Η επιστήμη εξηγεί πολυμερή

Η ταχεία επιτυχία του βακελίτη πυροδότησε τόσο στην Αμερική και στην
Ευρώπη μια σειρά από μελέτες της σύνθεσης και της καινοτομίας της. Όταν
αυξήθηκε οικονομικά η δραστηριοποίηση, σταδιακά οι "τυχεροί" εφευρέτες του γκαράζ, οποίοι είχαν κυριαρχήσει την βιομηχανία, αντικαταστάθηκαν σταδιακά
από την συστηματική προσπάθεια. Όχι πλέον ευχαριστημένη να χειροτεχνούν με διάφορες πρώτες ύλες και μεθόδους επεξεργασίας, οι ερευνητές άρχισαν να εφαρμόζουν συστηματικά την έρευνα για να αποκρυπτογραφήσουν τη μοριακή
δομή των πολυμερών.

Γοητευμένος από της φαινομενικές, μοναδικές ιδιότητες των πολυμερών, ο
Γερμανός οργανικός χημικός Hermann Staudinger ξεκίνησε το 1920 να
μελετήσει τη συμπεριφορά τους και τις χημικές τους ιδιότητες. Η μελέτες του Staudinger παρατήρησαν ότι η πολυμερή αποτελείτε από μακριές αλυσίδες μορίων που αποτελούνται από πολλά πανομοιότυπα ή συνδέονται στενά με χημικές ουσίες. Επιπλέον, θεωρεί ότι η εξαιρετικές αντοχή εφελκυσμού και την ελαστικότητά τους, ήταν το αποτέλεσμα αυτού του μεγάλου μήκους ή, όσον αφορά χημικά, υψηλού μοριακού βάρους τους. Διαλύματα από πολυμερών έχουν (δοθεί στην αντίσταση
ενός υγρού) για τον ίδιο λόγο ένα πολύ υψηλό ιξώδες. Ιδέες του Staudinger
μπορεί να ακούγεται σήμερον όχι ιδιαίτερα ριζοσπαστικές , αλλά τότε
γελοιοποιήθηκαν από τους συναδέλφους του στην οργανική χημεία και οι θεωρίες
του είχαν μόνο περιορισμένη επίπτωση στην επιστημονική κοινότητα. Η ύπαρξη
των πολυμερών μορίων αλυσίδων πραγματικά δεν είχε γίνει δεκτή μέχρι το 1928,
στο έτος που ο Kurt Meyer και ο Herman Mark, οποίοι δουλεύανε για τη γερμανική εταιρεία χημικών της IG Farben στο Ludwigshafen, που η ύπαρξή τους
αποδεικνύεται από τη διαλεύκανση της κρυσταλλικής δομής των πολυμερών με
ακτίνες Χ. Πολλά χρόνια αργότερα, ο Staudinger αναγνωρίστηκε και βραβεύτηκε για τις προσπάθειές και την επιμονή του το 1953 ως πρώτος χημικός πολυμερών, με το βραβείο Νόμπελ.

Η κύριες διαπιστώσεις Staudinger ότι η πολυμερή είναι μακριές αλυσίδες και αποτελούνται από πολλές μικρές μονάδες χημικών προϊόντων και ότι το μήκος της αλυσίδας διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στα φυσικά χαρακτηριστικά και τη συμπεριφορά έκανε την ανάγκη για εργαλεία που θα επιτρέψουν, το μοριακό βάρος και, επομένως, το μήκος της αλυσίδας να καθοριστεί με σαφήνεια. Ένα από τα
πρώτα εργαλεία ήταν η Ultracentrifuge(φυγοκεντρική μηχανή) εφευρέθηκε από τον Σουηδό χημικό Theodor Svedberg. Η Ultracentrifuge φυγοκεντρεί δείγματα με πολύ υψηλές ταχύτητες και μπορεί να ξετυλίξει μωρία λόγω του μεγέθους τους. Μπορεί
να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση τόσο για το μοριακό μέγεθος όσο και την κατανομή του μεγέθους σε ένα δεδομένο δείγμα πολυμερής.

Ο Γερμανός χημικός Hermann Staudinger το 1920 διατύπωσε τη θεωρία ότι η ασυνήθιστη δύναμη και την ελαστικότητα των πολυμερών οφείλετε στο μεγάλο
μήκος και το μοριακό βάρος τους. Τέλος της δεκαετίες του είκοσι ερευνητές της πολυμερές επιτυγχάνουν, οπλισμένοι με καλύτερα εργαλεία και καλύτερες θεωρίες, δραματικές εξελίξεις. Η εταιρεία DuPont προσέλαβε το 1928 τον χημικό Wallace
Hume Καροθερς για δημιουργία νέων τύπων πολυμερών σε ένα ολοκαίνουργιο εργαστήριο που ήταν αφιερωμένο στη βασική έρευνα. Για να ελεγχθεί η ακόμα αμφιλεγόμενη θεωρία του Staudinger, σύνδεσε ο Carothers επιφυλακτικά μικρές οργανικές ενώσεις για να σχηματίσουν μεγάλες αλυσίδες και μελέτησε τις ιδιότητες των προϊόντων του. Αναγνώρισε ότι η συσσώρευση των ογκωδών μοριακών
αλυσίδων παράγουν ένα πιο άκαμπτο, δυνατότερο και πυκνότερο υλικό. Carothers συστηματική συνθετική προσέγγιση αποφέρει καρπούς το 1930 όταν έπεσε σε μια
νέα κατηγορία των πολυμερών, την πολυαμίδια ή "νάιλον". Αυτά τα πολυμερή
λιώνουν και μετατρέπονται σε μια εξαιρετικά ισχυρή ίνα.

19.01.2009

Η πρώτη ύλη, το πολυμερές ΡΕΤ μπορεί να παραχθεί μέσω δύο διαφορετικές συνθετικές πορείες. Το αρχικό υλικό για την πρώτη επιλογή είναι τερεφθαλικό οξύ (engl. Terephthalic Acid)…

-> Επόμενο