Te polimery ( Etymologia : z greckiego Polus coraz Meros część) stanowią klasę materiałów . Z chemicznego punktu widzenia polimer jest zbiorem złożonym z kilku makrocząsteczek (cząsteczki utworzonej z powtórzeń wielu podjednostek ).
Najbardziej znane polimery to:
Są szeroko stosowane w matrycach materiałów kompozytowych .
Mają następujące ogólne właściwości:
Właściwości są określane przez:
Polimery syntetyczne stały się podstawowym elementem bardzo dużej liczby przedmiotów codziennego użytku, w których często zastępują substancje naturalne. Są obecne w wielu dziedzinach przemysłu. Ważny wyłaniający się obszar koncentruje się obecnie na polimerach supramolekularnych utworzonych przez wiązania niekowalencyjne.
Istnieje ścisła korelacja między produktem narodowym brutto (PNB) danego kraju a zużyciem polimerów.
Naturalne polimery były jednymi z pierwszych materiałów używanych przez człowieka: włókna drzewne i roślinne, skóra, ścięgna zwierząt, wełna itp.
Pojęcie makrocząsteczki pojawiło się dopiero pod koniec historii chemii . Chociaż wyraz Wilhelm Weber lub Henri Braconnot wcześnie XIX th wieku wielu badaczy zobaczyć to jako agregaty lub micele. Określenie „polimer” stosuje się po raz pierwszy w 1866 r przez Marcellin Berthelot . Wulkanizacji kauczuku w 1844 roku, a produkcja z bakelitu w 1910 roku były jednymi z pierwszych zastosowań przemysłowych. Jednak dopiero w latach dwudziestych - trzydziestych XX wieku idea makrocząsteczki została zaakceptowana, w szczególności dzięki pracy Hermanna Staudingera .
Późniejszy przemysłowy rozwój nauk makromolekularnych został przyspieszony przez II wojnę światową . Stany Zjednoczone została pozbawiona dostaw naturalnego kauczuku z Azji Południowo-Wschodniej , gdy weszła do wojny . Następnie uruchomili ogromny program badawczy mający na celu znalezienie syntetycznych substytutów.
Aby spełnić wszystkie wymagania dotyczące kształtów i szybkości, opracowano kilka metod kształtowania materiałów polimerowych, w tym:
Jeśli chodzi o wzmocnione tworzywa sztuczne , dostępnych jest obecnie około piętnastu metod przetwarzania ( pultruzja itp.).
Wytłaczane rury PVC
Kawałek plastiku formowany wtryskowo
Elastyczny zbiornik dla ochrony przeciwpożarowej tkaniny poliestrowej powlekanej PVC
Opona wykonana z elastomerów i włókien syntetycznych
Termoplastyczne mieszanki polimer-polimer (w języku angielskim mieszanka poli ; „stop” jest mylącym określeniem) to ścisłe mechaniczne mieszanki dwóch (lub więcej) różnych i kompatybilnych polimerów. W przeciwieństwie do kopolimerów nie tworzy się żadne wiązanie chemiczne . Przykłady:
Trójwymiarowy polimer składa się z pojedynczej makrocząsteczki, która rozwija się we wszystkich trzech kierunkach przestrzeni; to trójwymiarowy makrocząsteczki osiąga makroskopowe wymiarów ( np Fenoplast ).
Makrocząsteczki jest wysoki molekuła masa , na ogół składa się z powtórzeniem atomów lub grup atomów, zwany budowa bloków oraz uzyskanie rzeczywiście lub koncepcyjnie z cząsteczek o niskiej masie cząsteczkowej.
W wielu przypadkach można uznać, że cząsteczka ma dużą masę cząsteczkową, gdy dodanie lub usunięcie jednej lub kilku jednostek ma tylko pomijalny wpływ na właściwości molekularne.
W rzeczywistości istnieje bardzo niewiele przykładów makrocząsteczek, które nie są otrzymywane przez powtórzenie jednostki strukturalnej. Występują raczej w dziedzinie naturalnych makrocząsteczek, w szczególności niektórych białek .
