polymerimolekyyleistä

Polymerimolekyylit ovat suuria molekyylejä, joiden rakennuspalikoita ovat toistuvat yksiköt, monomeerit. Monomeeriyhdisteet voivat olla samanlaisia tai erilaisia, jolloin syntyy kopolymeerejä. Polymeriketjut voivat olla lineaarisia, haarautuneita tai ristiinlinkittyneitä, mikä vaikuttaa mekaanisiin ominaisuuksiin ja prosessointiin.

Ominaisuudet määräytyvät monomeerien lajin lisäksi ketjun pituuden eli molekyylipainon, taktiisuuden (isotaktinen, syndiotaktinen, ataktinen), mahdollisen haaroittumisen sekä kiteisyyden asteen mukaan. Polymeerit jaetaan lisäksi termoplastisiin, termosettisiin ja elastomeereihin: termoplastiset polymeerit sulaantuvat ja voidaan muokata uudelleen lämmössä, termosetit muodostavat pysyviä verkostoja eivätkä pehmene sulatettaessa, ja elastomeerit ovat erittäin venyviä ja palautuvat muotoonsa.

Syntetisoinnissa on kaksi pääryhmää: chain-growth-polymerointi (lisäyspolymerointi) ja step-growth-polymerointi (kondensaatiopolymerointi). Chain-growth -polymerisaatiossa monomeerien liittyminen ketjuun tapahtuu toistuvasti, usein radikaalisen, anionisen tai katijonisen mekanismin kautta. Step-growth-polymerisaatiossa monomeerit reagoivat toistensa kanssa muodostaen yhä suurempia molekyylejä, usein kondensaatioreaktioissa, joissa sivuyhdisteet kuten vesi poistuu.

Ominaisuuksien hallinta ja sovellukset perustuvat rakenteisiin: pakkausmateriaalit, tekstiilit, rakennus- ja elektroniikkateollisuus sekä biolääketiede. Ympäristövaikutukset ovat tärkeitä: monet polymeerit ovat pitkään säilyviä jäteaineita, joten kierrätys ja biohajoavat vaihtoehdot ovat tutkimuksen keskiössä.