In der Chemie ist ein Polymer eine Kette von Molekülen, die durch die Verknüpfung vieler kleiner Moleküle entsteht. Polymere gibt es in verschiedenen Varianten, eine Art ist das Copolymer. Ein Copolymer entsteht, wenn zwei verschiedene Arten von Molekülen in derselben Polymerkette verbunden sind.
Jede der beiden Molekülarten wird als Monomer bezeichnet, und die Anordnung der Monomere führt zu verschiedenen Kategorien und Unterkategorien von Copolymeren. Ein alternierendes Copolymer besteht beispielsweise aus regelmäßig alternierenden Monomeren A und B, daher lautet die Copolymerkette: ABABABAB. Ein statistisches Copolymer ist eines mit zufälligen Sequenzen von A und B, wie BAAABABAABB. Periodische Copolymere sind noch komplizierter, da sie aus A- und B-Monomeren bestehen, die in einer sich wiederholenden Reihenfolge angeordnet sind. Wenn sich beispielsweise die im zweiten Beispiel oben beschriebene Sequenz A und B ohne Änderung wiederholen würde, obwohl die Sequenz selbst zufällig erscheint, wäre dies ein periodisches Copolymer.
Blockcopolymere haben vielleicht die einfachste Struktur, aber auch die seltsamsten Eigenschaften. Diese Copolymere sind aus „Blöcken“ aufgebaut, in denen alle einer Art von Monomeren gruppiert sind, während alle der anderen Art zusammen gruppiert sind. Es ist, als ob zwei gewöhnliche Polymere an den Enden miteinander verbunden wären. In diesen Verbindungen verhalten sich die beiden Monomere auf eine Weise, die Wissenschaftler Phasentrennung nennen.
Die Phasentrennung ist das Gleiche, was passiert, wenn Öl und Wasser – zwei unverträgliche Substanzen – in einem Behälter getrennt werden. Die Verbindungen in Blockcopolymeren sind jedoch atomar miteinander verbunden, sodass sie sich nicht wie Öl und Wasser visuell trennen, sondern im mikroskopischen Maßstab. Diese Trennung in den Blöcken bildet sehr kleine, aber sehr starre Strukturen. Diese Substanzen sind stark genug, dass einige Arten von Blockcopolymeren in Schuhsohlen und Autoreifen verwendet werden. Interessant ist auch, dass Blockcopolymere nicht nur aus zwei Monomeren bestehen können, sondern teilweise aus bis zu fünf oder mehr.
Eine andere Möglichkeit, Copolymere zu kategorisieren, ist die Form der von den Polymerketten gebildeten Strukturen. Lineare Copolymere sind nur eine einzige Kette, während verzweigte Copolymere eine Hauptkette mit anderen Ketten haben, die in Abständen seitlich abzweigen. Ein üblicher Typ von verzweigtem Copolymer ist das Pfropfcopolymer, bei dem die Hauptkette nur aus Monomer A besteht und die Verzweigungen nur aus Monomer B bestehen.
Dabei können beide Monomere dem fertigen Pfropfcopolymerisat Eigenschaften verleihen. Ein Beispiel wäre schlagzähes Polystyrol. Es hat eine Polystyrol-Hauptkette, die dem Material seine Festigkeit verleiht. Auf das Polystyrol-Rückgrat sind Ketten der Verbindung Polybutadien aufgepfropft, die dem Material eine Elastizität verleiht, die gewöhnlichem Polystyrol fehlt.