Rozgałęziony (lub rozgałęzionego ) polimeru jest polimer mający co najmniej jedno rozgałęzienie punkt między dwoma końcowymi grupami , punktem rozgałęzienia (zwany również punkt rozgałęzienia ) jest punktem w sieci, do którego łańcuch boczny jest przyłączony, zwany także gałęzi lub zawieszania łańcuch . Mówi się, że łańcuch boczny jest przeszczepem, gdy jego skład różni się od składu łańcucha głównego , termin wybrany przez analogię do szczepów w botanice.
W szczególnym przypadku polimerów łańcuch boczny oznacza podstawnik oligomeru lub polimeru przyłączony do łańcucha makrocząsteczkowego. Gałęzie oligomeryczne można nazwać rozgałęzieniami krótkimi, a rozgałęzienia polimerowe długimi.
Łańcuchów bocznych polimerów rozgałęzionych nie należy mylić z bocznymi (lub bocznymi) grupami polimerów liniowych. W przeciwieństwie do łańcuchów bocznych, grupy boczne są podstawnikami w łańcuchu, które nie są ani oligomerami, ani polimerami.
W zależności od możliwej obecności pseudo-centrum, o polimerach rozgałęzionych mówi się, że są liniowe lub kuliste .
| Główne konsekwencje | Bez drugorzędnych konsekwencji | Z wtórnymi konsekwencjami niedendrytycznymi | Z wtórnymi konsekwencjami dendrytycznymi | |
|---|---|---|---|---|
| Rozgałęzione polimery liniowe : łańcuch liniowy niesie główne gałęzie. | Losowy | Losowo rozgałęzione polimery bez rozgałęzień wtórnych | Losowo rozgałęzione polimery z rozgałęzieniami drugorzędnymi | |
| Regularny | Polimery szczepione, polimery grzebieniowe, polimery szczotkowe lub szczotkowe | Polimery dendronizowane (w języku angielskim) | ||
| Polimery kuliste : główny rdzeń niesie główne konsekwencje. | Losowy | Polimery hiperrozgałęzione | ||
| Regularny | Polimery gwiaździste | Dendrymery |
W polimerach liniowych łańcuch liniowy niesie rozgałęzienia. Mogą to być:
W globularnym polimerze rozgałęzienia wychodzą ze środka (lub pseudo-środka) polimeru. Te konsekwencje mogą być:
Poniższa tabela porównuje trzy rodziny polimerów kulistych:
| Polimer gwiazdowy | Polimer hiperrozgałęziony | Dendrymer | |
|---|---|---|---|
| Liczba etapów syntezy | Pojedynczy krok: synteza w jednym naczyniu | Pojedynczy krok: synteza w jednym naczyniu | Kilka kroków z oczyszczaniem między każdym krokiem |
| Struktura | Regularny | Losowy | Regularne i bardzo symetryczne |
| Serce | Środek | Pseudo-centrum | Środek |
| Pokolenie | Pseudo-generacja | Pokolenie | |
| Stopień połączenia (DB) | DB = 0 | 0 <DB <1 | Ogólnie DB = 1 |
| Indeks polimolekularności (I) | Polidyspersyjne: I> 1,05 | Generalnie monodyspersyjne: I między 1,00 a 1,05 |
Rozgałęzienie polimeru może być dobrowolne lub nie. Może to mieć miejsce podczas polimeryzacji lub modyfikacji chemicznej polimerów . Istnieją dwie główne metody syntezy polimerów rozgałęzionych: synteza rozbieżna i synteza zbieżna.
Rozgałęzienia zachodzi spontanicznie podczas polimeryzacji, jak to ma miejsce w przypadku rodnikowej polimeryzacji z etylenem w celu wytworzenia polietylen o małej gęstości (PE-BD). Aby zapobiec pojawianiu się rozgałęzień na łańcuchach polietylenu, konieczna jest polimeryzacja koordynacyjna .
Tworzenie konsekwencji odbywa się:
Można zastosować dwie wspomniane wcześniej metody:
Polimery kuliste otrzymywane są z monomerów typu AB x :
Synteza globularnych polimerów jest generalnie wykonywana:
Polimery rozgałęzione mogą być naturalne lub syntetyczne .
Istnieje bardzo duża ilość polimerów rozgałęzionych wytwarzane syntetycznie, to jest przykład: podczas wytwarzania politereftalanu etylenu (PET), to jest możliwe zastąpienie niewielkiej części glikolu etylenowego z gliceryną , która posiada trzy grupy hydroksylowe (-OH). Ta trójfunkcyjna jednostka pasuje do łańcucha i wiąże się z trzema grupami karboksylowymi (-COOH), tworząc punkt rozgałęzienia.
Najważniejszą zmianą właściwości wprowadzaną przez rozgałęzienia jest obniżenie krystaliczności, ponieważ polimery rozgałęzione nie mogą tak łatwo dopasować się do siatki krystalicznej jak polimery liniowe .