В органічному світі з його різноманітністю хімічних речовин, що діляться на різні класи, є речовини, які займають особливий клас в хімії. Ці речовини - полімери. Слово «полімери» - грецького походження і означає поли - багато, мерос - частини, тобто органічні речовини, що складаються з безлічі частин (сотень, тисяч, десятків тисяч частин). Звичайно ж, для полімерів характерні великі і дуже великі молекулярні маси, що дало їм ще одне широко поширена назва - високомолекулярні з'єднання. На сторінках сайту Цікава хімія Ви можете знайти докладні описи представників цього класу органічних речовин: це і білки , і полісахариди , І нуклеїнові кислоти, а також поліетилен , каучук , Пластмаси, полівінілхлорид і т.д. Полімери складаються з окремих мономерів, тобто, як уже говорилося, складових частин. Ці частини є залишками молекул інших речовин. Число таких залишків молекул в молекулі полімеру може бути великий за обсягом (від сотень до декількох десятків тисяч). Такий ланцюжок, являє собою ланки полімеру. Ступінь полімеризації визначається числом таких ланок (залишків молекул, що входять в полімер). Безліч ланок і різноманітність полімерів, звичайно ж, не можуть мати однакове просторове будова (або однакову форму молекул). Якщо, наприклад, взяти одну частину (або одне становить ланка за букву «М», то можна розрізнити такі форми: лінійна форма ... -MMMMMMM- ..., в якій кожна ланка має зв'язок з 2-ма сусідніми ланками;
інша форма - розгалужена, коли молекули ланцюга пов'язані з іншими молекулами (утворюється потрійні або четверні зв'язку);
ще одна форма - сітчаста, що представляє будова полімеру у вигляді сітки
Серед усього розмаїття полімерів зустрічаються і так звані - несиметричні полімери (наприклад, СН2 = СН-X, де X - будь-яка інша частина іншої молекули), серед яких є нерегулярні і регулярні полімери, які розрізняються за способом чергування ланок, наприклад
Всі полімери можна розділити на штучно одержувані, тобто синтетичні полімери, які синтезуються людиною шляхом спрямованих хімічних реакцій з нафти і газу та інших копалин. До синтетичних полімерів відносяться, наприклад, полістирол і поліетилен . Інші - природні полімери утворюються в результаті синтезу, що відбувається в клітинах живих організмів - рослин і тварин. До природних полімерів відносяться целюлоза , Крохмаль і ін. Ті і інші полімери можуть мати як аморфне будову, так і кристалічна.
Особливістю багатьох полімерів може бути відсутність чітко встановленої температури плавлення, що сильно відрізняє їх, наприклад, від металів. При нагріванні високомолекулярні сполуки розм'якшуються і легко піддаються деформації. Така властивість дало полімерів ще одна назва - пластмаси. Пластмаси мають малу щільність, тобто дуже легкі, легше, ніж найлегші метали, але деякі з них за міцністю не поступаються чавунів (сплав заліза і вуглецю). За хімічної активності багато полімери стійки до будь-яких кислота, лугів і інших їдким речовин, що робить їх відмінним конструктивним матеріалом.
Багато хто знає, що пластмаси - прекрасні діелектрики, що дозволяє їх використовувати в багатьох галузях господарства.
Процес, в результаті якого молекули складних органічних речовин шикуються в довгі ланцюги, називається полімеризацією процес полімеризації характерний для алкенів і диенов, молекули яких мають більш, ніж одну хімічну зв'язок, тобто не для граничних вуглеводнів (У граничних вуглеводнів- тільки одна хімічна зв'язок).
Існують 2 механізму протікання полімеризації:
- радикальний механізм полімеризації - відноситься до речовин, молекули яких при нагріванні руйнуються (розпадаються на складові) на вільних радикалів. Вільні радикали - це не молекули, а лише їх частину, що володіє дуже високою хімічною активністю через наявність в ній вільних зв'язків. Такі радикали прикріплюються до молекул інших речовин, викликаючи при цьому поява нових і нових радикалів. Таким чином, утворюються великі органічні молекули і гігантські радикали. Серед таких прикладів можуть бути органічні пероксиди виду ROOR, (де R- різні радикали), азосоединения (RN = NR), а також кисень. Реакція полімеризації може бути викликана різними зовнішніми впливами, наприклад гамма-випромінюванням або ультрафіолетовим промінням. Зростання молекул полімеру можна обмежити штучним способом, якщо, наприклад, радикал, який збирає до себе молекули і інші радикали, випадково з'єднається з радикалом або молекулою, що утворює малоактивний радикал.
- іонна полімеризація - ще один механізм утворення полімерів. Для протікання іонної полімеризації спочатку необхідно з великою органічної молекули (макромолекули) отримати реакційно здатні іони (аніони і катіони). Залежно від типу (катионной або аніонної) полімеризації реакція проходить при низьких температурах у присутності бору, хлориду алюмінію і неорганічної кислоти (це катионная полімеризація). Для анионной полімеризації потрібно аміди і лужні метали, здатні перетворювати окремі органічні молекули в хімічно активні аніони (частина молекул з вільною зв'язком), які в наслідок здатні утворювати великі молекули полімеру.
Процес полімеризації різних молекул вимагає різні умови, наприклад, стирол здатний полимеризоваться на відкритому повітря при звичайних умовах, іншим - потрібні спеціальні каталізатори, третім - температурний режим і високий тиск.
