Polymeeri on yleinen termi mille tahansa molekyylille, joka on pitkä jono pienempiä toistuvia osia. Lineaaristen ja haarautuneiden polymeerien ero perustuu niiden rakenteeseen.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Liian pitkä; Ei lukenut (TL: DR)
Polymeeri on yleinen termi mille tahansa molekyylille, joka on pitkä merkkijono pienempiä toistuvia osia, jotka muodostuvat hiili-hiilisidoksista. Sidokset voivat muodostaa pitkiä suoria ketjuja, jotka tunnetaan lineaarisina polymeereinä, tai osat voivat haarautua ketjusta muodostaen haarautuneita polymeerejä. Polymeerit voivat myös olla silloitettuja.
Poly on etuliite, joka tarkoittaa "monia". A mer on loppuliite, joka tarkoittaa "osa" tai "yksikkö".
Valmistuksessa polymeerejä pidetään usein muoveina, koska monet keinotekoiset aineet, kuten muovit, ovat öljystä johdettuja polymeerejä. On kuitenkin olemassa monia erilaisia polymeerejä (sekä luonnossa esiintyviä että keinotekoisia), jotka on valmistettu eri osista. Tapa, jolla yksiköt yhdistyvät polymeeriketjun muodostamiseksi, määrittää polymeerin ominaisuudet ja sen nimen. Eri rakenteiden polymeerit nimetään lineaarisiksi polymeereiksi, haarautuneiksi polymeereiksi tai silloitetuiksi polymeereiksi.
Yleinen polymeerirakenne
Polymeerit valmistetaan monomeereihin yhdistyvistä pitkistä, toistuvista hiili-hiilisidoksista, jotka ovat ketjun pienin ainutlaatuinen osa. Monet yleiset polymeerit valmistetaan öljystä ja muista hiilivedyistä, mutta toisia esiintyy luonnossa. Esimerkiksi keinotekoinen polyetyleeni muodostuu eteenimolekyyliketjusta. Luonnossa esiintyvä tärkkelys valmistetaan glukoosimolekyylien pitkistä ketjuista. Jotkut polymeeriketjut ovat vain muutama sata yksikköä pitkiä, kun taas toiset voivat olla äärettömän pitkiä. Esimerkiksi luonnonkumin molekyylit ovat niin kietoutuneet, että koko kuminauhaa voidaan pitää yhtenä suurena polymeerimolekyylinä.
Lineaaristen polymeerien rakenne
Yksinkertaisin polymeeri on lineaarinen polymeeri. A lineaarinen polymeeri on yksinkertaisesti ketju, jossa kaikki hiili-hiilisidokset esiintyvät yhtenä suorana. Esimerkki lineaarisesta polymeeristä on teflon, joka on valmistettu tetrafluorieteenistä. Se on yksisäikeinen yksikkö, joka on valmistettu kahdesta hiiliatomista ja neljästä fluoriatomista. Muodostuessaan nämä lineaariset polymeerit voivat luoda kuituja tai muodostaa verkon, joka voi olla erittäin vahva ja vaikeasti läpäisevä.
Haaroittuneiden polymeerien rakenne
Haaroittuneet polymeerit tapahtuu, kun yksikköryhmät haarautuvat pitkästä polymeeriketjusta. Nämä oksat tunnetaan sivuketjuina ja ne voivat myös olla hyvin pitkiä toistuvien rakenteiden ryhmiä. Haarautuvat polymeerit voidaan edelleen luokitella sen mukaan, miten ne haarautuvat pääketjusta. Polymeerejä, joilla on monia haaroja, tunnetaan nimellä dendrimeritja nämä molekyylit voivat muodostaa nauhan jäähtyessään. Tämä voi tehdä polymeeristä vahvan ihanteellisella lämpötila-alueella. Kuumennettaessa sekä lineaariset että haarautuneet polymeerit pehmenevät, kun lämpötilavärinä voittaa molekyylien väliset vetovoimat.
Silloitettujen polymeerien rakenne
silloitettu polymeeri muodostaa pitkiä ketjuja, joko haarautuneita tai lineaarisia, jotka voivat muodostaa kovalenttisia sidoksia polymeerimolekyylien välille. Koska silloitetut polymeerit muodostavat kovalenttisia sidoksia, jotka ovat paljon vahvempia kuin molekyylien väliset voimat, jotka houkuttelevat muita polymeeriketjuja, tuloksena on vahvempi ja vakaampi materiaali. Esimerkki tästä on, kun luonnonkumi vulkanoidaan, mikä tarkoittaa sitä, että se kuumennetaan siten, että kumipolymeeriketjujen rikkimolekyylit muodostavat kovalenttisia sidoksia toistensa kanssa. Tämä lujuusero on havaittavissa, kun verrataan auton renkaan jäykkyyttä, jäykkyyttä ja kestävyyttä kuminauhaan.
