بخش اول کلمه پلیمر از واژه ی poly که یک واژه یونانی به معنای زیاد می باشد تشکیل شده است و بخش دوم پلیمر یعنی mer به معنای بخش و قسمت است. پلیمر یک ماده ای است که از مولکول های بسیار بزرگ یا مولکول های ماکرو تشکیل شده است و از تکرار زیاد زیر واحدهای تکرارشونده تشکیل شده است. پلیمرهای مصنوعی و طبیعی به دلیل طیف گسترده ای از خواص ، نقش های اساسی و رایجی در زندگی روزمره ی ما دارند. انواع و اقسام پلیمرها، از پلاستیک های مصنوعی رایج مانند پلی استایرن گرفته تا بیوپلیمرهای طبیعی مانند رشته های DNA و پروتئین هایی که برای ساختار و عملکرد بیولوژیکی اساسی هستند ، دارای تنوع می باشد. پلیمرها ، چه از نوع طبیعی و مصنوعی ، از طریق فرایند پلیمریزاسیون مولکول های کوچک ، که به مونومر معروف هستند ، ساخته و تهیه می شوند. در نتیجه باعث می شود جرم مولکولی آنها ، نسبت به ترکیبات مولکولی کوچک ، بسیار بالاتر باشد و درنتیجه خواص فیزیکی منحصر به فردی از جمله کشش زیاد و تمایل به تشکیل ساختارهای مختلف (بی شکل و نیمه کریستالی و غیره) را ایجاد می کند.
پلیمرها بر دو نوع هستند: طبیعی و مصنوعی ( ساخته دست بشر)
طبیعی
مواد طبیعی پلیمری مانند کنف ، صدف ، کهربا ، پشم ، ابریشم و لاستیک طبیعی برای قرن ها مورد استفاده قرار گرفته اند. انواع دیگر پلیمرهای طبیعی مانند سلولز که ترکیب اصلی چوب و کاغذ است نیز وجود دارد.
مصنوعی
پلیمرهای ساختگی و سنتزی که بیشترین استفاده را در جهان دارند عبارت اند از پلی اتیلن ، پلی پروپیلن ، پلی استایرن ، پلی وینیل کلراید ، لاستیک مصنوعی ، رزین فنل فرمالدئید (یا باکلیت) ، نئوپرن ، نایلون ، پلی اکریلونیتریل ، سیلیکون و بسیاری دیگر می باشد.
به طور معمول ، بدنه ی اصلی پلیمر عمدتا از اتم های کربن تشکیل شده است. مثال ساده آن پلی اتیلن است که واحد تکراری یا مونومر آن اتیلن می باشد.مثال های بسیاری از ساختارهای دیگر نیز وجود دارد. اکسیژن نیز می تواند در زنجیره ی پلیمری مانند پلی اتیلن گلیکول ، پلی ساکاریدها و غیره وجود داشته باشد.
ساختار یک ماده پلیمری را می توان در مقیاس های مختلف ، از مقیاس زیر نانومتر تا مقیاس کلان توصیف کرد. در واقع یک سلسله مراتب از ساختارها وجود دارد که در آن, هر مرحله پایه های مرحله بعدی را فراهم می کند. نقطه نکته ی مهم جهت توصیف ساختار یک پلیمر ، هویت مونومرهای تشکیل دهنده آن است. سپس ، ریزساختار اساساً ترتیب این مونومرها را در داخل پلیمر در مقیاس یک زنجیره توصیف می کند.
