塑膠瓶、尼龍繩、DNA 和纖維素。這些都是聚合物,是由稱為單體的重複結構單元所構成的大分子。這個字源自於希臘語,polys意為“多”,meros意為“部分”。聚合物可以是天然的,例如蛋白質和橡膠,也可以是合成的,例如聚乙烯和聚苯乙烯。它們在現代生活中無所不在。
聚合物是透過聚合反應形成的。加成聚合反應將含有雙鍵的單體(例如乙烯)連接起來,不會產生任何副產物。縮合聚合反應將含有官能基的單體(例如胺基酸或二元酸和二醇)連接起來,並釋放出水等小分子。聚合度決定了鍊長和聚合物的性質。鏈越長,材料強度越高,黏度越大。
聚合物的性質取決於單體、鍊長、支化程度和分子間作用力。聚乙烯柔韌而堅韌;聚丙烯較硬;聚苯乙烯剛性且透明;尼龍強度高且富彈性;聚四氟乙烯化學性質穩定且不黏。透過共聚不同的單體,化學家可以製備出具有特定性能的材料。例如,嵌段共聚物可以自組裝成奈米結構。
聚合物廣泛應用於包裝、紡織、建築、醫療及電子等領域。它們輕巧、耐用且價格低廉。然而,由於許多聚合物無法生物降解,它們也是污染源之一。可回收和可生物降解聚合物的研究正在蓬勃發展。聚合物是一種用途廣泛的材料,它的發展歷程仍持續書寫。
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