Centrum Gelfanda

Istnieją dwa rodzaje polimerów: syntetyczne i naturalne. Syntetyczne polimery pochodzą z ropy naftowej i są wytwarzane przez naukowców i inżynierów. Przykłady polimerów syntetycznych to nylon, polietylen, poliester, teflon i epoksyd. Polimery naturalne występują w przyrodzie i mogą być wydobywane. Często są one na bazie wody. Przykładami naturalnie występujących polimerów są jedwab, wełna, DNA, celuloza i białka.
W poprzednim rozdziale dotyczącym polimerów sieciowych wspomnieliśmy o gumie wulkanizowanej i pektynie. Guma wulkanizowana jest syntetycznym (wytworzonym przez człowieka) polimerem, podczas gdy pektyna jest przykładem polimeru naturalnego.
Guma może występować w przyrodzie i być zbierana jako lateks (mleczna ciecz) z kilku rodzajów drzew. Kauczuk naturalny pochodzący z lateksu drzewa jest zasadniczo polimerem wykonanym z jednostek izoprenu z niewielkim procentem zanieczyszczeń w nim. Kauczuk może być również wytwarzany (syntetyzowany) przez człowieka. Kauczuk syntetyczny może być wytwarzany z polimeryzacji różnych monomerów, w tym izoprenu.
Kauczuk naturalny nie poddaje się łatwo obróbce (jest lepki), ani nie ma bardzo dobrych właściwości czy trwałości (gnije). Zwykle jest wulkanizowany, proces, w którym guma jest podgrzewana w obecności siarki, aby poprawić jej sprężystość, elastyczność i trwałość. Kauczuk syntetyczny jest preferowany, ponieważ różne monomery mogą być mieszane w różnych proporcjach, co skutkuje szerokim zakresem właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych. Monomery mogą być produkowane w czystej postaci, a dodawanie zanieczyszczeń lub dodatków może być kontrolowane przez projekt w celu uzyskania optymalnych właściwości.
Wulkanizacja, zwana również utwardzaniem, jest procesem chemicznym stosowanym w przemyśle gumowym, w którym poszczególne łańcuchy poliizoprenowe są łączone z innymi łańcuchami poliizoprenowymi za pomocą wiązań chemicznych (patrz sekwencja reakcji poniżej). Rzeczywiste sieciowanie chemiczne jest zwykle wykonywane za pomocą siarki, ale istnieją również inne technologie, które mogą być stosowane. Wulkanizacja jest procesem nieodwracalnym, jak pieczenie ciasta. Normalnie miękkie i sprężyste molekuły gumy zostają zablokowane razem, w wyniku czego powstaje twardszy materiał o większej trwałości i odporności chemicznej. Wulkanizacja zmienia powierzchnię materiału z bardzo lepkiej na gładką, miękką powierzchnię, która nie przylega do metalowych lub plastikowych podłoży.

Źródło: www.chemistrydaily.com.
Pektyna jest długołańcuchowym polimerem składającym się z cząsteczek kwasu pektynowego i pektynowego (patrz struktura poniżej). Ponieważ kwasy te są cukrami, pektyna jest nazywana polisacharydem. Pozyskuje się ją ze skórek owoców cytrusowych oraz z resztek jabłek. W roślinie/owocu, pektyna jest materiałem, który łączy komórki roślinne razem.

Źródło: www.cybercolloids.net.
Łańcuchy pektyn tworzą sieć, ponieważ niektóre segmenty łańcuchów pektyn łączą się ze sobą poprzez krystalizację, tworząc trójwymiarową sieć, w której utrzymywana jest woda, cukier i inne materiały. Tworzenie się żelu jest spowodowane zmianami fizycznymi lub chemicznymi, które mają tendencję do zmniejszania rozpuszczalności pektyny, co sprzyja tworzeniu się małych zlokalizowanych kryształów. Najważniejszym czynnikiem wpływającym na skłonność pektyny do żelowania jest temperatura.
Podczas chłodzenia gorącego roztworu zawierającego pektynę zmniejsza się ruch cząsteczek i zwiększa się ich skłonność do łączenia się w sieć żelową. Ta zdolność sprawia, że pektyna jest dobrym zagęszczaczem wielu produktów spożywczych, takich jak galaretki i dżemy. Jeśli w mieszaninie znajduje się wystarczająca ilość cukru, pektyna tworzy zwarty żel.

.