نامگذاری پلیمر به طور کلی بر اساس نوع مونومر می باشد. پلیمری که تنها شامل یک نوع واحد تکرار شونده باشد ، به نام هوموپلیمر شناخته می شود ، در حالی که پلیمری حاوی دو یا چند نوع واحد تکرار شونده به عنوان کوپلیمر شناخته می شود. ترپلیمر یک کوپلیمر است که شامل سه نوع واحد تکراری است. برای مثال, پلی استایرن تنها از واحدهای تکراری بر پایه استایرن تشکیل شده است و به عنوان هموپلیمر طبقه بندی می شود. پلی اتیلن ترفتالات ، با اینکه از دو مونومر مختلف (اتیلن گلیکول و ترفتالیک اسید) تولید می شود ، معمولاً به عنوان یک هموپلیمر در نظر گرفته می شود ، زیرا تنها یک نوع واحد تکرارشونده ایجاد می شود. اتیلن وینیل استات حاوی بیش از یک نوع واحد تکرار شونده است و یک کوپلیمر است. برخی از پلیمرهای بیولوژیکی از انواع مختلف مونومر متفاوت تشکیل شده اند. به عنوان مثال ، پلی نوکلئوتیدها مانند DNA از چهار نوع زیرواحد نوکلئوتیدی تشکیل شده اند.
طبقه بندی و دسته بندی ریزتر یک پلیمر (که گاهی اوقات پیکربندی آن نیز نامیده می شود) به آرایش فیزیکی مونومر در امتداد زنجیره اصلی مربوط می شود. این آرایش برای تغییر، نیاز به شکست پیوند کووالانسی دارند و صرفا با افزایش دما تغییری نمی کند.با توجه به مونومرها و شرایط حاکم بر واکنش می توان ساختارهای مختلف پلیمری تولید کرد؛ یک پلیمر ممکن است از ماکرومولکول های خطی تشکیل شده باشد که هر کدام تنها یک زنجیره ی شاخه دار دارند. در مورد پلی اتیلن بدون شاخه ، این زنجیره یک n-آلکان زنجیره بلند می تواند باشد. همچنین ماکرومولکول های منشعب با زنجیره اصلی و زنجیره های جانبی نیز وجود دارد ، در مورد پلی اتیلن زنجیره های جانبی گروه های آلکیل هستند.
مورفولوژی پلیمر به طور کلی ترتیب زنجیره های پلیمری در فضا را توصیف می کند. خواص فیزیکی ماکروسکوپی یک پلیمر به فعل و انفعالات بین زنجیره های پلیمری مربوط می شود.
در حالت جامد ، پلیمرهای آتاکتیک ، پلیمرهایی با درجه انشعاب زیاد و کوپلیمرهای تصادفی، بی شکل (یعنی ساختارهای آمورف) ایجاد می کنند. در حالت مذاب و محلول ، پلیمرها تمایل به ایجاد یک "خوشه" دائماً در حال تغییر دارند. در حالت جامد ، مولکول ها ثابت می شوند. گره خوردن و درهم تنیدگی مولکول های زنجیره ای منجر به "پیوند مکانیکی" بین زنجیره ها می شود. نیروهای جاذب بین مولکولی و درون مولکولی فقط در مکان هایی رخ می دهند که بخشهای مولکول به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک هستند.
با ساختار دوره ای ، انشعاب کم دارای ساختار نیمه کریستالی در حالت جامد هستند. در پلیمرهای ساده مانند پلی اتیلن ، زنجیرها در شکل زیگزاگ در بلور وجود دارند. چندین شکل زیگزاگ زنجیره ای متراکم تشکیل می دهند که به آنها کریستالیت یا لاملا می گویند که لایه ها بسیار نازک تر از پلیمرهای بلند هستند (اغلب در حدود 10 نانومتر). آنها با تا شدن کم و بیش منظم یک یا چند زنجیره مولکولی تشکیل می شوند. ساختارهای آمورف بین لایه ها وجود دارد. مولکول های جداگانه می توانند منجر به درهم تنیدگی بین لاملا ها شوند و همچنین می توانند در تشکیل دو (یا بیشتر) لامل دخیل باشند.
