Polimerai – stambiamolekuliai junginiai, kurie yra sudaryti iš daug kartų pasikartojančių makromolekulių grandžių – monomerų grandžių, t.y. polimero pagrindinės sudedamosios dalys yra monomerai, kurie pasikartoja daug kartų. Yra žinoma daug anglies junginių, kuriuose anglies atomų skaičius siekia šimtus ir net tūkstančius ar milijonus kartų. Tokių junginių anglies atomų grandinės yra labai ilgos, o šių junginių santykinė molekulinė masė yra labai didelė. Šias medžiagas vadinama stambiamolekuliais junginiais, arba didelės santykinės molekulinės masės junginiais. Pagal savo sudėtį ir kilmę stambiamolekuliai junginiai yra skirstomi į gamtinius ir dirbtinius polimerus (lot. poli – daug, meres – vienetas, matas). Tai tokios medžiagos, kurios turi pasikartojančių fragmentų, pvz., gamtiniai polimerai: natūralusis kaučiukas, dervos, gintaras, šilkas, baltymai, angliavandeniai (krakmolas, celiuliozė), nukleorūgštys ir kt.; dirbtiniai polimerai: plastikai, dervos, pluoštai. Polimerų kilmė yra skirtinga, pvz., per ilgą laiką iš sakų susidarė gintaras; voras numezga voratinklį (statybinė voratinklio medžiaga yra baltymai, kuriuos voras išskiria iš savo organizmo); pramonėje gaminamas polietilenas (arba polietenas susidaro iš eteno dujų aukštoje temperatūroje ir esant didžiuliam slėgiui (kartais – katalizatoriui), jungiantis į ilgas grandines eteno molekulių fragmentams) ir kt. Šiuo metu polimerų pramonė yra pakankamai išsivysčiusi, gaminama ne tik polietileną, bet ir polivinilchloridą, polistireną ir kitus polimerus (pvz., polietilenas – plėvelė, vamzdžiai; polivinilchloridas – linoleumas, dirbtinė oda; polipropenas (polipropilenas) – plėvelė, įvairūs dirbiniai; dirbtinis kaučiukas – padangos, guma (taipogi ir kramtomoji guma); natūralusis kaučiukas – batų padai, guma; polistirenas – dirbiniai, plokštės). Dirbtiniai polimerai sunkiai suyra gamtoje, todėl šiuo metu stengiamasi gaminti tokius polimerus, kuriuos pakartotinai galima perdirbti. Tokių polimerų deginimas didina oro taršą. Gamtiniai polimerai yra labai įvairūs, jų savybes lemia sudėtis, struktūra. Pavyzdžiui, tiek krakmolas, tiek celiuliozė yra sudaryti iš tos pačios medžiagos – gliukozės liekanų, susijungusių į ilgas grandines. Šių polimerų struktūra labai skirtinga. Tiesusis polimeras – celiuliozė yra svarbiausia statybinė augalų ląstelių medžiaga. Žmonėms maistui celiuliozė netinka – jos mūsų organizmas nevirškina. Tuo tarpu spiralinis gliukozės polimeras – krakmolas – daugelio javų svarbiausia sudedamoji dalis, svarbiausias maisto produktas. Krakmolas gana neblogai tirpsta karštame vandenyje, sudarydamas tirštą kleisterį, o celiuliozė – visiškai netirpi. Baltymai taip pat yra polimerai. Juos sudaro 20 aminorūgščių (vienoje molekulėje yra karboksilo ir amino grupės), susijungusių į nesuskaičiuojamas grandines. Nustatyta, kad vien tik žmogaus organizme yra daugiau kaip 20 tūkst. skirtingų baltymų. Baltyminės kilmės yra plaukai, raumenys, oda. Baltymai fermentai yra svarbiausi mūsų organizmo cheminių reakcijų katalizatoriai. Baltyminės kilmės yra natūralusis šilkas. Taigi įvairiai susijungusių 20 aminorūgščių sudaro begalę šių skirtingų baltymų. Chemiškai baltymų molekulė gali būti pavaizduota kaip ilga poliamidinė grandinė, susijungusi amido jungtimis, turinti skirtingas šonines grandines – aminorūgščių liekanas. Šių polimerų struktūra taip pat skirtinga ir ji gali pakisti pasikeitus sąlygoms (pvz., kiaušinio baltymas yra tirpus vandenyje, tereikia šį baltymo tirpalą pašildyti – baltymas denatūruoja ir tampa netirpus; tą mes padarome kepdami kiaušinį, virdami bulves ar mėsą). Visa gyvųjų rūšių įvairovė yra užkoduota nukleorūgščių struktūroje (genuose). Nukleorūgštys yra nukleotidų polimerai. Tėra tik keturių rūšių nukleotidai, t. y. vienodi pasikartojantys ilgos polimero grandinės fragmentai. Tačiau skirtingai išsidėstę šie nukleotidai užkoduoja visus baltymus, o kartu ir visą gamtos įvairovę: gėles, paukščius, žuvis, medžius, vabzdžius ir, žinoma, mus pačius, tokius skirtingus ir nepakartojamus. Suvokę kai kurias jungimo paslaptis, mokslininkai gali sintetinti nukleorūgštis. Pavyzdžiui, jei į bakterijos nukleorūgščių seką yra įjungiama nukleorūgščių seka, nusakanti kokio nors žmogaus baltymo kodą, bakterijos ląstelės gali imti gaminti žmogui naudingus baltymus. Taip sintetinami ir baltyminiai hormonai, pvz., žmogaus augimo hormonas – svarbi medžiaga medicinoje. Genų inžinerija gali sukurti norimas polimerines nukleorūgščių grandines.