Termin polimer nadal ma kilka definicji w zależności od przyjętego punktu widzenia. Można również znaleźć oligomery (które nie składają się z makrocząsteczek) wchodzące w skład rodziny polimerów. Wcześniej i do niedawna rzeczywiste polimery (w obecnym znaczeniu tego terminu) były również nazywane „wysokopolimerami”. Można zauważyć, że wyrażenie „ stopień polimeryzacji ” jest zawsze używane do określenia liczby jednostek monomeru zarówno makrocząsteczki, jak i cząsteczki oligomerycznej .
Polimer jest organiczny (najczęściej) lub nieorganiczny .
Wynika to z kowalencyjnego wiązania dużej liczby identycznych lub różnych jednostek monomeru .
Polimer może być naturalny ( np. Polisacharydy , DNA ); sztuczne , otrzymane w wyniku chemicznej modyfikacji naturalnego polimeru ( np .: octanu celulozy , metylocelulozy , galalitu ); lub syntetyczny , przygotowany przez polimeryzację cząsteczek monomeru ( np .: polistyren , syntetyczny poliizopren ).
Te poliolefiny , reprezentowane głównie przez polimerów termoplastycznych FMCG polietylenu i polipropylenu stanowią największą rodzinę polimerów.
Polimer może mieć postać ciekłą (mniej lub bardziej lepką ) lub stałą w temperaturze pokojowej. W stanie stałym może być stosowany jako materiał o wystarczających właściwościach mechanicznych. Ciekły polimer w temperaturze pokojowej można przekształcić w materiał, jeśli jest sieciowalny ; że elastomery są materiałami otrzymane sieciowania polimerów liniowych ciekłe w temperaturze pokojowej.
Polimery mają właściwości lepkosprężyste . Rzeczywiście, jednocześnie wykazują właściwości elastyczne i lepki charakter.
Sekwencja jednostek monomeru może być wykonana liniowo (polimery liniowe), mieć rozgałęzienia losowe ( polimery rozgałęzione i hiperrozgałęzione ) lub systematyczne i regularne ( dendrymery ).
Ze względu na stopniach swobody w konformacji (ułożenie w przestrzeni) każdej jednostki monomeru konformacji wyników polimerów z tej sekwencji, ale także od interakcji pomiędzy jednostkami.
Polimery wykonane z jednego rodzaju monomeru nazywane są homopolimerami ( np. Polietylen, polistyren). Gdy tylko co najmniej dwa typy monomerów będą uczestniczyć w tworzeniu makrocząsteczek, będziemy mówić o kopolimerach (przypadek styren-butadien ). Różnorodność kopolimerów jest bardzo ważna. Materiały te mają właściwości fizykochemiczne i mechaniczne pośrednie z właściwościami uzyskanymi na odpowiednich homopolimerach.
Istnieją dwie główne kategorie reakcji chemicznych pozwalających na otrzymywanie polimerów: polimeryzacja łańcuchowa lub poliaddycja (do produkcji np. Polietylenu, polipropylenu, polistyrenu) oraz polimeryzacja etapowa lub polikondensacja (do syntezy np. Poli (tereftalanu etylenu) , akronimu PET).
Termin „polimer” oznacza obfitość i różnorodność materiałów: od najdrobniejszych białek po włókna Kevlar o wysokiej wytrzymałości. Niektóre polimery są używane w roztworze, na przykład w szamponach ; inne tworzą solidne materiały.
W takich zastosowaniach polimery są zwykle mieszane z innymi substancjami - wypełniaczami, takimi jak kreda (bardzo tani materiał), plastyfikatory, dodatki, takie jak przeciwutleniacze itp. - w operacjach formulacji. Wytwarzanie gotowych obiektów najczęściej wynika z operacji wdrożeniowej, która często dotyczy dziedziny tworzyw sztucznych .
Polimery często klasyfikuje się według ich właściwości termomechanicznych. Wyróżniamy:
Opis polimerów jako obiektu fizycznego pozwalającego na zrozumienie ich właściwości jest sprawą fizyki statystycznej .
Polimery to substancje złożone z makrocząsteczek powstałych w wyniku połączenia kowalencyjnego (patrz Wiązanie kowalencyjne ) powtarzających się jednostek, które są identyczne lub różne od siebie. Masa molowa tych cząsteczek często przekracza 10 000 g / mol . Wiązania kowalencyjne tworzące szkielet makrocząsteczkowy to najczęściej wiązania węgiel-węgiel (w przypadku polietylenu, polipropylenu itp. ), Ale mogą również wynikać z wiązania atomów węgla z innymi atomami, w szczególności z tlenem (w przypadku polieterów i poliestrów ) lub azot (w przypadku poliamidów ). Istnieje również polimery, dla którego elementy łączące wyniki wiązania nie zawierające atomów węgla ( polisilany , polisiloksany , etc. ).