پلیمرهای با شبکه گسترده الاستومر هستند و با گرما دیدن ذوب نمی شوند (برخلاف ترموپلاستیک ها). گرم کردن پلیمرهای متقاطع فقط منجر به تجزیه ی آنها می شود. از طرف دیگر ، الاستومرهای ترموپلاستیک به طور برگشت پذیر "پیوند فیزیکی متقاطع" دارند و می توانند ذوب شوند. کوپلیمرهای بلوکی که در آنها یک قسمت سخت از پلیمر تمایل به متبلور شدن دارد و یک قسمت نرم دارای یک ساختار بی شکل است.
اصطلاح کریستالیته در مورد پلیمرها کاربرد مبهمی دارد. بلور بودن پلیمرها با درجه بلوری بودن آنها مشخص می شود ، از صفر برای یک پلیمر کاملاً غیر بلوری تا یک برای یک پلیمر کاملاً کریستالی در نظر گرفته می شود. پلیمرهایی که درجه بلورینگی آنها نزدیک به صفر است یا به یک تمایل دارند نسبتا شفاف هستند ، در حالی که پلیمرهای با درجه بلوری متوسط به دلیل پراکندگی نور مایل به کدر شدن هستند.
فضای اشغال شده توسط یک مولکول پلیمر به طور کلی بر اساس شعاع چرخش آن بیان می شود ، که به طور متوسط فاصله ای از مرکز جرم زنجیره تا خود زنجیره است. متناوبا ، ممکن است برحسب حجم نفوذ نیز بیان شود ، که حجمی است که توسط زنجیره پلیمر گسترش یافته است.
نیروهای جذاب بین زنجیره های پلیمری نقش زیادی در تعیین خواص پلیمر دارند. از آنجایی که زنجیره های پلیمری بسیار طولانی هستند ، در هر مولکول چنین برهم کنش های بین زنجیره ای تأثیر این فعل و انفعالات بر خواص پلیمر را در مقایسه با جاذبه های بین مولکول های معمولی که بسیار کوچک و کوتاه هستند تقویت می کند. گروه های جانبی مختلف روی پلیمر می توانند پلیمر را به پیوند یونی یا پیوند هیدروژنی بین زنجیره های خود وا دارد. این نیروهای قوی تر معمولاً منجر به استحکام کششی بیشتر و نقاط ذوب کریستالی بالاتر پلیمر می شوند.
نیروهای بین مولکولی در پلیمرها می توانند تحت تأثیر برهمکنش های دو قطبی در واحدهای مونومر قرار گیرند. پلیمرهای حاوی گروه های آمید یا کربونیل می توانند پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره های مجاور تشکیل دهند. اتم های هیدروژن با بار جزئی مثبت در گروه های N-H یک زنجیره، به شدت به اتم های اکسیژن با بار جزئی منفی در گروه های C = O جذب می شوند. به عنوان مثال ، این پیوندهای هیدروژنی قوی منجر به استحکام کششی بالا و نقطه ذوب پلیمرهای حاوی پیوندهای اوره - اوره می شود. پلی استرها بین اتم های اکسیژن در گروههای C = O و اتم های هیدروژن در گروههای H-C پیوند دو قطبی-دوقطبی دارند. پیوند دوقطبی به اندازه پیوند هیدروژنی قوی نیست ، بنابراین نقطه ذوب و استحکام پلی استر کمتر از کولار است ، اما پلی استرها, انعطاف پذیری بیشتری دارند. پلیمرهای دارای واحدهای غیر قطبی مانند پلی اتیلن تنها از طریق نیروهای ضعیف "وان در والس" در کنار یکدیگر قرار می گیرند, در نتیجه ، آنها معمولاً دمای ذوب پایین تری نسبت به سایر پلیمرها دارند.
