פולימר רגיל הוא מולקולה רציפה ארוכה המורכבת מחלקים קטנים יותר מחוברים זה לזה - מונומרים. אם מקרומולקולה אחת נוצרת מכמה סוגים שונים של מולקולות בודדות, אז זהו קופולימר המשלב שתי תרכובות שונות או יותר.
ניתן לסווג אותם לפי המבנה ושיטת הסינתזה.
קופולימרים רגילים
הסוג הפשוט והמובן ביותר. במקרומולקולה בעלת מבנה רגיל, המונומרים מתחלפים באופן שווה: 1-2-1-2-1-2… מבחינת תכונותיהם, קופולימרים רגילים עדיפים באופן משמעותי על לא סדירים: הם יציבים יותר מבחינה תרמית ויש להם פיזיקאלי וטוב יותר. תכונות מכניות (גמישות, חוזק וכו'). המאפיין הכללי של קופולימר, ככלל, מורכב מהמאפיינים של הפולימרים ההומוגניים המתאימים ונמצא איפשהו באמצע ביניהם. השיטה השלטת להשגה היא קופוליקוננסציה: כאשר משולבות שתי מולקולות מונומר שונות, משתחררת מולקולת מים אחת.
לפולימרים החשובים ביותר בתעשייה יש מבנה סטריאו-רגיל בדיוק. לרוב מדובר בקופולימרים-גומי סינתטיים,המורכב מבוטאדיאן ומונומר אחד או יותר:
- גומי סטירן-בוטאדיאן הוא תוצר פולי עיבוי של בוטאדיאן וסטירן (וינילבנזן).
- גומי ניטריל בוטאדיאן - ישנם זנים של מבנים לא סדירים וגם של מבנים רגילים (האחרונים, כמובן, הרבה יותר איכותיים). המונומר מורכב ממולקולות בוטאדיאן ואקרילוניטריל.
- קופולימר סטירן-אקרילי הוא תוצאה של עיבוי רב של סטירן ומתאקרילט, סוג רגיל של פולימר.
סיבים הם מקרה מיוחד של קופולימרים רגילים.
סיבים
סיבים - פולימרים המתקבלים בסינתזה אורגנית לשימוש בתעשיית הטקסטיל. מה שנקרא בדים סינתטיים עשויים מסיבים סינתטיים. הם שונים מאלו הטבעיים באיכויות מכניות טובות יותר (אי-קמטים, חוזק, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני עיוותים שונים). כמה סיבים סינתטיים הם קופולימרים:
- ניילון הוא תוצר פולי עיבוי של הקסמתילנדיאמין וחומצה אדיפית;
- lavsan הוא מונומר המורכב מאתילן גליקול מעובה וחומצה טרפתלית.
קופולימרים אקראיים
הם מתקבלים באותו אופן עם ההבדל שבמבנה המתקבל, אין למונומרים סדר חילופין קפדני, אלא מסודרים באופן אקראי. במקרה זה, הם לא רושמים את הצורה הכללית של המונומר החדש, אלא מצייניםאחוז המולקולות מכל סוג. לעתים קרובות, קופולימר אקראי יכול להיות בעל שניים או שלושה מונומרים עיקריים ועוד כמה, שתכולתם נעה בין 1-5% - הם משמשים לייצוב והתאמות קטנות אחרות לתכונות הפולימר.
לגומי המלאכותי הראשון היה מבנה לא סדיר. המונומר היחיד - בוטאדיאן - היה בשרשרת בתצורות שונות; הייתה חילופין אקראי של ה-cis-וטרנס-איזומרים שלו, בעוד שגומי טבעי מכיל כמעט רק cis-butadiene.
כעת רוב הגומיות הסינתטיות עם תוספים הן קופולימרים אקראיים. מדובר בגומי פלואור, גומי בוטיל, המורכבים מאיזובוטילן קופולימר ו-1-5% איזופרן, גומיות בתוספת ויניל כלוריד, סטירן, אקרילוניטריל ותרכובות אחרות היוצרות פולימרים. יש גם פולימר כזה, הנקרא גומי, אך אינו מכיל בוטאדיאן או איזופרן בהרכבו. זהו קופולימר של פוליפרופילן ופוליאתילן, גומי אתילן-פרופילן. הוא מורכב, כפי שניתן לנחש, מהמונומרים של אתילן ופרופילן, המכילים בין 40 ל-70% מהמסה המולרית של אתילן.
בלוק קופולימרים
סוג זה של קופולימר מאופיין בכך שבמבנה הסופי המונומרים אינם מעורבים זה בזה, אלא יוצרים בלוקים. כל בלוק הוא חומר אחד בכמות כזו שהוא משקף במלואו את כל התכונות של הפולימר הרגיל שלו. לפעמים בין בלוקים שונים עשויה להיות מולקולה אחת של תרכובת אחרת - חומר צולב.
פולימרי בלוק הם מה שנקרא אלסטומרים תרמופלסטיים. זהתרכובות של בלוקים של תרמופלסטיים - פוליסטירן, פוליאתילן או פוליפרופילן - ואלסטומרים - פולימרים בוטאדיאן ואיסופרן, הקופולימרים האקראיים שלהם עם סטירן, הקופולימר אתילן-פרופילן שכבר ידוע לנו. בתנאים רגילים, אלסטומרים תרמופלסטיים דומים לאלסטומרים בתכונותיהם המכניות, אך בטמפרטורות גבוהות הם הופכים למסה פלסטית וניתן לעבד אותם באותו אופן כמו תרמופלסטיים.
קופולימרים גרפט
בנוסף לקבוצה הראשית, קופולימרים שתל מכילים ענפים נוספים - שרשראות ממונומרים אחרים, קצרים מאורך השרשרת הראשית. ניתן לחבר ענפים למולקולות של קבוצת ביניים.
כדי להשיג קופולימר שתל, תחילה צריך שרשרת מוכנה של הפולימר הראשי. יתרה מכך, ניתן "לתפור" אליה את השרשרת הצדדית בשתי דרכים שונות: או הכנסת מונומר לתגובה, שבתנאים מסוימים מתפלמר ומתחבר בצורה של שרשרת לפולימר הראשי, או "שתול" מונומר. נוצר שרשרת קצרה (אוליגומר) על הפולימר הראשי דרך קבוצת ביניים.
קופולימרי גרפט מיוצרים כדי לבצע שינוי ממוקד של פולימר עמוד השדרה. נעשה שימוש בתכונה כמו התוספת של המאפיינים של קופולימרים שתל: המאפיינים הפיזיקליים והמכאניים שלהם נקבעים בו זמנית על ידי הפולימרים של השרשרת הראשית והצדדית.
