Polymerizace

Co je Polymerizace?

Polymerizace je proces, při kterém vznikají polymery. Tyto polymery se pak zpracovávají na různé druhy plastových výrobků. Při polymeraci se menší molekuly, nazývané monomery nebo stavební bloky, chemicky spojují a vytvářejí větší molekuly neboli makromolekuly. Polymerní materiály se v závislosti na teplotě mohou nacházet v tuhém nebo kapalném stavu.

U polymerů neexistuje plynný stav,

neboť velikost makromolekul způsobuje, že jejich bod varu je ve všech případech vyšší, než je teplota rozkladu (degradace polymeru).

Existují 3 základní třídy polymerů:

• termoplasty
• termosety
• elastomery

Rozlišení mezi těmito třídami je nejlépe definováno jejich chováním za působení tepla.

Termoplastické polymery mohou být amorfní nebo krystalické. Chovají se relativně tvárně, ale často mají nízkou pevnost.

Termosetové polymery jsou vždy amorfní* a jsou obecně pevné a tuhé, ale často křehké.

Elastomery jsou vždy amorfní* a používají se v provozu nad svou Tg*. Mají jedinečnou schopnost extrémně velké elastické deformace, aniž by došlo k trvalému poškození jejich tvaru.

*Amorfní = beztvaré

*Tg = teplota  sklovitého stavu (amorfního) 

Termoplasty

Termoplasty mohou mít amorfní nebo krystalickou strukturu.

V termoplastech existují molekuly s dlouhými řetězci ve formě lineární vazby, ale jsou také vzájemně vázány sekundárními Van Der Waalsovými silami (sekundární vazby).

Při dostatečně vysoké teplotě stačí excitace* molekulárních řetězců k překonání této vazebné síly a ty se mohou volně pohybovat jeden přes druhý, čímž vzniká viskózní kapalina. Lze předpokládat, že sekundární vazby se roztavily. Teplotu skelného přechodu (Tg) si lze představit jako teplotu, při které se sekundární vazby roztaví.

Po ochlazení polymeru opět převládnou sekundární síly a molekulární řetězce se vrátí do omezeného stavu. To znamená, že termoplasty lze tavit a přetavovat, což umožňuje jejich snadnou recyklaci.

*excitace {neklid, dráždivost}. Z lat. excitātiō od excitāre {vyburcovat, vyvolat}

Termosety

V termosetových plastech existují molekuly s dlouhým řetězcem v amorfní síti se zesíťovanou vazbou. To znamená, že dlouhé molekulární řetězce jsou navzájem spojeny kovalentními* vazbami. Vznik těchto příčných vazeb se nazývá vytvrzování.

Zesíťování upevňuje molekulární řetězce, a proto nelze termosetový plast přetavit, ale po zahřátí na teplotu vyšší, než Tg se rozkládá.

Zesíťování brání uspořádání molekul do uspořádané krystalické struktury, což znamená, že termosetové polymery existují pouze v amorfním stavu.

* kovalentní příd. á l ń chem. k. vazba vazba atomů n. molekul vzniklá sdílením jednoho, dvou n. tří elektronových párů; k. krystal s meziatomovými silami zprostředkovanými kovalentní vazbou;
kovalentně přísl.

Elastomery

V elastomerech existují dlouhé molekulární řetězce ve formě amorfní lineární vazby s občasným zesíťováním.

Při pokojové teplotě již úroveň excitace řetězců překonala sekundární Van Der Waalsovy vazby, avšak příčné vazby, které ve struktuře existují, působí tak, že se elastomer po deformaci vrátí do původní podoby.