Mine sisu juurde

Polümeerid: erinevus redaktsioonide vahel

Allikas: Vikipeedia
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Kristiina 9 (arutelu | kaastöö)
Resümee puudub
Resümee puudub
 
(ei näidata 12 kasutaja 25 vahepealset redaktsiooni)
1. rida: 1. rida:
{{ToimetaAeg|kuu=november|aasta=2015}}
{{toimeta}}


'''Polümeerid''' on [[kõrgmolekulaarsed ühendid]], mille [[makromolekul]]id koosnevad [[kovalentne side|kovalentsete sidemetega]] seotud korduvatest struktuuriühikutest – [[monomeer]]setest lülidest. Igal polümeeri makromolekulil on kindel keemiline struktuur, mille määravad monomeersete lülide ja neis paiknevate aatomite järjestus ja omavahelised [[valentssidemete teooria |valentssidemed]]. Polümeeri [[makromolekul]]i korduvate elementaarlülide arv varieerub enamasti vahemikus mõnest tuhandest kuni miljonini.


[[Pilt:Syndiotactic polypropene.png|pisi|260px|[[Polüpropeen]]i molekuliahel, mille [[monomeer]]iks on [[propeen]] (CH<sub>2</sub>=CH-CH<sub>3</sub>)]]
==POLÜMEERID==


Sõna "polümeer" on tuletatud [[kreeka keel]]est (πολυ (''poly'') 'palju' + μέρος (''meros'') 'osa').
'''Polümeerid''' ehk [[kõrgmolekulaarne|kõrgmolekulaarsed]] ühendid on ained, mille molekulid koosnevad kovalentsete sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest – elementaarlülidest.


Polümeeride seas on nii looduslikke (näiteks [[merevaik]], [[tselluloos]], [[tärklis]]) kui ka sünteetilisi (peamiselt [[plast]]id) materjale. Polümeeride hulka kuuluvad ka [[polükondensaadid]] (näiteks [[DNA]], [[proteiinid]]), kuid nende elementaarlülid ei ole ühesugused.
==POLÜMEERIDE TÄHTSUS==


Suur osa igapäevaselt kasutatavaid polümeere on [[Orgaanilised ühendid|orgaanilised]], kuid on ka [[Anorgaanilised ühendid |anorgaanilisi]] polümeere, näiteks [[silikoonid]] pole mitte [[süsinik]]u-, vaid [[räni]]põhised polümeerid.
Polümeere leidub praktiliselt kõikjal meie ümber. Ehitised, mööbel, enamus tarbeesemetest ja kogu elusmaailm – kõik see koosneb suuremal või väiksemal määral looduslikest või sünteetilistest polümeeridest. Ka inimese eksisteerimine on võimalik tänu polümeeridele, kuna [[valk|valgud]], [[DNA]], [[RNA]] ja [[tärklis]] on polümeerid, milleta elu poleks võimalik. Teadmiste edenedes muutuvad ka polümeermaterjalid „intelligentsemaks“, seega luuakse materjale, mis on mõeldud kitsamaks otstarbeks. Näiteks materjalid, mis sõltuvalt mõnest välistegurist (temperatuur, rõhk jne) muudavad läbipaistvust, värvi, [[elektrijuhtivus|elektrijuhtivust]] või teisi omadusi.

Polümeeride hulka kuuluvad kõik [[plastid]], näiteks [[polüeteen]], [[polüpropeen]], [[polüvinüülkloriid]] jt.

