polymeer, een klasse van natuurlijke of synthetische stoffen die bestaat uit zeer grote moleculen, macromoleculen genaamd, die veelvouden zijn van eenvoudigere chemische eenheden die monomeren worden genoemd. Polymeren maken veel van de materialen in levende organismen, met inbegrip van, bijvoorbeeld, eiwitten, cellulose, en nucleïnezuren. Bovendien vormen zij de basis van mineralen als diamant, kwarts en veldspaat en kunstmatige materialen als beton, glas, papier, kunststoffen en rubbers.,
Encyclopædia Britannica, Inc.,
het woord polymeer duidt een onbepaald aantal monomeereenheden aan. Wanneer het aantal monomeren zeer groot is, wordt de verbinding soms een hoog polymeer genoemd., Polymeren zijn niet beperkt tot monomeren met dezelfde chemische samenstelling of molecuulgewicht en-structuur. Sommige natuurlijke polymeren zijn samengesteld uit één soort monomeer. De meeste natuurlijke en synthetische polymeren bestaan echter uit twee of meer verschillende soorten monomeren; deze polymeren worden copolymeren genoemd.
organische polymeren spelen een cruciale rol in levende dingen, leveren fundamentele structurele materialen en nemen deel aan vitale levensprocessen. De vaste delen van alle planten bestaan bijvoorbeeld uit polymeren. Deze omvatten cellulose, lignine, en diverse harsen., Cellulose is een polysaccharide, een polymeer dat is samengesteld uit suikermoleculen. Lignine bestaat uit een ingewikkeld driedimensionaal netwerk van polymeren. Houtharsen zijn polymeren van een eenvoudige koolwaterstof, isopreen. Een andere bekende isopreen polymeer is rubber.
© Stuart Taylor / Fotolia
andere belangrijke natuurlijke polymeren zijn de eiwitten, polymeren van aminozuren, en de nucleïnezuren, polymeren van nucleotiden—complexe moleculen samengesteld uit stikstofhoudende basen, suikers en fosforzuur. De nucleic zuren dragen genetische informatie in de cel. Zetmeel, belangrijke bronnen van voedselenergie afkomstig van planten, zijn natuurlijke polymeren samengesteld uit glucose.,
Encyclopædia Britannica, Inc.
© American Chemical Society (A Britannica Publishing Partner)Zie alle video ‘ s voor dit artikel
veel anorganische polymeren komen ook voor in de natuur, waaronder diamant en grafiet. Beide zijn samengesteld uit koolstof., In diamant zijn koolstofatomen verbonden in een driedimensionaal netwerk dat het materiaal zijn hardheid geeft. In grafiet, gebruikt als smeermiddel en in potlood “leads”, de koolstofatomen koppelen in vlakken die over elkaar kunnen glijden.
synthetische polymeren worden geproduceerd in verschillende soorten reacties. Veel eenvoudige koolwaterstoffen, zoals ethyleen en propyleen, kunnen in polymeren worden omgezet door het ene monomeer na het andere aan de groeiketen toe te voegen. Polyethyleen, samengesteld uit herhalende ethyleenmonomeren, is een additie polymeer. Het kan wel 10.000 monomeren hebben die in lange opgerolde kettingen worden verbonden., Polyethyleen is kristallijn, doorschijnend en thermoplastisch—dat wil zeggen, het verzacht bij verhitting. Het wordt gebruikt voor coatings, verpakkingen, gegoten onderdelen en de vervaardiging van flessen en containers. Polypropyleen is ook kristallijn en thermoplastisch, maar is harder dan polyethyleen. De moleculen kunnen bestaan uit 50.000 tot 200.000 monomeren. Deze verbinding wordt gebruikt in de textielindustrie en om gegoten objecten te maken.
andere additie polymeren omvatten polybutadieen, polyisopreen en polychloropreen, die alle van belang zijn bij de vervaardiging van synthetische rubbers., Some polymers, such as polystyrene, are glassy and transparent at room temperature, as well as being thermoplastic. Polystyrene can be coloured any shade and is used in the manufacture of toys and other plastic objects.
