Polymeerien

Polymeerit ovat suuria molekyylejä, jotka koostuvat toistuvista rakennuspalikoista, monomeereista. Näitä monomeerejä liittyy kovalenttisesti toisiinsa pitkiä polymeeriketjuja varten. Polymeerien ominaisuudet riippuvat monomeerien tyypistä, toistuvuudesta ja ketjujen järjestäytyneisyydestä. Ne voivat olla luonnollisia tai keinotekoisesti tuotettuja.

Luonnollisia polymeerejä ovat esimerkiksi selluloosa, tärkkelys, proteiinit ja DNA. Keinotekoisia polymeereja ovat esimerkiksi polyetyleeni (PE), polypropeeni (PP), polyvinyylikloridi (PVC), polystyreeni (PS) ja monet muut. Polymeerit voivat olla homopolomeereja (identtiset monomeerit) tai copolymeereja (eri monomeerien yhdistelmiä). Ketjut voivat olla lineaarisia, haarautuneita tai ristiinkytketyjä.

Polymerisaatio tapahtuu pääasiassa kahdella mekanismilla: ketjupolymeroitumisella, jossa monomeerit liittyvät toisiinsa ketjumaisesti ilman sivuyhdisteen poistoa, ja kondensaatiopolymeroitumisella, jossa sidos muodostuu samalla, kun poistuu pienmolekyyli kuten vesi.

Ominaisuudet kuten molekyylipainon suuruus, lämpötilakohtaiset ominaisuudet ja kiteinen rakenne vaikuttavat sovelluksiin. Lineaariset polymeerit ovat usein muovattavampia, kun taas ristiinkytkyneet polymeerit ovat kestävämpiä. Polymeerit löytyvät pakkauksista, tekstiileistä, rakennus- ja autoalasta sekä elektroniikkaa ja biolääketiedettä. Ominaisuuksia voidaan suunnitella muuttamalla monomeerikoostumusta, järjestäytymistä ja määrää sekä käyttämällä copolymerointia.

Historia: bakeliitti (1909) oli ensimmäinen synteettinen polymeeri. Polyeteenin kehittäminen 1930-luvulla avasi laajat sovellukset. 1950-luvulla Ziegler–Natta-katalyytit mahdollistivat tarkemman kontrollin polyolefiinien valmistuksessa. Nykyään kierrätys, kierrätettävät ja biohajoavat vaihtoehdot, kuten PLA ja PHA, korostuvat kestävän kehityksen kontekstissa.