Polymeer
Een polymeer (Grieks: poly is veel en meros is deel) is een molecuul dat bestaat uit een sequentie van één of meerdere identieke of soortgelijke onderdelen (monomere eenheden) die aan elkaar zijn gekoppeld.
De officiële definitie zoals uitgewerkt door de OESO in 1991 (Toronto):
- Een polymeer dient te bestaan uit een meerderheid (> 50% gewichtspercent) aan moleculen bestaande uit minstens 3 monomeer eenheden die covalent zijn verbonden aan minstens een ander monomeer eenheid of andere reactant
- Er mag geen meerderheid (> 50% gewichtspercent) aanwezig zijn aan moleculen van hetzelfde moleculaire gewicht.
- De moleculen die het polymeer uitmaken moeten een distributie vertonen waarin de verschillen van moleculair gewicht primordiaal te wijten zijn aan verschillen in het aantal monomeer eenheden.
Deze nieuwe definitie heeft tot gevolg dat er in de Europese wetgeving nu ook een lijst bestaat van "No Longer Polymers" NLP-NoLongerPolymers. Dit is een lijst die deze stoffen bevat die in 1982, bij de opmaak van de EINECS aanzien werden als polymeren, doch met de verandering van de wetgeving daaromtrent, hun statuut als polymeer verloren.
Inhoud |
[bewerk] Onderverdeling polymeren
Polymeren kunnen op verschillende wijzen in groepen worden verdeeld.
- op basis van polymerisatiereactie: condensatie- tegenover additie-polymeer.
- op basis van eigenschappen: thermoplast, thermoharder, elastomeer.
- op basis van herkomst: natuurlijke polymeren tegenover synthetische polymeren.
Welke indelingsvorm gebruikt wordt hangt af van het aspect dat men wil benadrukken. De verschillende indelingen sluiten niet op elkaar aan! De meeste natuurlijke polymeren zijn condensatiepolymeren, maar natuurlijke rubber (uit de rubberboom) is een additiepolymeer. Eiwitten als natuurlijke polymeren kunnen in alledrie de klassen van de eigenschappen vorkomen.
[bewerk] Vormingsreactie
[bewerk] Condensatiepolymeren
Tijdens de polymerisatiereactie ontstaat, naast het polymeer, ook nog een klein molecule. Vaak is dat water, soms ammoniak, methanol of waterstofchloride.
Er is een groot aantal chemische reacties die aan de basis kunnen liggen van polymeerverbindingen. Elk paar van twee functionele groepen die met elkaar kunnen reageren kunnen twee moleculen aan elkaar koppelen tot een dimeer; en als de reactie kan worden herhaald doordat bijvoorbeeld elk van de monomeren twee functionele groepen had, kan dit worden doorgezet tot een polymeer. Op deze manier kunnen polyesters gevormd worden door een ketting van esterbindingen (bijvoorbeeld PET), polyethers door een ketting van etherbindingen, polyamiden door een ketting van amidebindingen, en zo voort.
[bewerk] Additiepolymeren
Naast bovenstaand type polymerisatie is er de polymerisatie door additie aan een dubbele binding: Dit wordt gebruikt voor de polymerisatie van alkenen en alkynen, bijvoorbeeld tot polyetheen maar ook rubber. Deze polymerisatiereactie wordt meestal additie genoemd en wordt geïnitialiseerd door een radicaal. Additie-polymeren zijn altijd ketenpolymeren.
Verschillende polymeren kunnen gemengd worden in blends of chemisch verbonden in copolymeren.
[bewerk] Eigenschappen
[bewerk] Thermoplasten
De thermoplasten zijn smeltbare polymeren. Ze kunnen in een vorm gegoten worden. Deze polymeren bestaan meestal uit onvertakte of lichtvertakte ketens bestaande uit 1 of meer soorten monomeren. PVC en polystyreen zijn voorbeelden van thermoplasten. Thermoplasten worden vaak in de juiste vorm gebracht door ze te smelten en ze in te spuiten in een mal. De molecule-ketens kunnen langs elkaar schuiven als de van der Waals kracht tussen de moleculen overwonnen wordt.
[bewerk] Thermoharders
In de thermoharders zijn de ketens onderling verbonden. Er wordt dan een crosslinker toegevoegd. De polymeren hebben hierdoor de vorm van een netwerk-polymeer en zullen vaak ontleden voordat ze smelten. Dit maakt het productieproces voor thermoharders ingewikkelder dan voor thermoplasten. Thermoharders zullen bijvoorbeeld als 2 componenten in een mal gebracht moeten worden waar ze reageren tot het uiteindelijke polymeer.
Door de onderlinge verbinding van de ketens vormt het polymeer bijna één groot molecule.
[bewerk] Elastomeer
Een thermoplast bevat vrijwel geen cross-linker en een thermoharder juist erg veel. Een elastomeer bevat weinig cross-linker. Er is wat beweging tussen de moleculen mogelijk, maar als de uitwendige kracht wegvalt, nemen de moleculen hun oorspronkelijke vorm aan. De moleculen zijn elastisch.
[bewerk] Herkomst
[bewerk] Synthetische polymeren
Plastics zijn synthetische polymeren.
[bewerk] Biopolymeren
Eiwitten en polysacchariden zijn natuurlijke polymeren. Onder de koolhydraten vallen, naast suikers en het hoofdbestanddeel van granen, ook hout en chitine, het exoskelet van insecten.
[bewerk] Zie ook
[bewerk] Natuurlijke polymeren
[bewerk] Lijst van synthetische polymeren
- acrylonitril butadieen styreen (ABS, een copolymeer)
- aramide
- Bakeliet
- polyurethaan (PU)
- polytetrafluoretheen (PTFE, teflon)
- polyethyleen tereftalaat (PET)
- polyetheen (PE)
- HDPE
- LDPE
- LLDPE
- PVC
- polypropeen (PP)
- polyethleenglycol (PEG)
- polypropyleenglycol (PPG)
- polybutadieen (synthetische rubber)
- polystyreen
- PMMA, plexiglas
Algemene klassen van polymeren met een bepaalde vorm, maar waarvan varianten bestaan door verschillende monomeren te kiezen:
