Бурное развитие полимерной промышленности стартовало около 100 лет назад. Химики-органики чуть ли не ежедневно синтезировали новые соединения, обладающие уникальными свойствами. Современные пластмассы по прочности не уступают металлу и лишены всех недостатков, свойственных традиционным строительным и конструкционным материалам. Сегодня никого не удивить самолетом с пластиковым фюзеляжем или морским судном с полимерным днищем. Помимо уникальных физико-химических свойств пластик обладает еще одной важнейшей характеристикой, а именно – относительно невысокой стоимостью.
Однако, появление полимеров и массовое производство из них спровоцировали серьезные экологические проблемы, которые все чаще переходят в разряд экологических катастроф.
Что такое полимеры?
С химической точки зрения полимеры классифицируются как высокомолекулярные соединения, состоящие из многократно повторяющихся структурных фрагментов – мономеров. Отличительная черта молекулы полимера – огромная молекулярная масса, в десятки и сотни раз превышающая массу атомов самых тяжелых металлов. Обычно школьные знания о полимерах ограничиваются несколькими самыми распространенными наименованиями, на самом деле количество синтезированных и описанных соединений давно перевалило за 10000. Чтобы как-то систематизировать полимеры, в органической химии принята определенная классификация по следующим признакам:
- химический состав (органические, неорганические, элементорганические);
- происхождение (природные, искусственно модифицированные, синтетические);
- строение главной цепи (гомоцепные и гетероцепные);
- пространственная структура (стереорегулярные и нестереорегулярные);
- структура макромолекулы (линейная, разветвленная, лестничная и т.п.);
- способ получения (полимеризация или поликонденсация);
- устойчивость к температуре (термопластичные, термореактивные).
Разнообразный состав и строение определяют широчайший диапазон физико-химических свойств. Важнейшими характеристиками пластмасс являются способность к пленкообразованию или формированию волокон, прочность в определенном направлении, эластичность, изоляционные свойства. Полимеры могут находиться в нескольких агрегатных состояниях, причем некоторые из них по-настоящему уникальны (например, вязкотекучая жидкость или эластичное состояние, не свойственные ни одному низкомолекулярному соединению).