Polümeeriteaduses

Polümeeriteadus on teadusvaldkond, mis tegeleb polümeeride sünteesi, struktuuri, omaduste ning rakenduste uurimisega. Polümeerid on suurmolekulid, mis koosnevad korduvatest monomeerdest ja võivad moodustada lineaarseid, hargnenud või ristseotud struktuure. Nad hõlmavad nii naturaalseid kui ka sünteetilisi materjale ning neid kasutatakse plastide, kiudude, geelide ja biomeditsiiniliste materjalide koostises.

Ajalooline taust: 20. sajandi alguses tõstis Hermann Staudinger esile makromolekulide idee, mis muutis arusaama polümeeridest. Esimesed sünteetilised polümeerid tekkisid 20. sajandi esimesel poolel, ja 1940.–50. aastatel suurenes teoreetilise ja tehnilise teadmise tempo, mis võimaldas laialdast tööstuslikku kasutust.

Polümeeride sünteesi jagub peamiselt kaheks teeks: lisanduv polümeriseerimine (ahelakasvu) ja kondenseeriv polümeriseerimine (samm-sammuline). Lisanduva teega sünnivad paljud termoplastid, nagu polüetüleen, kondenseeriva teega aga paljud polüester- ja poliamidipõhised materjalid. Polümeeride omadused sõltuvad molekulmassist ja jaotusest, struktuuri korrastatusest ning kristallilisusest ning glasist temperatuurist.

Omaduste hindamisel kasutatakse mitmesuguseid meetodeid: molekulmasside määramine (GPC/SEC), struktuuri tuvastamine (NMR, FTIR), termiliste omaduste hindamine (DSC, DMA) ning mehhaanilised testid.

Rakendused ja jätkusuutlikkus: Polümeerid on keskse tähtsusega pakkematerjalide, ehitus-, auto- ja meditsiinivaldkondades. Keskkonnamõjud on suurimad väljakutsed; fookuses on ringlussevõtt, biodegradeeritavus ning biopolümeeride ja elutsükli hindamine.