Avainero polymeerin ja makromolekyylin välillä on, että polymeeri on makromolekyyli, jossa on koko molekyylirakenteessa toistuva yksikkö nimeltä monomeeri, kun taas jokaisen makromolekyylin rakenteessa ei ole monomeeriä.
Polymeerin ja makromolekyylin välinen ero johtuu siitä, että polymeeri on makromolekyylien alajako. Makromolekyylit ovat erittäin suuria molekyylejä, joilla on korkea molekyylipaino. Lisäksi voimme jakaa makromolekyylin kahteen pääluokkaan sen rakenteen mukaan. Ne ovat nimittäin polymeroituneita molekyylejä ja polymeroimattomia molekyylejä. Toisa alta polymeeri muodostuu pienten molekyylien, jotka ovat monomeerejä, polymeroitumisesta. Mutta kaikki makromolekyylit eivät sisällä monomeeriyksikköä, joka toistuisi koko rakenteessaan.
Mikä on polymeeri?
Sana polymeeri tarkoittaa monia osia ("poly"=monta ja "mer"=osia); tämä termi on peräisin kahdesta kreikan sanasta "polus" (=monta) ja "meros" (=osat). Polymeeri on v altava molekyyli, joka sisältää identtisiä rakennuspalikoita. Jokaisella polymeerillä on toistuva yksikkö, jota kutsutaan monomeeriksi. Lisäksi on olemassa luonnossa esiintyviä polymeerejä sekä keinotekoisesti syntetisoituja polymeerejä. Esimerkiksi sellakka, villa, silkki, luonnonkumi ja meripihka ovat eräitä luonnollisia polymeerejä. Selluloosa on toinen luonnollinen polymeeri, jota voimme löytää puusta ja paperista. Myös biopolymeerejä esiintyy biologisissa systeemeissä; proteiinit (polyamidit), nukleiinihapot (polynukleotidit) ja hiilihydraatit ovat muutamia esimerkkejä biopolymeereistä.
Lisäksi nykymaailmassa on olemassa suuri määrä keinotekoisia syntetisoituja polymeerejä, joilla on lukuisia käyttötarkoituksia jokapäiväisessä elämässämme. Nämä materiaalit ovat erittäin käteviä käyttää. Esimerkiksi polyeteeni, polypropeeni, polystyreeni, polyakryylinitriili, polyvinyylikloridi (PVC), synteettinen kumi ja fenoliformaldehydihartsi (bakeliitti) ovat joitain enimmäkseen runsaita keinotekoisia polymeerejä. Monet keinotekoisista polymeereistä eivät kuitenkaan ole biologisesti hajoavia.
vimeo.com/160880037
Polymeerien luokitus
Polymeerien ominaisuudet vaihtelevat molekyylin rakenteen ja sidostyypin mukaan. Myös polymeerien lisäys tapahtuu yleensä hiili-hiili-kaksoissidoksen poikki. Lisäksi se sisältää myös renkaiden avausjärjestelmät. Vinyylipolymeerit kuuluvat enimmäkseen tähän luokkaan.
| Polymeeri | Formula | Monomeeri |
|
Polyeteeni matatiheys (LDPE) |
–(CH2-CH2)n– |
eteeni CH2=CH2 |
|
Polyeteeni korkea tiheys (HDPE) |
–(CH2-CH2)n– |
eteeni CH2=CH2 |
|
Polypropeeni (PP) eri arvosanat |
–[CH2-CH(CH3)]n– |
propeeni CH2=CHCH3 |
|
Poly(vinyylikloridi) (PVC) |
–(CH2-CHCl)n– |
vinyylikloridi CH2=CHCl |
|
polystyreeni (PS) |
–[CH2-CH(C6H5)] n– |
styreeni CH2=CHC6H5 |
|
Polyakryylinitriili (PAN, Orlon, Acrilan) |
–(CH2-CHCN)n– |
akrylonitriili CH2=CHCN |
|
Polytetrafluorieteeni (PTFE, Teflon) |
–(CF2-CF2)n– |
tetrafluorieteeni CF2=CF2 |
|
Poly(vinyyliasetaatti) (PVAc) |
–(CH2-CHOCOCH3)n– |
vinyyliasetaatti CH2=CHOCOCH3 |
Lisäksi monet keinotekoiset polymeerit ovat kiinteitä aineita, joilla on erilaisia ja hyödyllisiä fysikaalisia ominaisuuksia. Useimmat niistä ovat inerttejä (vedenkestäviä, korroosionkestäviä), joustavia (elastisia) ja niillä on alhainen sulamispiste (voidaan muovata helposti).