هنگامی که یک پلیمر در یک مایع پراکنده یا حل می شود (مانند رنگ و چسب) خواص شیمیایی و فعل و انفعالات مولکولی بر نحوه جریان محلول تأثیر می گذارد و حتی می تواند منجر به خود مونتاژی پلیمر در ساختارهای پیچیده شود. هنگامی که یک پلیمر به عنوان یک پوشش استفاده می شود ، خواص شیمیایی بر چسبندگی پوشش و نحوه تعامل آن با مواد خارجی ، مانند پوشش های پلیمری فوق آبگریز که منجر به مقاومت در برابر آب می شود ، تأثیر می گذارد. به طور کلی خواص شیمیایی پلیمر، عنصر مهمی برای طراحی محصولات جدید مواد پلیمری می باشد.
پلیمرهایی مانند PMMA و HEMA: MMA به عنوان ماتریس و بستر در محیط لیزرهای جامد ، که به عنوان لیزرهای پلیمری با رنگ جامد نیز شناخته می شوند ، استفاده می شود. این پلیمرها از کیفیت سطح بالایی برخوردارند و همچنین از شفافیت بالایی برخوردار هستند, به گونه ای که خاصیت لیزر تحت تأثیر رنگ لیزری است که برای دور زدن ماتریس پلیمری استفاده می شود. این نوع لیزرها ، که متعلق به کلاس لیزرهای آلی هستند ، دارای خطوط عرض بسیار کم هستند که برای طیف سنجی و کاربردهای تحلیلی مفید است. یک پارامتر نوری مهم در پلیمر مورد استفاده در کاربردهای لیزری ، تغییر ضریب شکست با درجه حرارت است که به عنوان dn/dT نیز شناخته می شود. برای پلیمرهای ذکر شده در اینجا (dn/dT) ~ − 1.4 × 10−4 units در واحد K − 1 در محدوده 297 ≤ T ≤ 337 K. [60] می باشد
اکثر پلیمرهای معمولی مانند پلی اتیلن عایق های الکتریکی هستند ، اما توسعه پلیمرهایی که دارای پیوندهای پی ( π) مزدوج هستند که منجر به انبوهی از نیمه رساناهای پلیمری مانند پلی تیوفن ها شده است. این امر منجر به کاربردهای زیادی در زمینه الکترونیک ارگانیک شده است.
واحدهایی که پلیمرها را تشکیل می دهند از مولکول های با جرم مولکولی نسبی پایین مشتق می شوند. این اصطلاح در سال 1833 توسط یونس یعقوب برزلیوس مطرح شد ، هرچند تعریفی متمایز از تعریف IUPAC مدرن. می باشد، مفهوم مدرن پلیمرها به عنوان ساختارهای ماکرومولکولی دارای پیوندی کووالانسی در سال 1920 توسط هرمان اشتادینگر پیشنهاد شد که دهه بعد را صرف یافتن شواهد تجربی برای این فرضیه کرد.
پلیمرها از روزهای اولیه بشر جزء اساسی وسایل او بوده اند. استفاده از پشم (کراتین) ، الیاف پنبه و کتان (سلولز) برای پوشاک ، نی کاغذی (سلولز) برای کاغذ ، تنها چند نمونه از نحوه استفاده اجداد ما از مواد اولیه حاوی پلیمر برای به دست آوردن مصنوعات می باشد. شیره لاتکس درختان «لاستیک» (لاستیک طبیعی) در قرن شانزدهم از آمریکای جنوبی به اروپا رسید و مدت ها پس از استفاده اقوام اولمک ، مایا و آزتک , اروپاییان از آن به عنوان ماده ای برای تولید توپ ، پارچه های ضد آب و ظروف استفاده کردند.
دستکاری شیمیایی پلیمرها به قرن نوزدهم برمی گردد ، اگرچه در آن زمان ماهیت این گونه ها قابل درک نبود اما رفتار پلیمرها در ابتدا با توجه به نظریه ارائه شده توسط توماس گراهام که آنها را به عنوان مجموعه کلوئیدی مولکول های کوچک نگه داشته شده توسط نیروهای ناشناخته در نظر می گرفت ، منطقی بود.
