均聚物与共聚物。塑料件化学
嘿!谁是有机化学的粉丝?好吧,你可能不喜欢研究蟋蟀,但如果没有这些碳基分子链,生活将会很艰难。所以在Protolabs,我们都在向那些被称为聚合物的特殊结合原子群致敬。这一点尤其正确,因为塑料我们在制造业中使用的都是基于碳分子链的,它们的化学结构影响着它们的强度,它们与环境相互作用的方式,它们的外观等等。但这不是一门组织化学课程。没有。这是一篇博客文章,帮助您了解不同的有机分子链是如何影响您选择的材料来制造部件的。所以,给我一个C(碳)!
单体:塑料的基石
单体是想要与其他分子结合在一起的分子,当它们结合时,它们形成了称为聚合物的链,有点像奶酪条。毫不奇怪,这个过程被调用聚合.为了简单起见,只要知道均聚物是含有单一类型单体长链的链就足够了。共聚物由两种或两种以上不同类型的键合单体组成。
没有单体,就没有塑料。常见的有乙烯、丙烯、苯乙烯、甲醛、苯酚、乙腈和乙二醇。
均聚物与共聚物的化学比较
特征 |
均聚物 |
共聚物 |
化学组成 |
单重复单体 |
两个或更多的单体 |
结构 |
简单的链 |
复杂的链 |
例子 |
聚氯乙烯,聚乙烯, 聚丙烯, 聚苯乙烯 |
聚(醋酸乙烯酯), 聚环氧乙烷 |
例如,PVC,你可能在你的地下室周围看到的白色管道,是由一种类型的单体-氯乙烯-连接在一起形成聚氯乙烯。poly的意思是“很多”。共聚物尼龙6/6是两种单体的组合:己二酸和六亚二胺。
构建共聚物
现在,以下这些信息将会让初次约会的伴侣感到眼花缭乱。这是一个从简单分子到更复杂共聚物的基本例子(见插图)。从一个基本的碳氢化合物——苯环开始。每个碳原子需要4个键来保持稳定,你可以看到苯有这样的键,因为每个碳原子与一个碳原子成键一次,与另一个碳原子成键两次。为了使分子平衡,我们在每个碳原子上加一个氢原子。
为了制造苯乙烯(一种单体),用C2H3分子取代其中一个氢原子。分子仍然是稳定的因为碳原子有4个键而每个氢都有1个键。
为了制造均聚物聚苯乙烯,将苯乙烯分子结合在一起。碳上的4个键和氢上的1个键仍然存在。它是稳定的。
从聚苯乙烯到ABS的下一个跳跃有点复杂,因为你需要在苯乙烯中添加丙烯腈和丁二烯的单体。拥有多种类型的单体就会变成共聚物。所有的原子都满足于它们的1、4键,或者在氮原子的情况下,3键。
你的第二次约会是有保证的。
均聚物与共聚物:均聚物与共聚物的区别
例如,让我们比较两种缩醛,均聚物Delrin和共聚物Celcon(又名Tecaform):
特征 |
均聚物 |
共聚物 |
结晶度的水平 |
更高的 |
较低的 |
刚度 |
X |
|
抗拉强度 |
X |
|
耐冲击 |
X |
|
蠕变强度 |
最初的好 |
从长远来看更好 |
抗氧化性能 |
X |
|
尺寸稳定性 |
短期内 |
长期 |
水的阻力 |
X |
|
耐温性 |
更高的热变形温度 |
能更好地忍受长期的高温 |
应该注意的是,玻璃填充共聚物往往比它们的均聚物更强和更持久。添加的玻璃纤维在改善机械性能方面起了很大的作用。上述差异往往适用于所有均聚物和共聚物在相关家族的单体。
选择聚合物
最终,重要的是你选择最好的材料对你来说,了解均聚物和共聚物之间的基本区别可以让你更深入地了解哪种是最好的选择。
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