ポリマーの歴史、重合、種類、性質、例



の ポリマー 分子量が大きい（数千から数百万）ことを特徴とし、モノマーと呼ばれる多数の単位で構成されている分子化合物です。.

それらは大きな分子であるという特徴を持っているので、これらの種は巨大分子と呼ばれ、それらが独特の性質を与え、小さいもので観察されるものとは非常に異なります。形状ガラス構造.

同様に、それらは非常に大きな分子群に属するので、それらに分類を与える必要性が生じ、その理由からそれらは２つのタイプに分けられる。タンパク質および核酸のような天然起源のポリマー。ナイロンやルーサイト（プレキシグラスとしてよく知られている）などの合成製品.

学者たちは、1920年代にポリマーの背後に存在する科学の調査を始めました。そこでは、物質が木やゴムのように振る舞う様子を好奇心と当惑で観察しました。そして、当時の科学者たちは、日常生活に存在するこれらの化合物を分析することに専念しました。.

これらの種の性質についてある程度の理解を深めることで、それらの構造を理解し、既存の材料の開発と改良、さらには新しい材料の製造を容易にすることができる巨大分子の作成を進めることができました。.

また、多数の重要なポリマーが、その構造中に、炭素原子に結合して分子の主鎖の一部を形成する窒素または酸素原子を含むことが知られている。.

モノマーの一部である主な官能基に応じて、それらは命名されます。例えば、モノマーがエステルによって形成されている場合、ポリエステルが由来する.

索引

  • 1ポリマーの歴史
    • 1.1 19世紀
    • 1.2 20世紀
    • 1.3世紀XXI
  • 2重合
    • 2.1付加反応による重合
    • 2.2縮合反応による重合
    • 2.3その他の重合形態
  • 3種類のポリマー
  • 4プロパティ
  • 5ポリマーの例
    • 5.1ポリスチレン
    • 5.2ポリテトラフルオロエチレン
    • 5.3ポリ塩化ビニル
  • 6参考文献

ポリマーの歴史

ポリマーの歴史は、知っている最初のポリマーへの言及から始めて取り組むべきです。.

このように、古代から広く使用されている天然由来の特定の材料（セルロースや革など）は、主にポリマーで構成されています。.

19世紀

考えられるものとは反対に、ポリマーの組成は、数世紀前までは明らかにされていなかったため、これらの物質がどのように形成されるかを決定し始め、人工的に製造する方法を確立しようとさえしました。.

「化学物質」という用語が最初に使われたのは1833年で、スウェーデンの化学者JönsJacob Berzeliusが同じ実験式を持つがモル質量が異なる有機的性質の物質を指すために使用されました。.

この科学者はまた、「異性体」や「触媒作用」などの他の用語の造語も担当していました。ただし、その当時、これらの表現の概念は、それらが現在意味しているものとは完全に異なっていました。.

天然ポリマー種の変換から合成ポリマーを得るためのいくつかの実験の後、これらの化合物の研究はより適切になりつつある.

これらの調査の目的は、これらのポリマーについてすでに知られている特性の最適化、および科学のさまざまな分野における特定の目的を満たすことができる新しい物質の取得を達成することでした。.

20世紀

ゴムが有機的性質の溶媒に可溶であることを観察したとき、得られた溶液がいくつかの変わった特徴を示したとき、科学者たちは混乱し、それらを説明する方法を知らなかった。.

これらの観察を通して、このような物質はゴムとその性質を研究している間に気づくことができるように、小さい分子とは非常に異なる挙動を示すことが推測されました.

彼らは、研究された溶液は高い粘度、凝固点の有意な減少、および小さい大きさの浸透圧を有することを指摘した。これによって、非常に高いモル質量の溶質がいくつかあると推論することができたが、学者たちはこの可能性を信じることを拒んだ。.

ゼラチンや綿などの特定の物質にも現れていたこれらの現象は、当時の科学者たちに、Cなどの小分子単位の集合体で構成されていると考えるようになった。5H8 またはC10年H16, 分子間力で結びつく.

この誤った考えは数年間残っていましたが、現在まで続く定義はドイツの化学者そしてノーベル化学賞、ヘルマン・シュタウディンガーによって与えられたものです。.

21世紀

共有結合によって結合された高分子物質としてのこれらの構造の現在の定義は、1920年にシュタウディンガーによって造られ、彼はその後の10年間この理論の証拠を見出すまで実験を考案し実行することを主張した。.

いわゆる「ポリマー化学」の開発が始まり、それ以来、世界中の研究者の興味を引くだけであり、その歴史の中で非常に重要な科学者たちの間で数えられているのは、Giulio Natta、Karl Ziegler、チャールズグッドイヤー、とりわけ、以前に名前を挙げられたそれらに加えて.

現在、高分子高分子は、高分子科学または生物物理学などの異なる科学分野で研究されており、そこでは、共有結合を介してモノマーを異なる方法および目的で結合することによって生じる物質が研究されている。.

確かに、ポリイソプレンのような天然ポリマーからポリスチレンのような合成由来のものまで、それらはシリコンをベースとするモノマーからなるシリコンのような他の種を損なうことなく非常に頻繁に使用されている。.

また、天然および合成由来のこれらの化合物の多くは、２つ以上の異なるクラスのモノマーから構成されており、これらのポリマー種はコポリマーの名称を与えられている。.

重合

ポリマーの問題を掘り下げるために、私たちはギリシャ語の用語から来るポリマーという言葉の起源について話すことから始めなければなりません。 ポリ, それは「たくさん」を意味します。そして 単なる, これは何かの「部分」を指します.

