Polimer

Polimernek (görög eredetű szó: poli-, sok, -mer, rész) azokat a kémiai vegyületeket nevezzük, amelyek nagyszámú, egy vagy többfajta, azonos típusú atomcsoportból, úgynevezett monomer egységből épülnek fel és ezeket az építőelemeket primer kémiai, (kovalens kötések) kapcsolják össze.^[1]A polimer kifejezés a közhiedelemmel ellentétben nem ekvivalens a műanyag kifejezéssel. A polimerek elvileg végtelen sok ismétlődő egységből állhatnak, szemben az oligomerekkel, amelyeket meghatározott számú monomer alkot. Staudinger definíciója szerint a polimer moltömege meghaladja az 5-10 ezer gramm/mol értéket. A polimer relatív méretét a polimerizációs fokkal (polfokkal) fejezzük ki, ami megadja, hogy hány darab ismétlődési egységből áll. A természetben előforduló polimerek mellett léteznek természetes alapú mesterséges anyagok (például viszkóz), vagy a természetben nem előforduló, mesterségesen létrehozott vegyületekből szintetizált polimerek. A polimerek önálló alakkal, térfogattal rendelkeznek.

A legelső mesterségesen előállított polimer a bakelit volt, melyet 1907-ben szabadalmazott feltalálója Leo Hendrik Baekeland.^[2]

Főbb fajtái

A mesterségesen előállított polimerek közismert képviselője a polietilén (PE). (…-CH₂-CH₂-…) A nylon szó fajtanévvé vált védjegy, amellyel az amerikai DuPont de Nemours cég eredetileg a poliamid 6.6-ot (PA 6.6) forgalomba hozta. Bár az alapanyag a gazdaságosabban gyártható polietilénre változott, de a nylon ("nejlon") szó használata fennmaradt a köznyelvben.

A legnagyobb mennyiségben felhasznált polimer alapanyag a

polietilén (PE, HDPE, LDPE, MDPE),
polipropilén (PP, aPP, iPP, sPP), és a
polivinil-klorid (PVC)

E polimereket tömegműanyagoknak nevezzük.

Nagy jelentőségű továbbá a

polisztirol (PS, HIPS, ABS…),
polietilén-tereftalát (PET),
politetrafluoretilén (PTFE),
polibutadién (PB, ABS),
polimetil-metakrilát (PMMA),
poliamid (PA),
polietilén-glikol (PEG) és még számos anyag, valamint anyagkeverék.

A textiliparban feldolgozott mesterséges szálasanyagok is polimerek, legfontosabbak ezek között a természetes alapanyagú (cellulózból készült) viszkóz (CV) és az acetát (CA), a szintetikus polimerek közül a poliészter (PES), a poliamidok (főleg a PA 6 és PA 6.6), az aramidok (aromás poliamidok), a poliakrilnitril (PAN), a polipropilén (PP), a poliuretán (PU).

Előnyei a fémekkel szemben:

kicsi a sűrűségük
a klasszikus értelemben korrózióállók
jó szigetelők, de készíthetőek belőlük (kis mértékben) vezető műanyagok is (megfelelő adalékkal, pl szén nanocső)
előállítási költségük kicsi, lehetséges a termelékeny feldolgozás
könnyen feldolgozhatóak, rendszerint nincs szükség forgácsolásra
a hőre lágyuló polimerek teljes mértékben reciklálhatóak (újrahasznosíthatóak) vagy termikusan (például hőerőműben) felhasználhatók

Hátrányai a fémekkel szemben:

kicsi a szilárdságuk (speciális anyagok, például szálerősítésű gyanták, vetekszenek a fémekével)
öregszik, megfelelő stabilizálás esetén pedig nem bomlik le
rossz hőállóság és hővezető képesség
kisebb rugalmassági modulus

A polimerek csoportosítása

Polimerek csoportosítása

Előállításuk szerint

A polimerizáció polimerek monomerkeből való kémiai előállítási folyamata.

Polimerizációval (PE, PP, PVC, PS)
- Polikondenzációval (PA, PET)
- Poliaddícióval (PUR, EP)
Természetes (alapú) polimerek (politejsav, cellulóz, fehérje)

Primer szerkezetük szerint

Homopolimer, azonos monomerekből áll a főlánc (PE, PP, PVC, PS)
Kopolimer, különböző monomerekből. (ABS, Poliblend)

Feldolgozás szerint

hőre lágyuló (termoplaszt) és
hőre nem lágyuló (duroplaszt)

Szerkezet alapján

lineárisak (csak főlánc, hőre lágyuló)
elágazottak (oldalláncok is vannak, hőre lágyuló)
térhálósak (keresztkötések, hőre nem lágyuló)
- ritka térhálós
- sűrű térhálós
folyadékkristályok

Az őket felépítő atomok szerint

szerves
szervetlen
elemorganikus polimerek

Fázisállapot szerint

Amorf (közeli rendezettség, távoli rendezetlenség) Rendezettebb, mint a kismolekulájú anyagok.
Részben kristályos (közeli és távoli rendezettség) Mindig tartalmaz amorf részeket. (kristályossági fok, Avrami egyenlet)

Jegyzetek

↑ Borbély Endréné dr. - Vágó Katalin: Szakmai Kémia III. Műanyagok fizikája és kémiája, műanyagok feldolgozása. 98-102 Budapest, KMF Sokszorosító, 1992 (a katalógusokban formailag hibás ISBN-nel szerepel) ISBN 9637160
↑ Bill Bregar (fordította: Gyimesi Györgyné): 100 éves a bakelit, Műanyag és gumi, 2007; 11. szám

Kapcsolódó szócikkek

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

További források

Polimertechnika alapjai
Műanyag zsebkönyv
BME Műanyagok jegyzet

[1] Borbély Endréné dr. - Vágó Katalin: Szakmai Kémia III. Műanyagok fizikája és kémiája, műanyagok feldolgozása. 98-102 Budapest, KMF Sokszorosító, 1992 (a katalógusokban formailag hibás ISBN-nel szerepel) ISBN 9637160

[2] Bill Bregar (fordította: Gyimesi Györgyné): 100 éves a bakelit, Műanyag és gumi, 2007; 11. szám

[1]

[2]