Polimer je velik molekula sastavljeni od lanaca ili prstenova povezanih ponavljajućih podjedinica, koje nazivamo monomerima. Polimeri obično imaju visok topljenje i vrelišta. Budući da se molekule sastoje od mnogih monomera, polimeri imaju tendenciju da imaju visoku molekulsku masu.
Riječ polimer dolazi od grčkog prefiksa poli-, što znači "mnogo", a sufiks -mer, što znači "dijelovi". Riječ je skovao švedski kemičar Jons Jacob Berzelius (1779.-1848.) 1833. godine, iako s nešto drugačijim značenjem od moderne definicije. Suvremeno razumijevanje polimera kao makromolekula predložio je njemački organski kemičar Hermann Staudinger (1881–1965) 1920. godine.
Primjeri polimera
Polimeri se mogu podijeliti u dvije kategorije. Prirodni polimeri (koji se nazivaju i biopolimeri) uključuju svilu, gumu, celulozu, vunu, amber, keratin, kolagen, škrob, DNK i šelak. Biopolimeri služe ključnim funkcijama u organizmima, djeluju kao strukturni proteini, funkcionalni proteini, nukleinske kiseline, strukturalni polisaharidi i molekule za skladištenje energije.
Sintetski polimeri dobivaju se kemijskom reakcijom, često u laboratoriju. Primjeri sintetskih polimera uključuju PVC (polivinilklorid), polistiren, sintetičku gumu, silikon, polietilen, neopren i najlon. Sintetički polimeri koriste se za izradu plastike, ljepila, boja, mehaničkih dijelova i mnogih uobičajenih predmeta.
Sintetski polimeri mogu se grupirati u dvije kategorije. Termoset plastika izrađena je od tekuće ili mekane čvrste tvari koja se nepovratno može pretvoriti u netopljivi polimer očvršćivanjem pomoću topline ili zračenja. Termosetna plastika obično je kruta i ima veliku molekulsku masu. Plastika ostaje u obliku kada se deformira i obično se raspada prije nego što se otopi. Primjeri termosetne plastike uključuju epoksi, poliester, akrilne smole, poliuretane i vinilne estere. Bakelit, kevlar i vulkanizirana guma također su termoset plastika.
Termoplastični polimeri ili su plastika za termoizolaciju druga vrsta sintetičkih polimera. Iako su termosetne plastike krute, termoplastični polimeri su čvrsti kad se ohlade, ali su gipki i mogu se oblikovati iznad određene temperature. Dok termoset plastika tvori nepovratne kemijske veze kad se očvrsne, vezanje u termoplastici slabi s temperaturom. Za razliku od termostata, koji se raspadaju, a ne rastope, termoplastika se zagrijavanjem rastopi u tekućinu. Primjeri termoplastike uključuju akril, najlon, teflon, polipropilen, polikarbonat, ABS i polietilen.
Kratka povijest razvoja polimera
Prirodni polimeri korišteni su od davnina, ali sposobnost čovječanstva da namjerno sintetizira polimere prilično je nedavni razvoj. Prvo je umjetna plastika bila nitroceluloza. Postupak njegove izrade osmislio je 1862. godine britanski kemičar Alexander Parkes (1812-1890). Prirodnu polimernu celulozu je tretirao dušičnom kiselinom i otapalom. Kad se nitroceluloza liječila kamforom, nastala je celuloid, polimer koji se široko koristi u industriji filmova i kao zamjena za bjelokosti. Kada se nitroceluloza otopila u eteru i alkoholu, postala je kolodion. Ovaj polimer korišten je kao kirurški zavoj, počevši od američkog građanskog rata i nakon toga.
Vulkanizacija gume bilo je još jedno veliko postignuće u polimernoj kemiji. Njemački kemičar Friedrich Ludersdorf (1801-1886) i američki izumitelj Nathaniel Hayward (1808-1865) neovisno su pronašli dodavanje sumpor prirodna guma pomogla je da ne postane ljepljiva. Postupak vulkanizacije gume dodavanjem sumpora i primjenom topline opisao je britanski inženjer Thomas Hancock (1786. - 1865.) 1843. (patent u Velikoj Britaniji) i američki kemičar Charles Goodyear (1800–1860) u 1844.
Iako su znanstvenici i inženjeri mogli izrađivati polimere, tek je 1922. predloženo objašnjenje kako su se formirali. Hermann Staudinger predložio je kovalentne veze držane zajedno u dugim lancima atoma. Osim što je objasnio kako polimeri rade, Staudinger je također predložio ime makromolekule za opisivanje polimera.