この用語は、多くの繰り返し単位からなる構造を有する分子化合物を指すのに使用され、これは高い相対分子量およびこれらの他の固有の特性の性質を引き起こす。.

そのため、ポリマーを構成する単位は、相対分子量が小さい分子種に基づいています.

この順序で、重合という用語は合成ポリマー、より具体的にはこの種の高分子を得るために使用される方法にのみ適用される。.

したがって、重合は、それらから対応するポリマーを製造するためにモノマーの組み合わせにおいて（一度に１つ）使用される化学反応として定義することができる。.

このようにして、ポリマーの合成は、２つのタイプの主反応：付加反応および縮合反応を介して行われ、それらは以下に詳細に記載される。.

付加反応による重合

このタイプの重合は、それらの構造中に二重または三重結合を有する不飽和分子、特にそれらの炭素 - 炭素の関与を有する。.

これらの反応では、モノマーはそれらの原子のいずれも除去せずに互いに結合し、環を切断または開環することによって合成されたポリマー種は小分子の除去を生じることなく得ることができる。.

速度論的観点から、この重合は３段階反応：開始、伝播および停止として見ることができる。.

第一に、反応の開始が起こり、そこでは、加熱が開始剤と考えられる分子に適用される（Ｒとして示される）。2）次のようにして2つのラジカル種を生成する。

R2 →2R∙

ポリエチレンの製造が例として使用される場合、次のステップは伝播であり、形成される反応性ラジカルがエチレン分子に接近し、そして新しいラジカル種が以下のように形成される。

R∙+ CH2= CH2 →R-CH2-CH2∙

この新しいラジカルは、続いて別のエチレン分子と結合し、そしてこのプロセスは、停止として知られる反応において、２つの長鎖ラジカルが結合して最終的にポリエチレンを生成するまで連続して続く。.

縮合反応による重合

縮合反応による重合の場合、通常水である小分子の結果としての排除に加えて、通常２つの異なるモノマーの組み合わせが起こる。.

同様に、これらの反応によって生成されたポリマーは、しばしばそれらの主構造の一部を形成する、酸素または窒素などのヘテロ原子を有する。その鎖の基部を表す繰り返し単位が、それが分解される可能性がある単量体中にある原子全体を所有していないことも起こる。.

一方、最近開発された方法の中には、プラズマ重合が際立っているものがあり、その特性は、上で説明した重合のタイプのいずれとも完全には一致しない。.

このようにして、合成起源の重合反応、付加および縮合の両方が、触媒種の不在下または存在下で起こり得る。.

縮合重合は、ダクロン（ポリエステルとしてよく知られている）やナイロンなど、日常生活によく見られる多くの化合物の製造に広く使用されています。.

他の重合形態

これらの人工ポリマーの合成方法に加えて、生物学的合成もあり、これはバイオポリマーの研究に関与する研究分野として定義され、それは３つの主なカテゴリー：ポリヌクレオチド、ポリペプチドおよび多糖類に分けられる。.

生物においては、合成は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）のようなポリマーの製造においてポリメラーゼ酵素のような触媒の存在を含むプロセスを介して天然に行われ得る。.

他の場合において、生化学的重合において使用される酵素のほとんどはタンパク質であり、これはアミノ酸で形成されたポリマーであり、そして大部分の生物学的プロセスにおいて必須である。.

これらの方法によって得られるバイオポリマー物質に加えて、硫黄の存在下で天然起源のゴムを加熱することによって製造される加硫ゴムのような商業的に非常に重要な他のものがある。.

それで、天然由来のポリマーの化学修飾によるポリマー合成に使用される技術の中には、仕上げ、架橋および酸化があります。.

ポリマーの種類

ポリマーの種類は、異なる特性に従って分類することができます。例えば、それらは、温暖化に対するそれらの物理的応答に従って、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂またはエラストマーに分類される。.

さらに、それらが形成されるモノマーの種類に応じて、それらはホモポリマーまたはコポリマーであり得る。.

同様に、それらが製造される重合の種類に従って、それらは付加重合体または縮合重合体であり得る。.

また、その起源に応じて天然または合成ポリマーを得ることができる。化学組成によって有機または無機.

プロパティ

- その最も注目すべき特徴は、その構造の基礎としてのそのモノマーの繰り返しの同一性です。.

- その電気特性は目的によって異なります.

- それらは、それらの巨視的挙動を定義する、弾性または引張強度などの機械的性質を有する。.

- いくつかのポリマーは重要な光学特性を示す.

- それらが有する微細構造は、それらの他の特性に直接影響を及ぼす。.

- ポリマーの化学的特性は、それらを形成する鎖の間の引力型相互作用によって決定されます.

- その輸送特性は分子間移動の速度に関連している.

- その凝集状態の挙動はその形態に関連している.

ポリマーの例

存在する多数のポリマーの中には以下のものがある。

ポリスチレン

さまざまな種類の容器、断熱材として使用される容器（水を冷却するため、または氷を保存するため）、さらには玩具に使用される.

ポリテトラフルオロエチレン

テフロンとしてよく知られていて、それはロールの製造においてそして台所用品をコーティングするためにも電気絶縁体として使用されます。.

ポリ塩化ビニル

壁、タイル、玩具およびパイプ用のチャンネルの製造に使用されるこのポリマーは、PVCとして商業的に知られています。.

参考文献

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