Wat is een polymeer?

De voorwaarde polymeer wordt veel gebruikt in de kunststof- en composietindustrie, vaak als synoniem voor plastic of hars. Polymeren bevatten eigenlijk een reeks materialen met verschillende eigenschappen. Ze komen voor in gewone huishoudelijke artikelen, in kleding en speelgoed, in bouwmaterialen en isolatie en in tal van andere producten.

Een polymeer is een chemische verbinding met moleculen aan elkaar gebonden in lange, zich herhalende ketens. Vanwege hun structuur hebben polymeren unieke eigenschappen die kunnen worden aangepast voor verschillende toepassingen.

Polymeren zijn zowel door de mens gemaakt als van nature voorkomend. Rubber is bijvoorbeeld een natuurlijk polymeer materiaal dat al duizenden jaren wordt gebruikt. Het heeft uitstekende elastische eigenschappen, het resultaat van een moleculaire polymeerketen gemaakt door moeder natuur. Een ander natuurlijk polymeer is schellak, een hars geproduceerd door de lakwants in India en Thailand, die wordt gebruikt als verfprimer, afdichtmiddel en vernis.

Het meest voorkomende natuurlijke polymeer op aarde is cellulose, een organische verbinding die voorkomt in de celwanden van planten. Het wordt gebruikt om papierproducten, textiel en andere materialen zoals cellofaan te produceren.

Door de mens gemaakte of synthetische polymeren omvatten materialen zoals polyethyleen, het meest voorkomende plastic ter wereld dat wordt aangetroffen in items van boodschappentassen tot opslagcontainers en polystyreen, het materiaal dat wordt gebruikt om pinda's te verpakken en wegwerpbaar te maken kopjes. Sommige synthetische polymeren zijn buigzaam (thermoplasten), andere zijn permanent stijf (thermoharders). Weer anderen hebben rubberachtige eigenschappen (elastomeren) of lijken op plantaardige of dierlijke vezels (synthetische vezels). Deze materialen zijn te vinden in allerlei producten, van zwemkleding tot kookpannen.

Afhankelijk van het gewenste gebruik kunnen polymeren worden verfijnd om bepaalde gunstige eigenschappen te benutten. Waaronder:

• Reflectiviteit: Sommige polymeren worden gebruikt om te produceren reflecterende film, die wordt gebruikt in verschillende lichtgerelateerde technologieën.
• Impact weerstand: Stevige kunststoffen die bestand zijn tegen ruwe behandeling zijn perfect voor bagage, beschermende koffers, autobumpers en meer.
• Broosheid: Sommige vormen van polystyreen zijn hard en broos en gemakkelijk te vervormen door middel van warmte.
• Doorschijnendheid: Doorzichtige polymeren, waaronder polymeerklei, worden vaak gebruikt in kunst en kunstnijverheid.
• Buigzaamheid: In tegenstelling tot brosse polymeren, kunnen ductiele polymeren worden vervormd zonder uit elkaar te vallen. Metalen zoals goud, aluminium en staal staan ​​bekend om hun taaiheid. Ductiele polymeren, hoewel niet zo sterk als andere polymeren, zijn voor veel doeleinden bruikbaar.
• Elasticiteit: Natuurlijke en synthetische rubbers hebben elastische eigenschappen waardoor ze ideaal zijn voor autobanden en soortgelijke producten.

Polymerisatie is het proces waarbij synthetische polymeren worden gemaakt door kleine te combineren monomeer moleculen in ketens die door covalente bindingen bij elkaar worden gehouden. De twee belangrijkste vormen van polymerisatie zijn stapgroeipolymerisatie en kettinggroeipolymerisatie. Het belangrijkste verschil is dat bij ketengroeipolymerisatie monomeermoleculen één molecuul tegelijk aan de keten worden toegevoegd. Bij stapgroeipolymerisatie worden meerdere monomeermoleculen direct met elkaar verbonden.

Als je een polymeerketen van dichtbij zou kunnen bekijken, zou je zien dat de visuele structuur en fysische eigenschappen van de molecuulketen de fysische eigenschappen van het polymeer nabootsen. Als een polymeerketen bijvoorbeeld strak gedraaide bindingen tussen moeilijk te breken monomeren omvat, zal het polymeer waarschijnlijk sterk en taai zijn. Anderzijds, als de polymeerketen moleculen met rekbare eigenschappen omvat, zal het polymeer waarschijnlijk flexibele eigenschappen hebben.

De meeste polymeren die gewoonlijk kunststoffen of thermoplasten worden genoemd, bestaan ​​uit molecuulketens die kunnen worden gebroken en opnieuw gebonden. De meeste gangbare kunststoffen kunnen door middel van warmte in nieuwe vormen worden gebogen. Ze kunnen ook worden gerecycled. Plastic frisdrankflessen kunnen bijvoorbeeld worden omgesmolten en hergebruikt om producten te maken, variërend van nieuwe frisdrankflessen tot tapijt tot fleecejassen.

Verknoopte polymeren kunnen daarentegen niet opnieuw binden nadat de verknoopte binding tussen moleculen is verbroken. Om deze reden vertonen verknoopte polymeren vaak eigenschappen zoals hogere sterkte, stijfheid, Thermische eigenschappenen hardheid.

In FRP (vezelversterkt polymeer) composiet producten, cross-linked polymeren worden het meest gebruikt en worden aangeduid als hars of thermohardende hars. De meest gebruikte polymeren in composieten zijn polyester, vinylesteren epoxy.

Veel voorkomende polymeren zijn onder meer:

• Polypropyleen (PP): Tapijt, bekleding
• Polyethyleen met lage dichtheid (LDPE): boodschappentassen
• Polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE): flessen met afwasmiddel, speelgoed
• Poly (vinylchloride) (PVC): Leidingen, vlonders
• Polystyreen (PS): speelgoed, schuim
• Polytetrafluorethyleen (PTFE, Teflon): pannen met antiaanbaklaag, elektrische isolatie
• Poly (methylmethacrylaat) (PMMA, Lucite, Plexiglas): gelaatsschermen, dakramen
• Poly (vinylacetaat) (PVAc): verven, lijmen
• Polychloropreen (neopreen): natpakken