Polyméry

Prehľad polymérov

Polymér je látka s veľkou reaktívnou molekulovou hmotnosťou vznikajúcou veľakrát opakujúcim sa spájaním malých molekúl (monomérne jednotky), v takom počte, že pridaním alebo odobraním jednej alebo niekoľkých takých jednotiek sa nezmenia vlastnosti tejto látky.
Silikóny sú polyméry s malou reaktívnou molekulovou hmotnosťou, obsahujú väzby Si-O-Si, ktoré vznikajú intermolekulárnou kondenzáciou silanolov. Silanoly vznikajú hydrolýzou halogénsilanolov. Príklad: Silikónové oleje sa pripravujú reakciami znázornenými na obr.:1. Sú nerozpustné vo vode. Majú vynikajúce vlastnosti pri nízkych teplotách (nie sú viskózne ani kryštalické) a sú stabilné pri vysokých teplotách.



obr.1 : Príprava silikónov
Vlákna sú vláknotvorné materiály, prírodné alebo syntetické, z ktorých sa dajú vyrobiť tkaniny. Vláknom väčšinou nazývame materiál, ktorý má dĺžku väčšiu aspoň stokrát než priemer. Syntetické vlákna sa však môžu vyrábať v požadovanom pomere dĺžky k priemeru.
Príklad: Bavlna, vlna, hodváb a ľan majú dĺžku 1000 až 3000krát väčšiu než priemer, surové vlákno ako je juta alebo konope musí mať dĺžku aspoň 100 až 1000krát väčšiu než je priemer. Molekula, ktorá tvorí vlákno musí mať dĺžku aspoň 100nm a relatívnu molekulovú hmotnosť aspoň 10 000.
Živočíšne vlákna sú vlákna vytvorené z molekúl bielkovín, ktoré sú produkované zvieratami alebo hmyzom; ide hlavne o vlnu a hodváb.
Vlna je srsť niektorých zvierat, hlavne ovci. Srsť sa skladá z bielkovín, ktoré sú tvorené asi dvadsiatimi rôznymi aminokyselinami. Proteínové reťazce sú sýtené vodíkovými väzbami, sírou, iónovými interakciami látok podobných solia (RCO-2 .. + NH3R) alebo kombináciou všetkých týchto typov väzieb.
Hodváb je vláknotvorná bielkovina produkovaná húsenicami motýľov a pavúkov. Priadka morušová produkuje väčšinou hodváb na spracovanie tkaniny. Vlákna tohto hodvábu sa skladajú z vysoko orientovaných bielkovín zvaných fibroin. Fibroin obsahuje vysoké množstvo (86%) nízkych aminokyselín arainu i serinu.
Syntetický hodváb je vlákno, ktoré vzniká rozpustením celulózy a jej regeneráciou vyzrážania. Viskózny hodváb sa získava reakciou hydroxylových skupín celulózy so sírouhlíkom v prítomnosti alkálií za vzniku xanthálov (obr.2).

V kyslom prostredí prebieha spiatočná reakcia a vyzráža sa celulóza.



obr.2.: Reakcia prebiehajúca pri príprave viskózneho hodvábu
Rastlinné vlákna sa získavajú zo stoniek, listov alebo semien rastlín, ktorých hlavnú vláknitú zložku tvorí polymér celulóza.
Bavlna je najčistejšia prírodná forma celulózy získaná zo semien rastliny Gossypium. Jej štruktúru tvorí čiastočne kryštalický polymér obsahujúci 4 celobiebiosové jednotky. Hydrolýzou bavlny zriedenou minerálnou kyselinou vzniká ako konečný produkt D-glukóza.
Elastomery sú to látky, ktoré môžeme roztiahnuť o niekoľko 100% a keď prestane napínajúca sila pôsobiť, vracajú sa rýchlo do svojho pôvodného stavu a do pôvodných rozmerov.
Kaučuk je tuhý polymér izolovaný z bielej kvapaliny nazývanej latex, ktorá sa vyskytuje v rôznych rastlinách a stromoch. Názov kaučuk pochádza od Josefa Pristleye (1733-1804), ktorý kaučuk použil na vymazanie značiek napísaných ceruzkou. Má elastomerné vlastnosti.
Prírodný kaučuk je kaučuk získaný zo zdrojov (rastliny, stromy). Hlavným zdrojom je kaučukovník, Hevea brasiliensis. Prírodný kaučuk je polymér izoprénu s konfiguráciou cis na prítomných väzbách.
Syntetické kaučuky sú polyméry s vlastnosťami kaučuku, pripravujú sa synteticky z dienov alebo olefinov. Špeciálne kaučuky sa pripravujú z polyurethánov, fluorovaných uhľovodíkov a polyakrylátov.