== Polümeeride tähtsus ==
Polümeere leidub kõikjal meie ümber. Ehitised, [[mööbel]], enamik [[tarbeese]]metest ja kogu elusloodus koosneb suuremal või väiksemal määral looduslikest või sünteetilistest polümeeridest. Ka inimese eksisteerimine on võimalik tänu polümeeridele, kuna [[valgud]], DNA, [[RNA]] ja tärklis on polümeerid, nendeta elu poleks võimalik. Teadmiste edenedes muutuvad ka sünteetilised polümeerid n-ö intelligentsemaks, seega luuakse materjale, mis on mõeldud kitsamaks otstarbeks. Näiteks võivad materjalid sõltuvalt [[temperatuur]]ist või [[rõhk|rõhust]] muuta läbipaistvust, [[värvus]]t, [[elektrijuhtivus]]t või teisi omadusi.
== Polümeeride struktuur ==
==POLÜMEERIDE STRUKTUUR==

===Ahelpolümeerid===
===Ahelpolümeerid===
Kõige lihtsam variant, koosneb paljudest pikkadest lineaarsete ahelatega makromolekulidest. Peaahelaks on pikim ahelalõik, mis võib koosneda ainult süsinikest, siis on tegemist süsinik ahelega ja kui ahelas on ka teisi aatomeid peale süsiniku (hapnik, väävel, lämmastik), siis on tegemist heteroahelaga. Peaahela külge võib olla seotud ka erinevaid külgrühmi, mis pärinevad monomeeridest.
Kõige lihtsam variant koosneb paljudest pikkadest [[lineaarne molekul|lineaarsete ahelatega]] [[makromolekul]]idest. [[Peaahel]]aks on pikim ahelalõik. Kui see koosneb ainult [[süsinik]]est, siis on tegemist [[süsinikahel]]aga, aga kui ahelas on ka muude elementide [[aatom]]eid ([[hapnik]], [[väävel]], [[lämmastik]]), siis on tegemist [[heteroahel]]aga. Peaahela külge võib olla seotud külgrühmi, mis pärinevad monomeeridest.
(PILT)


===Võrestikpolümeerid===
===Võrestikpolümeerid===
Ruumilise võrkstruktuuriga polümeerid, kus kõik ahelalõigud on seotud vähemalt kahe teise ahelalõiguga nii, et polümeeris ei esine ühtegi vaba ahelat. Enamasti on võrestikpolümeerid saadud ahelpolümeeridest, mis on omavahel ühendatud põiksidemetega.
[[Võrestikpolümeer]]id on ruumilise võrkstruktuuriga polümeerid, kus kõik ahelalõigud on seotud vähemalt kahe teise ahelalõiguga, nii et polümeeris ei esine ühtegi vaba ahelat. Enamasti on võrestikpolümeerid saadud ahelpolümeeridest, mis on omavahel ühendatud põiksidemetega.


===Liigitus monomeerlülide järjestuse põhjal===
==LOODUSLIKUD POLÜMEERID==
[[Pilt:Common_Polymer_Architectures.jpg|pisi|Monomeerlülide järjestus]]
On olemas homopolümeerid, mis koosnevad makromolekulidest, kus on ainult üht tüüpi monomeerlülisid, ja kopolümeerid, mis koosnevad makromolekulidest, mille koostises on erinevad monomeerlülid. Kopolümeere on väga palju liike:
*[[Vahelduv kopolümeer]] – monomeerid vahelduvad ahelas korrapäraselt.
*[[Juhuslik kopolümeer]] – monomeerlülide järjestus ahelas on juhuslik.
*[[Plokk-kopolümeer]] – ahelad on moodustunud üksteisega järjestikku seotud pikematest ahelalõikudest ehk plokkidest, mis erinevad naaberplokkidest.
*[[Pook-kopolümeer]] – makromolekulide peaahelatega on seotud üht või mitut tüüpi külgahelad.


