Polymeerikemia

Polymeerikemia eli makromolekyylikemia tarkastelee kemiallista synteesiä sekä polymeerien ja makromolekyylien kemiallisia ominaisuuksia. IUPACin suositusten mukaan suurmolekyyliyhdisteet luokitellaan itsenäisiksi molekyyliketjuiksi ja täten erilliseksi kemialliseksi luokaksi.

 Yleistä 
Polymeerikemia ei ole synonyymi muovikemialle. Yksi nykyaikaisen
polymeeritieteen keskeisiä kysymyksiä on polymeerien kontrolloitu synteesi, jossa pystytään hallitsemaan polymeerien kokoa, muotoa ja avaruusrakennetta. Tutkitaan tapoja valmistaa funktionaalisia polymeereja sekä pyritään selvittämään polymeerien
kemiallisen rakenteen ja fysikaalisten ominaisuuksien välistä riippuvuutta. Polymeerit ovat monimutkainen ja mielenkiintoinen tutkimusaihe, koska niiden ominaisuudet riippuvat paitsi niiden kemiallisesta koostumuksesta myös niiden koosta ja muodosta.

 Polymeereistä 
Polymeerit ovat suurimolekyylisiä yhdisteitä, joiden moolimassat vaihtelevat
kymmenistä tuhansista kymmeniin miljooniin. Eliöt rakentuvat
polymeereista kuten erilaisista proteiineista ja polysakkarideista, ja elämää
ylläpitääkseen ne hyödyntävät lukuisia polymeereja, kuten entsyymejä tai DNA:ta.
Suomessa oleellisen tärkeä polymeeri on selluloosa, jättiläismäinen yhdiste, joka yhdessä polymeerisen ligniinin kanssa muodostaa puiden tukirakenteen. Paperi valmistetaan eristämällä selluloosa puumateriaalista.
Synteettisten polymeerien teollinen valmistus lisääntyy jatkuvasti. Erilaiset
pinnoitteet, liimat ja muovit ovat tunnetusti polymeerimateriaaleja. Polymeereja käytetään esimerkiksi lääkevalmisteissa, kosmetiikassa, elintarvikkeissa, elektroniikkateollisuudessa, paperin valmistuksessa ja veden puhdistuksessa. Monet
ihmisruumiin varaosat valmistetaan synteettisistä polymeereista. Polttokennoissa voi olla polymeerielektrolyytti ja litiumpolymeeri-akkuissa käytetään polymeerielektrodia.

Polymeerien luokittelu
Eliöiden tuottamat biopolymeerit:
 rakenneproteiinit: kollageeni, keratiini, elastiini ...
 kemiallisesti aktiiviset proteiinit: entsyymit, hormonit, kuljetusproteiinit...
 rakenteelliset polysakkaridit: selluloosa, kitiini, kitosaani...
 varastoivat polysakkaridit: tärkkelys, glykogeeni...
 nukleiinihapot: DNA, RNA 

Muovien valmistuksessa käytetyt synteettiset polymeerit, joista valmistetaan esimerkiksi kuidut, maalit, rakennusmateriaalit, kalusteet, mekaaniset varaosat, kiinnitysaineet:
 termoplastiset polymeerit: polyeteeni, Teflon polystyreeni, polypropeeni, polyesteri, polyuretaani, polymetyylimetakrylaatti, polyvinyylikloridi (PVC), nailon, viskoosi, selluloidi, silikoni
 silloittuvat tekniset polymeerit: vulkanoitu kumi, bakeliitti, kevlar, epoksimuovit...

Polymeerit muodostuvat monomeerien polymeroinnissa. Polymeereja kuvataan kemiallisesti polymerointiasteella, moolimassajakaumalla, taktisuudella, kopolymeerijakaumalla, haarautumisasteella, pääteryhmillä, crosslinkingilla, kristalloinnilla sekä termisillä ominaisuuksilla, kuten lasisiirtymälämpötila ja sulamislämpötila. Liuoksissa polymeereillä on erityiset ominaisuudet niiden liukoisuuden, viskositeetin ja geeliytymisen perusteella.

 Lähteet 
 Helsingin yliopiston polymeerikemian laboratorion opinto-opas

 Aiheesta muualla 

*