Monomerai gali susijungti tik viena kryptimi, tuomet susidaro linijiniai arba grandininiai polimerai, arba keliomis kryptimis – atsiranda erdvinio tinklo pavidalu susijungusios grandinės. Linijiniai polimerai skirstomi į stereoreguliariuosius (atomai ir atomų grupės vienodai išsidėstę erdvėje) ir stereonereguliariuosius (atomai ir jų grupės išsidėstę netvarkingai). Temperatūros atžvilgiu polimerai skirstomi į termoplastinius (polietilenas, polipropilenas, polichlorvinilas, poliamidai) ir termoreaktyviuosius arba reaktoplastikus (fenolio formaldehidinė ir epoksidinė derva). Termoplastiniai polimerai šildomi minkštėja ir aušinami kietėja, bet jų struktūra nekinta, jiems nesunku suteikti kitokią formą, kurią išlaiko juos atšaldžius. Termoplastinius polimerus galima perdirbti. Iš lydyto plastiko gaminami kilimėliai, laivų burės ir kt. Termoreaktyvieji polimerai šildomi negrįžtamai sukietėja (anglėja) ir virsta visai kitos tinklinės struktūros polimerais, nesilydo, skyla.
Polimerai gaunami polimerizacijos arba polikondensacijos reakcijomis. 1)Polimerizacija – reakcija, kuriai vykstant monomerai jungiasi tarpusavyje ir virsta polimeru, o kitų junginių nesusidaro. Kai polimerizuojasi keli skirtingi monomerai, ši reakcija vadinama kopolimerizacija, o susidaro kopolimerai, jei reakcijose jungiasi tokie patys monomerai, polimerizacija vadinama homopolimerizacija – susidaro homopolimerai. Polimerizacijos reakcijos pavyzdžiu galime laikyti polieteno gavimą iš eteno (eteno molekulių jungimosi reakcija). Ši reakcija vyksta esant dideliam slėgiui (120-320 MPa) ir aukštai (apie 300 °C) temperatūrai. Kartais šis polimeras vadinamas aukšto slėgio polietenu. Jei į reakcijos mišinį įdedama katalizatorių, slėgį ir temperatūrą galima sumažinti, tačiau minėti katalizatoriai yra nuodingi, o toks polietenas netinka sąlyčiui su maisto produktais, iš jo gauti gaminiai naudojami tik pramonei. Polieteno pasikartojanti grandis yra CH2-CH2. Tokių pasikartojančių grandžių šiame polimere gali būti nuo keliasdešimt tūkstančių iki kelių milijonų. Analogiškai polimerizacijos reakcijomis gaminami ir kitokie polimerai. Kaitinant polimerus be oro galima jų depolimerizacija – ji vyksta susidarant pradiniam monomerui. Kartais sumaišomi keli skirtingi monomerai, tada gaunamas mišinys, vadinamas kopolimeru. Pavyzdžiui, taip gaunama kramtomoji guma iš kaučiuko ir stireno.
2) Polikondensacija – toks polimerų gavimo būdas, kai reaguojant monomerų molekulėms susidaro polimeras (tiksliau – polikondensatas) ir atskyla smulkiamolekulė medžiaga, pavyzdžiui, H2O, HCl ir kt. Polikondensuojasi monomerai, turintys mišriųjų funkcinių grupių: — COOH, —CHO, —OH, -NH2. Pavyzdžiui, taip gaunama skaidriems buteliams gaminti naudojama medžiaga polietilentereftalatas (PET). Reakcijos metu dikarboksirūgštis jungiasi su dioliu (dihidroksiliniu alkoholiu). Lietuvoje veikia šią žaliavą į gaminius perdirbanti gamykla. Šio polimero grandžių skaičius siekia dešimtis tūkstančių. Svarbiausi polikondensacijos būdu gauti polimerai yra poliesteris (polietilentereftalatas) – naudojamas tekstilėje, skaidrioms plėvelėms, PET buteliai; nailonas (poliamidas) – naudojamas sintetinio pluošto gamyboje; poliuretanas – izoliacinė medžiaga.
Polimerai pasižymi skirtingomis savybėmis, tačiau turi vieną bendrą bruožą: gamtoje jie sunkiai suyra. Šiukšlynuose susikaupę polimerai nesuirę išliks šimtmečius. Jie naudojami vis plačiau, o gero utilizavimo (atliekų sunaikinimo) būdo iki šiol nėra sukurta. Ypač sunkiai ardomi yra seniau gaminti polimerai iš fenolio ir formaldehido (fenolformaldehidinės dervos). Pastaruoju metu imta gaminti plastikus – polimerus, kurie gali būti perlydomi, perdirbami. Tokiais plastikais yra polietenas (polietilenas), polistirenas (polistirolis) ir kt. Jie pažymėti specialiu ženklu, žyminčiu, kad polimeras gali būti perdirbamas (žr.pav.). Polimerus galima pažinti juos tirpinant ir deginant. Daugelis polimerų deginami pasižymi specifiniu kvapu, todėl jie gali būti atskiriami nuo natūralių. Deginimo metu susidaro ne tik anglies(IV) oksidas, bet ir kiti degimo produktai, pavyzdžiui, degant polivinilchloridui skiriasi vandenilio chloridas, o poliakrilatui – nuodingas vandenilio cianidas. Dalis polimerų nesudega, bet skyla į pradinius monomerus (depolimerizuojasi) ar nuodingus junginius. Štai kodėl gaisro atveju apsinuodijama ne tik dūmais, bet ir nuodingais polimerų skilimo junginiais.

(Tp.žr. ↑Polikondensacija,↑Polimerizacija)