Polymeeriketjuja

Polymeeriketjuja ovat pitkät, toisiinsa liittyneiden monomeeriyksiköiden toistoketjuja. Jokainen monomeeri on samaa rakennusainetta, jota ketjut muodostavat toistensa päälle. Polymeeriketjut voivat olla sekä keinotekoisia että luonnollisia; esimerkkejä luonnollisista polymeereistä ovat proteiinien aminohappoketjut ja DNA:n emäsketjut.

Ketjun pituus määritellään degree of polymerization, DP. Ketjuja voidaan kuvata myös keskivertomolekyylipainona Mn sekä painojen keskihajontaa kuvaavalla Mw:llä, joille lasketaan polydispersity-indeksi PDI Mw/Mn. Nämä ominaisuudet heijastuvat ketjun mekaanisiin ja viskoelastisiin ominaisuuksiin sekä käsiteltävyyteen.

Polymerointi eli ketjumuodostus voidaan jakaa pääkäsitteisiin chain-growth-tyyppiin ja step-growth-tyyppiin. Chain-growthiin liittyy ketjun kasvu yhdellä monomeeriyksiköllä kerrallaan, usein additiopolymeroinnilla. Step-growth-polymorointi muodostuu monomeerien yhteydestä useammassa kuin yhdessä vaiheessa, ja siihen voi liittyä poistuvan pienen molekyylin, kuten veden, kertymä.

Ketjut voivat olla lineaarisia, haarautuneita tai ristiinliitettyjä. Lineaariset ja haarautuneet ketjut ovat usein amorfisia, kun taas ristiinliitettyjen rakenteiden polymeerit voivat olla jäykempiä ja korkeamäkäisiä. Ominaisuudet riippuvat ketjun pituudesta, rakenteesta ja järjestäytyneisyydestä, sekä ympäristön lämpötilasta ja prosessointitavasta.

Esimerkkejä tunnetuista polymeereistä ovat keinotekoiset polyeteeni (PE), polypropeeni (PP), polyvinyylikloridi (PVC) ja polystyreeni (PS). Biologisia polymeerejä ovat DNA- ja proteiiniketjut sekä muut biopolymeerit. Polymeeriketjujen tuntemus on keskeistä materiaalitieteen, kemian ja bioteknologian aloilla.