聚合物是一种大分子，由连接的重复亚单位的链或环组成，称为单体。聚合物通常具有高熔点和高沸点。由于分子由许多单体组成，聚合物往往具有高分子量。

polymer一词来源于希腊语前缀poly-，意为“许多”，后缀mer，意为“部分”。该词由瑞典化学家Jons Jacob Berzelius（1779-1848）于1833年创造，尽管其含义与现代定义略有不同。1920年，德国有机化学家Hermann Staudinger（1881-1965）提出了聚合物作为大分子的现代理解。

聚合物的例子

聚合物可分为两类。天然聚合物（也称为生物聚合物）包括丝绸、橡胶、纤维素、羊毛、琥珀、角蛋白、胶原蛋白、淀粉、DNA和虫胶。生物聚合物在生物体中起着关键作用，如结构蛋白、功能蛋白、核酸、结构多糖和能量储存分子。

合成聚合物通常在实验室通过化学反应制备。合成聚合物的示例包括PVC（聚氯乙烯）、聚苯乙烯、合成橡胶、硅树脂、聚乙烯、氯丁橡胶和尼龙。合成聚合物用于制造塑料、粘合剂、油漆、机械零件和许多常见物体。

合成聚合物可分为两类。热固性塑料由液体或软固体物质制成，可通过加热或辐射固化而不可逆地转变为不溶性聚合物。热固性塑料具有刚性和高分子量。塑料变形时会变形，通常在熔化前会分解。热固性塑料的示例包括环氧树脂、聚酯、丙烯酸树脂、聚氨酯和乙烯基酯。胶木、Kevlar和硫化橡胶也是热固性塑料。

热塑性聚合物或热软化塑料是另一种合成聚合物。虽然热固性塑料是刚性的，但热塑性聚合物在冷却时是固体的，但在一定温度以上是柔韧的，可以模制。当热固性塑料固化时形成不可逆的化学键时，热固性塑料中的键会随着温度的升高而减弱。与热固性塑料不同的是，热固性塑料在加热时会分解而不是熔化，热塑性塑料会熔化成液体。热塑性塑料的示例包括丙烯酸、尼龙、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS和聚乙烯。

聚合物发展简史

天然聚合物自古以来就被使用，但人类有意合成聚合物的能力是一个相当新的发展。第一种人造塑料是硝化纤维素。1862年，英国化学家亚历山大·帕克斯（Alexander Parkes，1812-1890）发明了制造这种药物的方法。他用硝酸和溶剂处理天然聚合物纤维素。硝化棉经樟脑处理后产生赛璐珞，赛璐珞是一种广泛应用于电影工业的聚合物，可作为象牙的模塑替代品。当硝化纤维素溶解在乙醚和乙醇中时，它变成了火棉胶。这种聚合物从美国内战开始一直被用作外科敷料。

橡胶的硫化是聚合物化学的另一个重大成就。德国化学家弗里德里希·卢德斯多夫（Friedrich Ludersdorf，1801-1886）和美国发明家纳撒尼尔·海沃德（Nathaniel Hayward，1808-1865）独立发现，向天然橡胶中添加硫有助于防止其变粘。1843年英国工程师托马斯·汉考克（Thomas Hancock，1786-1865）和1844年美国化学家查尔斯·古德伊尔（Charles Goodyear，1800-1860）描述了通过添加硫磺和加热来硫化橡胶的过程。

虽然科学家和工程师可以制造聚合物，但直到1922年才有人提出了聚合物形成的解释。Hermann Staudinger提出共价键将长原子链连接在一起。除了解释聚合物的工作原理外，Staudinger还提出了大分子这个名称来描述聚合物。