Un polimer ramificat (sau ramificat ) este un polimer care are cel puțin un punct de ramificare între cele două grupuri de capăt ale acestuia , un punct de ramificare (numit și punct de ramificare ) fiind un punct al unui lanț de care este atașat un lanț lateral , numit și ramificație sau agățat lanț . Se spune că lanțul lateral este o grefă atunci când compoziția sa este diferită de cea a lanțului principal , termen ales prin analogie cu grefele din botanică.
În cazul specific al polimerilor, o lanț lateral denotă un oligomer sau substituent polimeric atașat la un lanț macromolecular. Ramurile oligomerice pot fi numite ramuri scurte, iar ramurile polimerice pot fi numite ramuri lungi.
Lanțurile laterale ale polimerilor ramificați nu trebuie confundate cu grupurile laterale (sau pandantive) de polimeri liniari. Spre deosebire de lanțurile laterale, grupurile laterale sunt substituenți într-un lanț care nu sunt nici oligomeri, nici polimeri.
În funcție de prezența posibilă a unui pseudo-centru, se spune că polimerii ramificați sunt liniari sau globulari .
| Ramificații principale | Fără ramificații secundare | Cu ramificații secundare non-dendritice | Cu ramificații dendritice secundare | |
|---|---|---|---|---|
| Polimeri liniari ramificați : un lanț liniar transportă ramurile principale. | Aleatoriu | Polimeri ramificați aleatoriu fără ramuri secundare | Polimeri ramificați aleator cu ramuri secundare | |
| Regulat | Polimeri grefați, polimeri pieptene, perii sau perii polimeri | Polimeri dendronizați (în engleză) | ||
| Polimeri globulari : un nucleu central transportă ramificațiile principale. | Aleatoriu | Polimeri hiperamificați | ||
| Regulat | Polimeri stelari | Dendrimeri |
În polimerii liniari, lanțul liniar transportă ramurile. Acestea pot fi:
Într-un polimer globular, ramurile emană din centrul (sau pseudo-centrul) polimerului. Aceste ramificații pot fi:
Tabelul următor compară cele trei familii de polimeri globulari:
| Polimer stelar | Polimer hiperamificat | Dendrimer | |
|---|---|---|---|
| Numărul de pași de sinteză | Un singur pas: sinteza unui singur pot | Un singur pas: sinteza cu o singură oală | Mai multe etape cu purificare între fiecare etapă |
| Structura | Regulat | Aleatoriu | Regular și foarte simetric |
| Inima | Centru | Pseudo-centru | Centru |
| Generaţie | Pseudo-generație | Generaţie | |
| Grad de conexiune (DB) | DB = 0 | 0 <DB <1 | În general DB = 1 |
| Indicele de polimolecularitate (I) | Polidisperse: I> 1,05 | În general monodispers: I între 1,00 și 1,05 |
Ramificarea unui polimer poate fi sau nu voluntară. Poate avea loc în timpul polimerizării sau modificării chimice a polimerilor . Există două metode principale de sintetizare a polimerilor ramificați: sinteza divergentă și sinteza convergentă.
Ramificarea are loc spontan în timpul polimerizării, așa cum este cazul polimerizării radicale a etilenei pentru a forma polietilenă de densitate mică (PE-BD). Pentru a preveni apariția ramurilor pe lanțurile de polietilenă, este necesară polimerizarea coordonată .
Ramificațiile sunt formate:
Pot fi utilizate cele două metode menționate anterior:
Polimerii globulari sunt obținuți din monomeri de tip AB x :
Sinteza polimerilor globulari se face în general:
Polimerii ramificați pot fi naturali sau sintetici .
Există un număr foarte mare de polimeri ramificați produși sintetic, iată un exemplu: în timpul fabricării polietilen tereftalatului (PET), este posibil să se înlocuiască o mică fracțiune de etilen glicol cu glicerol care are trei grupe hidroxil (-OH). Această unitate trifuncțională se potrivește în lanț și se leagă de trei grupări carboxil (-COOH) pentru a forma un punct ramificat.
Cea mai importantă modificare a proprietății introdusă de ramuri este scăderea cristalinității, deoarece polimerii ramificați nu se pot potrivi la fel de ușor ca polimerii liniari într-o plasă de cristal .