== Looduslikud polümeerid ==
Paljud meid ümbritsevad polümeersed ained on looduslikku päritolu ning nad tekivad elusorganismides, olles nende rakkude ehitusmaterjaliks ning tagades nende funktsioneerimise. Samas on mõned polümeerid ka rakkude elutegevuse jääkaineteks. Tähtsaimad looduslike polümeeride (nende all mõistetakse tavaliselt biopolümeere) klassid on nukleiinhapped, valgud, polüsahhariidid, polüpreenid ja alifaatsed polüestrid, mis kõik sünteesitakse rakkudes ensüümide osavõtul. Viimased on ka ise biopolümeerid (valgud).
Looduslikke polümeere on kasutatud juba inimkonna algusaegadest alates, kuna paljud meid ümbritsevad polümeersed ained on looduslikku päritolu. Looduslikud polümeerid ehk biopolümeerid koosnevad kas ühte liiki monomeerlülidest, näiteks [[glükoosijääk]]idest, või erinevatest monomeeridest ([[aminohapped]], [[nukleotiidid]]), mis näitab nende struktuuride tohutut mitmekesisust. Tähtsaimad looduslikud polümeeerid on [[nukleiinhapped]], valgud, [[polüsahhariidid]] ja [[polüpreenid]]. Elusmaailma jaoks on nendest asendamatuteks valgud ja nukleiinhapped. Paljud biopolümeerid tekivad eluorganismides, olles nende [[rakk]]ude ehitusmaterjaliks ja tagades nende toimimise.


Looduslikke polümeere on palju liike:
===Polüsahhariidid===
*Polüsahhariidid
*[[Tselluloos]] on taimede peamine ehitusmaterjal.
**[[Tselluloos]] on taimede peamine ehitusmaterjal.
*[[Kitiin]] on putukate ja koorikloomade kestade põhikoostisosa.
*[[Tärklis]] on energia ja toiduainete talletaja.
**[[Kitiin]] on putukate ja koorikloomade kestade põhikoostisosa.
**[[Tärklis]] on energia ja toiduainete talletaja.
*Valgud osalevad rakkude ainevahetuses ja elutegevuses.
*Nukleiinhapped, näiteks [[DNA]] ja [[RNA]]
*Polüpreenid
**[[Naturaalne kautšuk]] on saadav [[kummipuu]] [[piimmahl]]ast. See on [[tooraine]]ks [[elastomeer]]ide tootmisel, mida kasutatakse veorihmade, veealuste [[kaabel|kaablite]] [[elektriisolatsioon|isolatsiooni]] ja [[golfipall]]ide valmistamiseks.


== Modifitseeritud looduslikud polümeerid ehk tehispolümeerid ==
===Valgud===
[[Tehispolümeer]]id saadakse looduslikest polümeeridest keemilise töötlemise teel. Tehispolümeerid olid uudsed enne sünteetiliste polümeeride kasutuselevõttu. Looduslike polümeeride modifitseerimise eesmärk on nende [[lahustuvus]]e parandamine, töötlemise lihtsustamine ja materjali [[tugevus|tugevamaks]] või [[sitkus|sitkemaks]] muutmine. Tänu sellele on võimalik saada väga erinevate omadustega materjale. Tehispolümeerid on jäänud sünteetiliste polümeeride varju, kuid nende osakaal võib hakata suurenema, sest nad lagunevad looduses suhteliselt kiirelt.
Osalevad rakkude ainevahetuses ja elutegevuses.


Tehispolümeerid on näiteks [[tsellofaan]], [[pargitud nahk]], tärklise derivaat [[kitosaan]] ja [[vulkaniseerimine|vulkaniseeritud]] naturaalne kautšuk.
===Nukleiinhapped===
*[[DNA]] ja [[RNA]]


== Sünteetilised polümeerid ==
===Polüpreenid===
[[20. sajand]]i keskpaigas lisandusid looduslikele polümeeridele [[sünteetilised polümeerid]], mida loodusest ei leia. Nende osa igapäevaelus on plahvatuslikult suurenenud ning muutunud valdavaks tarbeesemete, [[pakend]]ite ja pinnakatete valmistamisel. Sünteetilised orgaanilised polümeerid võivad asendada mõningaid materjale, mille töötlemiseks kulub palju aega ja energiat, näiteks [[klaas]]i, [[puit]]u ja [[metall]]i. Sünteetiliste polümeeride tootmine on üha enam kasvanud ja kogu [[keemiatööstus]]e toodangust moodustavad nad umbes 17%. Kuna sünteetiliste polümeeride püsivus keskkonnas on väga suur ja nende tootmine kogu aeg kasvab, siis kaasnevad nendega jäätmeprobleemid. [[Polümeeride keemia]] tegelebki muuhulgas sünteetiliste polümeeride tootmise ja kasutamise loodussõbralikumate meetodite väljatöötamisega.
*[[Naturaalne kautšuk]] on saadav kummmipuu piimmahlast, tooraineks elastomooeride tootmisel, mida kasutatakse veorihmade, veealuste kaablite isolatsioonikihi ja golfipallide valmistamiseks

