Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

Polymeerikemia - Coggle Diagram

- - - - lisäaine = muuttaa ominaisuuksia (esim. pehmittimet, stabilisaattorit, palonestoaineet jne)
      - täyteaine = suhteellisen reagoimaton kiinteä aine
        
        lisätään lujuuden, kestävyyden, työstö-, eriste- tai muiden ominaisuuksien muuttamiseksi tai kustannusten alentamiseksi
        
        esim. liitu, talkki, hiili, lasi, puujauho jne
        
        lujittava täyteaine = lisätään mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi
  - - - = reaktiomekanismi
      - myös polymerointimekanismi
    - - = tekninen prosessi, jolla polymeroidaan
  - - - = lähtöaineena vain yhtä monomeeriä
    - - = lähtöaineena (2) erilaisia monomeerejä (komonomeerejä)
      - 3: terpolymeeri, 4: kvaterpolymeeri
      - Luokittelua
        
        Lineaarisissa:
        
        Vuorotteleva kopolymeeri
        
        Lohko-/segmentti-/blokkikopolymeeri
        
        Satunnaiskopolymeeri
        
        Tilastollinen kopolymeeri (?)
        
        Haaroittuneissa: oksaskopolymeeri
        
        Silloittunut kopolymeeri
        
        3D verkko (lineaarisista tai haaroittuneista)
    - - = kovalenttisten sidosten lukumäärä
      - mono, di, tri, tetra, plurivalentti
      - keskimääräinen valenssi määrää dimensionaalisuuden I. ulotteisuuden (esim. lineaarinen, haaaroittunut; 2D tai 3D)
- - - - Poly + monomeeri, esim eteeni -> polyeteeni
      - jos monomeeri on substituoitu, monisanainen tai poikkeuksellisen pitkä, se laitetaan sulkeisiin esim. poly(metyylimetakrylaatti)
    - - Systemaattinen tapa, esim. kahden lähtömonomeerin askelkopolymeerit: valitaan "isäntäyhdiste"
      - esim. heksametyleenidiamiini + sebasiinihappo = poly(heksametyleenisebakamidi)
    - - pienin toistuva rakenneyksikkö nimetään IUPACin sääntöjen mukaan
      - Huom! polymeerien nimistöä käytetään myös muovien niminä!!
    - - perustuvat englanninkielisen nimen alkukirjaimiin
      - PVAL, PVAC
    - - polymeerin nimen jälkeen tunnus
      - i = isotaktinen, s = syndiotaktinen, a = ataktinen
      - esim. PS-i
    - - etuliitteillä, esim cis, trans, 1,2 ja 1,4
  - - - proteiinit; RNA; DNA
      - selluloosa, kitiini (polysakkarideja)
      - puuvilla, villa
      - silkki (myös proteiini)
      - rajatapauksia
        
        joskus luonnonpolymeerejä voidaan syntetisoida, esim. luonnonkumi = polyisopreeni
        
        puolisynteettiset polymeerit
        
        = muunnetaan luonnonpolymeerejä kemiallisella käsittelyllä
        
        esim. selluloosa-asetaatti, selluloosanitraatti
        
        Elastomeerit
    - - polyolefiinit (polyeteenit PE, polypropeenit PP)
      - polystyreenit (PS)
      - polyvinyylikloridi (PVC)
      - yleisimmät teolliset kestomuovit, kesto- ja kertamuovit
  - - - Askelpolymeraatio
        
        homo- ja kopolymeerit
        
        = lähtöaineissa fuktionaaliset ryhmät
      - Ketjupolymeraatio
        
        = lähtöainemonomeereissä kaksoissidos
        
        myös renkaanavautumispolymeraatio
        
        Mekanismeja
        
        radikaalipolymeraatio
        
        ioninen polymeraatio (anioni- ja kationipolymeraatiot)
        
        koordinaatiopolymeraatio
  - - - Dimensionaalisuus ja järjestäytyminen
        
        1D
        
        tarvitaan bifunktionaaliset monomeerit (keskiarvovalenssi v=2)
        
        joukko eripituisia ketjuja => dispersiteetti
        
        yleensä lineaarinen vs haaroittunut
        
        joskus tähti-, kampa-, tikapuu- tia makrosykilisiä polymeerejä
        
        vaikuttaa voimakkaasti erityisesti mekaanisiin ominaisuuksiin
        
        2D
        
        pääasiassa luonnonpolymeerejä yksinkertaisessa kerroksessa
        
        3D
        
        keskiarvovalenssi v>2, mitä suurempi, sitä tiheämmin siltoja
        
        voidaan myös siilloittaa lineaarisia polymeerejä (ks. kopolymeerit)
        
