Das Wort Polymer leitet sich von den griechischen Wörtern "poly" ab, was "viele" bedeutet, und "mer", was "Teile" bedeutet. Polymere sind lange Ketten von Molekülen, die aus sich wiederholenden Einheiten kleinerer Moleküle bestehen, die als Monomere bezeichnet werden. Sie kommen entweder natürlich vor, wie DNA und Proteine, oder können synthetisch aufgebaut werden, wie Kunststoffe. Sie haben unterschiedliche strukturelle Eigenschaften, wie z. B. lineare Ketten, verzweigte Ketten oder komplexe Netzwerke, die zu den Eigenschaften beitragen, die sie aufweisen. Darüber hinaus definieren funktionelle Gruppen, die auf einem Polymer vorhanden sein können, deren Eigenschaften weiter. Die einzelnen Einheiten eines Polymers werden durch stabile kovalente Bindungen zusammengehalten, die entweder durch Additions- oder Kondensationspolymerisation entstehen.

Additions-Polymerisation

Eine zusätzliche Polymerisation tritt auf, wenn die Monomere, die an der Reaktion beteiligt sind, Doppelbindungen aufweisen. Diese Reaktion erfordert die Anwesenheit eines externen Moleküls, das ein ungepaartes Valenzelektron hat, um die Reaktion zu starten. Dieses ungepaarte Elektron ist hochreaktiv und bildet eine Bindung mit einer der Doppelbindungen in einem Monomer, was dazu führt, dass das Monomer ein ungepaartes Valenzelektron hat. Dieses ungepaarte Valenzelektron assoziiert sich dann mit einem anderen Monomer mit Doppelbindungen, was zu einer Kettenreaktion führt, bei der das Molekül immer wieder andere Monomere mit Doppelbindungen hinzufügt. Dies führt zur Bildung einer Kette von Monomeren, wobei das zuletzt hinzugefügte ein ungepaartes Valenzelektron aufweist. Diese Additionsreaktion wird so lange fortgesetzt, bis zwei Ketten mit ungepaarten Elektronen miteinander reagieren, um eine Bindung zu bilden. Dadurch werden alle ungepaarten Valenzelektronen eliminiert, was zum Abbruch der Reaktion führt.

Kondensationspolymerisation

Die Kondensationspolymerisation, auch als Stufenwachstumspolymerisation bekannt, erfordert einen Katalysator, wie eine Säure oder ein Enzym, und die Monomere müssen mindestens zwei reaktive funktionelle Gruppen, wie Amine oder Carbonsäuren, aufweisen. Funktionelle Gruppen auf Monomeren reagieren miteinander zu Bindungen wie Ester- oder Amidbindungen und gehen mit dem Verlust eines kleinen Moleküls, wie z.B. Wasser, einher. Die Kondensationspolymerisation ist im Vergleich zur Additionspolymerisation eine langsamere Reaktion und erfordert in vielen Fällen die Anwesenheit von Wärme.

Dieser Text wurde übernommen von Openstax, Chemie 2e, Kapitel 20.1: Kohlenwasserstoffe.