Obyčejný polymer je dlouhá souvislá molekula sestávající z propojených samostatných menších částí - monomerů. Pokud je jedna makromolekula tvořena několika různými typy jednotlivých molekul, pak se jedná o kopolymer, který kombinuje dvě nebo více různých sloučenin.
Mohou být klasifikovány podle struktury a způsobu syntézy.
Normální kopolymery
Nejjednodušší a nejsrozumitelnější typ. V makromolekule s pravidelnou strukturou se monomery rovnoměrně střídají: 1-2-1-2-1-2… Z hlediska svých vlastností jsou běžné kopolymery výrazně lepší než nepravidelné: jsou tepelně stabilnější a mají lepší fyzikální a mechanické vlastnosti (elasticita, pevnost atd.). Obecná charakteristika kopolymeru se zpravidla skládá z vlastností odpovídajících homogenních polymerů a je někde uprostřed mezi nimi. Převládající metodou získávání je kopolykondenzace: když se spojí dvě různé molekuly monomeru, uvolní se jedna molekula vody.
Nejdůležitější polymery v průmyslu mají přesně stereoregulární strukturu. Nejčastěji se jedná o syntetické kopolymery-kaučuky,sestávající z butadienu a jednoho nebo více dalších monomerů:
- Styren-butadienový kaučuk je polykondenzační produkt butadienu a styrenu (vinylbenzen).
- Nitrilbutadienový kaučuk – existují různé druhy nepravidelných i pravidelných struktur (druhé samozřejmě mají mnohem lepší kvalitu). Monomer se skládá z molekul butadienu a akrylonitrilu.
- Kopolymer styren-akryl je výsledkem polykondenzace styrenu a methakrylátu, běžného druhu polymeru.
Vlákna jsou speciálním případem běžných kopolymerů.
Vláknina
Vlákna – polymery získané organickou syntézou pro použití v textilním průmyslu. Takzvané syntetické tkaniny se vyrábějí ze syntetických vláken. Od přírodních se liší lepšími mechanickými vlastnostmi (nemačivost, pevnost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti různým deformacím). Některá syntetická vlákna jsou kopolymery:
- nylon je polykondenzační produkt hexamethylendiaminu a kyseliny adipové;
- lavsan je monomer, který se skládá z kondenzovaného ethylenglykolu a kyseliny tereftalové.
Náhodné kopolymery
Získávají se stejným způsobem s tím rozdílem, že ve výsledné struktuře nemají monomery striktně střídané pořadí, ale jsou uspořádány náhodně. V tomto případě obecnou formu nového monomeru nezapisují, ale udávajíprocento molekul každého typu. Často může mít náhodný kopolymer dva nebo tři hlavní monomery a několik dalších, jejichž obsah se pohybuje v rozmezí 1-5% - používají se pro stabilizaci a další drobné úpravy vlastností polymeru.
První umělá pryž měla nepravidelnou strukturu. Jediný monomer - butadien - byl v řetězci v různých konfiguracích; došlo k náhodnému střídání jeho cis- a trans-izomerů, zatímco přírodní kaučuk obsahuje téměř pouze cis-butadien.
Nyní většina syntetických kaučuků s přísadami jsou náhodné kopolymery. Jedná se o fluorokaučuky, butylkaučuk, sestávající z kopolymerovaného isobutylenu a 1-5% isoprenu, kaučuky s přídavkem vinylchloridu, styrenu, akrylonitrilu a dalších polymerotvorných sloučenin. Existuje také takový polymer, nazývaný kaučuk, ale neobsahující butadien nebo isopren ve svém složení. Jedná se o kopolymer polypropylenu a polyethylenu, etylen-propylenového kaučuku. Skládá se, jak asi tušíte, z monomerů ethylenu a propylenu, které obsahují 40 až 70 % molární hmotnosti ethylenu.
Blokové kopolymery
Tento typ kopolymeru se vyznačuje tím, že ve finální struktuře nejsou monomery vzájemně smíchány, ale tvoří bloky. Každý blok je jedna látka v takovém množství, že plně odráží všechny vlastnosti svého běžného polymeru. Někdy mezi různými bloky může být jedna molekula jiné sloučeniny - síťující činidlo.
Blokové polymery jsou takzvané termoplastické elastomery. Tohle jesloučeniny bloků termoplastů - polystyren, polyethylen nebo polypropylen - a elastomerů - polymery butadienu a isoprenu, jejich náhodné kopolymery se styrenem, nám již známým kopolymerem etylen-propylen. Za normálních podmínek jsou termoplastické elastomery svými mechanickými vlastnostmi podobné elastomerům, ale při vysokých teplotách se mění v plastickou hmotu a lze je zpracovávat stejným způsobem jako termoplasty.
Roubované kopolymery
Kromě hlavní skupiny obsahují roubované kopolymery další větve - řetězce z jiných monomerů, kratší než je délka hlavního řetězce. Větve mohou být připojeny k molekulám střední skupiny.
Abyste získali roubovaný kopolymer, potřebujete nejprve hotový řetězec hlavního polymeru. Postranní řetězec k němu lze dále „přišít“dvěma různými způsoby: buď zavést do reakce monomer, který za určitých podmínek polymeruje a připojí se ve formě řetězce k hlavnímu polymeru, nebo „zasadit“hotový polymer. vytvořil krátký řetězec (oligomer) na hlavním polymeru přes mezilehlou skupinu.
Roubované kopolymery se vyrábějí za účelem provádění cílené modifikace základního polymeru. Využívá se takové vlastnosti, jako je aditivita vlastností roubovaných kopolymerů: jejich fyzikální a mechanické vlastnosti jsou určovány současně polymery hlavního i vedlejšího řetězce.
