Polimer Kimyasındaki Temel Kavramlar
Şekil 1 :Monomerler ve polimer molekülü.
Polimer : Tekrarlanan yapısal kümelerin oluşturduğu yüksek molekül ağırlıklı bileşiklerdir. Polimer adı ise poli + meros (çok + parçalı) olarak Greekçe'den gelmektedir. Polimeri oluşturan herbir küçük molekül ise monomer olarak adlandırılır. Polimerler sonuçta birçok küçük molekülün biraraya gelmesiyle oluştuğundan makromoleküldürler.
Monomer : Polimer moleküllerini oluşturan küçük moleküllerdir.
Polimerlerin Sınıflandırılması : Polimerler amaca uygun olarak sınıflandırılabilirler. Polimerleri
Molekül Ağırlıklarına Göre : Molekül ağırlıkları veya polimer zincirindeki tekrarlanan monomer sayısına bağlı olarak oligomer veya makromolekül olarak,
Doğada Bulunup Bulunmamalarına Göre : Doğal polimer veya yapay polimer olarak,
Organik veya Anorganik Kökenlerine Göre : Monomerlerinin karbon kökenli, anorganik kökenli olup olmadığına bakılarak,
Isıya Karşı Gösterdikleri Davranışa Göre : Termoplastik veya termoset olarak,
Polimer Zincirlerinin Kimyasal veya Fiziksel Yapısına Göre : Düz zincirli, dallanmış polimerler, çapraz bağlı polimerler, kristal polimerler, amorf polimerler,
Zincir Yapısına Göre : Homopolimer, kopolimer olarak,
Sentezleniş Şekillerine Göre
sınıflandırılabilirler.
Oligomer : Yunanca oligo-, birkaç ve -mer, parça birleşmesinden oluşmuşur. Polimerleşme reaksiyonları esnasında pekçok monomer, diğer monomerlerle ya da ortamda daha önce tepkime vermiş ve böylece belli bir moleküler ağırlığa ulaşmış, bir molekül zinciri ile tepkime verebilir. Oluşan zincirlerin büyüklükleri, türlerin moleküler yapılarından, tepkime verme yollarına ve sentez şekillerine kadar, pekçok faktöre bağlıdır. Eğer polimer zinciri yeterince büyümemişse, bu tip polimerler oligomer olarak adlandırılır.
Şekil 2 : İpek böceği ve kozası, ipek böceğinin kozası doğal polimerlere örnektir.
Doğal Polimer : Doğal makromoleküller olmaksızın doğadaki hayatın devamı düşünülemez. Çünkü hayatın kendisini oluşturan temel elemanlar bu moleküllerdir. En iyi bilinen ve hemen akla gelen bazıları proteinler, selüloz, keratin gibi doğal makromoleküllerdir. Örnek olarak , , ve izopren molekülleri içeren ve kolayca polimerleşen doğal polimer örnekleridir.
Termoplastik ve Termoset Polimerler : Polimerik bir malzemenin sıcaklığı arttırıldığında şekli değiştirilebiliyorsa termoplastik olarak adlandırılır. Sıcaklık artışı ile malzeme şeklini değiştirmeden parçalanmaya (degrade oluyorsa ) başlıyorsa termoset polimer olarak sınıflandırılır.
Şekil 3 :Lineer , dallanmış ve ağ yapılı polimer moleküleri.
Polimer, doğrusal polimer molekül zincirleri içeriyorsa ve polimer molekülleri üzerinde herhangi bir dallanma söz konusu değilse lineer polimer veya doğrusal polimer olarak adlandırılır. Ancak polimer molekül zincirleri üzerinde bir şekilde dallar söz konusu ise dallanmış polimer olarak adlandırılır. oluşmuşsa veya oluşturulmuşsa dallanmış olarak . Graft Kopolimerler dallanmış polimerlere örnektir. Ağ (Network) polimerler, difonksiyonlu monomerler yerine, polifonksiyonlu monomerler kullanıldığında meydana gelirler. Ağ polimerler ayrıca çapraz bağlı polimerleri de kapsarlar. Çapraz bağlanmayla polimer zincirleri hareketliliklerini kaybederler. Bu nedenle erimeyecekleri ya da akmayacakları için kalıpla da şekillendirilemezler. Yani yukarıda bahsedilen termoset polimerler grubuna girerler. Şekil 3 de bu polimer moleküllerinin yapıları şematik olarak gösterilmiştir.
Tek tür birimlerden oluşan polimer zinciri homopolimer, iki ya da daha fazla monomer içeren polimerler ise kopolimer olarak adlandırılırlar.
Kopolimerler farklı monomerlerin gelişigüzel oluşursa, bu tür kopolimerler random (rastgele) kopolimer olarak adlandırılır. Bir kopolimerin oluşması sırasında monomerler sıra ile etkileşerek polimer zincirini oluşturuyorsa alternatif kopolimer olarak adlandırılır. Kopolimmer zinciri içerisinde homopolimer segmentleri bulunuyorsa bu tür polimerler blok kopolimer olarak adlandırılır. Ana polimer zinciri üzerinde polimer zincirleri bulunuyorsa bu tür kopolimerler de graft veya aşı kopolimer olarak adlandırılırlar.
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA (Homopolimer Zinciri)
AABBAAABBABAAABBBABABBABABAB (Random kopolimer Zinciri)
AAAAAAAAABBBBBBBBBAAAAAAAAA (Blok kopolimer Zinciri)
ABABABABABABABABABABABABABAB (Alternatif kopolimer Zinciri)
BBBBBBBBB | AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA (Graft (Aşı) kopolimer Zinciri) | | BBBB BBBBBBBBBPolimerlerde Erime ve Camsı Geçiş Sıcaklıkları
Doğrusal bir polimer, yeterince yüksek sıcaklıklarda amorf, kauçuksu bir eriyiktir. Zincirler birbiri içine giren yumak görünümünde olup, bir konformasyondan öbürün rastgele dönme ve bükülme hareketleri yapar. Yeterince düşük sıcaklıklada ise aynı polimer sert bir katıdır. Bir polimer soğutulduğunda birbirinden farklı iki mekanizma ile kristallenir. Bunlardan biri kristallenme diğeri ise camsılaşmadır. Bir polimerik maddenin ne tür pratik uygulamaya elverişli olduğu belirleyen faktörlerden ikisi \rm T_e (kristal erime noktası) ve \rm T_g (camsı geçiş sıcaklığı) dır.
KaynaklarDoğal İpek Resim : 14.12.2021, https://tr.pinterest.com/pin/231161393359737740/ |