Polimery

Podział ze względu na pochodzenie

• polimery syntetyczne – polimery pochodzące w 100% z syntezy chemicznej zaczynającej się od prostych monomerów
• polimery naturalne (biopolimery) – polimery wytwarzane w 100% przez organizmy żywe, m.in. celuloza, białka, kwasy nukleinowe
• polimery modyfikowane – polimery naturalne sztucznie zmodyfikowane chemicznie, zwykle w celu zmiany ich własności użytkowych, m.in. octan celulozy, białko modyfikowane, skrobia modyfikowana

Podział ze względu na topologię

Struktury topologiczne polimerów ukazują architekturę oraz sposoby łączenia się z sobą poszczególnych merów.

Topologiczne parametry strukturalne cząsteczek:

• skład chemiczny
• konstytucja makrocząsteczek (rodzaje par atomów, rodzaje wiązań)
• rozmieszczenie centrów konfiguracyjnych.

Topologia związana ściśle ze strukturą:

• polimery liniowe – w których łańcuchy główne są proste i nie mają żadnych rozgałęzień, np. wysokociśnieniowy polietylen lub teflon
• polimery rozgałęzione – w których łańcuchy główne są rozgałęzione. Wyróżnia się tutaj:
  • polimery bocznołańcuchowe – w których krótkie, boczne łańcuchy są regularnie lub nieregularnie rozmieszczone wzdłuż głównego łańcucha
  • polimery rozgałęzione wielokrotnie (ang. hyperbranched) – w których występuje wiele wielokrotnych rozgałęzień i nie da się wyróżnić głównego łańcucha
  • polimery gwiaździste (gwiazdowe) – w których z jednego centralnego punktu wybiega kilka do kilkunastu „ramion”, będących zwykłymi liniowymi łańcuchami
• polimery drabinkowe – w których występują dwa równoległe łańcuchy główne połączone okresowo krótkimi bocznymi łańcuchami. Wyróżnia się formę całkowitą oraz częściową (bok tworzący szkielet jest od miejscami poprzerywany).
• polimery usieciowane – tworzące przestrzenną ciągłą sieć, w których nie da się wyróżnić pojedynczych cząsteczek. Dzieli się je na wysokiej i niskiej gęstości usieciowania.
• polimery cykliczne – stosunkowo rzadko spotykane, w którym zamiast liniowych cząsteczek występują ogromne cząsteczki cykliczne
• polimery katenanowe (katenany) – przypominające połączone ogniwa łańcucha. Cykliczne fragmenty przenikają się, tworząc długi łańcuch polimerowy.
• polimery rotaksanowe (rotaksany) – o strukturze szaszłykowej. Na łańcuch polimerowy „nawleczone” są krótkie cykliczne cząsteczki.
• polimery dendrymeryczne (dendrymery) – z jednego łańcucha rozchodzą się następne, a z nich kolejne – powstaje struktura przypominająca drzewo.

Dodatkowo rozpatruje się topologię polimerów ze względu na ograniczenia w przestrzeni, czyli jednowymiarowe – płaskie, dwuwymiarowe – czyli szczepione z płaskiej powierzchni oraz trójwymiarowe – szczepione na sferze.

Podział ze względu na jednorodność budowy chemicznej

Podział ten opiera się na tym, czy w łańcuchu polimeru występuje jeden mer, czy jest on zbudowany z bloków pochodzących od dwóch lub więcej monomerów. Polimery zbudowane z wielu bloków pochodzących od kilku monomerów nazywa się kopolimerami, zaś otrzymywane z jednego monomeru homopolimerami.

Kopolimery dzieli się z kolei na:

• kopolimery statystyczne – w których występują krótkie losowo przemieszane bloki pochodzące od poszczególnych merów
• kopolimery gradientowe – w których wstępują krótkie losowo przemieszane bloki, jednak na jednym z końców cząsteczki można znaleźć więcej bloków jednego rodzaju, a na drugim drugiego rodzaju
• kopolimery naprzemienne – w których ściśle naprzemiennie występują krótkie bloki pochodzące od poszczególnych merów
• kopolimery blokowe – w których występują długie bloki pochodzące z poszczególnych merów – zwykle tylko dwa lub trzy
• polimery szczepione – w których do głównego łańcucha są przyłączone bloki pochodzące od innego monomeru w formie bocznych odgałęzień.

Podział ze względu na budowę

Polimery organiczne

• poliolefiny – zawierające tylko węgiel i wodór, w których występują długie łańcuchy węglowe −C−C−C−. Najbardziej znanymi przykładami są polietylen, polipropylen i polistyren.
• polimery winylowe – otrzymywane w wyniku rozerwania wiązań C=C występujących w monomerach, w wyniku czego powstają długie łańcuchy węglowe. Formalnie rzecz biorąc, większość poliolefin również należy do polimerów winylowych, ale zazwyczaj rozumie się pod tą nazwą poliakrylan, polimetakrylan, poli(chlorek winylu) i tym podobne, a więc zawierające oprócz węgla i wodoru także inne atomy.
• polietery – w których w głównych łańcuchach występują wiązania eterowe. Najbardziej znanym przedstawicielem jest poli(tlenek etylenu).
• poliamidy – w których występuje wiązanie amidowe (−NH−C(O)−)
• poliuretany – w których występuje wiązanie uretanowe (−NH−C(O)−O−)
• poliestry – w których w głównych łańcuchach występuje wiązanie estrowe (−C(O)−O−)
• poliwęglany – w których występuje wiązanie węglanowe (−O−C(O)−O−)
• polipeptydy, poli(węglowodany), kwasy nukleinowe – wszystkie są biopolimerami

Polimery nieorganiczne

Są to polimery, w których w głównych łańcuchach nie występują atomy węgla. Należą do nich polisiloksany, polifosfazeny, wielosiarczki i wiele innych.

Podział ze względu na taktyczność

• polimery izotaktyczne – grupy boczne wyłącznie po jednej stronie łańcucha
• polimery syndiotaktyczne – grupy boczne naprzemiennie po obu stronach łańcucha
• polimery ataktyczne – losowe położenie grup bocznych

Podział ze względu na strukturę

• polimery krystaliczne – są to polimery o regularnej, liniowej budowie łańcucha lub zawierające grupy o dużej polarności, rozmieszczone równomiernie wzdłuż makrocząsteczki. Powstają one na skutek ruchów termicznych oraz sił oddziaływań międzycząsteczkowych skłębionych łańcuchów.
• polimery amorficzne – są to polimery amorficzne zwane również bezpostaciowymi zgodnie z zasadą termodynamiki są w stanie cieczy przechłodzonej. Makrocząsteczki przyjmują postać kłębka, tworząc struktury nieuporządkowane skłębione, o słabych oddziaływaniach energetycznych.