W najprostszych polimerach ta sekwencja powtarzających się wzorów ma strukturę liniową, przypominającą trochę sznurek pereł. Możemy również spotkać łańcuchy boczne (same mniej lub bardziej rozgałęzione), wynikające albo z reakcji ubocznej podczas syntezy polimeru (np. W przypadku polietylenu o małej gęstości lub LDPE), albo z dobrowolnie przeprowadzonej reakcji szczepienia polimer w celu zmiany jego właściwości fizykochemicznych.
W przypadku, gdy makrocząsteczka składa się z powtarzania się pojedynczej jednostki - co najczęściej wynika z polimeryzacji jednego rodzaju monomeru - nazywa się to homopolimerami . Jeśli powtarzają się co najmniej dwie różne jednostki, mówimy o kopolimerach . Zobacz także Terpolymer .
Następnie rozróżnia się kilka typów kopolimerów w zależności od sposobu, w jaki jednostki monomeru są rozmieszczone w łańcuchach molekularnych:
Czasami istnieją wiązania kowalencyjne z innymi częściami łańcuchów polimerowych. Mówimy wtedy o „rozgałęzionych” lub rozgałęzionych cząsteczkach . Znana jest na przykład synteza cząsteczek w grzebieniu lub w gwieździe . Kiedy wiele łańcuchów lub ogniw jest połączonych wieloma wiązaniami kowalencyjnymi, tworzą one tylko gigantyczną makrocząsteczkę; jest to następnie określane jako sieć makrocząsteczkowa lub żel .
Siły, które zapewniają spójność tych układów, są różnego rodzaju: oddziaływania van der Waalsa lub wiązania wodorowe . Ich intensywność wynosi odpowiednio od 2 do 16 kJ · mol -1 i 40 kJ · mol -1 . Istnieją również interakcje związane z opłatami.
Gęstość energii kohezyjnej (wartości tabelaryczne) daje wyobrażenie o spójności polimerów.
Podczas reakcji polimeryzacji, gdy każda jednostka monomeru jest w stanie związać się z dwoma innymi, w reakcji powstaje łańcuch prosty. Zazwyczaj jest to przypadek polimerów termoplastycznych .
Ze względu na stopnie swobody konformacji każdej jednostki monomeru sposób, w jaki łańcuch zajmuje przestrzeń, nie jest jednak prostoliniowy.
Pojęcie związku statystycznegoKażda jednostka monomeru ma pewną sztywność. Często ta sztywność wpływa na orientację sąsiedniej jednostki monomeru. Jednak wpływ ten zanika w miarę oddalania się od początkowej jednostki monomeru i zanika poza pewną odległość , zwaną „długością statystycznego ogniwa w łańcuchu”. Technicznie długość ta jest długością korelacji orientacji łącza. Nazywa się to długością trwałości polimeru.
Po wprowadzeniu tego pojęcia można następnie renormalizować łańcuch, biorąc teraz pod uwagę łącze statystyczne jako jego elementarny wzorzec. Aby opisać konformację tego łańcucha, nie bierze się już udziału w osobliwościach specyficznych dla struktury chemicznej jednostki monomeru.
Idealny łańcuch (lub Gaussian)Najprostszym przypadkiem jest liniowa sekwencja powiązań, która nie wywiera między nimi żadnej interakcji. W stanie ciekłym łańcuch przyjmuje w przestrzeni konformację, która dla danej cząsteczki stale się zmienia pod wpływem mieszania termicznego . W stanie amorficznego ciała stałego lub w określonym czasie w przypadku cieczy konformacja łańcuchów jest różna w zależności od cząsteczki. Niemniej jednak ta konformacja jest zgodna z prawami statystycznymi.
