Полімери – високомолекулярні (більше 10000 дальтон) сполуки, що складаються з повторюваних низькомолекулярних структурних одиниць (мономерів). Кількість цих ланок називають ступенем полімеризації. Більш короткі молекули (з низьким ступенем полімеризації), побудовані таким же чином, називаються олігомерами.
У двадцятих роках Штаудингер (нобелівський лауреат з хімії 1935 роки) довів, що полімери являють собою якісно новий об’єкт. Він же придумав термін «макромолекула», запропонував ідею їх ланцюгового будови, припустив існування розгалужених і сітчастих структур. Полімери стали предметом вивчення окремої науки в середині XX століття. Друга світова війна і необхідність знайти дешеву заміну природному каучуку вельми цьому сприяли.
Полімери виходять в реакціях
- полімеризації, в якій поєднуються мономери, що містять непредельную зв’язок. Так отримують поліетилен, полівінілхлорид.
- поліконденсації, якщо структурні ланки мають функціональні групи, наприклад, полісахариди.
Неможливо точно визначити молекулярну масу такого речовини. Освіта макромолекули може обірватися на будь-якій ланці, тому замість молекулярної маси використовують її середнє значення.
Полімери класифікують за різними ознаками.
За складом полімери можуть бути:
- органічні, побудовані зв’язками -С-С-;
- елементоорганіческіе, в основному ланцюзі яких крім вуглецю присутній інший елемент (кремній, фосфор, титан, алюміній і інші);
- неорганічними, наприклад, азбест, кварц, пластична сірка. Земна кора в основному складена породами, молекулярна структура яких представляє собою тривимірний (сітчастий) полімер.
За походженням
- природні; життя заснована на біополімерах, до яких відносяться білки, полісахариди і нуклеїнові кислоти.
- штучні, одержувані модифікацією біологічних молекул, головним чином, целюлози;
синтетичні.
До складу молекули може входити
- один тип мономера (в гомополімерами) або
- два і більше (в гетерополімера).
Полімерна ланцюг буває:
- одновимірної в лінійних;
- двовимірної в розгалужених (до них відноситься крохмаль);
- тривимірної в просторових полімери (гума).
Ступінь впорядкованості ланцюжка може бути різною, тому розрізняють:
стереорегулярность полімери, ланки яких мають однакову просторову конфігурацію, або різну, але входять в строго повторюється порядку (ізопреновий і дивініловий каучук);
нестереорегулярний, якщо чергування стереоізомерів довільний.
Крім того, полімери класифікують за багатьма іншими ознаками.
У термопластах макромолекули пов’язані один з одним силами Ван-дер-Ваальса і при нагріванні набувають високу пластичність, за що вони отримали свою назву. Ці полімери гнучкі, в’язкі і утворюють плівки і волокна. Остигаючи, термопласт зберігає форму, тому лиття, пресування і штампування з нього вимагає менших витрат, ніж металообробка.
У реактопластах при обробці з’являються нові хімічні зв’язки. Зміни невідворотні, тому виходить досить твердий термостійкий матеріал.
Область застосування полімерів неосяжна: машинобудування, медицина, будівництво, електротехніка, текстильна промисловість і т.д.
Полімери пронизують наше життя у всіх її аспектах – технологічному, цивілізаційному, біологічному. Можна сказати, що це найважливіший для нас клас речовин.