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Polymer ist ein allgemeiner Begriff für jedes Molekül, das eine lange Kette kleinerer, sich wiederholender Teile ist. In der Industrie werden Polymere im Allgemeinen als Kunststoffe angesehen, da verschiedene künstliche Substanzen, wie diese, aus Erdöl gewonnene Polymere sind. Es gibt jedoch viele verschiedene Polymere (natürlich und künstlich), die aus verschiedenen Teilen hergestellt werden. Oft bestimmt die Art der Polymerkette ihre Eigenschaften.
Allgemeine Struktur von Polymeren
Polymere bestehen aus langen, sich wiederholenden Ketten von Monomeren, die die kleinsten Teile davon sind. Viele gängige Polymere werden aus Erdöl und anderen Kohlenwasserstoffen hergestellt, während einige natürlich vorkommen. Beispielsweise wird künstliches Polyethylen durch eine Kette von Ethylenmolekülen gebildet, während Stärke, die natürlich vorkommt, aus langen Ketten von Glucosemolekülen besteht. Einige Polymerketten haben nur wenige hundert Einheiten, während andere das Potenzial haben, unendlich zu sein. Naturkautschukmoleküle sind beispielsweise so miteinander verflochten, dass ein ganzes Kautschukband als großes Polymermolekül betrachtet werden kann.
Lineare Polymere
Die einfachsten Polymere sind lineare Polymere, bei denen es sich einfach um Ketten handelt, in denen sich alle Monomere in einer einzigen Linie befinden. Ein Beispiel für ein lineares Polymer ist Teflon aus Tetrafluorethylen, einem einzelnen Streifen von Einheiten aus zwei Kohlenstoffatomen und vier Fluoratomen. Bei der Bildung können diese linearen Polymere Bänder, Fasern oder ein Netz bilden, das sehr stark und widerstandsfähig sein kann.
Verzweigte Polymere
Verzweigte Polymere treten auf, wenn Gruppen von Einheiten von der langen Kette abzweigen. Diese Zweige sind als Seitenketten bekannt und können auch lange Gruppen von sich wiederholenden Strukturen sein. Diese Polymere können immer noch anhand ihrer Verzweigung von der Hauptkette klassifiziert werden. Polymere mit vielen Verzweigungen sind als Dendrimere bekannt, Moleküle, die beim Abkühlen Netzwerke bilden können. Dies kann das Polymer in einem idealen Temperaturbereich stark machen. Beim Erhitzen erweichen jedoch sowohl lineare als auch verzweigte Polymere, wenn die Temperaturschwingung die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen überschreitet.
Vernetzte Polymere
Eine zusätzliche Art von Polymeren ist als vernetztes Polymer bekannt. Dieses Polymer bildet verzweigte oder lineare lange Ketten, die kovalente Bindungen zwischen seinen Molekülen bilden können. Da vernetzte Polymere diese Bindungen bilden, die viel stärker sind als die intermolekularen Kräfte, die andere Polymerketten anziehen, ist das Ergebnis ein stärkeres und stabileres Material. Ein Beispiel hierfür ist die Vulkanisation von Naturkautschuk, dh er wurde erhitzt, so dass die Schwefelmoleküle in den Ketten Bindungen miteinander eingehen. Dieser Unterschied in der Festigkeit macht sich beim Vergleich der Steifigkeit und Haltbarkeit eines Autoreifens und der Gummibänder bemerkbar.