En polymer är en allmän term för alla molekyler som är en lång sträng av mindre upprepande delar. Skillnaden mellan linjära och grenade polymerer baseras på deras struktur.
TL; DR (för lång; Läste inte)
För länge; Läste inte (TL: DR)
En polymer är en allmän term för alla molekyler som är en lång sträng av mindre upprepande delar bildade av kol-kolbindningar. Bindningarna kan bilda långa raka kedjor, kända som linjära polymerer, eller delar kan förgrenas från kedjan och bilda grenade polymerer. Polymererna kan också vara tvärbundna.
Poly är ett prefix som betyder ”många”. A mer är ett suffix som betyder "del" eller "enhet".
Vid tillverkning ses polymerer ofta som plast eftersom många konstgjorda ämnen som plast är polymerer härledda från petroleum. Det finns dock många olika polymerer (både naturligt förekommande och artificiella) som är gjorda av olika delar. Hur enheterna går ihop för att bilda polymerkedjan bestämmer polymerens egenskaper tillsammans med dess namn. Polymerer med olika strukturer benämns som linjära polymerer, grenade polymerer eller tvärbundna polymerer.
Allmän polymerstruktur
Polymerer är gjorda av långa, upprepade kedjor av kol-kolbindningar som sammanfogar monomerer, som är den minsta unika delen av kedjan. Många vanliga polymerer är tillverkade av petroleum och andra kolväten men andra förekommer naturligt. Till exempel bildas konstgjord polyeten från en kedja av etenmolekyler. Naturligt förekommande stärkelse tillverkas av långa kedjor av glukosmolekyler. Vissa polymerkedjor är bara några hundra enheter långa, medan andra har potential att vara oändligt långa. Till exempel är molekylerna i naturgummi så sammanflätade att ett helt gummiband kan betraktas som en stor polymermolekyl.
Struktur av linjära polymerer
Den enklaste polymeren är en linjär polymer. A linjär polymer är helt enkelt en kedja där alla kol-kolbindningar finns i en enda rak linje. Ett exempel på en linjär polymer är Teflon, som är tillverkad av tetrafluoroeten. Det är en enda sträng av enheter gjorda av två kolatomer och fyra fluoratomer. När de bildas kan dessa linjära polymerer skapa strängar av fibrer eller bilda ett nät som kan vara mycket starkt och svårt att bryta igenom.
Strukturen av grenade polymerer
Grenade polymerer uppstår när grupper av enheter grenar sig från den långa polymerkedjan. Dessa grenar är kända som sidokedjor och kan också vara mycket långa grupper av upprepande strukturer. Förgreningspolymerer kan kategoriseras ytterligare efter hur de förgrenar sig från huvudkedjan. Polymerer med många grenar är kända som dendrimersoch dessa molekyler kan bilda ett band när de kyls. Detta kan göra polymeren stark inom det ideala temperaturområdet. Men vid upphettning mjuknar både linjära och grenade polymerer när temperaturvibrationen övervinner de attraktiva krafterna mellan molekylerna.
Struktur av tvärbundna polymerer
De tvärbunden polymer bildar långa kedjor, antingen grenade eller linjära, som kan bilda kovalenta bindningar mellan polymermolekylerna. Eftersom tvärbundna polymerer bildar kovalenta bindningar som är mycket starkare än de intermolekylära krafterna som lockar andra polymerkedjor är resultatet ett starkare och mer stabilt material. Ett exempel på detta är när naturgummi vulkaniseras, vilket innebär att det värms upp så att svavelmolekylerna i gummipolymerkedjorna bildar kovalenta bindningar med varandra. Denna skillnad i styrka märks när man jämför styvhet, styvhet och hållbarhet hos ett bildäck med ett gummiband.