Co to jest kopolimer?

W chemii polimer jest łańcuchem cząsteczek utworzonych przez połączenie wielu małych cząsteczek. Polimery występują w różnych odmianach, z których jednym jest kopolimer. Kopolimer powstaje, gdy dwa różne typy cząsteczek są połączone w tym samym łańcuchu polimeru.

Każdy z dwóch rodzajów cząsteczek nazywany jest monomerem, a układ monomerów prowadzi do różnych kategorii i podkategorii kopolimerów. Na przykład, naprzemienny kopolimer składa się z regularnie zmieniających się monomerów A i B, więc łańcuch kopolimeru brzmi: ABABABAB. Losowy kopolimer to taki z losowymi sekwencjami A i B, taki jak BAAABABAABB. Okresowe kopolimery są jeszcze bardziej skomplikowane, ponieważ składają się z monomerów A i B ułożonych w powtarzającej się sekwencji. Na przykład, jeśli sekwencja A i B opisana w drugim przykładzie powyżej miałaby się powtarzać bez zmiany, mimo że sama sekwencja wydaje się losowa, byłby to okresowy kopolimer.

Kopolimery blokowe mają być może najprostszą strukturę, ale także najdziwniejsze cechy. Te kopolimery składają się z „bloków”, w których wszystkie jeden rodzaj monomeru są zgrupowane razem, a wszystkie te drugiego rodzaju są zgrupowane razem. To tak, jakby dwa zwykłe polimery zostały połączone na końcach. W tych związkach dwa monomery zachowują się w sposób, który naukowcy nazywają rozdziałem faz.

Rozdział faz to to samo, co dzieje się, gdy olej i woda - dwie niezgodne substancje - oddzielają się w pojemniku. Jednak związki w kopolimerach blokowych są ze sobą związane atomowo, więc zamiast wizualnie oddzielić jak olej i woda, rozdzielają się w skali mikroskopowej. To oddzielenie w blokach tworzy bardzo małe, ale bardzo sztywne struktury. Substancje te są na tyle silne, że niektóre rodzaje kopolimerów blokowych są stosowane w podeszwach obuwia i oponach samochodowych. Warto również zauważyć, że kopolimery blokowe mogą składać się nie tylko z dwóch monomerów, ale w niektórych przypadkach do pięciu lub więcej.

Innym sposobem kategoryzacji kopolimerów jest kształt struktur utworzonych przez łańcuchy polimerowe. Liniowe kopolimery są tylko jednym pojedynczym łańcuchem, podczas gdy rozgałęzione kopolimery mają główny łańcuch z innymi łańcuchami rozgałęzionymi w odstępach czasu. Powszechnym typem rozgałęzionego kopolimeru jest kopolimer szczepiony, w którym główny łańcuch składa się tylko z monomeru A, a rozgałęzienia składają się tylko z monomeru B.

W takim przypadku oba monomery mogą nadać właściwości gotowemu szczepionemu kopolimerowi. Jednym z przykładów byłby wysokoudarowy polistyren. Posiada główny łańcuch styropianowy, który nadaje materiałowi jego wytrzymałość. Na szkielecie styropianowym szczepione są łańcuchy złożonego polibutadienu, który nadaje materiałowi sprężystość, której brakuje zwykłemu styropianowi.