==MODIFITSEERITUD LOODUSLIKUD POLÜMEERID EHK TEHISPOLÜMEERID==

Looduslikud polümeerid, mille omadusi on muudetud keemilise töötlemise teel. Tehispolümeerid olid uudseteks polümeermaterjalideks enne sünteetiliste polümeeride kasutuselevõttu. Looduslike polümeeride modifitseerimise eesmärgiks on olnud nende lahustuvuse parandamine, töötlemise lihtsutamine ja materjali tugevamaks või sitkemaks muutmine. Tänu sellele on võimalik saada väga erinevate omadustega materjale. Tehispolümeerid on jäänud sünteetiliste polümeeride varju, kuid nende osakaal võib hakata suurenema, sest tegu on loodusliku tooraine kasutamisega, mille lagunemine looduskeskkonnas on suhteliselt kiire.

*[[Tsellofaan]]
*[[Pargitud nahk]]
*Tärklise derivaat [[kitosaan]]
*Vulkaniseeritud [[naturaalne kautšuk]]



==SÜNTEETILISED POLÜMEERID==

20. sajandi keskpaigas lisandusid looduslikele polümeeridele inimese poolt toodetavad sünteetilised polümeerid, mida loodusest ei leia. Nende osa igapäevaelus on plahvatuslikult suurenenud ja muutunud valdavaks tarbeesemete, pakendite ja pinnakatete valmistamisel. Sünteetiliste orgaaniliste polümeeride eeliseks on nende kasutamine selleks, et asendada materjale, mille töötlemiseks kulub palju aega ja energiat. Tänu sünteetilistele polümeeridele on võimalik asendada näiteks [[klaas|klaasi]], [[puit|puitu]] ja [[metall|metalli]]. Nende vajalikkust näitab ka see, et alates 1960. aastast on sünteetiliste polümeeride tootmine üha enam kasvanud ja kogu keemiatööstuse toodangust moodustavad nad umbes 17%. Kuna sünteetliste polümeeride püsivus keskkonnas on väga suur ja nende tootmine kogu aeg kasvab, siis kaasnevad nendega jäätmeprobleemid, mille lahendamiseks tuleb midagi ette võtta. [[Polümeeride keemia]] tegelebki erinevate meetodite väljatöötamisega, et sünteetiliste polümeeride tootmist ja kasutamist loodussõbralikumaks muuta.


===Plastid===
===Plastid===
ehk plastmassid moodustavad umbes kaks kolmandikku kogu sünteetiliste polümeeride toodangust.
[[Plast]]id ehk plastmassid moodustavad kogu sünteetiliste polümeeride toodangust umbes kaks kolmandikku. Plastid võib jagada kolme suurde rühma.
*Tarbeplastid odavad, kergesti töödeldavad [[termoplastid]].
Plastid võib jagada kolme suurde rühma.
*Tehnoplastid tugevamad ja vastupidavamad kui tarbeplastid. Nende hulka kuuluvad [[polüamiid]]id, [[polükarbonaadid]] ja [[polüester|polüestrid]].
*Tarbeplastid - odavad, kergesti töödeldavad [[termoplastid]].
*Eriti kvaliteetsed plastid väga heade omadustega, kuid raskesti töödeldavad kuumakindlad polümeermaterjalid, näiteks [[teflon]], polüamiidid ja [[aramiid]]id.
*Tehnoplastid - tugevamad ja vastupidavamad kui tabeplastid. Näiteks [[polüamiid|polüamiidid]], [[polükarbonaadid]] ja [[polüester|polüestrid]].
*Kõrgkvaliteetsed plastid - väga heade omadustega, kuid raskesti töödeldavad kuumakindlad polümeermaterjalid. Näiteks [[teflon]], [[polüamiid|polüimiidid]] ja [[aramiid|aramiidid]].


