KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

Molekulide ehituse alusel jagunevad polümeerid järgmiselt:
1)lineaarse ahelaga;
2)hargneva ahelaga;
3)ristsidemetega;
4)ruumilise ehitusega.
Vastavad molekulid on toodud joonisel 9-4 vastavalt a, b, c ja d.
Kõige enamkasutatavad on lineaarsed polümeerid. Nende hulka kuuluvad näiteks PE, PVC,
polüstürool jt. Hargneva ahelaga on näiteks tärklis. Ristsidemetega on kummi, mis saadakse
kautšuki vulkaniseerimisel. Materjal, kus molekulide vahel on palju ristsidemeid, on sisuliselt
ruumilise ehitusega. Sellisteks on näiteks epoksüüd- ja fenool-formaldehüüdvaigud.
Kui kõik korduvad lülid on ühesugused, on tegemist homopolümeeriga, kui lülid on erinevad, siis
kopolümeeriga. Kopolümeerid jagunevad: juhuslikud, vahelduvad, blokk-kopolümeerid ja
hargnevad kopolümeerid (joon 9-5 vastavalt a, b, c ja d).
Suurem osa polümeere on toatemperatuuril amorfses (klaasitaolises) olekus. Mõned võivad olla ka
kristalse ehitusega. Polümeeride kristalne ehitus seisneb selles, et pikad ahelad on pakitud
korrapäraselt.
Kui madalmolekulaarsed ained on kas täielikult kristalsed või täielikult amorfsed, siis polümeerid on
osaliselt kristalsed, st neil vahelduvad kristalsed osad amorfsetega (vaata joon 9-6).
Polümeeride kristalsuse aste sõltub jahutamise kiirusest, ahelate ehitusest ja ahela lülide struktuurist.
Kristalliseerumine on raskem, kui lülid on keerulise ehitusega (näit elastomeeride korral). Lihtsa
ehitusega polümeeride korral (PE, teflon) on raske kristalliseerumist ära hoida ka väga kiire
jahutamise korral. Lineaarsed polmeerid kristalliseeruvad kergemini, ristsidemetega ja ruumilised on
peaaegu täielikult amorfsed.
Paljud polümeerid kristalliseeruvad nn sferuliitide kujul. Sferuliidi nimetus tuleb sellest, et osakesed
on seal sfäärilise kujuga ja koosnevad üksikutest lamellidest, mis on suunatud osakese tsentrist
väljapoole. Lamellid koosnevad kristalsetest kihtidest, kus polümeeri ahel voldib ennast lamelli
paksusesse (10 – 20 nm) kihti, ja seal vahel olevatest amorfsetest osadest. Ka sferuliidid on
eraldatud üksteisest õhukeste amorfsete osadega. Joonisel 9-7 on kujutatud sferuliite, mis on leitud
naturaalsest kautšukist.
9.3 Polümeeride tüübid
Termokäitumise järgi liigitatakse polümeerid termoplastseteks ja termoreaktiivseteks.
9.3.1 Termoplastid
Termoplastid on lineaarsed või vähehargnenud polümeerid, mis korduvalt kuumutamisel
pehmenevad (vedelduvad) ja jahtudes tahkestuvad. Võivad olla amorfsed või poolkristallilised.
Amorfsed võivad olla näiteks polümetüülmetakrülaat, polüstürool, polüvinüülkloriid jt.
Osaliselt kristallilised on näiteks polüetüleen (eriti kõrgtihe), polütetrafluoretüleen, polüpropüleen,
polüamiidid (nailon), polüetüleen-tereftalaat (polüester) jt.
Esinevad ka vedelkristalsed polümeerid. Neis esinevad vedelas olekus korrastatud alad. Korrastus
võib olla ühedimensionaalne (nemaatilised) või kahedimensionaalne (smektilised) (vt joonis 9-8).
Vedelkristalses olekus võivad olla näiteks täisaromaatsed polüestrid (polüarülaadid) ja
44