پلیمرها مولکولهای بزرگی هستند که از واحدهای ساختاری تکرارشونده به نام مونومر تشکیل شدهاند. این مونومرها از طریق فرآیندی به نام پلیمریزاسیون به یکدیگر متصل میشوند و زنجیرههایی را تشکیل میدهند که میتوانند از نظر طول، ساختار و پیچیدگی متفاوت باشند. پلیمرها نقش حیاتی در زمینههای طبیعی و مصنوعی، از جمله زیستشناسی، پزشکی، مهندسی و محصولات روزمره ایفا میکنند.
پلیمرها به دو دسته اصلی تقسیم میشوند: طبیعی و مصنوعی . پلیمرهای طبیعی مانند سلولز، DNA و پروتئینها در طبیعت یافت میشوند و نقشهای اساسی در عملکردهای بیولوژیکی دارند. از سوی دیگر، پلیمرهای مصنوعی توسط انسان ساخته میشوند و شامل پلاستیکهایی مانند پلیاتیلن، پلیاستایرن و پلیوینیل کلراید (PVC) میشوند.
در قلب شیمی پلیمر، مفهوم مونومر وجود دارد، مولکولی کوچک که میتواند به مونومرهای دیگر متصل شود و یک پلیمر تشکیل دهد. دو نوع اصلی فرآیندهای پلیمریزاسیون ، پلیمریزاسیون افزایشی و پلیمریزاسیون تراکمی هستند.
خواص پلیمرها به ساختار و ترکیب آنها بستگی دارد. این مواد را میتوان به طور کلی به ترموپلاستیکها و پلیمرهای ترموست طبقهبندی کرد.
سایر خواص مهم شامل الاستیسیته ، شکلپذیری ، چقرمگی و دوام است که در بین پلیمرهای مختلف بسیار متفاوت است.
پلیمرها به دلیل خواص متنوع خود، طیف وسیعی از کاربردها را دارند. برخی از کاربردهای رایج عبارتند از:
شیمیدانان پلیمر میتوانند این خواص را با تغییر نوع مونومر، تغییر چیدمان زنجیرههای پلیمری، افزودن پرکنندهها یا نرمکنندهها و کنترل بلورینگی تنظیم کنند. این توانایی در «طراحی» پلیمرها در سطح مولکولی، همان چیزی است که امکان ایجاد موادی با استحکام، انعطافپذیری، شفافیت یا رسانایی خاص را فراهم میکند.
استفاده گسترده از پلیمرهای مصنوعی، به ویژه پلاستیکها، نگرانیهایی را در مورد آلودگی محیط زیست و پایداری ایجاد کرده است. تلاشها برای رفع این نگرانیها شامل توسعه پلیمرهای زیست تخریبپذیر، بازیافت و روشهای سنتز پایدار پلیمر است.
پلیمرها نقش ضروری در جامعه مدرن ایفا میکنند و کاربردهای آنها تقریباً در هر جنبهای از زندگی روزمره دیده میشود. درک شیمی پلیمرها، از جمله سنتز، خواص و کاربردهای آنها، امکان توسعه مواد جدیدی را فراهم میکند که نیازهای خاص را برآورده میکنند. همانطور که به سمت آیندهای پایدارتر حرکت میکنیم، مطالعه پلیمرها همچنان یک حوزه حیاتی خواهد بود و مزایای استفاده از پلیمر را با نیاز به حفاظت از محیط زیست متعادل میکند.