Polimer nedir? Ne işe yarar? Polimerin kimyasal özellikleri nelerdir? Polimerin çeşitleri nelerdir? Polimer hakkında genel ve temel tüm bilgiler.
Polimer, monomer adı verilen, çok sayıda basit birimin (molekül) birbirine bağlanmasıyla oluşmuş büyük moleküllü yapay ya da doğal bileşiklerin ortak adı. Polimerler ya aynı monomerin çok sayıdaki molekülünden ya da çoğunlukla olduğu gibi değişik monomer moleküllerinden oluşur. Protein, nükleik asit, selüloz gibi, canlıların temel yapıtaşı olan bileşikler, kuvars, feldispat gibi mineraller ve kâğıt, cam, beton, plastik, kauçuk gibi sanayi ürünleri polimer yapısında maddelerdir.
Canlıların yaşam sürecinde önemli rol oynayan pek çok doğal organik polimer vardır. Örneğin, bitkilerde hücre çeperlerinin temel bileşeni olan selüloz 3 bini aşkın glikoz molekülünün polimerleşmesiyle oluşmuş bir polisakarittir. Gene bitkilerde sık rastlanan odunözü üç boyutlu ağsı bir özelliğe sahip karmaşık yapılı, reçineler ise izopren denen hidrokarbonların oluşturduğu daha basit yapılı polimerlerdir. Bazı bitkilerin sütsü sıvılarından (lateks) elde edilen doğal kauçuk da izopren yapısındadır. Değerli bir besin kaynağı olan nişasta, selüloz gibi glikoz moleküllerinden oluşmuş bitkisel bir polimerdir. Öbür doğal poli-merlerden proteinler aminoasitlerden, hücrelerde genetik şifreyi taşıyan nükleik asitler ise nükleotitlerden oluşur.
Doğada pek çok inorganik polimer bulunur. Bunlardan elmas ve grafit karbon atomlarından oluşmuştur. Karbon atomları, bilinen en sert doğal madde olan elmasta üç boyutlu ağsı bir yapı, kurşun kalemlerin temel malzemesi olan grafitte ise yatay levhalar halinde düzenlenen altı birimli halkalar oluşturacak biçimde bağlanmıştır.
Laboratuvarlarda çeşitli yöntemler kullanılarak çok sayıda yapay polimer üretilmiştir. Etilen ve propilen gibi pek çok basit hidrokarbon bileşiği düz bir zincir oluşturacak biçimde polimerleştirilebilir. Örneğin, katılma polimerleşmesiyle üretilen polietilen uzun bir zincir biçiminde birleşmiş 10 bini aşkın etilen monomeri içerir.
Polietilen kısmi kristal yapıda, yarı saydam ve ısılyumuşar (termoplastik) bir maddedir.
Kaplamalarda, ambalaj malzemelerinde, kalıplanmış malzemelerde, şişe ve çeşitli kapların üretiminde kullanılır. Polietilen gibi kısmi kristal yapılı, yarı saydam bir madde olan polipropilen 50 bin ile 200 bin arasında monomerden oluşur. Bundan en çok dokuma sanayisinde ve kalıplanmış malzemelerin yapımında yararlanılır.
Gene katılma polimerleri olan polibütadien, poliizopren ve polikloropren yapay kauçuk üretiminde önemlidir. Polistiren gibi bazı polimerler ise ısılyumuşar olmalarının yanı sıra oda sıcaklığında camsı ve saydam olmalarıyla da ayırt edilir. Her renge boyanabilen bu bileşikler çeşitli oyuncak ve plastik eşyaların üretiminde kullanılır.
Etilen molekülündeki bir hidrojen atomunun yerini klor atomunun almasıyla vinil klorür, vinil klorürün polimerleşmesiyle de renksiz, sert, sağlam ve ısılyumuşar bir malzeme olan polivinil klorür (PVC) elde edilir. PVC köpük, ince katman ve elyaf gibi çok çeşitli biçimlerde üretilebilir. Etilen ve asetik asitin tepkimeye girmesi sonucunda elde edilen vinil asetatın polimerleşmesiyle de kaplama malzemesi ve yapıştırıcı olarak kullanılan yumuşak reçineler oluşur. Vinil asetatın vinil klorürle kopolimerleş-mesiyle ısılyumuşar özellikte pek çok polimer elde edilir. Çoğu polimerin ana zincirinde karbon atomuyla birlikte azot ya da oksijen atomları da bulunur. Örneğin, poliasetaller oksijen içeren makromoleküllü malzemelerdir. Poliasetallerin en basit üyesi, aşınmaya ve kimyasal çözücülerin etkisine karşı oldukça dayanıklı, erime noktası yüksek, kristal yapıda bir bileşik olan poliformaldehittir. Plastikler arasında metallere en çok benzeyen asetal reçineleri dişliler ve dişli yatakları gibi makine parçalarının üretiminde kullanılır.
Ester gruplarının art arda dizilmesiyle oluşan düz zincirli polimerlere poliester adı verilir.
Açık zincirli poliesterler renksiz, kristal yapılı ve termoplastik malzemelerdir. Yüksek molekül ağırlıklı (10 bin ile 15 bin arasında molekülden oluşan) poliesterler-den ince katmanların, kalıplanmış malzemelerin ve Dakron gibi liflerin üretiminde yararlanılır. Süt proteini olan kazein ile mısır proteini olan zein doğal poliamitlerdir. Bunlardan plastik, lif, yapıştırıcı ve kaplama malzemeleri üretilir. Yapay poliamitler arasında yer alan, termoset özellikteki üre-formaldehit reçineleri kalıplanmış malzemeler ve yapıştırıcılar ile kâğıt ve dokuma sanayisinde yararlanılan kaplama malzemelerinin üretiminde kullanılır; ayrıca, kontrplak ve katmanlı levha üretiminde de yararlanılır. Naylon adıyla anılan poliamit reçineler de çok önemli polimerlerdir. Yanıcı ve zehirli olmayan, renklendirilebilen, ısıya ve aşınmaya dayanıklı bu malzemeler en çok lif halinde dokumacılıkta kullanılır.
Bir başka önemli yapay organik polimerler ailesi ise üretan gruplarının zincir biçiminde birbirine eklenmesiyle oluşan poliüretanlardır. Poliüretanlardan esnek liflerin, kaplama malzemelerinin, yumuşak ve sert köpüklerin üretiminde yararlanılır. Organik ve inorganik bileşiklerin karışımından oluşan değişik tipte polimere de rastlanır. Bu sınıfın en tipik ve önemli üyesi, silikonlar olarak da bilinen polisilok-‘ sanlardır. Polisiloksanların yapısı, ardışık olarak dizilmiş silisyum ve oksijen atomu iskeletinden ve silisyum atomlarına bağlı organik gruplardan oluşur. Molekül ağırlığı düşük polisiloksanların yağ ve gresler halinde bulunmasına karşın, molekül ağırlığı yüksek olanlar çok düşük sıcaklıklarda bile yumuşak ve lastiksi özelliğini koruyan, yüksek sıcaklıklarda oldukça kararlı olan esnek malzemelerdir.