===Kautšukid ja kummid===
===Kautšukid ja kummid===
*Sünteetiline [[polüisopreen]] ehk isopreenkumm on väga sarnane loodusliku kummiga ja teda kasutatakse vulkaniseeritult üldotstarbelise kummina.
*Sünteetiline [[polüisopreen]] ehk isopreenkumm sarnaneb väga loodusliku [[kummi]]ga ja seda kasutatakse vulkaniseeritult üldotstarbelise kummina.
*[[Polükloropreen]] on esimene laialdaselt turustatav sünteetiline kumm, mis on kulumiskindel, kuumakindel, gaasi pidav ja väga hea õli- ja lahustikindlusega.Vastupidav materjal, mida kasutatakse tihendite, pinnakatete, veorihmade, voolikute, kingataldade jm valmistamiseks.
*[[Polükloropreen]] on esimene laialdaselt turustatud sünteetiline kumm. See on kulumiskindel, kuumakindel, gaasipidav ning väga õli- ja lahustikindel. Seda kasutatakse [[tihend]]ite, pinnakatete, veorihmade, [[voolik]]ute, kingataldade jm valmistamiseks.


===Liimid===
===Liimid===
*[[Polüvinüülatsetaat]] on kasutusel enamasti emulsioonina paberi- ja puiduliimides.
*[[Polüvinüülatsetaat]] on kasutusel enamasti [[emulsioon]]ina [[paberiliim|paberi]]- ja [[puiduliim]]ides.
*[[Metüültsüanoakrülaat]] on põhiliseks superliimide koostisosaks (nt Super Attack).
*[[Metüültsüanoakrülaat]] on põhiliseks [[superliim]]ide koostisosaks (nt Super Attack).


===Vaigud===
===Vaigud===
*[[Alküüdvaigud]] on tugevate pinnakatete valmistamiseks.
*[[Alküüdvaigud]] on tugevate pinnakatete valmistamiseks.
*[[Karbamiidformaldehüüdvaik]] on kõva, tugev ja hea valguskindlusega mittepõlev materjal, mida kasutatakse puiduliimina laminaatide ja puitlaastplaatide tootmisel.
*[[Karbamiidformaldehüüdvaik]] on kõva, tugev ja valguskindel mittepõlev materjal, mida kasutatakse puiduliimina [[laminaat]]ide ja [[puitlaastplaat]]ide tootmisel.

== Polümeeride utiliseerimine ja taaskasutamine ==
Polümeeride [[utiliseerimine]] ja taaskasutamine on üha olulisemaks muutuv probleem, eriti arenenud riikides, kus aastas tarbitakse umbes 120&nbsp;kg sünteetilisi polümeere inimese kohta. Looduslike polümeeride utiliseerimise ja taaskasutamisega pole suuri probleeme, sest need lagunevad suhteliselt kiiresti ega tekita toksilisi laguprodukte. Puitu ja [[paber]]it saab põletada ja kasutada küttena, samuti saab [[vanapaber]]it ja [[puuvill]]ase riide jääke viia taaskasutusse. Keerulisem on olukord sünteetiliste polümeeridega, mida on lihtne ja suhteliselt odav [[nafta]]st toota, kuid mille lagunemine looduses võib kesta mitusada aastat.

Põhilised kolm võimalust polümeermaterjalide taaskasutamiseks:
*ümbertöötamine – sulatamine, mehaaniline purustamine ja ümbervormimine kas puhtal kujul või segatuna uue polümeeriga
*lagundamine monomeerideks, mida saab kasutada kütusena või toorainena keemiatööstuses
*põletamine [[energia]] tootmiseks.