Lub w pierwotnej sekwencji łańcucha dane ogniwo jest traktowane jako początek. Gdy ogniwa nie oddziałują ze sobą, prawdopodobieństwo, że ogniwo w łańcuchu znajduje się w pewnej odległości od źródła, jest zgodne z normalnym prawem lub prawem Gaussa o zerowej średniej i wariancji . Charakterystyczną długością łańcucha jest odległość między jego dwoma końcami (zwana „ odległością od końca do końca”). Średnia arytmetyczna z wynosi zero. Zatem, aby scharakteryzować rozmiar kuli utworzonej przez łańcuch, musimy wziąć pod uwagę odnotowaną tutaj średnią kwadratową . Ze względu na rozkład normalny ta średnia zmienia się jako pierwiastek kwadratowy z liczby łączy.
Statystyczna konformacja takiego łańcucha jest analogią śladu pozostawionego przez losowego spacerowicza, gdzie reprezentuje liczbę kroków marszu, ich długość i średnie kwadratowe przemieszczenie chodzika.
W latach 70 - tych Pierre-Gilles de Gennes wykazał analogię między opisem łańcucha polimeru a krytycznymi zjawiskami. Również użycie litery do oznaczenia wystawcy jest zgodne z nazewnictwem krytycznych wystawców . Obiekty napotykane w krytycznych zjawiskach mają właściwości samopodobieństwa i można je opisać za pomocą geometrii fraktalnej , w tym przypadku wykładnik reprezentuje odwrotność wymiaru fraktalnego .
.Gaussowska konformacja strun występuje w dwóch przypadkach:
Kiedy dominują odpychające interakcje między ogniwami tego samego łańcucha (zazwyczaj w temperaturze wyższej niż temperatura - ), konformacja łańcucha jest „spuchnięta” w stosunku do jego idealnej konformacji. W tym przypadku wartość wykładnika i charakterystyczny rozmiar kuli, którą tworzy łańcuch, są większe niż w przypadku łańcucha idealnego.
.Przybliżoną wartość tego wykładnika ustalił Paul Flory w latach czterdziestych XX w. Chociaż od tego czasu wykazano, że rozumowanie stosowane w tamtym czasie było błędne, wartość jest zaskakująco bliska dokładnej wartości znalezionej przez wiele metod. Bardziej wyrafinowana grupa renormalizacji .
Jeśli chodzi o spacer losowy, spuchnięty łańcuch to ślad pozostawiony przez spacerowicza wykonującego samounikający się przypadkowy spacer .
Łańcuch kulistyKiedy dominują atrakcyjne interakcje między ogniwami tego samego łańcucha (zazwyczaj w temperaturze niższej niż temperatura - ), łańcuch zapada się sam i przyjmuje zwartą konformację zwaną „kulistą” (w przeciwieństwie do terminu „kula” używanego dla idealnego lub zawyżone konformacje). W tym wypadku :
.Termin „zwarta konformacja” najlepiej jest zrozumieć, zapisując zależność „charakterystyczna wielkość-liczba ogniw” w postaci , która wyraża, że objętość krwinki jest proporcjonalna do liczby ogniw. Jest to zachowanie jednorodnego obiektu, którego gęstość jest stała niezależna od jego wielkości.
Polimery w roztworzeW sposób dorozumiany do tej pory rozważaliśmy pojedynczy łańcuch, którego ogniwa byłyby jak cząsteczki gazu. W praktyce łańcuchy są albo w obecności swoich odpowiedników, bardzo blisko siebie i wymieszane (przypadek wspomniany w paragrafie „Łańcuch Gaussa”) lub w obecności rozpuszczalnika . Drugi przypadek dotyczy roztworu polimeru.
W roztworze konformacja polimeru wynika z równowagi oddziaływań „monomer-monomer”, „monomer-rozpuszczalnik” i „rozpuszczalnik-rozpuszczalnik”. Możliwe jest osiągnięcie tej równowagi poprzez efektywny parametr interakcji zwany parametrem Flory-Hugginsa (in) . Możliwe są trzy przypadki:
W wystarczająco rozcieńczonym roztworze łańcuchy są dobrze oddzielone od siebie. Konformacja łańcucha zależy zatem tylko od równowagi efektywnych interakcji między jego własnymi ogniwami. W rozpuszczalniku - konformacja jest idealna ( ), w dobrym rozpuszczalniku jest spęczniona ( ), aw złym rozpuszczalniku jest kulista ( ) .
