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ポリマー(樹脂)の特徴、設計、合成方法などを簡単に説明。
ポリマーとは
ポリマー(polymer)とは、単量体(モノマー)が化学反応によって繰り返し結合し、長い分子鎖を形成した物質を指します。ポリマーは、自然界に存在する天然ポリマーや人工的に合成された人工ポリマーがあります。
ポリマーは現代社会において欠かせない材料であり、今後も環境負荷を軽減する「バイオポリマー」や「リサイクル可能なポリマー」の研究開発が進むことが期待されています。
ポリマーの特徴
- 高分子化合物:ポリマーは一般的に分子量が非常に大きく、その構造が繰り返し単位
(リピートユニット)で構成されています。 - 多様な性質:物理的・化学的特性は、ポリマーの種類や構造(直鎖型、分岐型、網目状)
によって異なります。 - 応用範囲の広さ:弾性や強度、耐久性などが調整可能で、さまざまな用途に利用されます。
ポリマーの分類
ポリマーは以下のように分類されます:
(1) 天然ポリマー
自然界に存在するもの。
- セルロース(植物の細胞壁成分)
- デンプン(エネルギー貯蔵物質)
- 天然ゴム(ゴムの木の樹液から得られる)
- タンパク質(アミノ酸からなるポリマー)
(2) 合成ポリマー
人工的に合成されたもの。
- プラスチック類(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)
- 合成繊維(ナイロン、ポリエステルなど)
- 合成ゴム(スチレン-ブタジエンゴムなど)
ポリマーの用途
ポリマーは日常生活や産業分野で広く利用されています。
例えば
・プラスチック製品(容器、パイプ、家電部品)
・繊維(衣類、ロープ、カーペット)
・ゴム製品(タイヤ、ゴムバンド)
・医療分野(人工関節、ドラッグデリバリーシステム)
・建築材料(接着剤、防水材)
ポリマーの重合
ポリマーの生成には、主に以下の化学反応が関与します:
・付加重合:モノマーの二重結合が開いて連鎖的に結合(例:ポリエチレン)。
・縮合重合:モノマーが結合する際に小分子(水など)が放出(例:ナイロン)。