polimeri

ilustracija
POLIMERI, morfološka građa - 1. amorfna, 2. amorfno-kristalna, 3. kristalna, savijena, 4. kristalna, izdužena

polimeri (poli- + -mer), tvari građene od → makromolekula, golemih molekula sastavljenih od vrlo mnogo (nekoliko stotina do desetak tisuća) strukturnih jedinica (mera) koje se ponavljaju, tj. dijelova molekula malih, jednostavnih spojeva nazvanih → monomeri. Dugo se smatralo da su polimeri agregirane, sekundarnim vezama povezane niskomolekularne tvari.  → E. H. Fischer je oko 1905. polimerizacijom aminokiselina sintetizirao velik broj polipeptida i utvrdio da su ponavljane strukturne jedinice kemijski povezane amidnim vezama (→ polimerizacija). Rasprave o građi polimera vodile su se sve do 1922., kada je  → H. Staudinger uveo pojam i naziv makromolekula. Struktura polimera određena je vrstom i brojem monomernih jedinica, njihovom konfiguracijom i konformacijom te nadmolekularnom strukturom.

Polimeri su prema podrijetlu prirodni ili sintetski. Prirodni polimeri pretežito su biopolimeri od kojih su građeni živi organizmi (bjelančevine, polisaharidi, nukleinske kiseline), a također i kaučuk, svila, vuna. Osim tih organskih polimera, u prirodne pripadaju i anorganski polimeri kao temeljni sastojci Zemljine kore, ponajprije alumosilikati.

Sintetski polimeri dobivaju se polimerizacijom monomera i osnova su za proizvodnju → polimernih materijala. Broj monomernih jedinica u lančanim polimernim molekulama naziva se stupnjem polimerizacije, pa o njem ovisi i relativna molekularna masa polimera, koja je uglavnom veća od 10 000. Pojedini sintetski polimeri nemaju točno određenu i uvijek jednaku relativnu molekularnu masu, jer su to smjese makromolekula samo približno jednake veličine, pa se računa s prosječnim vrijednostima. Polimeri s malim stupnjem polimerizacije nazivaju se oligomeri.

U homopolimerima su sve monomerne jedinice jednake, dok se kopolimeri sastoje od dvije do tri vrste monomernih jedinica. Linearne makromolekule mogu biti ravnolančane ili mogu sadržati i bočne lance, a mogu se i međusobno povezivati poprečnim vezama i stvarati trodimenzijske umrežene strukture. Zbog toga se pojavljuju u mnoštvu strukturnih i prostornih oblika. Konfiguracija linearnih, nepolarnih makromolekula omogućuje rotaciju njihovih segmenata oko jednostrukih veza, ali zbog steričkih ograničenja makromolekula zauzima termodinamički najpovoljniji oblik (statistička konformacija). Pri vrlo velikim steričkim ograničenjima nastaju ukrućene, štapićaste konformacije. Najmanje steričke smetnje i najstabilniji prostorni razmještaj postižu se kada makromolekule poprimaju spiralnu (helikoidnu, vijčanu) konformaciju.

Polimeri tvore i posebne, nadmolekularne strukturne oblike različitih stupnjeva sređenosti: od potpuno nesređenih, amorfnih područja kao u kapljevinama, do sređenih, kristalnih područja, kada se ponavlja određeni strukturni trodimenzijski poredak. Osnovni uvjet koji određuje mogućnost stvaranja kristalnih područja u kondenziranom polimeru postojanje je konformacija velike geometrijske pravilnosti. Što su jače sekundarne veze u linearnim makromolekulama, to je veća sklonost prema stvaranju uređenih, kristalnih područja, osobito pri hlađenju taline. Omjer kristalne faze prema amorfnoj fazi i struktura tih područja određuju većinu svojstava polimera. Veći udjel kristalne faze povećava gustoću, tvrdoću, čvrstoću i postojanost prema otapalima, a veći udjel amorfne faze povećava elastičnost i olakšava preradbu.

polimeri. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 20.8.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=49180>.