Polimery winylowe to polimery otrzymywane w wyniku polimeryzacji z monomerów zawierających podwójne wiązania C=C, których łańcuchy główne składają się z atomów węgla powiązanych pojedynczymi wiązaniami kowalencyjnymi -C-C-C-C-. Należą do nich:

• poliolefiny winylowe – polimery zawierające wyłącznie atomy węgla i wodoru;
• polifluoroolefiny – zawierające także atomy fluoru;
• polichloroolefiny – zawierające atomy chloru;
• poliakrylany, polimetakrylany, polioctany winylowe – polimery zawierające grupy karboksylowe i estrowe;
• polimery z pozostałymi grupami funkcyjnymi takimi jak: poliakrylonitryl, poli(alkohol winylowy), poli(acetal winylowy) i inne [1]. Tabela 1 podaje oznaczenia i nazwy najważniejszych polimerów winylowych.

Polietylen

Polietyleny (ang. polyethylene albo poly(methylene)) są bardzo urozmaiconą grupą polimerów o bardzo zróżnicowanych właściwościach, które ogólne dzielą się na dwie podstawowe grupy:

• liniowe;
• rozgałęzione.

Polietyleny liniowe produkowane są metodami niskociśnieniowymi. Wśród nich wyróżnić możemy polietyleny: liniowe o małej gęstości, o dużej gęstości, te polietyleny na ogół mają architekturę rozgałęzionych i liniowych łańcuchów, z których każdy ma masę cząsteczkową mniejszą niż \( 50 000 \frac{g}{mol} \). Polimery o dużym ciężarze cząsteczkowym i dużej gęstości PE- HMW-HD, o ultradużej masie cząsteczkowej, to poliwinyle liniowe o masie cząsteczkowej do \( 200 000 \frac{g}{mol} \).
Polietyleny rozgałęzione wytwarza się pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze, polimery te są na ogół mieszaninami dużych cząsteczek o różnej długości i różnym stopniu rozgałęzienia.Polietylen wysokociśnieniowy jest otrzymywany z etylenu w wyniku polimeryzacji, której katalizatorami są nadtlenki lub wodoronadtlenki organiczne w fazie gazowej pod ciśnieniem 180-250 MPa i w temperaturze \( 200-250^oC \). Polietylen niskociśnieniowy ma lepsze właściwości mechaniczne i cieplne od wysokociśnieniowego, lecz jednocześnie gorsze właściwości elektryczne wynikające z pozostałości katalizatora metaloorganicznego w polimerze. Przetwórstwo i zastosowanie obu typów polietylenu są podobne.
Polietylen o niskiej gęstości PE-LD jest termoplastem otrzymywanym z monomeru etylenu poprzez polimeryzację wolnorodnikową. Stosowany w większości do wytwarzania folii, zastępowany jest przez PE-LLD, znajduje zastosowanie tam gdzie wymagana jest przezroczystość, np. izolacja kabli i przewodów.
Polietylen o dużej gęstości PE-HD produkowany jest w procesie polimeryzacji koordynacyjnej, stosowany jest m.in. do produkcji pojemników na olej opałowy, kanistrów do paliw oraz zbiorników paliwa do samochodów, zbiorników na śmieci, rur ciśnieniowych, złączek, armatury do wody pitnej i ścieków, płyt, aparatury dla przemysłu chemicznego i samochodowego, skrzynek na butelki, beczek.
Polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej PE-UHMW to wyjątkowy polimer o wyjątkowych właściwościach fizycznych, chemicznych i mechanicznych, włókna z tego materiału są stosowane do produkcji kamizelek kuloodpornych oraz taśm i repów we wspinaczce oraz żeglarstwie, jest również stosowany, jako biomateriał, np. w ortopedii, jako materiał łożyskowy w sztucznych stawach. Membrany wykonane z PE-UHMW mogą być używane jako membrany do wymiany protonów w ogniwach paliwowych [2].

Sieciowanie PEX-a przeprowadza się za pomocą nadtlenków, PEXb – w obecności silanów poprzez tworzenie mostków Si-O-Si, PXc jest sieciowanie wiązką elektronów za pomocą akceleratora elektronów, PE-Xd jest sieciowany związkami azowymi. PEX jest stosowany głównie w instalacjach rurociągów budowlanych, wodnych systemach ogrzewania i chłodzenia płaszczyznowego, rurociągach wody użytkowej oraz izolacji kabli elektrycznych wysokiego napięcia. Jest również używany do zastosowań związanych z gazem ziemnym i ropą morską, transportem chemicznym oraz transportem ścieków i szlamów. Polietylen usieciowany znajduje także zastosowanie w endoprotezoplastyce stawu biodrowego ze względu na jego odporność na ścieranie, w odbudowie zębów jako kompozytowy materiał wypełniający.

Polipropylen

Polipropylen PP otrzymuje się przez polimeryzację propylenu w obecności katalizatorów. Reakcja zachodzi w temperaturze około \( 100^oC \) w środowisku ciekłych węglowodorów alifatycznych. W zależności od rodzaju katalizatora i warunków polimeryzacji otrzymuje się polimery o różnej budowie przestrzennej:

• polipropylen izotaktyczny, który dzięki uporządkowanej strukturze przestrzennej i wysokiemu stopniowi krystaliczności ma najlepsze właściwości mechaniczne oraz najwyższą odporność cieplną i z tego powodu jest stosowany najczęściej;
• polipropylen ataktyczny – o nieuporządkowanej strukturze przestrzennej;
• polipropylen stereoblokowy – wykazujący właściwości pośrednie między polipropylenem izotaktycznym i ataktycznym.

