Ključna razlika med fizičnim in kemičnim navzkrižnim povezovanjem je, da fizične navzkrižne povezave nastanejo s šibkimi interakcijami, medtem ko kemične navzkrižne vezi nastanejo s kovalentno vezjo.
Tvorba navzkrižne povezave je vezava ene polimerne verige na drugo. Ta povezava se lahko oblikuje na enega od dveh načinov: fizikalna in kemična metoda, ki vključuje ionske vezi oziroma kovalentne vezi.
Kaj je fizično navzkrižno povezovanje?
Fizično navzkrižno povezovanje je tvorba vezi med polimernimi verigami s šibkimi interakcijami. Večino časa so te interakcije ponavadi ionske vezi. Npr. geli natrijevega alginata tvorijo ionske vezi ob izpostavitvi kalcijevim ionom. To navzkrižno povezovanje vključuje nastanek mostu med alginatnimi verigami. Drug pogost primer vključuje dodajanje boraksa polivinilalkoholu, ki tvori vodikove vezi (šibke interakcijske sile) med borovo kislino in alkoholnimi skupinami polimera. Nekateri primeri snovi, ki se lahko fizično navzkrižno povezujejo, vključujejo želatino, kolagen, agarozo in agar-agar.
Na splošno fizične navzkrižne povezave mehansko in termično niso sorazmerno stabilne. Obstaja vrsta polimerov, znanih kot termoplastični elastomeri, ki se v svoji mikrostrukturi običajno zanašajo na fizično navzkrižno povezovanje. To navzkrižno povezovanje daje materialu stabilnost, zato so zelo uporabni pri aplikacijah, ki niso pnevmatike, npr. gosenice za motorne sani in katetri za medicinsko uporabo. To je zato, ker je fizično navzkrižno povezovanje pogosto reverzibilno in ga lahko preoblikujemo z uporabo toplote.
Kaj je kemično navzkrižno povezovanje?
Kemično navzkrižno povezovanje je tvorba vezi med polimernimi verigami preko kovalentnih kemičnih vezi. Te navzkrižne povezave nastanejo s kemičnimi reakcijami, ki jih lahko sprožijo toplota, pritisk, sprememba pH ali obsevanje.
Na primer, kemično navzkrižno povezovanje se pojavi, ko se nepolimerizirana ali delno polimerizirana smola zmeša s posebnimi kemikalijami, imenovanimi navzkrižni reagenti. Posledica tega je kemična reakcija, ki tvori navzkrižne vezi. Poleg tega lahko povzročimo to navzkrižno povezovanje v materialih, ki so običajno termoplastični. To je z izpostavljenostjo viru sevanja, kot je izpostavljenost elektronskemu žarku, sevanju gama ali ultravijoličnemu sevanju. Npr. lahko uporabimo obdelavo z elektronskim žarkom za zamreženje tipa C zamreženega polietilena.
Slika 01: Struktura vulkanizirane gume
Vulkanizacija je druga vrsta navzkrižnega povezovanja, ki je kemični proces. Lahko spremeni gumo v trd, vzdržljiv material, ki je povezan z avtomobilskimi in kolesarskimi pnevmatikami. Ta korak se imenuje strjevanje z žveplom. To je počasen proces, ki ga je mogoče pospešiti s pospeševalniki.
Kakšna je razlika med fizičnim in kemičnim navzkrižnim povezovanjem?
V kemiji in biokemiji je navzkrižno povezovanje proces nastajanja vezi med polimernimi verigami. Ključna razlika med fizičnim in kemičnim navzkrižnim povezovanjem je, da se fizične navzkrižne povezave pojavijo s šibkimi interakcijami, medtem ko kemične navzkrižne povezave nastanejo s kovalentno vezjo. Poleg tega so termoplastični elastomeri podvrženi fizičnemu navzkrižnemu povezovanju, medtem ko so termoreaktivni polimeri podvrženi kemičnemu navzkrižnemu povezovanju. Poleg tega ima fizično navzkrižno povezovanje nizko vzdržljivost, medtem ko ima kemično navzkrižno povezovanje visoko vzdržljivost. Druga razlika med fizičnim in kemičnim navzkrižnim povezovanjem je, da je fizično navzkrižno povezovanje šibkejše od kemičnega navzkrižnega povezovanja.
Spodnja infografika navaja razlike med fizičnim in kemičnim navzkrižnim povezovanjem v obliki tabele.
Povzetek – Fizično proti kemičnemu navzkrižnemu povezovanju
Izraz navzkrižno povezovanje je pogost v kemiji in biologiji. Ključna razlika med fizičnim in kemičnim navzkrižnim povezovanjem je v tem, da fizične navzkrižne povezave nastanejo s šibkimi interakcijami, medtem ko kemične navzkrižne povezave nastanejo s kovalentno vezjo.
