ポリマーは、（数千から数百万までの範囲）高いモル質量を有することを特徴とする分子化合物であり、繰り返されるユニットの数が多いと呼ばれるモノマー、から成ります。
それらは大きな分子であるという特徴を持っているため、これらの種は高分子と呼ばれ、小さな分子で観察されるものとは非常に異なるユニークな特性を与えます。ガラス構造の成形。
同様に、それらは非常に大きな分子のグループに属しているため、分類を許可する必要が生じました。分類は、次の2つのタイプに分類されます。ナイロンやルーサイト（プレキシグラスとしてよく知られている）などの合成製造のもの。
学者たちは、1920年代に木材やゴムなどの物質の挙動を好奇心と戸惑いをもって観察したときに、ポリマーの背後にある科学の調査を始めました。そのため、当時の科学者たちは、日常生活に存在するこれらの化合物を分析し始めました。
これらの種の性質について一定のレベルの理解に到達することにより、それらの構造を理解し、既存の材料の開発と改善、および新しい材料の生産を促進できる高分子の作成を進めることができました。
同様に、多くの重要なポリマーは、その構造内に炭素原子に結合した窒素または酸素原子を含み、分子の主鎖の一部を形成していることが知られています。
モノマーの一部である主な官能基に応じて、それらに名前が付けられます。たとえば、モノマーがエステルで形成されている場合、ポリエステルが作成されます。
ポリマーの歴史
ポリマーの歴史は、最初の既知のポリマーへの参照から始めてアプローチする必要があります。
このように、古代から広く使用されてきた天然由来の特定の材料（セルロースや革など）は、主にポリマーで構成されています。
19世紀
考えられることとは逆に、ポリマーの組成は数世紀前までは不明であり、これらの物質がどのように形成されるかを決定し始め、人工的な製造を達成する方法を確立しようとさえしました。
「ポリマー」という用語が最初に使用されたのは1833年でした。スウェーデンの化学者JönsJacob Berzeliusが、同じ実験式を持ち、モル質量が異なる有機性の物質を指すために使用したためです。
この科学者は、「異性体」や「触媒作用」などの他の用語の作成も担当していました。ただし、当時、これらの表現の概念は、今日の意味とは完全に異なっていました。
天然高分子種の変換から合成高分子を得るためのいくつかの実験の後、これらの化合物の研究はより大きな関連性を獲得していました。
これらの調査の目的は、これらのポリマーの既知の特性を最適化し、さまざまな科学分野の特定の目的を果たすことができる新しい物質を得ることでした。
20世紀
ゴムが有機性の溶媒に可溶であり、その結果得られた溶液がいくつかの異常な特性を示したことを観察したところ、科学者たちは懸念し、それらを説明する方法を知りませんでした。
これらの観察を通じて、彼らはこのような物質がゴムとその特性を研究している間に観察することができたので、より小さな分子とは非常に異なる挙動を示すと推測しました。
彼らは、研究した溶液は粘度が高く、凝固点が大幅に低下し、浸透圧が小さいことを指摘した。このことから、非常に高いモル質量の溶質がいくつかあると推定できますが、学者たちはこの可能性を信じることを拒否しました。
これらの現象は、ゼラチンや綿などのいくつかの物質にも現れたため、当時の科学者は、これらのタイプの物質はC 5 H 8やC 10などの小さな分子単位の集合体で構成されていると考えていましたH 16、分子間力によって束縛されています。
この誤った考えは数年間続きましたが、今日まで続く定義は、ドイツの化学者であり、ノーベル化学賞を受賞したヘルマンシュタウディンガーによって与えられたものでした。
XXI世紀
共有結合で結ばれた高分子物質としてのこれらの構造の現在の定義は、1920年にシュタウディンガーによって造られました。
いわゆる「高分子化学」の開発が始まり、それ以来、世界中の研究者の関心を集めているだけであり、ジュリオナッタ、カールチーグラー、チャールズ・グッドイヤー、とりわけ以前に挙げられたものに加えて。
現在、高分子高分子は、高分子科学や生物物理学などのさまざまな科学分野で研究されており、さまざまな方法や目的で共有結合を介してモノマーを結合した結果として生じる物質が調査されています。
確かに、ポリイソプレンなどの天然高分子からポリスチレンなどの合成由来のものまで、シリコンをベースとするモノマーで構成されるシリコーンなどの他の種の重要性を損なうことなく、非常に頻繁に使用されています。
また、これらの天然および合成由来の化合物の大部分は、2つ以上の異なるクラスのモノマーで構成されており、これらのポリマー種にはコポリマーの名前が付けられています。
重合
ポリマーの主題を掘り下げるために、ギリシャ語のポリという用語「多」から来ているポリマーという言葉の起源について話すことから始める必要があります。そして単なる、それは何かの「部分」を指します。
この用語は、多くの繰り返し単位で構成された構造を持つ分子化合物を指すために使用されます。これにより、相対分子質量が大きくなり、これらの他の固有の特性が発生します。
したがって、ポリマーを構成する単位は、比較的小さい相対分子量を持つ分子種に基づいています。
この脈絡において、重合という用語は、合成ポリマー、より具体的にはこのタイプの高分子を得るために使用されるプロセスにのみ適用される。