Kõige parem oleks, kui materjale saaks ümber töötada ja taaskasutada, kuid polümeeride puhul tekib siin olulisi takistusi, mis on seotud nende vananemisega. Polümeersete materjalide korduval töötlemisel muutuvad nende omadused järjest halvemaks. See tähendab, et ümbertöötamisel ei ole võimalik saada kvaliteetset toodangut. Sageli on kõige mõistlikumaks polümeerjääkide kasutamise viisiks nende põletamine kütusena, vähendades fossiilkütuste kulu, kuid tuleb kindlaks teha, kas nende põlemisel tekib mürgiseid ühendeid, ja vajaduse korral kasutada puhastusseadmeid, mis ohtlikud ühendid kahjutuks teevad.<ref>Olavi Loog, Heiki Timotheus, Jaak Järv. Orgaanilised polümeerid, Tartu Ülikooli kirjastus. Lk 13, 14, 18, 21, 22, 25, 161, 163, 174, 175, 180, 181</ref>


== Vaata ka ==
== Vaata ka ==
76. rida: 84. rida:
*[[Polükondensatsioon]]
*[[Polükondensatsioon]]
*[[Biopolümeerid]]
*[[Biopolümeerid]]
*[[Süsinikkiuga tugevdatud polümeerid]]
*[[Makromolekulid]]
*[[Polümeeride pundumine]]
*[[Anorgaanilised polümeerid]]
*[[Polümeerid nanoelektroonikas]]


== Viited ==
{{commonskat|Polymers|Polümeerid}}
{{viited}}


{{commonskat|Polymers}}
[[Kategooria:Orgaaniline keemia]]


[[Kategooria:Polümeerid| ]]
[[ur:مکثورہ]]
[[zh:聚合物]]

Viimane redaktsioon: 22. detsember 2020, kell 10:23

Polümeerid on kõrgmolekulaarsed ühendid, mille makromolekulid koosnevad kovalentsete sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest – monomeersetest lülidest. Igal polümeeri makromolekulil on kindel keemiline struktuur, mille määravad monomeersete lülide ja neis paiknevate aatomite järjestus ja omavahelised valentssidemed. Polümeeri makromolekuli korduvate elementaarlülide arv varieerub enamasti vahemikus mõnest tuhandest kuni miljonini.

Polüpropeeni molekuliahel, mille monomeeriks on propeen (CH2=CH-CH3)

Sõna "polümeer" on tuletatud kreeka keelest (πολυ (poly) 'palju' + μέρος (meros) 'osa').

Polümeeride seas on nii looduslikke (näiteks merevaik, tselluloos, tärklis) kui ka sünteetilisi (peamiselt plastid) materjale. Polümeeride hulka kuuluvad ka polükondensaadid (näiteks DNA, proteiinid), kuid nende elementaarlülid ei ole ühesugused.

Suur osa igapäevaselt kasutatavaid polümeere on orgaanilised, kuid on ka anorgaanilisi polümeere, näiteks silikoonid pole mitte süsiniku-, vaid ränipõhised polümeerid.

Polümeeride hulka kuuluvad kõik plastid, näiteks polüeteen, polüpropeen, polüvinüülkloriid jt.

Polümeeride tähtsus

[muuda | muuda lähteteksti]

Polümeere leidub kõikjal meie ümber. Ehitised, mööbel, enamik tarbeesemetest ja kogu elusloodus koosneb suuremal või väiksemal määral looduslikest või sünteetilistest polümeeridest. Ka inimese eksisteerimine on võimalik tänu polümeeridele, kuna valgud, DNA, RNA ja tärklis on polümeerid, nendeta elu poleks võimalik. Teadmiste edenedes muutuvad ka sünteetilised polümeerid n-ö intelligentsemaks, seega luuakse materjale, mis on mõeldud kitsamaks otstarbeks. Näiteks võivad materjalid sõltuvalt temperatuurist või rõhust muuta läbipaistvust, värvust, elektrijuhtivust või teisi omadusi.

