Inhoud
Polymeer is een algemene term voor elk molecuul dat een lange keten is van kleinere, zich herhalende delen. In de industrie worden polymeren over het algemeen gezien als kunststoffen, aangezien verschillende kunstmatige stoffen, zoals deze, van aardolie afgeleide polymeren zijn. Er zijn echter veel verschillende polymeren (natuurlijk en kunstmatig) die uit verschillende onderdelen zijn gemaakt. Vaak bepaalt het type polymeerketen de eigenschappen ervan.
Algemene structuur van polymeren
Polymeren bestaan uit lange, herhaalde ketens van monomeren, die de kleinste onderdelen ervan zijn. Veel gebruikelijke polymeren zijn gemaakt van aardolie en andere koolwaterstoffen, terwijl sommige van nature voorkomen. Kunstmatig polyethyleen wordt bijvoorbeeld gevormd door een keten van ethyleenmoleculen, terwijl zetmeel, dat van nature voorkomt, is samengesteld uit lange ketens van glucosemoleculen. Sommige polymeerketens hebben slechts een paar honderd eenheden, terwijl andere het potentieel hebben om oneindig te zijn. Natuurrubbermoleculen zijn bijvoorbeeld zo met elkaar verweven dat een hele rubberen band kan worden gezien als een groot polymeermolecuul.
Lineaire polymeren
De eenvoudigste polymeren zijn lineaire polymeren, dat zijn simpelweg ketens waarin alle monomeren zich op één lijn bevinden. Een voorbeeld van een lineair polymeer is Teflon, gemaakt van tetrafluorethyleen, dat een enkele eenheidsband is gemaakt van twee koolstofatomen en vier fluoratomen. Wanneer ze worden gevormd, kunnen deze lineaire polymeren linten, vezels of een gaas vormen dat zeer sterk en resistent kan zijn.
Vertakte polymeren
Vertakte polymeren ontstaan wanneer groepen eenheden de lange keten aftakken. Deze takken staan bekend als zijketens en kunnen ook lange groepen van herhaalde structuren zijn. Deze polymeren kunnen nog steeds worden geclassificeerd door de manier waarop ze vertakken vanuit de hoofdketen. Polymeren met veel vertakkingen staan bekend als dendrimeren, moleculen die bij afkoeling netwerken kunnen vormen. Dit kan het polymeer sterk maken in een ideaal temperatuurbereik. Bij verhitting worden zowel lineaire als vertakte polymeren echter zachter wanneer de temperatuurvibratie de aantrekkingskracht tussen de moleculen overschrijdt.
Verknoopte polymeren
Een ander type polymeren staat bekend als een verknoopt polymeer. Dit polymeer vormt lange ketens, vertakt of lineair, die covalente bindingen tussen de moleculen kunnen vormen. Omdat verknoopte polymeren deze bindingen vormen die veel sterker zijn dan de intermoleculaire krachten die andere polymeerketens aantrekken, is het resultaat een sterker en stabieler materiaal. Een voorbeeld hiervan is wanneer natuurrubber wordt gevulkaniseerd, dat wil zeggen dat het is verhit waardoor de zwavelmoleculen in de ketens een binding met elkaar aangaan. Dit verschil in sterkte is merkbaar bij het vergelijken van de stijfheid en duurzaamheid van een autoband en elastische banden.