¿Qué son los materiales poliméricos funcionales?
Antes de comprender los polímeros funcionales, primero distingamos las definiciones de "rendimiento" y "función" de los materiales. El rendimiento de un material se refiere a la capacidad del propio material para resistir influencias externas, como resistencia al agua, resistencia al calor, transmitancia de luz, resistencia química, etc. La función de un material significa que cuando se introduce una "señal" en el material, el material en sí sufrirá cambios cualitativos y cuantitativos y tendrá algunas propiedades físicas excelentes, como conductividad, magnetismo, etc.
Los denominados polímeros funcionales se refieren a materiales poliméricos con determinadas funciones específicas. Tienen funciones específicas porque grupos funcionales específicos se combinan con sus cadenas de macromoléculas, o las macromoléculas se combinan con otras sustancias con funciones específicas, o ambas. Por ejemplo, la resina absorbente de agua está hecha de polímeros solubles en agua que han sido moderadamente reticulados. Cuando encuentre agua, sellará el agua en la red de polímero y, después de absorber agua, se convertirá en un gel transparente, absorbiendo y reteniendo agua.
Los materiales poliméricos funcionales aparecieron recién en la década de 1950, se convirtieron en una rama de la ciencia de los polímeros en la década de 1970 y ahora se encuentran en una etapa de crecimiento. Los materiales poliméricos funcionales se pueden dividir aproximadamente en cuatro categorías: la primera categoría son las funciones químicas, que incluyen intercambio iónico, catálisis, fotopolimerización, fotodegradación, fotodegradación, etc., la segunda categoría son las funciones físicas, que incluyen conductividad, termoelectricidad, piezoelectricidad, superconductividad, magnetización, fotoelasticidad, etc.
La tercera categoría son las funciones entre la química y la física, incluida la adsorción, la separación de membranas, la alta absorción de agua, la actividad superficial, etc. La cuarta categoría son las funciones fisiológicas, incluida la adaptabilidad fisiológica del tejido y la adaptabilidad de la sangre. A continuación se presentan varios productos poliméricos funcionales que puede encontrar en la vida diaria.
Ejemplo 1, resina de intercambio iónico. Generalmente, las teteras domésticas se utilizan para hervir agua. Pronto, se formó una capa de sarro en el fondo de la olla, porque los iones de calcio y magnesio en el agua del grifo generarán compuestos insolubles como carbonato de calcio, sulfato de calcio, hidróxido de magnesio y silicato de magnesio a altas temperaturas, que se depositarán en el fondo de la olla. fondo de la olla para formar escamas.
Del mismo modo, este fenómeno de incrustación también existe en las calderas industriales. Por lo tanto, el agua bruta que ingresa a la caldera debe eliminar los iones de calcio y magnesio, lo que se denomina ablandamiento del agua. El ablandamiento del agua cruda utiliza resina de intercambio iónico de sodio, que se obtiene introduciendo grupos de ácido sulfónico en el anillo de benceno de la resina de poliestireno. Esta resina tiene la función de intercambiar iones de calcio y magnesio, que es un material polimérico funcional.
Cuando el agua cruda pasa a través de la capa de resina de intercambio iónico, los iones de calcio y magnesio en el agua se intercambian con los iones de sodio en la resina, eliminando así los iones de calcio y magnesio en el agua y ablandando el agua. calidad. La resina saturada con iones de calcio y magnesio se regenera con una solución de cloruro de sodio, y los iones de sodio intercambian los iones de calcio y magnesio en la resina, haciendo que la resina sea reutilizable.
Ejemplo 2: Material polimérico fotosensible. Los materiales poliméricos fotosensibles se refieren a plásticos que pueden provocar cambios químicos o físicos dentro del sistema o entre moléculas después de absorber energía luminosa, provocando así funciones específicas que pueden utilizarse. Por ejemplo, cuando un líquido se convierte en un sólido insoluble bajo irradiación de luz, se llama fotocurado o foto-reticulación; si su conductividad cambia bajo la irradiación de luz, se llama fotoconductividad. La irradiación de luz provocará la degradación de los segmentos de la cadena, lo que se denomina fotodegradación. Los plásticos fotosensibles se utilizan ampliamente en la fotografía, la impresión, la xerografía y las industrias electrónicas.
En la industria de la impresión, la resina fotosensible fotopolimerizada se puede convertir en materiales de impresión tipográfica después de fotopolimerizar y revelar. Su principio de imagen es que bajo la irradiación de rayos ultravioleta, la base polimérica de la parte receptora de luz se vuelve insoluble o insoluble, mientras que la parte que no recibe luz aún mantiene su solubilidad original y luego se lava con un determinado solvente o agua alcalina, dejando la parte receptora de luz como tipografía.