علیرغم فقدان دانش نظری ، پتانسیل پلیمرها برای ارائه مواد نوآورانه ، در دسترس و ارزان بلافاصله آشکار شد. کارهایی که توسط Braconnot ، Parkes ، Ludersdorf ، Hayard و بسیاری دیگر در زمینه اصلاح پلیمرهای طبیعی انجام شد ، پیشرفت های قابل توجهی را در این زمینه به وجود آورد. مشارکت آنها منجر به کشف موادی مانند سلولوئید ، گالالیت ، پارکزین ، ابریشم ، لاستیک ولکانیزه و بعداً باکلیت شد؛ همه موادی که به سرعت وارد مراحل تولید صنعتی شدند و به عنوان اجزای پوشاک (به عنوان مثال پارچه ، دکمه) ، ظروف و لوازم خانگی به خانه ها رسیدند.
در سال 1920 ، هرمان استادینگر اثر نهایی خود را منتشر کرد که در آن او پیشنهاد کرد که پلیمرها در واقع زنجیره های طولانی اتم هایی هستند که با پیوندهای کووالانسی پیوند خورده اند. کار او به مدت طولانی مورد بحث قرار گرفت ، اما در نهایت توسط جامعه علمی پذیرفته شد. به دلیل این کار ، استودینگر در سال 1953 جایزه نوبل را دریافت کرد.
پس از دهه 1930 پلیمرها وارد عصر طلایی شدند که طی آن انواع جدیدی کشف شد و به سرعت مورد استفاده تجاری قرار گرفت و جایگزین مواد طبیعی شد. این توسعه توسط یک بخش صنعتی با انگیزه اقتصادی قوی تقویت شد و توسط یک جامعه دانشگاهی گسترده ای که با سنتز نوآورانه مونومرها از مواد اولیه ارزان تر ، فرآیندهای پلیمریزاسیون کارآمدتر ، تکنیک های بهبود یافته برای مشخصه پلیمرها و درک نظری پیشرفته پلیمرها مشارکت داشت ، حمایت شد.
پلیمرها از روزهای اولیه بشر جزء اساسی وسایل او بوده اند. استفاده از پشم (کراتین) ، الیاف پنبه و کتان (سلولز) برای پوشاک ، نی کاغذی (سلولز) برای کاغذ ، تنها چند نمونه از نحوه استفاده اجداد ما از مواد اولیه حاوی پلیمر برای به دست آوردن مصنوعات می باشد. شیره لاتکس درختان «لاستیک» (لاستیک طبیعی) در قرن شانزدهم از آمریکای جنوبی به اروپا رسید و مدت ها پس از استفاده اقوام اولمک ، مایا و آزتک , اروپاییان از آن به عنوان ماده ای برای تولید توپ ، پارچه های ضد آب و ظروف اصتفاده کردند.
دستکاری شیمیایی پلیمرها به قرن نوزدهم برمی گردد ، اگرچه در آن زمان ماهیت این گونه ها قابل درک نبود اما رفتار پلیمرها در ابتدا با توجه به نظریه ارائه شده توسط توماس گراهام که آنها را به عنوان مجموعه کلوئیدی مولکول های کوچک نگه داشته شده توسط نیروهای ناشناخته در نظر می گرفت ، منطقی بود.
علیرغم فقدان دانش نظری ، پتانسیل پلیمرها برای ارائه مواد نوآورانه ، در دسترس و ارزان بلافاصله آشکار شد. فرایندهایی که توسط Braconnot ، Parkes ، Ludersdorf ، Hayard و بسیاری دیگر در زمینه اصلاح پلیمرهای طبیعی انجام شد ، پیشرفت های قابل توجهی را در این زمینه به وجود آورد. مشارکت آنها منجر به کشف موادی مانند سلولوئید ، گالالیت ، پارکزین ، ابریشم ، لاستیک ولکانیزه و بعداً باکلیت شد؛ همه موادی که به سرعت وارد مراحل تولید صنعتی شدند و به عنوان اجزای پوشاک (به عنوان مثال پارچه ، دکمه) ، ظروف و لوازم خانگی به خانه ها رسیدند.