Polümeeride struktuur

[muuda | muuda lähteteksti]

Ahelpolümeerid

[muuda | muuda lähteteksti]

Kõige lihtsam variant koosneb paljudest pikkadest lineaarsete ahelatega makromolekulidest. Peaahelaks on pikim ahelalõik. Kui see koosneb ainult süsinikest, siis on tegemist süsinikahelaga, aga kui ahelas on ka muude elementide aatomeid (hapnik, väävel, lämmastik), siis on tegemist heteroahelaga. Peaahela külge võib olla seotud külgrühmi, mis pärinevad monomeeridest.

Võrestikpolümeerid

[muuda | muuda lähteteksti]

Võrestikpolümeerid on ruumilise võrkstruktuuriga polümeerid, kus kõik ahelalõigud on seotud vähemalt kahe teise ahelalõiguga, nii et polümeeris ei esine ühtegi vaba ahelat. Enamasti on võrestikpolümeerid saadud ahelpolümeeridest, mis on omavahel ühendatud põiksidemetega.

Liigitus monomeerlülide järjestuse põhjal

[muuda | muuda lähteteksti]
Monomeerlülide järjestus

On olemas homopolümeerid, mis koosnevad makromolekulidest, kus on ainult üht tüüpi monomeerlülisid, ja kopolümeerid, mis koosnevad makromolekulidest, mille koostises on erinevad monomeerlülid. Kopolümeere on väga palju liike:

  • Vahelduv kopolümeer – monomeerid vahelduvad ahelas korrapäraselt.
  • Juhuslik kopolümeer – monomeerlülide järjestus ahelas on juhuslik.
  • Plokk-kopolümeer – ahelad on moodustunud üksteisega järjestikku seotud pikematest ahelalõikudest ehk plokkidest, mis erinevad naaberplokkidest.
  • Pook-kopolümeer – makromolekulide peaahelatega on seotud üht või mitut tüüpi külgahelad.

Looduslikud polümeerid

[muuda | muuda lähteteksti]

Looduslikke polümeere on kasutatud juba inimkonna algusaegadest alates, kuna paljud meid ümbritsevad polümeersed ained on looduslikku päritolu. Looduslikud polümeerid ehk biopolümeerid koosnevad kas ühte liiki monomeerlülidest, näiteks glükoosijääkidest, või erinevatest monomeeridest (aminohapped, nukleotiidid), mis näitab nende struktuuride tohutut mitmekesisust. Tähtsaimad looduslikud polümeeerid on nukleiinhapped, valgud, polüsahhariidid ja polüpreenid. Elusmaailma jaoks on nendest asendamatuteks valgud ja nukleiinhapped. Paljud biopolümeerid tekivad eluorganismides, olles nende rakkude ehitusmaterjaliks ja tagades nende toimimise.

Looduslikke polümeere on palju liike:

Modifitseeritud looduslikud polümeerid ehk tehispolümeerid

[muuda | muuda lähteteksti]

Tehispolümeerid saadakse looduslikest polümeeridest keemilise töötlemise teel. Tehispolümeerid olid uudsed enne sünteetiliste polümeeride kasutuselevõttu. Looduslike polümeeride modifitseerimise eesmärk on nende lahustuvuse parandamine, töötlemise lihtsustamine ja materjali tugevamaks või sitkemaks muutmine. Tänu sellele on võimalik saada väga erinevate omadustega materjale. Tehispolümeerid on jäänud sünteetiliste polümeeride varju, kuid nende osakaal võib hakata suurenema, sest nad lagunevad looduses suhteliselt kiirelt.

Tehispolümeerid on näiteks tsellofaan, pargitud nahk, tärklise derivaat kitosaan ja vulkaniseeritud naturaalne kautšuk.

