštěpí, aduje se na dvojnou vazbu C=A, která se štěpí a monomer se naváže do řetězce.

-Polyuretany – k výrobě barexu = umělá kůže, molitanu, syntetických vláken, lepidel