در سال 1920 ، هرمان استادینگر اثر نهایی خود را منتشر کرد که در آن او پیشنهاد کرد که پلیمرها در واقع زنجیره های طولانی اتم هایی هستند که با پیوندهای کووالانسی پیوند خورده اند. کار او به مدت طولانی مورد بحث قرار گرفت ، اما در نهایت توسط جامعه علمی پذیرفته شد. به دلیل این کار ، استودینگر در سال 1953 جایزه نوبل را دریافت کرد.
امروزه از پلیمرهای مصنوعی تقریباً در همه ی زمینه ها استفاده می شود. گسترش استفاده از پلیمر به خواص منحصر به فرد آنها مرتبط است: چگالی کم ، هزینه کم ، خواص عایق حرارتی-الکتریکی خوب ، مقاومت بالا در برابر خوردگی ، تولید پلیمرهای کم مصرف و پردازش آسان به محصولات نهایی از ویژگی های این ماده می باشد. برای یک کاربرد خاص ، خواص یک پلیمر را می توان با ترکیب با سایر مواد مانند کامپوزیت ها تنظیم کرد و یا افزایش داد. کاربرد آنها باعث صرفه جویی در انرژی (خودروها و هواپیماهای سبک تر ، ساختمانهای عایق حرارتی) ، محافظت از غذا و آب آشامیدنی (بسته بندی) ، کاهش مصرف کود ، محافظت و نجات زندگی ( بهداشت ، کاربردهای پزشکی) شده است.
اگر بخواهیم به صورت تیتروار به کاربرد این مواد در زندگی خود بپردازیم, خواهیم داشت:
پوشاک ، لباس ورزشی و لوازم جانبی: لباس های پلی استر و PVC، کفش های ورزشی ، توپ های فوتبال و بیلیارد ، اسکی و اسنوبرد ، راکت ، چتر نجات ، بادبان ، چادر و پناهگاه.
فناوریهای الکترونیکی و فوتونی: ترانزیستورهای اثر میدان آلی OFET) ) دیودهای ساطع کننده نور OLED) ) و سلول های خورشیدی ، اجزای تلویزیون ، دیسک های فشردهCD) )
بسته بندی و ظروف: بطری ، بسته بندی مواد غذایی ، بشکه.
عایق: عایق الکتریکی و حرارتی ، فوم های اسپری عایق کننده.
کاربردهای ساختمانی و ساختاری: مبلمان ، پنجره های PVC ، پوشش کف ، آب بندی لوله ها.
رنگ ها ، چسب ها و روان کننده ها: لاک ، چسب ، مواد پخش کننده ، پوشش های ضد گرافیتی ، پوشش های ضد رسوب ، سطوح نچسب ، روان کننده ها.
قطعات خودرو: لاستیک ، سپر ، شیشه جلو ، برف پاک کن شیشه جلو ، مخزن سوخت ، صندلی ماشین.
وسایل خانگی: سطل ، وسایل آشپزخانه ، اسباب بازی (به عنوان مثال ، مجموعه های ساختمانی و مکعب روبیک).
کاربردهای پزشکی: کیسه خون ، سرنگ ، دستکش لاستیکی ، بخیه جراحی ، لنزهای تماسی ، پروتز ، کنترل و رهاسازی دارو ، ماتریس هایی برای رشد سلولی.
بهداشت شخصی و مراقبت های بهداشتی: پوشک، مسواک ، لوازم آرایشی ، شامپو.
امنیت: تجهیزات حفاظتی شخصی ، جلیقه ضد گلوله ، لباس فضایی ، طناب.
فن آوری های جداسازی: غشاهای مصنوعی ، غشای پیل سوختی ، فیلتراسیون ، رزین های تبادل یونی.
پول: اسکناس های پلیمری و کارت های پرداخت.
چاپ سه بعدی.