Główne zastosowania: folie sztywne do termoformowania (kubki, tacki, pudełka), folie giętkie np. folie orientowane OPP do formowania torebek, opakowania formowane wtryskowe (kubki, pudełka, skrzynki) oraz jako warstwy laminatów itd.

Polistyren

Polistyren PS otrzymywany w procesie polimeryzacji styrenu, pochodzącego zwykle z procesu katalitycznego odwodornienia etylobenzenu, procesu Halcon-Oxirane lub rafinacji ropy naftowej. PS jest najczęściej sprzedawany jako klarowny, twardy materiał, który oprócz niskich kosztów produkcji wykazuje wyjątkowe właściwości, takie jak dobra wytrzymałość mechaniczna, stabilność termiczna, stosunkowo niska gęstość. Struktura grup fenylowych i pojedynczych wiązań C-C sprawia, że polistyren jest bardzo stabilny i odporny na rozkład. Charakteryzuje się również dobrą stabilnością UV i odpornością na promieniowanie gamma, co oznacza, że PS jest często stosowany w produktach wymagających sterylizacji. Polistyren łatwo poddaje się obróbce, ma naturalny połysk i pozostaje najczęściej wybieranym materiałem do termoformowania.Polistyrenma szerokie zastosowanie od materiałów opakowaniowych, izolacje elektroniczne, elementy sprzętu gospodarstwa domowego do materiałów ociepleniowych w budownictwie.

Kwas polistyrenosulfonowy (polistyren sulfonowany)

Kwas polistyrenosulfonowy PSS to polielektrolit o szerokim zakresie zastosowań. Unikalne właściwości wynikają z modyfikacji łańcucha polimeru, zmieniając stopień sulfonowania w PSS, można dopasować właściwości polimeru do żądanego zastosowania. Modyfikacja struktury i możliwość kontrolowania nowych właściwości polimeru doprowadziły do różnorodnych zastosowań, takich jak biokompatybilne elektrody, reagujące na bodźce kryształy fotoniczne, czujniki wilgotności, elementy urządzeń fotowoltaicznych, membrany jonowymienne, materiał do uzdatniania wody i katalizator.

Poli(tetrafluoroetylen)

Poli(tetrafluoroetylen) PTFE został szerzej opisany w module Fluoroplasty wysokokrystaliczne.

Poli(chlorek winylu)

Poli(chlorek winylu) PVC otrzymywany jest w wyniku polimeryzacji chlorku winylu. Ma właściwości termoplastyczne, charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, jest odporny na działanie wielu rozpuszczalników.Polimer ten jest stosowany do produkcji wykładzin podłogowych, stolarki okiennej i drzwiowej, rur i kształtek do wykonywania instalacji w budynkach, jako elewacja (siding), folii, w medycynie: dreny, sondy, cewniki, strzykawki, do wyrobu opakowań, elementów urządzeń, płyt gramofonowych, przeżywających swój renesans, drobnych przedmiotów, do pokrywania powierzchni sportowych zakrytych i otwartych jako igelit, w elektrotechnice jako izolacja w przewodach i kablach.

Poli(metakrylan metylu)

Poli(metakrylan metylu) PMMA otrzymywany w wyniku polimeryzacji metakrylanu metylu, znany jako szkło akrylowe, szkło organiczne, plexiglas, pleksi, metapleks, czy pleksa. Wykazuje bardzo dobre właściwości optyczne – przepuszczalność światła widzialnego wynosi \( 92\% \), odporny na działanie światła UV, wykazuje dużą odporność na działanie czynników atmosferycznych i niskiej temperatury, małą chłonność wody oraz dobre właściwości elektroizolacyjne mechaniczne i dużą odporność chemiczną. Rozpuszcza się w większości rozpuszczalników organicznych, jego wadą jest skłonność do zarysowań. Zastosowania: w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, elektrotechnicznym i elektronicznym jako szyby, światła odblaskowe, osłony aparatury nawigacyjnej i pomiarowej, kierunkowskazy, obudowy kabin, tablice rozdzielcze, w przemyśle galanteryjnym (guziki) i dekoracyjnym (abażury, osłony świetlówek, naczynia stołowe), w przemyśle optycznym na pryzmaty, soczewki (w tym soczewki kontaktowe), jako powłoki, środki impregnujące (w postaci stężonych roztworów).

Poli(alkohol winylowy)

Poli(alkohol winylowy) PVA otrzymywany jest przez hydrolizę poli(octanu winylu) PVAc lub innych polimerów pochodzących z estru winylowego. Ma doskonałe właściwości błonotwórcze, emulgujące i adhezyjne, wykazuje biokompatybilność i niską toksyczność. Jest odporny na oleje, smary i rozpuszczalniki. Ma wysoką wytrzymałość na rozciąganie i elastyczność, właściwości te zależą od wilgotności: woda wchłaniana przy podwyższonej wilgotności działa jak plastyfikator, co zmniejsza wytrzymałość polimeru na rozciąganie, ale zwiększa jego wytrzymałość na rozciąganie i rozrywanie.Jest używany w różnych zastosowaniach medycznych, na implanty chrząstek, do produkcji nici chirurgicznych, na soczewki kontaktowe. Stosowany jest także jako składnik klejów, lakierów, do wyrobu aparatury chemicznej, jako stabilizator farb emulsyjnych, zagęszczaczy farmaceutycznych, produkcji rękawic ochronnych, folii, płyt i rur odpornych na działanie benzyny, olejów, także do wyrobu włókien.