Η βασική διαφορά μεταξύ πολυμερούς και μακρομορίου είναι ότι το πολυμερές είναι ένα μακρομόριο με μια επαναλαμβανόμενη μονάδα που ονομάζεται μονομερές σε όλη τη μοριακή δομή, ενώ δεν έχει κάθε μακρομόριο ένα μονομερές στη δομή του.
Η διαφορά μεταξύ πολυμερούς και μακρομορίου πηγάζει από το γεγονός ότι το πολυμερές είναι μια υποδιαίρεση του μακρομορίου. Τα μακρομόρια είναι εξαιρετικά μεγάλα μόρια με μεγάλο μοριακό βάρος. Επίσης, μπορούμε να υποδιαιρέσουμε ένα μακρομόριο σε δύο κύριες κατηγορίες ανάλογα με τη δομή του. Δηλαδή, είναι πολυμερισμένα μόρια και μη πολυμερισμένα μόρια. Από την άλλη πλευρά, το πολυμερές σχηματίζεται από τον πολυμερισμό μικρών μορίων, που είναι τα μονομερή. Όμως, όλα τα μακρομόρια δεν περιλαμβάνουν μια μονάδα μονομερούς που επαναλαμβάνεται σε όλη τη δομή του.
Τι είναι ένα Πολυμερές;
Η λέξη πολυμερές σημαίνει πολλά μέρη («πολυ»=πολλά και «μερ»=μέρη). Ο όρος αυτός προήλθε από δύο ελληνικές λέξεις «polus» (=πολλά) και «μέρος» (=μέρη). Το πολυμερές είναι ένα τεράστιο μόριο που περιέχει πανομοιότυπα δομικά στοιχεία. Κάθε πολυμερές έχει μια επαναλαμβανόμενη μονάδα που ονομάζεται μονομερές. Επιπλέον, υπάρχουν φυσικά πολυμερή καθώς και τεχνητά συντιθέμενα πολυμερή. Για παράδειγμα, το σέλακ, το μαλλί, το μετάξι, το φυσικό καουτσούκ και το κεχριμπάρι είναι μερικά από τα φυσικά πολυμερή. Η κυτταρίνη είναι ένα άλλο φυσικό πολυμερές που μπορούμε να βρούμε σε ξύλο και χαρτί. Επίσης, τα βιοπολυμερή απαντώνται σε βιολογικά συστήματα. πρωτεΐνες (πολυαμίδια), νουκλεϊκά οξέα (πολυνουκλεοτίδια) και υδατάνθρακες είναι λίγα παραδείγματα βιο-πολυμερών.
Εξάλλου, στον σύγχρονο κόσμο, υπάρχει μεγάλος αριθμός τεχνητών συνθετικών πολυμερών, τα οποία έχουν πολλές χρήσεις στην καθημερινή μας ζωή. Αυτά τα υλικά είναι πολύ βολικά στη χρήση. Για παράδειγμα, το πολυαιθυλένιο, το πολυπροπυλένιο, το πολυστυρόλιο, το πολυακρυλονιτρίλιο, το πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC), το συνθετικό καουτσούκ και η ρητίνη φαινόλης φορμαλδεΰδης (βακελίτης) είναι μερικά από τα τεχνητά πολυμερή που είναι κυρίως άφθονα. Ωστόσο, πολλά από τα τεχνητά πολυμερή δεν είναι βιοαποικοδομήσιμα.
vimeo.com/160880037
Ταξινόμηση πολυμερών
Οι ιδιότητες των πολυμερών ποικίλλουν ανάλογα με τη δομή και τον τύπο σύνδεσης του μορίου. Επίσης, η προσθήκη πολυμερών συνήθως συμβαίνει κατά μήκος του διπλού δεσμού άνθρακα-άνθρακα. Επιπλέον, περιλαμβάνει επίσης συστήματα ανοίγματος δακτυλίου. Τα πολυμερή βινυλίου ανήκουν κυρίως σε αυτήν την κατηγορία.
