Egy közönséges polimer egy hosszú, folytonos molekula, amely összefüggő, különálló kisebb részekből – monomerekből – áll. Ha egy makromolekulát több különböző típusú egyedi molekula alkot, akkor ez egy kopolimer, amely két vagy több különböző vegyületet egyesít.
A szintézis szerkezete és módszere szerint osztályozhatók.
Szokásos kopolimerek
A legegyszerűbb és legérthetőbb típus. A szabályos szerkezetű makromolekulában a monomerek egyenletesen váltakoznak: 1-2-1-2-1-2… Tulajdonságukat tekintve a szabályos kopolimerek lényegesen felülmúlják a szabálytalanokat: termikusan stabilabbak, jobb fizikai ill. mechanikai tulajdonságok (rugalmasság, szilárdság stb.). A kopolimer általános jellemzője általában a megfelelő homogén polimerek tulajdonságaiból áll, és valahol a közepén van közöttük. A kinyerés domináns módja a kopolikondenzáció: ha két különböző monomer molekulát kombinálunk, egy vízmolekula szabadul fel.
A legfontosabb polimerek az iparban pontosan sztereoreguláris szerkezettel rendelkeznek. Leggyakrabban ezek szintetikus kopolimerek-gumik,butadiénből és egy vagy több egyéb monomerből áll:
- A sztirol-butadién gumi butadién és sztirol (vinilbenzol) polikondenzációs terméke.
- Nitril-butadién-kaucsuk – vannak szabálytalan és szabályos szerkezetűek is (ez utóbbiak természetesen sokkal jobb minőségűek). A monomer butadién és akrilnitril molekulákból áll.
- A sztirol-akril kopolimer a sztirol és a metakrilát polikondenzációjának eredménye, amely egy szokásos polimerfajta.
A szálak a szokásos kopolimerek különleges esetei.
Fibres
Szálak – szerves szintézissel nyert polimerek textiliparban történő felhasználásra. Az úgynevezett szintetikus szövetek szintetikus szálakból készülnek. A természetesektől jobb mechanikai tulajdonságokban (gyűrődésmentesség, szilárdság, kopásállóság, különféle alakváltozásokkal szembeni ellenállás) különböznek. Egyes szintetikus szálak kopolimerek:
- a nylon hexametilén-diamin és adipinsav polikondenzációs terméke;
- lavsan egy monomer, amely kondenzált etilénglikolból és tereftálsavból áll.
A
Véletlenszerű kopolimerek
Ugyanúgy kapjuk őket, azzal a különbséggel, hogy a kapott szerkezetben a monomereknek nincs szigorú váltakozási sorrendje, hanem véletlenszerűen vannak elrendezve. Ebben az esetben nem írják le az új monomer általános formáját, hanem jelzikaz egyes típusok molekuláinak százalékos aránya. Gyakran egy véletlenszerű kopolimernek két vagy három fő monomerje és még néhány fő monomerje lehet, amelyek tartalma 1-5% között van – ezeket stabilizálásra és a polimer tulajdonságainak egyéb kis módosítására használják.
Az első műgumi szabálytalan szerkezetű volt. Az egyetlen monomer - butadién - különböző konfigurációkban volt a láncban; cisz- és transz-izomerjei véletlenszerűen váltakoztak, míg a természetes gumi szinte csak cisz-butadiént tartalmaz.
Ma a legtöbb adalékanyagot tartalmazó szintetikus gumi véletlenszerű kopolimer. Ezek a fluorgumik, a kopolimerizált izobutilénből és 1-5% izoprénből álló butilkaucsuk, vinil-klorid, sztirol, akrilnitril és egyéb polimerképző vegyületek hozzáadásával készült gumik. Van egy ilyen polimer is, amelyet guminak neveznek, de összetételében nem tartalmaz butadiént vagy izoprént. Polipropilén és polietilén, etilén-propilén gumi kopolimerje. Mint sejthető, etilén és propilén monomerekből áll, amelyek az etilén moláris tömegének 40-70%-át tartalmazzák.
Block kopolimerek
E kopolimer típusra az a jellemző, hogy a végső szerkezetben a monomerek nem keverednek egymással, hanem blokkokat alkotnak. Minden blokk egy anyag olyan mennyiségben, hogy teljes mértékben tükrözi a közönséges polimer összes tulajdonságát. Néha a különböző blokkok között előfordulhat egy másik vegyület egy molekulája – egy térhálósító szer.
A blokkpolimerek az úgynevezett hőre lágyuló elasztomerek. Ezhőre lágyuló műanyagok - polisztirol, polietilén vagy polipropilén - és elasztomerek vegyületei - butadién és izoprén polimerek, ezek sztirollal alkotott random kopolimerjei, az általunk már ismert etilén-propilén kopolimer. Normál körülmények között a hőre lágyuló elasztomerek mechanikai tulajdonságaikban hasonlóak az elasztomerekhez, de magas hőmérsékleten plasztikus masszává alakulnak, és ugyanúgy feldolgozhatók, mint a hőre lágyuló műanyagok.
Graft kopolimerek
A főcsoporton kívül az ojtott kopolimerek további ágakat is tartalmaznak – más monomerekből származó láncokat, amelyek rövidebbek a főlánc hosszánál. A köztes csoport molekuláihoz ágak kapcsolódhatnak.
Ojtott kopolimer előállításához először egy kész láncra van szüksége a fő polimerből. Továbbá az oldalláncot kétféleképpen lehet hozzá "varrni": vagy monomert viszünk be a reakcióba, amely bizonyos körülmények között polimerizálódik, és lánc formájában a fő polimerhez kötődik, vagy egy kész polimert "ültet be" rövid láncú (oligomer) a fő polimerre egy köztes csoporton keresztül.
Ojtott kopolimereket állítanak elő a vázpolimer célzott módosítására. Olyan tulajdonságot használnak, mint az ojtott kopolimerek tulajdonságainak additivitása: fizikai és mechanikai jellemzőiket egyszerre határozzák meg a fő és az oldallánc polimerei.
