Polimer

Monomer denilen küçük moleküllerden meydana gelen büyük moleküllerin zincir yapısında bulunduğu tabiî veya sun’î bir madde (Bkz. Kauçuk, Naylon). Tabiî polimerler hayâtî önem taşıyan proteinleri ve nükleik asitleri; bitkilerde bulunan selüloz ve kauçuğu; silis, feldispat ve yeryüzü kabuğunda bulunan diğer mineralleri yapısında bulundurur. Sun’î polimerler, plâstik ve sun’î kauçuk olarak; naylon gibi sentetik lifler olarak; cila ve boya gibi yüzey cilâlanmasında ve kaplanmasında kullanılan maddeler olarak karşımıza çıkar.

Polimerlerin elde edilişi: Esas olarak düşük molekül ağırlığına sâhip monomerlerin kimyâsal yolla birleştirilmesi, yâni polimerize edilmesiyle elde edilir. Polimerizasyon iki türde olur. Biri “katılma polimerizasyonu” veya “zincir reaksiyonu polimerizasyonu” olarak isimlendirilir. Diğeriyse “kondensasyon polimerizasyonu” veya adım reaksiyon polimerizasyonu”dur.

Katılma polimerizasyonu: Bu tür polimerizasyon bir monomerdeki çifte bağın (=) açılmasıyla meydana gelir. Mesela etilenin (CH2=CH2) polimerizasyonu, etilenin polietilene dönüştüğü, n(CH2=CH2) → (-CH2-CH2-)n reaksiyonu ile gösterilir. Ok işâretinden önceki parantez içindeki yapı etilen monomeridir. Ok işâretinden sonraki yapı ise tekrar eden birimi gösterir.

Bir polimeri diğer polimerden fark ettiren bu birim, polimer zinciri boyunca tekrarlanır. Bu polimerlerde, tekrarlayan birimin kimyâsal formülü bir monomere eşdeğerdir. Indis olan n ise, tekrarlanan birimin polimer zincirindeki sayısını belirtir. Tamamlanmış durumda, ilâve polimer yüzbinlerce tekrar eden birimlerden ibârettir ve moleküler ağırlığı birkaç milyona varır.

Kondenzasyon polimerizasyonu: Kondenzasyon polimerizasyonunda polimer, bir monomer çekirdeğine (R) bağlı iki fonksiyonel grup (reaktan) arasında, küçük bir molekülün (genellikle su) ortadan kaldırılmasını içine alan reaksiyonla meydana gelir. Kondenzasyonda bir molekül ortamdan ayrıldığı için, kondenzasyon polimerinin tekrar eden biriminin kimyâsal formülü, katılma formülü, katılma polimerizasyonunda olduğu gibi monomerin formülüyle aynı değildir.

Yaygın fonksiyonel gruplardan bâzıları; Karboksil grubu –COOH; hidroksil grupları –OH; amin grubu –NH2 ve izosiyanet grubu –NCO’dur. Yaygın bir kondenzasyon reaksiyonu –COOH grubu ile –OH grupları arasındaki –COOH+HO- → -COO- + H2O reaksiyonudur. Bu iki grup arasındaki polikondenzasyon reaksiyonu ise, tekrar eden birimde bağlantının -COO- ile belirdiği, bir poliyesteri meydana getirir.

Diğer bir yaygın kondenzasyon reaksiyonu ise –COOH ile– NH2 grupları arasındaki –COOH+H2N– → –CONH– +H2O reaksiyonudur. Bu iki grup arasındaki polikondenzasyon reaksiyonu dâimâ tekrarlanan birimleri arasındaki bağ –CONH– ile beliren bir poliamid (veya naylon) ile sonuçlanır. Fonksiyonel gruplar meydana gelecek kondenzasyon polimerinin türünü belirler. Böylece kondenzasyon polimerizasyonu ile özellikleri birbirinden çok farklı olan pekçok değişik polimer elde edilebilir.

Polimerlerin yapısı: Eğer polimer tek bir tekrar edene(veya aynı birime) sâhipse, “homoplimer” ismini alır. Eğer polimerin iki farklı tekrar eden birimi varsa “kopolimer” denir. Bunlar “doğrusal” polimer olabilir. Bu da özellikleri tekrar eden birimin zincir üzerinde bulunmasıdır. Bir kopolimer uzun bir zincir yapısına sâhip olup, tekrar eden birimler, meselâ A-B-B-B-A-A-B da olduğu gibi, rastgele yerleşmiştir. Eğer bir uzun zincirin dalları varsa “dallanmış polimer” denir. Eğer bu dallar uzun ve çok ise, bunlar birbirleriyle birleşebilir ve “karşılıklı bağlanmış polimer”i meydana getirirler.