Polymeerimolekyylit

Polymeerimolekyyli on suuri molekyyli, jonka perusyksiköt eli monomeerit ovat toistuvasti liittyneet toisiinsa. Näin muodostuu pitkä ketju tai verkosto polymeeria. Luonnossa esiintyy sekä esimerkkejä kuten selluloosa, tärkkelys, DNA ja proteiinit että keinotekoisia polymeerejä kuten polyeteeni, polypropeeni, polyvinyylikloridi ja polystyreeni, joiden ominaisuuksia voidaan muokata käyttötarkoituksen mukaan.

Polymeerien syntyyn vaikuttavat kaksi päätyyppiä polymerointia: lisäyspolymerointi (additiopolymerointi), jossa toistuvat monomeerit liittyvät toisiinsa ilman pienmolekyylin poistumista, sekä kondensaatiopolymerointi, jossa liittyminen tapahtuu pienemmän molekyylin poistumisen kanssa (esim. veden). Näiden mekanismien seurauksena syntyy lineaarisia, haarautuneita tai verkostomaisia polymeerejä.

Rakenteeltaan polymeerimolekyylit voivat olla lineaarisia, haarautuneita tai ristiin liittyneitä. Monomeerien järjestyksellä ja stereokemiallisella asennolla on suuri vaikutus kiteisyyteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin; esimerkkejä ovat isotaktinen, syndiotaktinen ja ataktinen asettelu. DP (polymeeroinnin aste) kuvaa toistuvien yksiköiden määrää ketjussa, ja polydispersiteetti kertoo molekyylipainojen vaihtelusta.

Fysikaaliset ominaisuudet kuten taitekerroin (glassy transition temperature, Tg), sulamispiste ja kiteisyyden määrä määrittelevät polymeerimateriaalin käyttökohteet. Polymeerit ovat yleisiä pakkauksissa, tekstiileissä, elektroniikassa sekä lääketieteessä ja rakennusteollisuudessa.

Ympäristövaikutukset voivat olla merkittäviä; kierrätys, kiertotalous ja biohajoavuus vaihtelevat tuotteen mukaan. Tutkimus tähtää kestävämpien ja kierrätettävien polymeerien kehittämiseen sekä vähentämään ympäristövaikutuksia.