Niektóre cząsteczki mają właściwość polegającą na tym, że podczas reakcji polimeryzacji są w stanie losowo wiązać się z co najmniej trzema innymi. Powstałe polimery nie są już liniowe, ale rozgałęzione i usieciowane, a ich wielkość jest bardzo szeroko rozłożona . Średnia tego rozkładu rośnie wraz z postępem reakcji . Cała populacja cząsteczek jest rozpuszczalna (określa się ją terminem zol ), dopóki największa cząsteczka nie osiągnie rozmiaru makroskopowego i nie połączy dwóch krawędzi naczynia zawierającego kąpiel reakcyjną. Ta cząsteczka nazywa się żelem . Zwykle ten typ reakcji jest podstawą żywic termoutwardzalnych .
Wygląd żelu daje łaźni reakcyjnej, początkowo ciekły, jak elastyczność , która jest charakterystyczna dla substancji stałej. Ta przemiana fazowa jest dobrze opisany przez model perkolacji (hipoteza wydany w 1976 roku, niezależnie od Pierre-Gilles de Gennes i Dietrich Stauffer (de) , a także zweryfikowany doświadczalnie z), który dostarcza na kształt funkcji rozkładu , od liczby monomerów w każdej cząsteczce i jak zajmują przestrzeń. Aż do największej cząsteczki, jest to prawo potęgowe typu:
.Charakterystyczny rozmiar każdej cząsteczki można zdefiniować za pomocą średniej kwadratowej odległości między monomerami , mówimy o promieniu bezwładności. Zależność między tą długością a liczbą monomerów jest również prawem potęgowym:
gdzie jest fraktalny wymiar cząsteczek. Poszczególne wartości tych wykładników powodują, że zachowują one tzw. Relację hiperskalową, łączącą wykładniki krytyczne z wymiarem przestrzeni .
Główną implikacją tego związku jest to, że rozgałęzione polimery zajmują miejsce jak rosyjskie lalki , małe w objętości zajmowanej przez większe.
Charakterystykę strukturalną polimerów można uzyskać doświadczalnie za pomocą eksperymentów elastycznego rozpraszania promieniowania : rozpraszania światła, rozpraszania promieni rentgenowskich (in) i neutronów (in) pod małymi kątami .
Eksperymenty te polegają na oświetlania próbki przez fali płaskiej , monochromatycznego , o fali wektora . Część tej fali jest odchylana przez atomy tworzące próbkę. Rozproszone w ten sposób fale powodują interferencje , których analiza może dostarczyć informacji o pewnych cechach próbki.
Całkowite natężenie fali rozproszonej w określonym kierunku jest zbierane w pewnej odległości od próbki. Ogólnie możemy napisać:
gdzie jest natężenie padającej fali (wyrażone liczbą cząstek, fotonów lub neutronów w zależności od promieniowania, na jednostkę czasu i powierzchni). Wielkość , zwana przekrojem poprzecznym próbki przez rozpraszanie różnicowe, jest jednorodna na powierzchni i zawiera informacje, które nas interesują.
Elastycznego rozpraszania promieniowania Przyjmuje się, że fale nadawane fali wektora są tej samej długości fali, jak fali padającej: i mają ten sam poziom. Różnicowy przekrój poprzeczny rozpraszania jest mierzony jako funkcja wektora rozpraszania .
Jeżeli próbka jest izotropowa , pomiar nie zależy od orientacji, a jedynie od jej normy, która jest zapisana:
gdzie jest długość fali i kąt rozpraszania.
Rozcieńczone roztwory polimerów: małe wartości qDla dostatecznie rozcieńczonego roztworu polimerów można wykazać, że zapisano przekrój rozpraszania różnicowego (por. Rozpraszanie elastyczne )
gdzie jest liczba łańcuchów w roztworze, objętość każdego z nich (tj. suma objętości wszystkich jego monomerów a nie objętość kuli zawierającej kulkę) oraz współczynnik reprezentujący kontrast między polimer i rozpuszczalnik, a to zależy od zastosowanego promieniowania. Ten współczynnik kontrastu można zmierzyć lub obliczyć na podstawie danych tabelarycznych: w większości przypadków jest to znana wielkość.
