Gelfand Center

Er zijn twee soorten polymeren: synthetische en natuurlijke. Synthetische polymeren zijn afgeleid van aardolie, en worden gemaakt door wetenschappers en ingenieurs. Voorbeelden van synthetische polymeren zijn nylon, polyethyleen, polyester, Teflon en epoxy. Natuurlijke polymeren komen in de natuur voor en kunnen worden gewonnen. Zij zijn vaak op waterbasis. Voorbeelden van in de natuur voorkomende polymeren zijn zijde, wol, DNA, cellulose en eiwitten.
In ons vorige hoofdstuk over netwerkpolymeren hebben we gevulkaniseerd rubber en pectine genoemd. Gevulkaniseerd rubber is een synthetisch (door de mens gemaakt) polymeer, terwijl pectine een voorbeeld is van een natuurlijk polymeer.
Rubber komt voor in de natuur en wordt geoogst als een latex (melkachtige vloeistof) van verschillende soorten bomen. Natuurlijk rubber afkomstig van boomlatex is in wezen een polymeer gemaakt van isopreen eenheden met een klein percentage onzuiverheden erin. Rubber kan ook door de mens worden gemaakt (gesynthetiseerd). Synthetisch rubber kan worden gemaakt uit de polymerisatie van een verscheidenheid van monomeren, waaronder isopreen.
Natuurlijk rubber is niet gemakkelijk te hanteren (het is plakkerig), noch heeft het zeer goede eigenschappen of duurzaamheid (het rot). Het wordt gewoonlijk gevulkaniseerd, een proces waarbij het rubber wordt verhit in aanwezigheid van zwavel, om de veerkracht, elasticiteit en duurzaamheid te verbeteren. Synthetisch rubber verdient de voorkeur omdat verschillende monomeren in verschillende verhoudingen kunnen worden gemengd, waardoor een breed scala van fysische, mechanische en chemische eigenschappen kan worden verkregen. De monomeren kunnen zuiver worden geproduceerd en de toevoeging van onzuiverheden of additieven kan door ontwerp worden gecontroleerd om optimale eigenschappen te verkrijgen.
Vulkanisatie, ook wel uitharding genoemd, is het chemische proces dat in de rubberindustrie wordt gebruikt waarbij individuele polyisopreenketens door chemische bindingen met andere polyisopreenketens worden verbonden (zie onderstaande reactievolgorde). De eigenlijke chemische verknoping gebeurt meestal met zwavel, maar er zijn ook andere technologieën die kunnen worden gebruikt. Vulkanisatie is een onomkeerbaar proces, zoals het bakken van een cake. De rubbermoleculen, die normaal zacht en veerkrachtig zijn, worden aan elkaar vastgemaakt, waardoor een harder materiaal ontstaat met een grotere duurzaamheid en chemische weerstand. Vulkanisatie verandert het oppervlak van het materiaal van zeer kleverig in een glad, zacht oppervlak dat zich niet hecht aan metalen of plastic substraten.

Bron: www.chemistrydaily.com.
Pectine is een polymeer met een lange keten dat bestaat uit pectinezuur- en pectinezuurmoleculen (zie onderstaande structuur). Omdat deze zuren suikers zijn, wordt pectine een polysaccharide genoemd. Het wordt verkregen uit de schillen van citrusvruchten en de resten van appels. In de plant/vrucht is pectine het materiaal dat de plantencellen aan elkaar bindt.

Bron: www.cybercolloids.net.
De pectineketens vormen een netwerk doordat sommige segmenten van de pectineketens zich door kristallisatie aaneenrijgen tot een driedimensionaal netwerk waarin water, suiker en andere materialen worden vastgehouden. De vorming van een gel wordt veroorzaakt door fysische of chemische veranderingen die de oplosbaarheid van de pectine verminderen, wat de vorming van kleine gelokaliseerde kristallen bevordert. De belangrijkste factor die van invloed is op de neiging van pectine tot gel is de temperatuur.
Wanneer een hete oplossing die pectine bevat wordt afgekoeld, wordt de beweging van de moleculen verminderd en wordt hun neiging om zich tot een gelnetwerk te verenigen vergroot. Dit vermogen maakt pectine tot een goed verdikkingsmiddel voor vele voedingsmiddelen, zoals gelei en jam. Als er voldoende suiker in het mengsel zit, vormt pectine een stevige gel.