Полимерът е голям молекула съставени от вериги или пръстени от свързани повтарящи се субединици, които се наричат мономери. Полимерите обикновено имат високо топене и точки на кипене. Тъй като молекулите се състоят от много мономери, полимерите са склонни да имат висока молекулна маса.
Думата полимер идва от гръцкия префикс поли-, което означава "много", и наставката -мер, което означава "части." Думата е въведена от шведския химик Джонс Яков Берзелиус (1779-1848) през 1833 г., макар и с малко по-различно значение от съвременното определение. Съвременното разбиране на полимерите като макромолекули е предложено от немския органичен химик Херман Стаудингер (1881-1965) през 1920г.
Примери за полимери
Полимерите могат да бъдат разделени на две категории. Естествените полимери (наричани още биополимери) включват коприна, каучук, целулоза, вълна, кехлибар, кератин, колаген, нишесте, ДНК и шеллак. Биополимерите изпълняват ключови функции в организмите, действащи като структурни протеини, функционални протеини, нуклеинови киселини, структурни полизахариди и молекули за съхранение на енергия.
Синтетичните полимери се получават чрез химическа реакция, често в лаборатория. Примерите за синтетични полимери включват PVC (поливинилхлорид), полистирол, синтетичен каучук, силикон, полиетилен, неопрен и найлон. Синтетичните полимери се използват за направата на пластмаса, лепила, бои, механични части и много общи предмети.
Синтетичните полимери могат да бъдат групирани в две категории. Термореактивните пластмаси са направени от течно или меко твърдо вещество, което може да бъде необратимо променено в неразтворим полимер чрез втвърдяване с помощта на топлина или радиация. Термореактивните пластмаси са твърди и имат високо молекулно тегло. Пластмасата остава във форма, когато се деформира и обикновено се разлага преди да се стопи. Примерите за термореактивни пластмаси включват епоксидни, полиестерни, акрилни смоли, полиуретани и винилови естери. Бакелит, кевлар и вулканизиран каучук също са термореактивни пластмаси.
Термопластични полимери или термозакрепващите пластмаси са другият вид синтетични полимери. Докато термореактивните пластмаси са твърди, термопластичните полимери са твърди, когато се охлаждат, но са гъвкави и могат да бъдат формовани над определена температура. Докато термореактивните пластмаси образуват необратими химически връзки при втвърдяване, свързването в термопластиците отслабва с температурата. За разлика от термореактивите, които се разлагат, а не се стопяват, термопластиците се стопяват в течност при нагряване. Примерите за термопластиката включват акрил, найлон, тефлон, полипропилен, поликарбонат, ABS и полиетилен.
Кратка история на развитието на полимерите
Естествените полимери се използват от древни времена, но способността на човечеството за умишлено синтезиране на полимери е доста скорошно развитие. Първата изкуствена пластмаса беше нитроцелулоза. Процесът на неговото създаване е разработен през 1862 г. от британския химик Александър Паркс (1812-1890). Той третира естествената полимер целулоза с азотна киселина и разтворител. Когато нитроцелулозата е обработена с камфор, тя се получава целулоид, полимер, широко използван във филмовата индустрия и като заместител на слонова кост. Когато нитроцелулозата се разтвори в етер и алкохол, тя се превърна в колодион. Този полимер беше използван като хирургична превръзка, като се започне от американската гражданска война и след това.
Вулканизацията на каучук беше още едно голямо постижение в полимерната химия. Германският химик Фридрих Лудерсдорф (1801–1886) и американският изобретател Натаниел Хейуърд (1808–1865) откриха независимо, че добавят сяра естественият каучук помогна да не стане лепкава. Процесът на вулканизиране на каучук чрез добавяне на сяра и подаване на топлина е описан от британски инженер Томас Ханкок (1786–1865) през 1843 г. (патент на Обединеното кралство) и американският химик Чарлз Гудиър (1800–1860 г.) през 1844.
Докато учените и инженерите могат да правят полимери, чак през 1922 г. е предложено обяснение как се образуват. Херман Стадингер предложи ковалентни връзки, държани заедно дълги вериги от атоми. В допълнение към обяснението на това как работят полимерите, Стаудингер предлага също името макромолекули, за да опише полимерите.