Ilość nazywana jest współczynnikiem kształtu polimerów w roztworze. Jest to taka znormalizowana wielkość . Dla łańcucha polimerowego ogniw o masie molowej i gęstości , poprzednie równanie wygląda następująco:
gdzie jest stężenie roztworu wyrażone w masie na jednostkę objętości ( na przykład g / cm ).
Możemy pokazać (patrz Elastyczne rozpraszanie promieniowania ), że przy małym wektorze rozpraszania w porównaniu ze średnim rozmiarem kulek, efektywny przekrój na jednostkę objętości jest zapisany:
jest wielkością charakterystyczną dla średniej wielkości kulek utworzonych przez łańcuchy. Wielkość ta zwana „promieniem bezwładności” jest średnią kwadratową odległości monomerów w środku ciężkości każdej kuli .
Dla bardzo rozcieńczonym roztworze, znanym stężeniu i proporcji znany również Zmierzona ilość ,, zmienia powinowactwo do kwadratu wektora dyfuzyjnej. Punkt przecięcia z osią y służy do określenia liczby ogniw w łańcuchach w rozwiązaniu. Nachylenie linii służy do określenia promienia bezwładności . Ten rodzaj eksperymentu pozwolił zweryfikować relacje między tymi dwiema wielkościami, aw szczególności określić łączący je wykładnik .
Rozcieńczone roztwory polimerów: prawo skaliZwykłe obiekty mają masę , która zmienia się wraz z potęgą 1, 2 lub 3 ich wielkości . W przypadku obiektów fraktalnych ta moc niekoniecznie jest pełna:
jest fraktalnym wymiarem tej rodziny obiektów. Charakteryzuje sposób, w jaki wypełniają przestrzeń.
Fraktale są najczęściej autopodobne, to znaczy niezmienne przez zmianę skali.
Po powiększeniu niewielka część jest statystycznie podobna do całego obiektu.
Przyjrzyjmy się przy różnych powiększeniach kulkę utworzoną przez polimerowy łańcuch o promieniu bezwładności . Jeśli jest wielkością obserwowalnego obszaru, dla (małe powiększenie) widoczna masa równa się masie całkowitej . Z drugiej strony dla (dużego powiększenia) widoczna masa zmniejsza się wraz ze wzrostem powiększenia. Załóżmy, że prawo typu:
.Aby wyznaczyć wykładnik , używamy argumentu skali, który postuluje:
Poprzednia relacja daje .
To co się dzieje, gdy eksperyment rozpraszanie promieniowania, dla których skala obserwacji można przyrównać do odwrotności wektora rozpraszania: . W bardzo rozcieńczonym roztworze wielkość fizyczna dająca dostęp do masy obiektu to przekrój spójnej dyfuzji na jednostkę objętości, stężenia i kontrastu:
.W pośrednim trybie wektora dyfuzji, takim jak pomiar sonduje wnętrze obiektu i jest wrażliwy na jego samopodobieństwo. Argument skali zakłada, że tylko jedna długość jest istotna (lub jest już potrzebna ) i że doświadczenie jest niewrażliwe .
Eksperyment rozpraszania promieniowania przeprowadzony z dużym wektorem rozpraszania w odniesieniu do promienia bezwładności łańcuchów daje bezpośredni dostęp do fraktalnego wymiaru łańcuchów w roztworze. Ten sposób określania wykorzystuje samopodobieństwo pojedynczego łańcucha, podczas gdy poprzedni oparty na pomiarach małych wektorów dyfuzyjnych wykorzystuje samopodobieństwo łańcuchów między sobą.
Chromatografia wykluczania wielkościNomenklatura IUPAC zaleca rozpoczęcie od podstawowego wzoru powtórzeń. Jednak bardzo wiele polimerów ma nazwy zwyczajowe, które nie są zgodne z tą nomenklaturą, ale są oparte na nazwach cząsteczek użytych do syntezy polimeru. Przykład: polimer o wzorze jest powszechnie nazywany polietylenem (skrót PE). Aby przestrzegać nomenklatury IUPAC, należy go nazwać „polimetylenem”, ponieważ jednostką składową nie jest grupa etylenowa, ale grupa metylenowa .
Obecnie istnieją dwie nomenklatury zalecane przez IUPAC:
Referencje: zalecenia IUPAC i JORF słowniczek1 st marca 2002 dla adaptacji języka francuskiego.