したがって、重合とは、モノマーの組み合わせ（一度に1つずつ）から、対応するポリマーを生成するために使用される化学反応として定義できます。
したがって、ポリマーの合成は、主に2つのタイプの反応（付加反応と縮合反応）を介して行われます。これについては、以下で詳しく説明します。
付加反応による重合
このタイプの重合には、構造中に二重結合または三重結合を持つ不飽和分子、特に炭素-炭素の分子が関与しています。
これらの反応では、モノマーはそれらの原子のいずれかを排除することなく互いに結合し、小分子の排除を発生させることなく、開環または開環によって合成されたポリマー種を得ることができます。
速度論の観点から、この重合は、開始、伝播、終了の3段階の反応と見なすことができます。
最初に、反応の開始が起こり、開始剤と見なされる分子（R 2と表示）に加熱が加えられて、次のように2つのラジカル種が生成されます。
R 2 →2R∙
例としてポリエチレンの製造が示されている場合、次のステップは伝播です。形成される反応性ラジカルは、エチレン分子に対応し、次のように新しいラジカル種が形成されます。
R∙+ CH 2 = CH 2 →R - CH 2 -CH 2 ∙
この新しいラジカルは、その後、別のエチレン分子と結合します。このプロセスは、2つの長鎖ラジカルの結合が終了として知られる反応で最終的にポリエチレンを生成するまで連続的に続きます。
縮合反応による重合
縮合反応による重合の場合、一般に水である小分子の結果として生じる除去に加えて、2つの異なるモノマーの組み合わせが一般に起こります。
同様に、これらの反応によって生成されたポリマーは、その骨格の一部として、酸素や窒素などのヘテロ原子を持っていることがよくあります。また、その鎖の基部を表す繰り返し単位には、分解される可能性のあるモノマー内にあるすべての原子が含まれていないこともあります。
一方、最近になって開発された方法の中には、プラズマ重合が際立っており、その特性は先に説明したどのタイプの重合とも完全には一致していない。
このようにして、合成起源の重合反応（付加および縮合の両方）は、触媒種の非存在下または存在下で起こり得る。
縮合重合は、ダクロン（ポリエステルとして知られる）やナイロンなど、日常生活でよく見られる多くの化合物の製造に広く使用されています。
他の形態の重合
これらの人工ポリマー合成方法に加えて、生体高分子の研究を担当する研究分野として定義されている生物学的合成もあり、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、および多糖類の3つの主なカテゴリーに分類されます。
生体内では、デオキシリボ核酸（DNA）などのポリマーの生産におけるポリメラーゼ酵素などの触媒の存在を伴うプロセスを通じて、合成を自然に行うことができます。
他の場合では、生化学的重合で使用されるほとんどの酵素はタンパク質であり、これはアミノ酸に基づいて形成されるポリマーであり、生物学的プロセスの大部分で不可欠です。
これらの方法で得られる生体高分子物質に加えて、硫黄の存在下で天然由来のゴムを加熱することによって製造される加硫ゴムなど、商業的に非常に関連のあるものがあります。
したがって、天然由来のポリマーの化学修飾によるポリマー合成に使用される技術には、仕上げ、架橋および酸化があります。
ポリマーの種類
ポリマーの種類は、さまざまな特性に従って分類できます。たとえば、加熱に対する物理的な反応によって、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマーに分類されます。
さらに、それらが形成されるモノマーのタイプに応じて、それらはホモポリマーまたはコポリマーであり得る。
同様に、それらが製造される重合の種類に従って、それらは付加または縮合ポリマーであり得る。
同様に、天然または合成ポリマーは、それらの起源に応じて得ることができます。またはその化学組成に応じて有機または無機。
プロパティ
-その最も顕著な特徴は、その構造の基礎としてのそのモノマーの反復的な同一性です。
-その電気的特性は、その目的に応じて異なります。
-それらは、巨視的挙動を定義する弾性または牽引に対する抵抗などの機械的特性を示します。
-一部のポリマーは重要な光学特性を示します。
-彼らが持っている微細構造は、他の特性に直接影響します。
-ポリマーの化学的特性は、それらを形成する鎖間の魅力的な相互作用によって決まります。
-その輸送特性は分子間運動の速度に関連しています。
-その集約状態の動作は、その形態に関連しています。
ポリマーの例
存在する多数のポリマーには、次のものがあります。
ポリスチレン
さまざまな種類のコンテナ、および断熱材（水を冷やしたり氷を保管するため）として使用されるコンテナやおもちゃで使用されます。
ポリテトラフルオロエチレン
テフロンとしてよく知られており、電気絶縁体として、またローラーの製造や台所用品のコーティングに使用されています。
ポリ塩化ビニル
壁のチャネル、タイル、おもちゃ、パイプの製造に使用されるこのポリマーは、PVCとして商業的に知られています。
参考文献
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