Struktur dan sifat polimer – termoplastik, termoset, dan elastomer

KimiaBiomolekul dan polimerUsia 17–18

Gunakan di kelas saya ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Model rantai polimer: atur panjang rantai, cabang, ikatan silang, dan gaya antarrantai, lalu panaskan atau regangkan sampel. Termoplastik linear melunak, mengalir, dan dapat dicetak ulang; termoset dengan ikatan silang kovalen menjadi arang; elastomer dengan sedikit ikatan silang meregang lalu kembali. Suhu pelunakan, massa jenis, kristalinitas, dan kekuatan tarik diperbarui langsung (LDPE dan HDPE), dan layar Membuat polimer membandingkan polimerisasi adisi dan kondensasi (poliester, poliamida, air yang dilepas) serta menghidrolisis rantai untuk menunjukkan plastik mana yang dapat terurai secara hayati.

Pelajaran: Polimer: struktur dan sifat, termoplastik dan termoset, polimer adisi dan kondensasi

Yang ditunjukkan

Sifat polimer bergantung pada cara rantai-rantai panjangnya terikat. Pada termoplastik hanya gaya antarmolekul yang bekerja antarrantai, sehingga saat dipanaskan rantai dapat bergeser: bahan melunak, mengalir, dan dapat dicetak ulang. Gaya yang lebih kuat, rantai yang lebih panjang, dan susunan yang lebih rapat menaikkan suhu pelunakan dan kekuatan; cabang, seperti pada LDPE, menurunkan massa jenis dan kekuatan dibandingkan HDPE yang linear. Sedikit ikatan silang kovalen menghasilkan elastomer yang lentur kembali, sedangkan banyak ikatan silang menghasilkan termoset kaku yang menjadi arang alih-alih meleleh. Polimer adisi terbentuk dari alkena tanpa hasil samping; polimer kondensasi melepas air.

Cara menggunakan

Di Panaskan, pilih contoh seperti LDPE atau HDPE, atau atur Panjang rantai, Cabang per rantai, Ikatan silang per rantai, dan Gaya antarrantai, lalu tekan Panaskan ▲ dan Dinginkan ▼ sambil mengamati grafik tinggi. Di Regangkan, tekan Regangkan dan Lepaskan lalu bandingkan kurva tegangan–regangan. Sampel baru menyimpan kurva terakhir berwarna abu-abu. Di Membuat polimer, pilih polimer, tekan Sambung monomer berikutnya atau Otomatis, lalu Hidrolisis.

Parameter yang dapat diubah

  • Uji Panaskan, Regangkan, Membuat polimer
  • Panjang rantai (setiap butir mewakili banyak unit berulang) 10–60 butir
  • Cabang per rantai 0–10
  • Ikatan silang per rantai 0–10
  • Gaya antarrantai Lemah (gaya London), Sedang (dipol–dipol), Kuat (ikatan hidrogen)
  • Polimer (layar Membuat polimer) Poli(etena) – adisi, PET – poliester (kondensasi), Nilon-6,6 – poliamida (kondensasi), PLA – poliester biodegradabel (kondensasi)

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa LDPE memiliki massa jenis dan suhu pelunakan lebih rendah daripada HDPE, padahal monomernya sama?
  2. Mengapa polimer termoset menjadi arang saat dipanaskan alih-alih meleleh seperti termoplastik?
  3. Mengapa polimer kondensasi seperti PLA dapat terurai secara hayati, sedangkan poli(etena) bertahan lama di lingkungan?