Wstępna terminologiaTermin IUPAC | Termin JORF | Definicja |
---|---|---|
Jednostka składowa | Jednostka składowa | Atom lub grupa atomów, w tym wszelkie atomy lub grupy atomów, które mogą być przyłączone, które stanowią podstawową część struktury makrocząsteczki. |
Powtarzająca się jednostka konstytutywna (powielająca jednostka konstytucyjna CRU ) | Motyw konstytucyjny (MC) | Najmniejszy budynek blok, którego powtarzanie prowadzi do regularnego makrocząsteczek * . |
Jednostka monomeru | Jednostka monomeru | Jednostka składowa większości struktury makrocząsteczki utworzona z pojedynczej cząsteczki monomeru . |
(*) Zwykła makrocząsteczka: makrocząsteczka, która powstaje w wyniku powtarzania się jednostek składowych, które są identyczne i połączone ze sobą w ten sam sposób.
Przykłady: propan ( propano oznacza alkan ), glicerol ( olu oznacza grupę hydroksylową, z alkoholami i fenolami ).
Przykłady: pentan ( penta- = pięć (atomy węgla) i ane ), 1,3-tiazol .
Stosowanie nomenklatur1 - Nomenklatura systematyczna
Opiera się na strukturze makrocząsteczek tworzących polimery; jednostka strukturalna jest budulcem powtórzeń (CRU) lub blokiem budulcowym (MC).
2 - Nazewnictwo pochodzące od prekursorów
Te prekursory stosowane do syntezy polimerów są najczęściej monomerów.
3 - Przykłady
3-1 Monomer : eten ( wzór strukturalny )
Uwaga : formuła jest używana częściej; jest akceptowalny ze względu na jego wcześniejsze użycie i próbę zachowania pewnego podobieństwa do formulacji homopolimerów pochodzących z innych monomerów pochodzących z etenu , takich jak te z Przykładu 3-2. Nazwa polimeru związana z tym wzorem to polietylen ; nazwa etylen powinna być używana tylko do określenia grupy dwuwartościowej , a nie do określenia monomeru ( etenu ).
3-2 Monomer : chlorek winylu (nazwa systematyczna: chloroeten )
3-3 Podsumowanie i inne przykłady
Źródło: nomenklatura zwykłych jednoniciowych polimerów organicznych (zalecenia IUPAC 2002 w języku angielskim).
Struktura | Nazwa pochodzi od prekursora (preferowane jest oferowane jako pierwsze) |
Nazwa systematyczna |
---|---|---|
polietylen polietylen |
poli (metylen) | |
chlorek winylu) | poli (1-chloroetylen) | |
( : grupa fenylowa ) |
polistyren | poli (1-fenyloetylen) |
* | poli (tlenek etylenu) | poli (oksyetylen) |
poliformaldehyd | poli (oksymetylen) | |
** |
poli (1,3-buta-dien) polibutadien |
poli (1-buteno-1,4-diyl) |
poli (alkohol winylowy) *** | poli (1-hydroksyetylen) | |
poli (tereftalan etylenu) **** | poli (oksyetylenooksytereftaloil) |
(*) Motyw składa się z dwóch podjednostek : (przedrostek oksy- ) i (grupa etylenowa ); O heteroatom ma pierwszeństwo nad podjednostki węgla; jest umieszczony na pierwszej pozycji.
(**) pierwszeństwo daje się najbardziej podjednostki nienasyconych : .
(***) Niektóre polimery uzyskuje się przez chemiczną modyfikację innych polimerów w taki sposób, że można pomyśleć, że struktura makrocząsteczek, z których składa się polimer, została utworzona przez homopolimeryzację hipotetycznego monomeru . Te polimery można uważać za homopolimery . Tak jest w przypadku poli (alkoholu winylowego) .
(****) Wiele polimerów otrzymuje się w wyniku reakcji między wzajemnie reaktywnymi monomerami. Te monomery można łatwo wizualizować jako reagujące z wytworzeniem domniemanego monomeru, którego homopolimeryzacja dałaby produkt, który można postrzegać jako homopolimer. Poli (tereftalanu etylenu) uzyskuje się w reakcji pomiędzy kwasem tereftalowym ( kwas dikarboksylowy ) i glikolu etylenowego ( diolu ); te monomery zareagowały dając domniemany monomer .