Gelfand Center

Det finns två typer av polymerer: syntetiska och naturliga. Syntetiska polymerer kommer från petroleumolja och tillverkas av forskare och ingenjörer. Exempel på syntetiska polymerer är nylon, polyeten, polyester, teflon och epoxi. Naturliga polymerer finns i naturen och kan utvinnas. De är ofta vattenbaserade. Exempel på naturligt förekommande polymerer är silke, ull, DNA, cellulosa och proteiner.
I vårt tidigare avsnitt om nätverkspolymerer nämnde vi vulkaniserat gummi och pektin. Vulkaniserat gummi är en syntetisk (konstgjord) polymer, medan pektin är ett exempel på en naturlig polymer.
Gummi finns i naturen och skördas som latex (mjölkig vätska) från flera typer av träd. Naturgummi som kommer från trädlatex är i huvudsak en polymer gjord av isoprenenheter med en liten andel föroreningar i den. Gummi kan också tillverkas (syntetiseras) av människan. Syntetiskt gummi kan tillverkas genom polymerisering av en mängd olika monomerer, inklusive isopren.
Naturgummi hanteras inte lätt (det är klibbigt) och har inte heller särskilt goda egenskaper eller hållbarhet (det ruttnar). Det vulkaniseras vanligen, en process där gummit värms upp i närvaro av svavel, för att förbättra dess elasticitet, elasticitet och hållbarhet. Syntetiskt gummi är att föredra eftersom olika monomerer kan blandas i olika proportioner vilket resulterar i ett brett spektrum av fysiska, mekaniska och kemiska egenskaper. Monomererna kan framställas rena och tillsats av föroreningar eller tillsatser kan kontrolleras genom design för att ge optimala egenskaper.
Vulkanisering, även kallad härdning, är den kemiska process som används inom gummiindustrin där enskilda polyisoprenkedjor kopplas samman med andra polyisoprenkedjor genom kemiska bindningar (se reaktionssekvensen nedan). Själva den kemiska tvärbindningen sker vanligtvis med svavel, men det finns andra tekniker som också kan användas. Vulkanisering är en irreversibel process, som att baka en kaka. De normalt mjuka och fjädrande gummimolekylerna låses ihop vilket resulterar i ett hårdare material med större hållbarhet och kemisk beständighet. Vulkanisering förändrar materialets yta från att vara mycket klibbig till en slät, mjuk yta som inte fäster på metall- eller plastunderlag.

Källa: www.chemistrydaily.com.
Pektin är en långkedjig polymer som består av pektinsyra- och pektinsyramolekyler (se strukturen nedan). Eftersom dessa syror är sockerarter kallas pektin för en polysackarid. Det erhålls från skal av citrusfrukter och rester av äpplen. I växten/frukten är pektin det material som håller ihop växtcellerna.

Källa: www.cybercolloids.net.
Pektinkedjorna bildar ett nätverk eftersom en del av segmenten i pektinkedjorna förenas med varandra genom kristallisering för att bilda ett tredimensionellt nätverk i vilket vatten, socker och andra material hålls kvar. Bildandet av en gel orsakas av fysiska eller kemiska förändringar som tenderar att minska pektinets löslighet och detta gynnar bildandet av små lokaliserade kristaller. Den viktigaste faktorn som påverkar pektins tendens att gelera är temperaturen.
När man kyler en varm lösning som innehåller pektin minskar molekylernas rörelse och deras tendens att kombinera sig till ett gelnätverk ökar. Denna förmåga gör pektin till ett bra förtjockningsmedel för många livsmedelsprodukter, som geléer och sylt. Om det finns tillräckligt med socker i blandningen bildar pektin en fast gel.