- состоящие из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок;
- атомные группировки - составные звенья, соединены между собой химическими или координационными связями в длинные линейные или разветвленные цепи,
- пространственные 3 - мерные структуры.
К полимерам относятся различные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, каучук и др.
Также полимеры получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения благодаря реакциям:
- полимеризация,
- поликонденсация,
- химическое превращение.
Применение
Полимеры применяются в огромном множестве отраслей:- пищевой промышленности (различные виды упаковки: фантики, обертки, бутылки, пакеты),
- авиастроении (шины, амортизаторы, рукава, мягкие топливные баки, разнообразные профилированные монолитные шнуры, которыми герметизируют люки, окна, двери кабин),
- текстильной промышленности (производство тканей),
- сельском хозяйстве (пленочные материалы для сооружения теплиц и парников),
- медицине (чаще всего это силиконы, применяемые для операций и для изготовления катетеров, клапанов сердца, пленки для защиты поверхности кожи при ожогах),
- быту (посуда, клей, лаки, украшения).
Классификация
По составу мономерных звеньев различают:- гомополимеры - имеют одинаковые мономерные звенья (полихлорвинил, поливинилацетат, полистирол);
- гетерополимеры - имеют различные мономерные звенья (сополимер хлористого винила с винилацетатом, сополимер стирола с бутадиеном).
- карбоцепные полимеры - в них главные цепи макромолекул включают только атомы углерода (каучук);
- гетероцепные полимеры в них главные цепи макромолекул включают не только атомы углерода, но и атомы кислорода, азота и серы (простые эфиры - полиэтиленгликоль, сложные эфиры - глифталевые смолы и т. д.).
- линейные,
- разветвленные,
- лестничные,
- трехмерные сшитые.
Состав
Структура полимерного материала может быть описана в различных масштабах длины, от субнанометровых до макроскопических.Существует иерархия структур, в которой каждый этап обеспечивает основу для следующего.
Отправной точкой для описания структуры полимера является идентичность составляющих его мономеров.
Далее, микроструктура по существу описывает расположение этих мономеров внутри полимера в масштабе одной цепи.
Микроструктура определяет способность полимера образовывать фазы с различным расположением.
Эти особенности играют важную роль в определении физических и химических свойств полимера.
Полимеризация
- это процесс объединения множества небольших молекул, известных как мономеры, в ковалентно связанную цепь или сеть.
- в процессе некоторые химические группы могут быть потеряны из каждого мономера:
- это происходит при полимеризации ПЭТ-полиэфира;
- мономеры представляют собой терефталевую кислоту (HOOC—C6H4 —COOH) и этиленгликоль (HO—CH2 —CH2 —OH), но повторяющимся звеном является —OC—C6H4 —COO—CH2 —CH2—О—, что соответствует соединению 2 мономеров с потерей 2 молекул воды;
- отдельный фрагмент каждого мономера, включенный в полимер, известен как повторяющееся звено или остаток мономера.
- ступенчатая - цепи мономеров могут напрямую соединяться друг с другом:
- поликонденсация, при которой на каждой стадии реакции образуется низкомолекулярный побочный продукт,
- полиприсоединение;
- цепная полимеризация - мономеры добавляются в цепь только по 1, к примеру, в полистироле.
Реакции синтетической полимеризации можно проводить с катализатором или без него.
Лабораторный синтез биополимеров, особенно белков, является областью интенсивных исследований.
