polymerer finns överallt. Se dig omkring. Din plast vattenflaska. Silikon gummi tips på telefonens öronproppar. Nylon och polyester i din jacka eller sneakers. Gummit i däcken på familjebilen. Ta en titt i spegeln. Många proteiner i kroppen är också polymerer. Tänk på keratin (KAIR-uh-tin), de saker ditt hår och naglar är gjorda av. Även DNA i dina celler är en polymer.
per definition är polymerer stora molekyler gjorda genom bindning (kemiskt länkning) en serie byggstenar., Ordet polymer kommer från de grekiska orden för ” många delar.”Var och en av dessa delar är forskare kallar en monomer (som på grekiska betyder”en del”). Tänk på en polymer som en kedja, med var och en av dess länkar en monomer. Dessa monomerer kan vara enkla-bara en atom eller två eller tre — eller de kan vara komplicerade ringformade strukturer som innehåller ett dussin eller flera atomer.
i en konstgjord polymer kommer var och en av kedjans länkar ofta att vara identisk med sina grannar. Men i proteiner, DNA och andra naturliga polymerer skiljer sig länkar i kedjan ofta från sina grannar.,
i vissa fall bildar polymerer förgreningsnät snarare än enskilda kedjor. Oavsett form är molekylerna mycket stora. De är så stora att forskare klassificerar dem som makromolekyler. Polymerkedjor kan innehålla hundratusentals atomer — även miljoner. Ju längre en polymerkedja desto tyngre blir det., Och i allmänhet kommer längre polymerer att ge materialen gjorda av dem en högre smältning och kokande temperatur. Ju längre en polymerkedja desto högre viskositet (eller motstånd mot flöde som en vätska). Anledningen: de har en större yta, vilket gör att de vill hålla sig till närliggande molekyler.
Ull, bomull och silke är naturliga polymerbaserade material som har använts sedan antiken. Cellulosa, huvudkomponenten i trä och papper, är också en naturlig polymer. Andra inkluderar stärkelsemolekylerna gjorda av växter.,
levande saker bygger proteiner — en viss typ av polymer — från monomerer som kallas aminosyror. Även om forskare har upptäckt några 500 olika aminosyror, använder djur och växter endast 20 av dem för att konstruera sina proteiner. I labbet har kemister många alternativ när de designar och konstruerar polymerer. Kemister kan bygga konstgjorda polymerer från naturliga ingredienser. Eller de kan använda aminosyror för att bygga konstgjorda proteiner till skillnad från alla gjorda av Moder Natur. Ofta skapar kemister polymerer från föreningar gjorda i labbet.,
anatomin hos en polymer
polymerstrukturer kan ha två olika komponenter. Alla börjar med en grundläggande kedja av kemiskt bundna länkar. Detta kallas ibland sin ryggrad. Vissa kan också ha sekundära delar som dinglar från vissa (eller alla) av kedjans länkar. En av dessa bilagor kan vara så enkelt som en enda atom. Andra kan vara mer komplexa och kallas hängande grupper. Det beror på att dessa grupper hänger av polymerens huvudkedja precis som enskilda charmar hänger av kedjan av ett charmarmband., Eftersom de utsätts för omgivningen mer än de atomer som utgör själva kedjan, bestämmer dessa ”charmar” ofta hur en polymer interagerar med sig själv och andra saker i miljön.
ibland hängande grupper, istället för att hänga lös från en polymerkedja, kopplar faktiskt två kedjor ihop. (Tänk på detta som ser ut som en rung som sträcker sig mellan benen på en stege.) Kemister hänvisar till dessa band som tvärlänkar. De tenderar att stärka ett material (som en plast) gjord av denna polymer. De gör också polymeren hårdare och svårare att smälta., Ju längre tvärlänkarna desto mer flexibla blir ett material.
en kemisk bindning är vad håller atomer tillsammans i en molekyl och vissa kristaller. I teorin kan någon atom som kan bilda två kemiska bindningar göra en kedja; det är som att behöva två händer för att länka till andra människor för att göra en cirkel. (Väte skulle inte fungera eftersom det bara kan bilda en bindning.)
men atomer som vanligtvis bara bildar två kemiska bindningar, såsom syre, gör inte ofta långa, polymerliknande kedjor. Varför? När syre bildar två bindningar blir det stabil. Det betyder att dess två ”utsträckta händer” redan är tagna., Ingen är kvar att hålla en hängande grupp. Eftersom många atomer som ingår i en polymers ryggrad i allmänhet har minst en pendent grupp, är de element som vanligtvis förekommer i polymerkedjan de som blir stabila med fyra bindningar, såsom kol och kisel.
vissa polymerer är flexibla. Andra är väldigt styva. Tänk bara på de många typerna av plast: materialet i en flexibel läskflaska skiljer sig mycket från det i ett styvt rör tillverkat av polyvinylklorid (PVC). Ibland lägger materialforskare andra saker till sina polymerer för att göra dem flexibla. Kallas mjukgörare (PLAA-stih-sy-zurs), dessa tar upp utrymme mellan enskilda polymerkedjor. Se dem som ett molekylärt smörjmedel. De låter de enskilda kedjorna glida över varandra lättare.,
så många polymerer ålder, kan de förlora mjukgörare till miljön. Eller, åldrande polymerer kan reagera med andra kemikalier i miljön. Sådana förändringar hjälper till att förklara varför vissa plaster börjar flexibla men senare blir styva eller spröda.
polymerer har ingen bestämd längd. De brukar inte bilda kristaller heller. Slutligen har de vanligtvis inte en bestämd smältpunkt, där de omedelbart byter från ett fast ämne till en pool av vätska. I stället tenderar plast och andra material gjorda av polymerer att mjukna gradvis när de värms upp.