Acdx
If one hydrogen atom in ethylene is replaced by a chlorine atom, vinyl chloride is produced., Dit polymeriseert tot polyvinylchloride (PVC), een kleurloos, hard, taai, thermoplastisch materiaal dat in een aantal vormen kan worden vervaardigd, waaronder schuimen, films en vezels. Vinylacetaat, geproduceerd door de reactie van ethyleen en azijnzuur, polymeriseert tot amorf, zachte harsen gebruikt als coatings en kleefstoffen. Het copolymeriseert met vinylchloride om een grote familie van thermoplastische materialen te produceren.
AdstockRF
veel belangrijke polymeren hebben zuurstof-of stikstofatomen, samen met koolstofatomen, in de backbone keten. Onder dergelijke macromoleculaire materialen met zuurstofatomen zijn polyacetalen. Het eenvoudigste polyacetaal is polyformaldehyde. Het heeft een hoog smeltpunt en is kristallijn en bestand tegen slijtage en de werking van oplosmiddelen. Acetaalharsen lijken meer op metaal dan op andere kunststoffen en worden gebruikt bij de vervaardiging van machineonderdelen zoals tandwielen en lagers.,
een lineair polymeer dat gekenmerkt wordt door een herhaling van estergroepen langs de backbone keten wordt polyester genoemd. Polyesters met Open keten zijn kleurloze, kristallijne, thermoplastische materialen. Die met een hoog molecuulgewicht (10.000 tot 15.000 moleculen) worden gebruikt bij de vervaardiging van films, gegoten objecten, en vezels zoals Dacron.
De polyamiden omvatten de van nature voorkomende eiwitten caseïne, die in melk worden aangetroffen, en zein, die in maïs worden aangetroffen, waaruit kunststoffen, vezels, kleefstoffen en coatings worden vervaardigd., Tot de synthetische polyamiden behoren de ureum-formaldehydeharsen, die thermohardend zijn. Ze worden gebruikt om gegoten voorwerpen te produceren en als kleefstoffen en coatings voor textiel en papier. Ook belangrijk zijn de polyamideharsen die bekend staan als nylons. Ze zijn sterk, bestand tegen hitte en slijtage, onbrandbaar, en niet giftig, en ze kunnen worden gekleurd. Hun bekendste gebruik is als textielvezels, maar ze hebben vele andere toepassingen.
een andere belangrijke familie van synthetische organische polymeren wordt gevormd door lineaire herhalingen van de urethaangroep. Polyurethanen worden gebruikt bij de vervaardiging van elastomeervezels die bekend staan als spandex en bij de productie van coatingbases en zacht en stijf schuim.
een andere klasse polymeren zijn de gemengde organische en anorganische verbindingen. De belangrijkste vertegenwoordigers van deze polymeerfamilie zijn de siliconen. Hun ruggengraat bestaat uit afwisselend silicium – en zuurstofatomen met organische groepen die aan elk van de silicium-atomen zijn bevestigd., Siliconen met een laag moleculair gewicht zijn oliën en vetten. Soorten met een hoger moleculair gewicht zijn veelzijdige elastische materialen die zacht en rubberachtig blijven bij zeer lage temperaturen. Ze zijn ook relatief stabiel bij hoge temperaturen.
Achim Hering
Fluorkoolstofhoudende polymeren, bekend als fluorpolymeren, bestaan uit koolstof-fluor bindingen, die zeer stabiel zijn en de verbinding resistent maken tegen oplosmiddelen. De aard van de binding tussen koolstof en fluor geeft fluorpolymeren verder een anti–aanbakkwaliteit; dit komt het meest tot uiting in de teflon van polytetrafluorethyleen (PFT).