| Πολυμερές | Φόρμουλα | Μονομερές |
|
Πολυαιθυλένιο χαμηλή πυκνότητα (LDPE) |
–(CH2-CH2)n– |
αιθυλένιο CH2=CH2 |
|
Πολυαιθυλένιο υψηλή πυκνότητα (HDPE) |
–(CH2-CH2)n– |
αιθυλένιο CH2=CH2 |
|
Πολυπροπυλένιο (PP) διαφορετικοί βαθμοί |
–[CH2-CH(CH3)]n– |
προπυλένιο CH2=CHCH3 |
|
Πολυ(βινυλοχλωρίδιο) (PVC) |
–(CH2-CHCl)n– |
βινυλοχλωρίδιο CH2=CHCl |
|
Πολυστυρόλιο (PS) |
–[CH2-CH(C6H55)] n– |
στυρόλιο CH2=CHC6H5 |
|
Πολυακρυλονιτρίλιο (PAN, Orlon, Acrilan) |
–(CH2-CHCN)n– |
ακρυλονιτρίλιο CH2=CHCN |
|
Πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE, Teflon) |
–(CF2-CF2)n– |
τετραφθοροαιθυλένιο CF2=CF2 |
|
Πολυ(οξικός βινυλεστέρας) (PVAc) |
–(CH2-CHOCOCH3)n– |
οξικός βινυλεστέρας CH2=CHOCOCH3 |
Επιπλέον, πολλά τεχνητά πολυμερή είναι στερεά με διάφορες και χρήσιμες φυσικές ιδιότητες. Τα περισσότερα από αυτά είναι αδρανή (ανθεκτικά στο νερό, ανθεκτικά στη διάβρωση), εύκαμπτα (ελαστικά) και έχουν χαμηλό σημείο τήξης (μπορούν να καλουπωθούν εύκολα).
Τι είναι ένα μακρομόριο;
Το μακρομόριο είναι ένα γιγάντιο μόριο που αποτελείται από χιλιάδες άτομα. Έχει μοριακό βάρος που κυμαίνεται από αρκετές χιλιάδες έως αρκετά εκατομμύρια και το μέγεθος από αρκετές δεκάδες νανόμετρα (nm) έως μερικά εκατοστά (cm). Για παράδειγμα, οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και τα νουκλεϊκά οξέα είναι μερικά από τα μακρομόρια.
Εικόνα 01: Η πρωτεΐνη είναι ένα μακρομόριο
Εδώ, μερικά μακρομόρια είναι πολλαπλάσια μιας επαναλαμβανόμενης μονάδας (μονομερούς) και είναι τα πολυμερή. Οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες και τα λιπίδια περιέχουν μονομερή. Ωστόσο, δεν μπορούμε να υποδιαιρέσουμε ορισμένα μακρομόρια σε μεμονωμένες οντότητες. Μερικά από αυτά τα μόρια έχουν μακρόκυκλους. Για παράδειγμα, το λίπος είναι ένα μακρομόριο που συντίθεται με συμπύκνωση τεσσάρων μορίων (γλυκερόλη και 3-λιπαρά οξέα), αλλά δεν είναι πολυμερές.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πολυμερούς και μακρομορίου;
Το μακρομόριο και το πολυμερές είναι και τα δύο γιγάντια μόρια. Επίσης, το πολυμερές είναι ένα μακρομόριο με επαναλαμβανόμενη μονάδα, «μονομερές» σε όλη τη μοριακή δομή. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα μακρομόρια πολυμερή. Γιατί, δεν μπορούμε να χωρίσουμε μερικά από αυτά σε μικρές μονάδες. Δηλαδή, δεν έχει κάθε μακρομόριο ένα μονομερές στη δομή του. Ως εκ τούτου, η βασική διαφορά μεταξύ πολυμερούς και μακρομορίου είναι ότι το πολυμερές είναι ένα μακρομόριο με μια επαναλαμβανόμενη μονάδα που ονομάζεται μονομερές σε όλη τη μοριακή δομή, ενώ δεν έχει κάθε μακρομόριο ένα μονομερές στη δομή του. Επίσης, μια άλλη διαφορά μεταξύ πολυμερούς και μακρομορίου είναι ότι τα μακρομόρια περιλαμβάνουν τόσο πολυμερή όσο και μη πολυμερή μόρια, αλλά τα πολυμερή περιλαμβάνουν μόνο πολυμερισμένα μόρια.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τη διαφορά μεταξύ πολυμερούς και μακρομορίου σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Πολυμερές εναντίον Μακρομόριου
Μακρομόριο είναι το μόριο με μεγάλο μοριακό βάρος. Επομένως, το μοριακό βάρος είναι ο παράγοντας που έχει σημασία στο μακρομόριο. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα μακρομόρια, το πολυμερές μπορεί να έχει ή να μην έχει μεγάλα μοριακά βάρη. Σχηματίζεται επαναλαμβάνοντας μια μικρή δομική ενότητα στη δομή τους. Έτσι, τα περισσότερα από τα πολυμερή έχουν μεγάλο μοριακό βάρος. Επιπλέον, το πολυμερές που έχει πολύ μεγάλο μοριακό βάρος είναι ένα μακρομόριο. Από την άλλη πλευρά, μπορεί να υπάρχουν πολυμερισμένα ή μη πολυμερισμένα μόρια σε μακρομόρια. Επομένως, εν συντομία, εάν ένα πολυμερές έχει σχετικά υψηλό μοριακό βάρος, το ονομάζουμε μακρομόριο. Ως εκ τούτου, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ πολυμερούς και μακρομορίου.