Mikä on makromolekyyli?
Makromolekyyli on jättimäinen molekyyli, joka koostuu tuhansista atomeista. Sen molekyylipaino vaihtelee useista tuhansista useisiin miljooniin ja koko useista kymmenistä nanometreistä (nm) muutamaan senttimetriin (cm). Esimerkiksi hiilihydraatit, proteiinit, lipidit ja nukleiinihapot ovat joitain makromolekyylejä.
Kuva 01: Proteiini on makromolekyyli
Tässä jotkut makromolekyylit ovat toistuvan yksikön (monomeerin) kerrannaisia, ja ne ovat polymeerejä. Hiilihydraatit, proteiinit ja lipidit sisältävät monomeerejä. Emme kuitenkaan voi jakaa joitakin makromolekyylejä yksittäisiksi kokonaisuuksiksi; joissakin näistä molekyyleistä on makrosykliä. Esimerkiksi rasva on makromolekyyli, joka syntetisoituu neljän molekyylin (glyseroli ja 3-rasvahapot) kondensaatiolla, mutta se ei ole polymeeri.
Mitä eroa on polymeerillä ja makromolekyylillä?
Makromolekyyli ja polymeeri ovat molemmat jättimäisiä molekyylejä. Polymeeri on myös makromolekyyli, jossa on toistuva yksikkö, "monomeeri" koko molekyylirakenteessa. Kaikki makromolekyylit eivät kuitenkaan ole polymeerejä. Koska emme voi jakaa joitain niistä pieniin yksiköihin. Toisin sanoen jokaisen makromolekyylin rakenteessa ei ole monomeeriä. Siksi avainero polymeerin ja makromolekyylin välillä on, että polymeeri on makromolekyyli, jossa on toistuva yksikkö, jota kutsutaan monomeeriksi koko molekyylirakenteessa, kun taas jokaisen makromolekyylin rakenteessa ei ole monomeeriä. Toinen ero polymeerin ja makromolekyylin välillä on myös se, että makromolekyylit sisältävät sekä polymeerisiä että ei-polymeerisiä molekyylejä, mutta polymeerit sisältävät vain polymeroituneita molekyylejä.
Alla oleva infografiikka esittää polymeerin ja makromolekyylin erot taulukkomuodossa.
Yhteenveto – polymeeri vs makromolekyyli
Makromolekyyli on molekyyli, jolla on suuri molekyylipaino. Siksi molekyylipaino on tekijä, jolla on merkitystä makromolekyylissä. Toisin kuin makromolekyyleissä, polymeerillä voi kuitenkin olla suuri molekyylipaino tai ei. Se muodostuu toistamalla niiden rakenteessa pientä rakenneyksikköä. Siten useimmilla polymeereillä on suuri molekyylipaino. Lisäksi polymeeri, jolla on erittäin suuri molekyylipaino, on makromolekyyli. Toisa alta makromolekyyleissä voi olla polymeroituneita tai polymeroimattomia molekyylejä. Siksi lyhyesti sanottuna, jos polymeerillä on suhteellisen korkea molekyylipaino, nimeämme sen makromolekyyliksi. Näin ollen tämä tiivistää eron polymeerin ja makromolekyylin välillä.
