Polimer, oricare dintre clasele de substanțe naturale sau sintetice compuse din molecule foarte mari, numite macromolecule, care sunt multipli de unități chimice mai simple numite monomeri. Polimerii alcătuiesc multe dintre materialele din organismele vii, incluzând, de exemplu, proteine, celuloză și acizi nucleici. Mai mult, ele constituie baza unor minerale precum diamantul, cuarțul și feldspatul și astfel de materiale artificiale precum betonul, sticla, hârtia, materialele plastice și cauciucurile.
durata de viață: Producția de polimeri
Formarea de polimeri, molecule cu lanț lung, formate din unități repetate de monomeri (blocurile de construcție esențiale menționate mai sus), este
Cuvântul polimer desemnează un număr nespecificat de unități monomere. Când numărul de monomeri este foarte mare, compusul este uneori numit un polimer ridicat. Polimerii nu se limitează la monomeri cu aceeași compoziție chimică sau greutate și structură moleculară. Unii polimeri naturali sunt compuși dintr-un fel de monomer. Majoritatea polimerilor naturali și sintetici sunt însă formate din două sau mai multe tipuri diferite de monomeri; acești polimeri sunt cunoscuți sub denumirea de copolimeri.
Polimerii organici joacă un rol crucial în ființele vii, furnizând materiale structurale de bază și participând la procesele vitale ale vieții. De exemplu, părțile solide ale tuturor plantelor sunt formate din polimeri. Acestea includ celuloza, lignina și diferite rășini. Celuloza este un polizaharid, un polimer care este compus din molecule de zahăr. Lignina este formată dintr-o rețea tridimensională complicată de polimeri. Rasinile din lemn sunt polimeri ai unui hidrocarbon simplu, izopren. Un alt polimer de izopren familiar este cauciucul.
Alți polimeri naturali importanți includ proteinele, care sunt polimeri de aminoacizi și acizii nucleici, care sunt polimeri de nucleotide - molecule complexe compuse din baze conținând azot, zaharuri și acid fosforic. Acizii nucleici poartă informații genetice în celulă. Amidonul, surse importante de energie alimentară derivate din plante, sunt polimeri naturali compuși din glucoză.
Mulți polimeri anorganici se găsesc, de asemenea, în natură, inclusiv diamantul și grafitul. Ambele sunt compuse din carbon. În diamant, atomii de carbon sunt legați într-o rețea tridimensională care conferă materialului duritatea sa. În grafit, utilizat ca lubrifiant și în „conducte” de creion, atomii de carbon se leagă în planuri care se pot strecura unul peste altul.
Polimerii sintetici sunt produși în diferite tipuri de reacții. Multe hidrocarburi simple, cum ar fi etilena și propilena, pot fi transformate în polimeri prin adăugarea unui monomer după altul în lanțul în creștere. Polietilena, compusă din monomeri de etilenă repetanți, este un polimer de adiție. Poate avea până la 10.000 de monomeri uniți în lanțuri lungi. Polietilena este cristalină, translucidă și termoplastică - adică se înmoaie atunci când este încălzită. Este utilizat pentru acoperiri, ambalaje, piese turnate și fabricarea sticlelor și a containerelor. Polipropilena este de asemenea cristalină și termoplastică, dar este mai grea decât polietilena. Moleculele sale pot consta din 50.000 până la 200.000 de monomeri. Acest compus este utilizat în industria textilă și pentru fabricarea obiectelor turnate.
Alți polimeri de adăugare includ polibutadienă, polisopren și policloropren, care sunt toate importante în fabricarea cauciucurilor sintetice. Unii polimeri, cum ar fi polistirenul, sunt sticloși și transparenti la temperatura camerei, precum și sunt termoplastici. Polistirenul poate fi colorat în orice nuanță și este utilizat la fabricarea jucăriilor și a altor obiecte din plastic.
Dacă un atom de hidrogen din etilenă este înlocuit cu un atom de clor, se produce clorură de vinil. Aceasta polimerizează în policlorură de vinil (PVC), un material termoplastic incolor, dur, dur, care poate fi fabricat într-o serie de forme, inclusiv spume, pelicule și fibre. Acetatul de vinil, produs prin reacția etilenei și acidului acetic, polimerizează până la rășini moarte amorfe, moi, folosite ca acoperiri și adezivi. Se copolimerizează cu clorură de vinil pentru a produce o familie numeroasă de materiale termoplastice.
Mulți polimeri importanți au atomi de oxigen sau azot, împreună cu cei ai carbonului, în lanțul vertebral. Printre astfel de materiale macromoleculare cu atomi de oxigen se numără poliacetalele. Cel mai simplu poliacetal este poliaformaldehida. Are un punct de topire ridicat și este cristalină și rezistentă la abraziune și acțiunea solvenților. Rășinile acetice sunt mai asemănătoare cu metalele decât orice alte materiale plastice și sunt utilizate la fabricarea pieselor mașinii, cum ar fi angrenajele și lagărele.
Un polimer liniar caracterizat printr-o repetare a grupărilor de esteri de-a lungul lanțului vertebral este numit poliester. Poliesterii cu lanț deschis sunt materiale termoplastice incolore, cristaline. Cei cu greutăți moleculare mari (10.000 până la 15.000 de molecule) sunt angajați la fabricarea de filme, obiecte turnate și fibre precum Dacron.
Poliamidele includ proteine cazeine naturale, care se găsesc în lapte și zeină, găsite în porumb (porumb), din care sunt fabricate materiale plastice, fibre, adezivi și acoperiri. Printre poliamidele sintetice se numără rășinile uree-formaldehidă, care sunt termosimetrice. Acestea sunt utilizate pentru a produce obiecte turnate și ca adezivi și acoperiri pentru textile și hârtie. De asemenea, sunt importante rășinile poliamidice cunoscute sub numele de niloni. Sunt puternice, rezistente la căldură și abraziune, necombustibile și neoxidice și pot fi colorate. Cea mai cunoscută utilizare a acestora este ca fibre textile, dar au multe alte aplicații.
O altă familie importantă de polimeri organici sintetici este formată din repetări liniare ale grupului de uretan. Poliuretanii sunt folosiți la fabricarea fibrelor elastomerice cunoscute sub numele de spandex și la producerea bazelor de acoperire și a spumelor moi și rigide.
O altă clasă de polimeri sunt compușii organici-anorganici mixți. Cei mai importanți reprezentanți ai acestei familii de polimeri sunt silicoanele. Coloana lor vertebrală constă în alternarea atomilor de siliciu și oxigen cu grupuri organice atașate la fiecare dintre atomii de siliciu. Silicoanele cu greutate moleculară mică sunt uleiuri și grăsimi. Speciile cu o greutate moleculară mai mare sunt materiale elastice versatile, care rămân moi și cauciucate la temperaturi foarte scăzute. De asemenea, sunt relativ stabile la temperaturi ridicate.
Polimerii conținând fluorocarbon, cunoscuți sub numele de fluoropolimeri, sunt alcătuiți din legături carbon-fluor, care sunt foarte stabile și care fac compusul rezistent la solvenți. Natura legăturii dintre carbon și fluor conferă în continuare o calitate antiaderentă fluoropolimerilor; acest lucru este cel mai evident în teflonul de politetrafluoroetilenă (PFTE).
