Полимер - это общий термин для любой молекулы, представляющий собой длинную цепочку из меньших повторяющихся частей. Различие между линейными и разветвленными полимерами основано на их структуре.

Poly - это префикс, который означает «многие». Mer - это суффикс, означающий «часть» или «единица».

При изготовлении полимеры часто рассматриваются как пластмассы, потому что многие искусственные вещества, такие как пластмассы, являются полимерами, полученными из нефти. Однако существует много разных полимеров (как природных, так и искусственных), которые состоят из разных частей. То, как звенья соединяются вместе, образуя полимерную цепь, определяет свойства полимера и его название. Полимеры с различной структурой называются линейными полимерами, разветвленными полимерами или сшитыми полимерами.

Общая структура полимера

Полимеры изготавливаются из длинных, повторяющихся цепочек углерод-углеродных связей, соединяющих мономеры, которые являются самой маленькой уникальной частью цепи. Многие распространенные полимеры изготавливаются из нефти и других углеводородов, но другие встречаются в природе. Например, искусственный полиэтилен образуется из цепочки молекул этилена. Природный крахмал состоит из длинных цепочек молекул глюкозы. Некоторые полимерные цепи имеют длину всего несколько сотен единиц, в то время как другие могут быть бесконечно длинными. Например, молекулы в натуральном каучуке настолько переплетены, что всю резиновую ленту можно считать одной большой молекулой полимера.

Структура линейных полимеров

Самый простой полимер - это линейный полимер. Линейный полимер - это просто цепь, в которой все углерод-углеродные связи существуют в одной прямой линии. Примером линейного полимера является тефлон, который изготовлен из тетрафторэтилена. Это единая цепь из двух атомов углерода и четырех атомов фтора. Будучи сформированными, эти линейные полимеры могут создавать пряди волокон или образовывать сетку, которая может быть очень прочной и трудно разрушаемой.

Структура разветвленных полимеров

Разветвленные полимеры возникают, когда группы звеньев разветвляются от длинной полимерной цепи. Эти ветви известны как боковые цепи и также могут представлять собой очень длинные группы повторяющихся структур. Разветвленные полимеры могут быть далее классифицированы по тому, как они разветвляются от основной цепи. Полимеры со многими ответвлениями известны как дендримеры, и эти молекулы могут образовывать перепонки при охлаждении. Это может сделать полимер прочным в идеальном температурном диапазоне. Однако при нагревании линейные и разветвленные полимеры размягчаются, поскольку температурные колебания преодолевают силы притяжения между молекулами.

Структура сшитых полимеров

Сшитый полимер образует длинные цепи, разветвленные или линейные, которые могут образовывать ковалентные связи между молекулами полимера. Поскольку сшитые полимеры образуют ковалентные связи, которые намного сильнее, чем межмолекулярные силы, которые притягивают другие полимерные цепи, в результате получается более прочный и более стабильный материал. Примером этого является случай, когда натуральный каучук вулканизируется, что означает, что он нагревается, так что молекулы серы в резиновых полимерных цепях образуют ковалентные связи друг с другом. Эта разница в прочности заметна, когда вы сравниваете жесткость, жесткость и долговечность автомобильной шины с резинкой.