Полимеризација

Полимеризација — процес во кој доаѓа до сврзување на поголем број помали молекули (мономери), при што се образуваат големи молекули (полимери), без да се добиваат други производи.
Реакцијата може да се одвива со прости меѓусебни поврзувања, адиција на исти молекули или различни молекули или со кондензација т.е. со одземање на вода, амонијак или други едноставни соединенија. Полимерот има ист хемиски состав како и молекулата од која тој е настанат, но единствената разлика е во тоа што тој има поголема молекулска маса. Оваа реакција е од големо значење во органската хемија и на неа е заснована индустријата за производство на пластични маси.
Супстанцијата што стапува во реакција на полимеризација т.е. чиишто молекули се сврзуваат сами меѓу себе се вика мономер (μόνο – еден, μέρος – дел), а производот на полимеризација се вика полимер (πολύ- многу). Постојат итн. ко-полимери, кои се добиваат со полимеризација на два различни мономера. Покрај тоа, при некои полимеризации, можно е од мономерите, при образувањето на полимерот, да се издвојат мали молекули. Ваквата реакција се вика поликондензација. Постојат различни видови полимеризации во зависност од тоа кои честички учествуваат во процесот на полимеризација. Така на пример постои катјонска, анјонска и радикалска полимеризација.
Полимерите се супстанци изградени од молекули со многу големи релативни молекулски маси, во чиј состав влегуваат по меколку илјади идентични структурни единицитн. мономерни единици, кои во структурата наизменично е повторуваат. Затоа, за полимерите се користи и терминот макромолекули.
Постојат природни и синтетички полимери, но бројот на синтетички полимери е многу поголем. Синтетичките полимери се добиваат при посебни услови како, на пример, висока температура, присуство на катализатор итн.
Полимерите (било природните било синтетичките) имаат сосема различни својства од мономерите од кои се добиваат. Со регулирање на условите на полимеризација (температура, притисок и др.) може да се добијат полимери со точно определени својства. Полимерните материјали, кои уште се викаат и пластични маси, можат лесно да се обликуваати од нив да се прават предмети со различна форма, во различна големина и боја. Тие се отпорни на вода, атмосферски влијанија, на корозија, на голем број хемикалии, а некој од нив издржуваат големи температури. Сепак, секој полимер има свои специфични својства, па затоа тие имаат големо техничко-технолошко значење. Во последниве неколку години се добиени дури полимери што спроведуваат електрична струја.
1 Биополимери
Биополимерите се полимери што се добиени од живиот свет или пак лабораториски синтезирани полимери кои можат да вршат функции на поддржување на животот во живите организми.
* Биополимерите имаат примена во медицината и фармацијата како материјали, носители на лекарства, со цел да се постигне продолжено дејство на лекот (забавена и рамномерна апсорпција).
* Биополимерите се користат за правање биолошки мембрани и вештачки органи (залистоци за срце, стентови, вештачки коски, вештачка кожа и др.)
Биополимерите во иднина треба да добијат широка еколошка поддршка, бидејќи тие треба да ги заменат досегашните пластични материјали за амбалажа, заради нетоксичната и брзата деградација во природата.
2 Полимери
Како што е нагласено на почетокот, полимерите се органски соедниненија составени од долги молекуларни вериги. Кај молекулите на полимерот се разликува главна верига која содржи голем број на атоми, а најчесто се содржани и странични вериги чија должина по правило е многу помала од онаа на главната верига. Бидејќи главните вериги се многу долги и флексибилни, тие лесно се испреплетуваат.
Вообичаените полимери се составени од соединенија на јаглерод, меѓутоа полимери може да се добијат и од неоргански соединенија, како што се силикатите и силициумите. Има бројни природни полимери (белковина, целулоза, скроб итн.), но полимерните материјали кои се користат во индустријата и секојдневниот живот најчесто не се добиваат од природните полимери. Има два основни вида индустриски важни полимерни материјали: пластики и еластомери. Инаку, во практиката постои тенденција изразот пластика да се користи наместо полимер кога се зборува за полимерите применети за изработка на разни делови.
Пластиките се голема група различни синтетички материјали. Тие се поделени во две главни групи: термопластични и термостабилни, во зависност од нивното однесување при загревањето. За двете категории важна улога играат т.н. адитиви, кој овозможуваат подобрување на јакоста и крутоста, бојата и отпорноста на палење.
Еластомерите се полимери кои се одликуваат со големо реверзибилно издолжување и единствено топлотно однесување. Тие еластично се деформираат во голема мерка кога се оптоварени и може да се вратат во правобитниот облик по растворувањето. Еластомерите може да се издолжуваат најмалку 100%, а често и преку 1000%. Еластомери се природната и синтетичката гума.
Пластиките се важни технички материјали поради многу причини. Тие се одликуваат со најразлични особини. Во некои случаи се незаменливи со други материјали, а во многу случаи се јавуваат како релативно поевтини материјали. Нивната примена дава низа предности: намалување на масата, елиминирање на многу завршни операции при изработка на деловите, поедноставно составување на склоповите, намалување на буката, елиминирање на подмачкувањето итн. Поради тоа масовно се користат во многу индустриски гранки. Добар пример за примената, која постојано расте, е автомобилската индустрија, каде за последните три децении во многу автомобили вградувањето на пластичните материјали е многу зголемено и за повеќе од 12 пати. Тие многу се користат и во електротехниката и електрониката, најмногу поради нивните одлични изолаторски особини.
3 Спроводливи пластики
Најголем број од пластичните материјали се изолатори и затоа наоѓаат примена за производство на штекери и електрично кабли т.е. за изолација на металните жици. Зборот пластика секогаш асоцира на изолатор. Меѓутоа, во последните децении се добиени полимери т.е. пластични материјали што спроведуваат електрична струја. За ова откритие тројца хемичари ја добија Нобеловата награда за хемија за 2000 г. Спроводливите пластични материјали се полимери во чија структура има наизменични единечни и двојни врски и додатоци на мали количества определени супстанции. Вакви материјали за првпат се направени во средината на 1970-тите години со што се разви ново поле во хемијата и физиката – наука за спроводливи полимери.
Ова откритие важно од теоретска гледна точка, но уште поважна е можноста за практична примена на ваквите материјали. Тие можат да се користат за заштитни филтри против електромагнетното зрачење за сметачките монитори. Прозорските стакла превлечени со тенок филм од вакви материјали можат да се осветлуваал или затемнуваат во зависност од јачината на светлината. Исто така, важни се за изработка на сончеви ќелии, екрани за мобилни телефони и мини телевизиски и сметачки монитори. Најголема перспектива се гледа во можноста од нив да се изработуваат делови во електорниката што ќе се сотојат само од една молекула.