Polymeerimolekyylejä

Polymeerimolekyylit ovat pitkiä molekyylejä, jotka koostuvat toistuvista yksiköistä, monomeereista, jotka ovat liittyneet toisiinsa ketjumaisesti. Tällaisen ketjun pituus voi vaihdella muutamasta sadasta toistojaksosta jopa miljooniin yksiköihin, mikä johtaa suurin molekyylipainoon ja merkittäviin mekaanisiin ominaisuuksiin. Ominaisuudet riippuvat monomeerien tyypeistä, toistojaksojen määrästä sekä ketjujen järjestyksestä.

Polymeerien syntyyn käytetään erilaisia polymerointimenetelmiä. Ketjuun kasvava polymerointi rakentaa polymeeriketjun toistuvista monomeereista vaiheittain, usein radikaali- tai ionikatalyytin avulla. Kondensaatiopolymeroinnissa monomeeriyksiköt liittyvät toisiinsa poistamalla pienempiä molekyylejä, kuten vettä, jolloin syntyy pitkäkuituinen polymeeri. Syntyessä voidaan vaikuttaa monomeerien järjestykseen: ataktinen, isotaktinen tai syndotaktinen asettelu vaikuttaa kiteyttäytymiseen ja ominaisuuksiin.

Polymeerien rakenteessa voi olla lineaarisia, haarautuneita tai ristiinliittyneitä rakenteita. Koko molekyylin massa ja massa-alueen jakauma sekä ketjujen kristallisuustila vaikuttavat lujuuteen, muovattavuuteen ja lämmönkestävyteen. Tärkeät lämpöominaisuudet ovat siirtymälämpötila Tg ja sulamispiste Tm, jotka ohjaavat käyttökohteita.

Polymeerit jaetaan tyypillisesti termoplastisiin, elastomeereihin ja thermosetteihin. Esimerkkejä ovat polyeteeni, polystyreeni, polyvinyylikloridi sekä polyamidi- ja polyesterit. Luonnonpolymeerit, kuten selluloosa, proteiinit ja DNA, ovat keskeisiä biologisissa ja ekologisissa yhteyksissä. Syntetiset polymeerit ovat laajasti käytössä pakkauksissa, tekstiileissä, rakennusmateriaaleissa ja elektroniikassa.