        Kompleksiset arkkitehtyyrit / topologiat
        
        esim. makrosykliset, tähti- ja dendrimeerit
      - Yleisiä rakenne-eroja
        
        Konformaatiot
        
        sigmasidos pyörii, piisidos estää!!
        
        renkaita sisältävät polymeerit kestävät korkeita lämpötiloja sulamatta
        
        pitkillä C-C sp3 hybridisoituneilla ketjuilla lähes rajaton määrä
        
        Konfiguraatiot
        
        Stereoisomeria
        
        Optinen isomeria
        
        taktisuus
        
        taktiset meso- tai raseemisia yhdisteitä
        
        ataktiset heterotaktisia (mr tai rm) ja muiden yhdistelmiä
        
        Vinyylipolymeereillä:
        
        2 more items...
        
        optinen aktiivisuus (R,S-isomeerit)
        
        Geometrinen isomeria
        
        cis-trans-isomeerit
      - vaikuttaa suoraan ominaisuuksiin
        
        fysikaaliskemialliset
        
        termiset
        
        mekaaniset
    - - valtamuovit
        
        muovien kokonaiskulutuksesta >80%
        
        rajalliset ominaisuudet, edullinen hinta
        
        PP, PE, PS, PVC
      - tekniset muovit
        
        paremmat ominaisuudet kuin valtamuoveilla
        
        kuormituksen ja rasituksen alaiset kohteet, korkeampi hinta
        
        usein seostettuja ja lujitettuja
        
        PA, PC, PMMA, POM
      - erikoismuovit
        
        hyvä lämmönkestävyys (pitkään käytössä >150 C)
        
        mekaaniset ominaisuudet jälleen paremmat, joskus erityisominaisuuksia, korkea hinta
        
        PI, PSU, PEEK
    - - Orgaaninen
        
        Pääketju
        
        Homoketjuinen
        
        = pääketju vain hiiltä
        
        yleensä ketjupolymeerejä
        
        sidokset hiilten välillä:
        
        Polyalkyleenit (yksöis)
        
        Polyalkenyleenit (kaksois)
        
        Polyalkynyleenit (kolmois)
        
        Heteroketjuinen
        
        = pääketjussa muitakin kuin hiiltä
        
        yleensä askelpolymeerejä
        
        luokittelu määräytyy funktionaalisen ryhmän perusteella
        
        = pääketju (pääosin) pelkkää hiiltä
      - Epäorgaaninen
        
        = pääketju ei sisällä hiiltä
        
        sivuryhmissä hiiltä
  - - - = pitkät kuidut, korvaavat luonnonkuituja
      - esim. polyamidit PA (nylon), polyesterit
      - voidaan muotoilla uudelleen toistuvasti ilman kemiallista hajoamista
      - heikkoja sekundäärisiä voimia polymeeriketjujen välillä
      - sitkeitä ja joustavia, helposti räätälöitävissä
    - - = muodostetaan nestemäisestä hartsista kuumennuksen ja kovetinkemikaalien avulla kerralla (ja/tai lämmön tai UV avulla), ei uudelleenmuotoiltavia
      - usein komposiiteissa, esim. fenoliformaldehydi (PF), epoksi (EP), polyuretaani (PU), tyydyttymätön polyesteri (UP)
      - kolmiulotteinen silloittunut rakenne, perustuu kovalenttisiin sidoksiin
      - käytetään maaleissa, pinnoitteissa ja liimoissa, sekä korkeahkoja käyttölämpötiloja vaativissa kohteissa
    - - = polymeerit pystyvät venymään + lisäaineet
        
        elastomeeri: palautuu huomattavasta muodonmuutoksesta nopeasti, on elastinen
      - esim. luonnonkumi (polyisopreeni), nitriilikumi, butyylikumi
      - Siilloittamiserot: kumi- (silloitettu) vs termoelastit (silloittamaton)
        
        kumissa vulkanointireaktio (rikkisillat)