Rodzaje polimerów – Znaczenia

Rodzaje polimerów można podzielić na 2 główne obszary badań: polimery w chemii i polimery w biologii.

Z chemii otrzymujemy np. insulinę, szkło i plastik oraz, z biologii kwasy nukleinowe (DNA i RNA) i białka.

Oprócz dziedzin naukowych, polimery dzielą się na 2 duże grupy w zależności od materiału użytego do ich syntezy: polimery organiczne i nieorganiczne.

Zestawienie rodzajów polimerów

Dwie główne grupy, na które dzielą się rodzaje polimerów, nieorganiczne i organiczne, można podsumować w następujący sposób:

Polimery nieorganiczne : nie mają atomów węgla w swoim łańcuchu głównym. Są one pozyskiwane z metali i minerałów w procesach naturalnych lub w laboratoriach.

Polimery organiczne : mają w swojej strukturze atomy węgla i mogą być naturalne lub syntetyczne.

Naturalny : pochodzący z molekuł syntetyzowanych przez żywe istoty.

• Polipeptydy
• Polisacharydy
• Węglowodory

Syntetyki (materiały polimerowe) : przez polimeryzację innych polimerów.

• Elastomery (tworzywa termoplastyczne, termoutwardzalne)
• Półsyntetyczne materiały celulozowe

Klasyfikacja i przykłady polimerów

Polimery nieorganiczne

Polimery nieorganiczne nie zawierają w swojej głównej strukturze cząsteczek węgla. Istnieją 2 rodzaje: polimery nieorganiczne pochodzące z metali lub minerałów i te stworzone w laboratoriach.

W życiu codziennym możemy znaleźć wiele nieorganicznych polimerów pochodzących z metali i minerałów, takich jak np:

• Szkło : występuje naturalnie i jest również wytwarzane przez człowieka w wyniku zastosowania wysokich temperatur w mieszankach krzemu, aluminium, wapna i innych surowców.
• Silikon : związek składający się głównie z krzemu i tlenu, który jest stosowany do produkcji protez, a także jako kleje i izolatory.

Polimery organiczne

Polimery organiczne to takie, które powstają z molekuł syntetyzowanych przez żywe istoty i są pogrupowane na: naturalne i syntetyczne.

Naturalne polimery organiczne

Polipeptydy

Polipeptydy to łańcuchy peptydów, a peptydy to łańcuchy aminokwasów. W organizmach żywych zidentyfikowano 20 rodzajów aminokwasów, których kombinacje stanowią podstawę białek. Niektóre przykłady polipeptydów to:

• Globulina : rozpuszczalne białko występujące głównie we krwi, jajach i mleku.
• Insulina : Hormon polipeptydowy produkowany naturalnie przez trzustkę jako regulator poziomu glukozy we krwi.
• Białko : Łańcuch polipeptydowy powstający w procesie syntezy białka lub translacji, który jest generalnie produkowany w rybosomach z informacji z DNA przenoszonej przez messenger RNA.

Polisacharydy

Polisacharydy są łańcuchami monosacharydów i te ostatnie są rodzajem węglowodanów.Przykładem monosacharydu jest glukoza, a przykładami polisacharydów mamy np:

• Skrobia : składa się z 2 polisacharydów, jest rezerwą energetyczną roślin.
• Celuloza : Jej strukturę tworzą wyłącznie cząsteczki glukozy. Występuje on naturalnie w błonie komórkowej grzybów i roślin.

Patrz również Glukoza.

Węglowodory

Organiczne polimery węglowodorowe mają tylko łańcuchy węgla i wodoru. W zależności od rodzaju wiązań, które łączą ich atomy, dzielą się one na alkany, alkeny i alkeny.

Najczęściej stosowanymi węglowodorami do tworzenia polimerów są:

• Kauczuk : naturalna żywica roślinna znana również jako lateks.
• Ropa naftowa (crude) : ciekły węglowodór produkt nagromadzenia skamielin w biomasie ziemi w ciągu milionów lat.

gaz ziemny : węglowodór w stanie gazowym składający się głównie z metanu. Występuje również w biomasie lądowej jako produkt paliw kopalnych. Zarówno ropa naftowa jak i gaz ziemny są zasobami nieodnawialnymi.

Syntetyczne polimery organiczne

Syntetyczne polimery organiczne określane są również jako materiały polimerowe lub materiały kompozytowe.

Otrzymuje się je w procesie znanym jako polimeryzacja, który jest definiowany jako wykorzystanie pewnych reakcji chemicznych na organicznym lub nieorganicznym polimerze do wzrostu w łańcuchach i etapach lub do grupowania monomerów (przez dodanie lub przez kondensację) i w ten sposób tworzenia cząsteczek o podwójnej lub potrójnej masie.

Teoria polimeryzacji została opracowana w 1920 roku przez Hermanna Staudingera, niemieckiego chemika, który w 1953 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.

materiały polimerowe pochodzą generalnie z tworzyw sztucznych, ale także z innych nieorganicznych polimerów, jak np. szkło.

Najczęściej stosowane polimery do tworzenia tego typu polimerów to: celuloza, guma, skrobia i plastik. Syntetyczne polimery organiczne dzielą się na następujące grupy:

Elastomery

Elastomery to ogólne określenie dla polimeryzacji ze wzrostem łańcucha i etapów, które są stosowane np. w pochodnych ropy naftowej i gazu ziemnego, takich jak neopren, materiał, z którego produkowane są kombinezony do nurkowania.

Elastomery termoplastyczne

Elastomery termoplastyczne (TPE) charakteryzują się tym, że są jedynymi elastomerami, które można poddać recyklingowi.

Są to produkty polimeryzacji ropy naftowej (pochodzące z tworzyw sztucznych) i kauczuku, wytwarzające np. poliuretan (TPU) obecny w izolatorach termicznych i kopoliester (COPE) stosowany w przemyśle tekstylnym.

Elastomery termoutwardzalne

Termoutwardzalne elastomery można rozpoznać po tym, że są sztywnymi tworzywami sztucznymi, jak np. włókno szklane i włókno węglowe.

Patrz również Plastik.

Celulozowe

Polimery celulozowe to produkty z celulozy, modyfikowane w sposób naturalny lub w laboratorium. Do zastosowań przemysłowych są one często łączone z drewnem lub bawełną.

Przykładami polimerów celulozowych są celofan i rayon (znany w Hiszpanii jako wiskoza).

Patrz również Polimery.