高分子材料とモノマーの違い

ポリマーとモノマーの大きな違いは、ポリマーが多数の分子の集合体であるのに対し、モノマーは1つの分子であること...

ポリマーとモノマーの大きな違いは、ポリマーが多数の分子の集合体であるのに対し、モノマーは1つの分子であることです。

モノマーやポリマーは、あらゆる面で重要です。ポリマーと聞くと、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロンなどの合成高分子を思い浮かべるのが自然だろう。これに加えて、糖質、タンパク質、核酸など、私たちの生活に欠かせない生体高分子と呼ばれる高分子があります。ポリマーはモノマーから構成されています。そのため、ポリマーとモノマーの違いを知ることは、その合成過程を理解する上でも重要である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ポリマーとは 3. モノマーとは 4. 並べて比較 - ポリマーとモノマーの表形式 5. まとめ

高分子材料は何ですか？

高分子は、モノマーを表す繰り返し単位からなる高分子である。モノマーは高分子の構成要素である。ポリマーは、モノマー同士が共有結合で結ばれることで形成される。高分子材料は、その構造、性質、包接状態などによってさまざまに分類される。例えば、高分子を天然高分子と合成高分子に分類すると、天然高分子の方が、合成高分子の方が、高分子の方が、合成高分子の方が、高分子の方が、高分子の方が、高分子の方が、高分子の方が多い。同様に、その特性から熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、エラストマーポリマーに分類することができる。バイオポリマーも重要なカテゴリーである。このカテゴリーには、糖質、タンパク質、核酸、その他の高分子物質が含まれ、生体系または生物に形成され存在する。

図01. ナイロン構造体の模式図

重合は、モノマーからポリマーを製造するプロセスである。したがって、これらの材料を重合方法によって分類することも可能である。例えば、付加ポリマーは付加重合により、縮合ポリマーは縮合反応により形成される。これらの材料は、強靭性、粘弾性、ガラス形成のしやすさなど、多くのユニークな特性を持っています。一般的な例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ゴム、ナイロンなどがあります。

モノマーは何ですか？

モノマーは高分子の構成要素である。二重結合や-OH, -NH2, -COOHなどの官能基を持つ単純な分子でも複雑な分子でもよい。複数のモノマーを結合してポリマーを形成する場合、重合プロセスには不飽和二重結合や官能基の存在が必要である。

図02：ビニルモノマーの例

通常、モノマーは左右に2つの官能基を持っているので、どちらか一方から別のモノマーと結合して直鎖を形成することができる。官能基が複数ある場合、モノマーが連結して分岐したポリマーを形成することができる。例えば、グルコースは炭水化物の一般的なモノマーで、-OH官能基を含んでいます。グルコース2分子が結合すると、水分子が放出され、グリコシド結合が形成される。C-1の-OH基が他のグルコースのC-4の-OH基と結合すると、直鎖状になる。しかし、C-6の-OHが他のグルコースの-OHと結合すると、分岐した多糖類が形成される。

また、アミノ酸はタンパク質のモノマーであり、ヌクレオチドは核酸のモノマーである。上記のバイオポリマーの他に、合成ポリマーもある。例えば、ポリエチレンのモノマーであるエチレン/エチレン分子は、炭素-炭素二重結合を持っています。