พอลิเมอร์คือโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วยโครงสร้างที่ซ้ำกันซึ่งเรียกว่าโมโนเมอร์ ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าพอลิเมอไรเซชัน โมโนเมอร์เหล่านี้จะเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่ที่มีความยาว โครงสร้าง และความซับซ้อนแตกต่างกันไป พอลิเมอร์มีบทบาทสำคัญในทั้งบริบททางธรรมชาติและสังเคราะห์ รวมถึงชีววิทยา การแพทย์ วิศวกรรมศาสตร์ และผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน
พอลิเมอร์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ พอลิเมอร์ ธรรมชาติ และพอลิเมอ ร์สังเคราะห์ พอลิเมอร์ธรรมชาติ เช่น เซลลูโลส ดีเอ็นเอ และโปรตีน พบได้ในธรรมชาติและมีบทบาทสำคัญในการทำงานทางชีวภาพ ในทางกลับกัน พอลิเมอร์สังเคราะห์ ถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์และรวมถึงพลาสติก เช่น โพลีเอทิลีน โพลีสไตรีน และโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)
หัวใจสำคัญของเคมีพอลิเมอร์คือแนวคิดเรื่อง โมโนเมอร์ ซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่สามารถจับกับโมโนเมอร์อื่นๆ เพื่อสร้างพอลิเมอร์ กระบวนการพอลิเมอไรเซชันมีสองประเภทหลัก ได้แก่ พอลิเมอไรเซชันแบบเติม และ พอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่น
คุณสมบัติของพอลิเมอร์ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและองค์ประกอบ ซึ่งสามารถจำแนกได้กว้างๆ เป็น เทอร์โมพลาสติก และ พอลิเมอร์เทอร์โมเซตติง
คุณสมบัติสำคัญอื่นๆ ได้แก่ ความยืดหยุ่น ความเป็นพลาสติก ความเหนียว และ ความทนทาน ซึ่งแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละโพลิเมอร์
พอลิเมอร์มีการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจากคุณสมบัติที่หลากหลาย การใช้งานทั่วไปมีดังนี้:
นักเคมีพอลิเมอร์สามารถปรับคุณสมบัติเหล่านี้ได้โดยการเปลี่ยนชนิดของโมโนเมอร์ เปลี่ยนแปลงการจัดเรียงของสายพอลิเมอร์ เติมสารตัวเติมหรือพลาสติไซเซอร์ และควบคุมความเป็นผลึก ความสามารถในการ "ออกแบบ" พอลิเมอร์ในระดับโมเลกุลนี้เองที่ช่วยให้สามารถสร้างวัสดุที่มีความแข็งแรง ความยืดหยุ่น ความโปร่งใส หรือสภาพนำไฟฟ้าเฉพาะเจาะจงได้
การใช้พอลิเมอร์สังเคราะห์อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะพลาสติก ก่อให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน ความพยายามในการแก้ไขปัญหาเหล่านี้ประกอบด้วยการพัฒนาพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ การรีไซเคิล และวิธีการสังเคราะห์พอลิเมอร์อย่างยั่งยืน
พอลิเมอร์มีบทบาทสำคัญในสังคมยุคใหม่ โดยมีการประยุกต์ใช้งานครอบคลุมแทบทุกแง่มุมของชีวิตประจำวัน การทำความเข้าใจคุณสมบัติทางเคมีของพอลิเมอร์ รวมถึงการสังเคราะห์ คุณสมบัติ และการประยุกต์ใช้งาน ช่วยให้สามารถพัฒนาวัสดุใหม่ๆ ที่ตอบสนองความต้องการเฉพาะเจาะจงได้ ในขณะที่เราก้าวสู่อนาคตที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น การศึกษาพอลิเมอร์จะยังคงเป็นสาขาสำคัญที่จะช่วยสร้างสมดุลระหว่างประโยชน์ของการใช้พอลิเมอร์กับความจำเป็นในการปกป้องสิ่งแวดล้อม