پلیمرهای طبیعی مانند پنبه ، نشاسته و لاستیک تا سال ها قبل از روی کار آمدن پلیمرهای مصنوعی مانند پلی اتیلن و پرسپکس در بازار مصرف و تجارت ، مواد آشنایی بودند. بسیاری از پلیمرهای تجاری مهم با اصلاح شیمیایی پلیمرهای طبیعی سنتز می شوند. نمونه های برجسته شامل واکنش اسید نیتریک و سلولز برای تشکیل نیتروسلولز و تشکیل لاستیک ولکانیزه با حرارت دادن لاستیک طبیعی در حضور گوگرد تهیه می شوند. روش هایی که می توان پلیمرها را اصلاح کرد شامل اکسیداسیون ، پیوند متقاطع عرضی و پوشش دهی نهایی است.
پلیمریزاسیون، فرآیند ترکیب بسیاری از مولکول های کوچک معروف به مونومر در یک زنجیره یا شبکه پیوندی کووالانسی می باشد. در طول فرآیند پلیمریزاسیون ، ممکن است برخی از گروه های شیمیایی از هر مونومر از بین برود. این امر در پلیمریزاسیون پلی استر PET اتفاق می افتد. مونومرها عبارتند از اسید ترفتالیک HOOC — C6H4 — COOH) ) و اتیلن گلیکول HO — CH2 — CH2 — OH) ) اما واحد تکراری -----OC — C6H4 — COO — CH2 — CH2 — O— است که به ترکیب دو مونومر با از بین رفتن دو مولکول آب از هر مونومر در پلیمر گنجانده شده است.
روشهای سنتزی به طور کلی به دو دسته پلیمریزاسیون مرحله ای و پلیمریزاسیون زنجیره ای تقسیم می شوند. تفاوت اساسی بین این دو روش آن است که در پلیمریزاسیون زنجیره ای ، مونومرها یک به یک به زنجیره اضافه می شوند مانند پلی استایرن ، در حالی که در پلیمریزاسیون مرحله ای زنجیره های مونومرها ممکن است مستقیماً با یکدیگر ترکیب شوند مانند پلی استر. پلیمریزاسیون مرحله ای را می توان به تراکم چند قسمتی تقسیم کرد ، که در آن محصول جانبی با جرم مولار کم در هر مرحله واکنش ایجاد می کند. روش های جدیدتر ، مانند پلیمریزاسیون پلاسما ، به طور دقیق در هر دو دسته قرار نمی گیرند. واکنش های پلیمریزاسیون مصنوعی ممکن است همراه و یا بدون کاتالیزور انجام شود.
پلیمرها در زمینه های علوم پلیمر (که شامل شیمی پلیمرها و فیزیک پلیمرها) ، بیوفیزیک ، علم مواد و مهندسی مورد مطالعه قرار می گیرند. از نظر تاریخی ، محصولات حاصل از پیوند واحدهای تکرارشونده با پیوندهای شیمیایی کووالانسی ، تمرکز اصلی علم پلیمر بوده است. یک زمینه ی مهم در حال ظهور وجود دارد که بر پلیمرهای متشکل از پیوندهای غیر کووالانسی تمرکز دارد. در زمینه های بیولوژیکی نیز اساساً همه ماکرومولکول های بیولوژیکی یعنی پروتئین ها (پلی آمیدها) ، اسیدهای نوکلئیک (پلی نوکلئوتیدها) و پلی ساکاریدها یا کاملاً پلیمری هستند یا قسمت بزرگی از اجزای پلیمری را تشکیل داده اند.
در نتیجه مطالعات این دو حوزه ( پلیمر هایی با پیوندهای غیر کووالانسی و پلیمر های زمینه های زیستی) در تحقیقات جدید دانشمندان جایگاه ویژه ای دارد ( سنتز آزمایشگاهی بیوپلیمرها به ویژه پروتئین ها ، زمینه ای از تحقیقات امروزی می باشد.)