polymeriketjuun

Polymeriketju on pitkä molekyyliketju, joka koostuu toistuvista yksiköistä, monomeereista, ja muodostuu polymeroitumisreaktioiden kautta. Ketjut voivat olla lineaarisia, haarautuneita tai ristiin kytkettyjä verkostoja, mikä vaikuttaa niiden ominaisuuksiin.

Lineaariset ketjut ovat pääasiassa yksittäisiä, sivuketjujen puuttuminen; haarautuneet ketjut sisältävät sivuketjuja. Ristiin kytketyt verkostot puolestaan muodostavat kiinteitä rakenteita ja antavat usein korkean lämmönkestävyyden sekä lujuuden.

Monomeerit määrittelevät toistuvan yksikön rakenteen. DP (degree of polymerization) kuvaa ketjun pituutta. Mn ja Mw ovat molekyylipainojen jakaumaa kuvaavia keskiarvoja; DPn ≈ Mn/monomeerin molekyylipaino.

Polymeroinnin tyypit jaetaan additiopolymerointiin ja kondensaatiopolymerointiin. Additiopolymeroinnissa toistuvat yksiköt liitetään ilman sivutuotteita; tyypillisiä esimerkkejä ovat polyeteeni, polypropeeni, polystyreeni ja PVC. Kondensaatiopolymeroinnissa vapautuu pienmolekyylisiä yhdisteitä ja tuloksena syntyy usein polyamideja ja polyesteriä.

Ominaisuudet riippuvat ketjun pituudesta ja arkkitehtuurista: pitemmät ketjut ja ristitty rakenne parantavat lujuutta, mutta lämpötilavaihteluita kuvaavat Tg- ja Tm-arvot kertovat materiaalin käyttäytymisestä lämmössä. Molekyylipainojen jakauman mittaaminen auttaa arvioimaan käsiteltävyyttä ja suorituskykyä.

Esimerkkejä käytännön sovelluksista ovat pakkaukset, tekstiilit ja tekniset muovit sekä biopolymeerit kuten cellulose ja DNA. Mitta- ja karakterisointimenetelmiä ovat GPC/SEC, NMR ja IR-spektroskopia sekä massaspektrometria. Ympäristöasioissa kierrätys ja biohajoavuus ovat keskeisiä tutkimuskohteita.