Sünteetilised polümeerid

[muuda | muuda lähteteksti]

20. sajandi keskpaigas lisandusid looduslikele polümeeridele sünteetilised polümeerid, mida loodusest ei leia. Nende osa igapäevaelus on plahvatuslikult suurenenud ning muutunud valdavaks tarbeesemete, pakendite ja pinnakatete valmistamisel. Sünteetilised orgaanilised polümeerid võivad asendada mõningaid materjale, mille töötlemiseks kulub palju aega ja energiat, näiteks klaasi, puitu ja metalli. Sünteetiliste polümeeride tootmine on üha enam kasvanud ja kogu keemiatööstuse toodangust moodustavad nad umbes 17%. Kuna sünteetiliste polümeeride püsivus keskkonnas on väga suur ja nende tootmine kogu aeg kasvab, siis kaasnevad nendega jäätmeprobleemid. Polümeeride keemia tegelebki muuhulgas sünteetiliste polümeeride tootmise ja kasutamise loodussõbralikumate meetodite väljatöötamisega.

Plastid ehk plastmassid moodustavad kogu sünteetiliste polümeeride toodangust umbes kaks kolmandikku. Plastid võib jagada kolme suurde rühma.

  • Tarbeplastid – odavad, kergesti töödeldavad termoplastid.
  • Tehnoplastid – tugevamad ja vastupidavamad kui tarbeplastid. Nende hulka kuuluvad polüamiidid, polükarbonaadid ja polüestrid.
  • Eriti kvaliteetsed plastid – väga heade omadustega, kuid raskesti töödeldavad kuumakindlad polümeermaterjalid, näiteks teflon, polüamiidid ja aramiidid.

Kautšukid ja kummid

[muuda | muuda lähteteksti]
  • Sünteetiline polüisopreen ehk isopreenkumm sarnaneb väga loodusliku kummiga ja seda kasutatakse vulkaniseeritult üldotstarbelise kummina.
  • Polükloropreen on esimene laialdaselt turustatud sünteetiline kumm. See on kulumiskindel, kuumakindel, gaasipidav ning väga õli- ja lahustikindel. Seda kasutatakse tihendite, pinnakatete, veorihmade, voolikute, kingataldade jm valmistamiseks.

Polümeeride utiliseerimine ja taaskasutamine

[muuda | muuda lähteteksti]

Polümeeride utiliseerimine ja taaskasutamine on üha olulisemaks muutuv probleem, eriti arenenud riikides, kus aastas tarbitakse umbes 120 kg sünteetilisi polümeere inimese kohta. Looduslike polümeeride utiliseerimise ja taaskasutamisega pole suuri probleeme, sest need lagunevad suhteliselt kiiresti ega tekita toksilisi laguprodukte. Puitu ja paberit saab põletada ja kasutada küttena, samuti saab vanapaberit ja puuvillase riide jääke viia taaskasutusse. Keerulisem on olukord sünteetiliste polümeeridega, mida on lihtne ja suhteliselt odav naftast toota, kuid mille lagunemine looduses võib kesta mitusada aastat.

Põhilised kolm võimalust polümeermaterjalide taaskasutamiseks:

  • ümbertöötamine – sulatamine, mehaaniline purustamine ja ümbervormimine kas puhtal kujul või segatuna uue polümeeriga
  • lagundamine monomeerideks, mida saab kasutada kütusena või toorainena keemiatööstuses
  • põletamine energia tootmiseks.

Kõige parem oleks, kui materjale saaks ümber töötada ja taaskasutada, kuid polümeeride puhul tekib siin olulisi takistusi, mis on seotud nende vananemisega. Polümeersete materjalide korduval töötlemisel muutuvad nende omadused järjest halvemaks. See tähendab, et ümbertöötamisel ei ole võimalik saada kvaliteetset toodangut. Sageli on kõige mõistlikumaks polümeerjääkide kasutamise viisiks nende põletamine kütusena, vähendades fossiilkütuste kulu, kuid tuleb kindlaks teha, kas nende põlemisel tekib mürgiseid ühendeid, ja vajaduse korral kasutada puhastusseadmeid, mis ohtlikud ühendid kahjutuks teevad.[1]

  1. Olavi Loog, Heiki Timotheus, Jaak Järv. Orgaanilised polümeerid, Tartu Ülikooli kirjastus. Lk 13, 14, 18, 21, 22, 25, 161, 163, 174, 175, 180, 181