Vom Baum bis zum Reifen, vom Mittagessen bis zur Einkaufstüte, vom Frühstücksflocken bis zur Schulkleidung: Polymere spielen eine wesentliche Rolle in der menschlichen und natürlichen Welt. Da die Menschen umweltbewusster werden, suchen viele nach Möglichkeiten, künstlich hergestellte Gegenstände durch nachhaltigere Ersatzstoffe zu ersetzen. Polymere sind keine Ausnahme.
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Beispiele für natürliche Polymere sind Zellulose, Chiton, Kohlenhydrate wie Stärke und Zucker, Proteine von Haut und Muskeln bis hin zu Spinnenseide und Wolle, DNA, RNA und Naturkautschuk.
Was sind Polymere?
Polymere sind lange Moleküle aus Monomeren. "Poly" bedeutet viele und "mono" bedeutet eins oder einzeln. "Mers" bedeutet Teile. Polymere bedeutet daher viele Teile, und Polymere bestehen aus vielen Monomeren oder Einzelteilen. Aus unterschiedlichen Monomeren bilden sich unterschiedliche Polymere. Auch wenn sich die Anordnung der Monomere ändert, kann sich ein anderes Polymer bilden.
Anschließen der Monomere
Monomere verbinden sich auf zwei verschiedene Arten. Im ersten Fall verbinden sich die Monomere direkt, wie miteinander verbundene Bausteine. Diese werden als Additionspolymere bezeichnet. Viele synthetische Monomere bilden Additionspolymere. Bei der zweiten Verbindungsart setzen die Monomere beim Verknüpfen ein Wassermolekül frei. Diese werden als Kondensationspolymere bezeichnet. Die meisten natürlichen Polymere sind Kondensationspolymere, daher ist Wasser ein natürliches Nebenprodukt der verbindenden Monomere.
Natürliche Polymere
Die Millionen verschiedener Arten von Proteinpolymeren werden alle aus Aminosäuremonomeren hergestellt. Obwohl es nur 20 verschiedene Arten von Aminosäuren gibt, ergeben die vielen verschiedenen Kombinationen und Anordnungen eine große Vielfalt an Proteinen. Einige verschiedene Arten von Proteinpolymeren umfassen:
- Haut
- Körperorgane
- Muskeln
- Haar
- Fingernägel
- Gefieder
- Hufe
- Pelz
Eine breite Palette tierischer Fasern, von Wolle bis Seide, stammt aus Proteinpolymeren. Spinnenseide, eine der stärksten bekannten Fasern, ist ein Proteinpolymer. Leder, hergestellt aus Tierhaut, entsteht aus Proteinpolymeren.
Synthetische oder künstliche Polymere
Vorteile von synthetischen oder künstlichen Polymeren sind Stabilität und Konsistenz des Produkts. Synthetischer Gummi zum Beispiel verrottet nicht wie Naturkautschuk. Synthetischer Gummi kann auch für verschiedene Zwecke angepasst werden. Beispiele für synthetische Polymere umfassen:
- Nylon
- Epoxide
- Polyethylen
- Plexiglas
- Styropor
- Kevlar®
- Teflon®
Von Kunststoffbehältern über Möbel bis hin zu Kleidung und Sprühschaumpolymeren durchdringen synthetische Polymere das moderne Leben.