Co je kopolymer?

V chemii je polymer řetězec molekul vytvořených spojením mnoha malých molekul dohromady. Polymery přicházejí v různých variantách, jedním druhem je kopolymer. Kopolymer se vyrábí, když jsou dva různé typy molekul spojeny do stejného polymerního řetězce.

Každý z těchto dvou typů molekul se nazývá monomer a uspořádání monomerů vede k různým kategoriím a podkategoriím kopolymerů. Například střídavý kopolymer sestává z pravidelně se střídajících monomerů A a B, takže řetězec kopolymeru jde: ABABABAB. Náhodný kopolymer je kopií s náhodnými sekvencemi A a B, jako je BAAABABAABB. Periodické kopolymery jsou ještě komplikovanější, protože sestávají z monomerů A a B uspořádaných v opakující se sekvenci. Například, pokud by se sekvence A a B popsaná ve druhém příkladu výše měla opakovat beze změny, i když se samotná sekvence zdá náhodná, jedná se o periodický kopolymer.

Blokové kopolymery mají snad nejjednodušší strukturu, ale také nejpodivnější atributy. Tyto kopolymery se skládají z „bloků“, kde jsou všechny typy monomerů seskupeny dohromady, přičemž všechny druhy druhého typu jsou seskupeny dohromady. Jako by na konci byly spojeny dva běžné polymery. V těchto sloučeninách se oba monomery chovají způsobem, který vědci nazývají separací fází.

Separace fází je to samé, co se stane, když se olej a voda - dvě nekompatibilní látky - oddělí v kontejneru. Sloučeniny v blokových kopolymerech jsou však atomově spojeny dohromady, takže místo toho, aby se vizuálně separovaly jako olej a voda, separují se v mikroskopickém měřítku. Toto oddělení v blocích vytváří velmi malé, ale velmi tuhé struktury. Tyto látky jsou dostatečně silné, že některé typy blokových kopolymerů se používají v podrážkách bot a automobilových pneumatik. Je také zajímavé poznamenat, že blokové kopolymery mohou být tvořeny nejen dvěma monomery, ale v některých případech až pěti nebo více.

Jiným způsobem kategorizace kopolymerů je tvar struktur vytvořených polymerními řetězci. Lineární kopolymery jsou pouze jedním řetězcem, zatímco rozvětvené kopolymery mají hlavní řetězec, zatímco ostatní řetězce se v intervalech rozvětvují na stranu. Běžným typem rozvětveného kopolymeru je roubovaný kopolymer, kde hlavní řetězec sestává pouze z monomeru A a větve sestávají pouze z monomeru B.

V tomto případě mohou oba monomery propůjčit finálnímu roubovanému kopolymeru vlastnosti. Jedním příkladem by byl vysoce nárazový polystyren. Má hlavní polystyrenový řetěz, který dává materiálu jeho sílu. Roubované na polystyrenový základní řetězec jsou řetězce sloučeniny polybutadienu, což dává materiálu odolnost, kterou běžnému polystyrenu postrádá.