Ključna razlika med premreženim polimerom in linearnim polimerom je, da imajo monomerne enote linearnih polimerov povezave od konca do konca, ki spominjajo na kroglice v ogrlici, medtem ko so premreženi polimeri sestavljeni iz verig, ki so povezane skupaj z nizom kovalentnih vezi, imenovanih navzkrižne povezave.
Polimeri so spojine, sestavljene iz majhnih ponavljajočih se enot, ki se med seboj povezujejo in tvorijo dolgoverižne molekule. Ponavljajoče se enote ali gradniki polimera so monomeri. Polimere lahko na splošno razvrstimo v tri dele glede na njihovo kemijsko in toplotno naravo, in sicer; (a) termoplastični polimeri, (b) termoreaktivni polimeri in (c) elastomeri. Termoplasti so plastike, ki lahko spremenijo obliko pod vplivom toplote. Za razliko od termoplastov duroplasti ne prenesejo ponavljajočih se ciklov segrevanja. Elastomeri so gume, ki kažejo odlične elastične lastnosti, za razliko od obeh zgoraj omenjenih vrst. Glede na strukturo ločimo tri vrste polimerov, kot so linearni, razvejani in premreženi polimeri. Termoplastični polimeri so linearne molekule, medtem ko so duroplasti in elastomeri zamreženi polimeri.
Kaj je navzkrižno povezan polimer?
Premreženi polimer je polimer, ki ima verige, povezane z mrežo kovalentnih vezi. Navzkrižne povezave so lahko kratke ali dolge, vendar so v večini polimerov te vezi kratke. Duroplasti in elastomeri imajo navzkrižne povezave. Lastnosti zamreženih polimerov so v glavnem odvisne od stopnje zamreženosti. Natančneje, če je stopnja navzkrižnega povezovanja nizka, se bo polimer obnašal kot nezamrežen polimer in se bo mehčal. Če pa je stopnja zamreženja visoka, bo mehčanje polimera veliko težje. Dober primer uporabe navzkrižnega povezovanja za izboljšanje lastnosti gume je postopek vulkanizacije.
Slika 1: Zamreženi poliizopren (vulkaniziran naravni kavčuk z uporabo žvepla kot zamreževalnega sredstva)
Med vulkanizacijo dodajanje vulkanizacijskih sredstev, kot so žveplo, kovinski oksidi itd., poveča navzkrižne povezave med molekulami gumijaste verige. In tako izboljša natezno trdnost in trdoto gume. Številni postopki izdelave izdelkov iz gume uporabljajo vulkanizacijo. Za razliko od gum postanejo duroplastni polimeri, kot je sečnina formaldehid, med postopkom zamreženja trdi in krhki materiali. To je zato, ker zaradi navzkrižnega povezovanja polimer kemično strdi, ta reakcija pa je nepovratna. Poleg tega se parameter topnosti zamreženih polimerov spreminja glede na gostoto zamreženja. Če ima polimer nizko stopnjo zamreženja, bo v tekočini nagnjen k nabrekanju.
Kaj je linearni polimer?
Linearni polimer je termoplastičen polimer, ki je sestavljen iz dolgoverižnih molekul. Tukaj imajo monomerne enote povezave od konca do konca, ki spominjajo na kroglice v ogrlici. Polietilen je primer linearnega polimera, kjer etilenske enote delujejo kot monomeri. Včasih imajo te linearne verige razvejane strukture. Na splošno imajo linearne in razvejane verižne strukture istega polimera podobne lastnosti.
Slika 02: Polietilen
Ker so termoplasti, lahko toplota zmehča linearne polimere. Temperatura mehčanja je edinstvena lastnost linearnih polimerov. Temperatura mehčanja gume ali viskoznih tekočin je pod sobno temperaturo, medtem ko je temperatura mehčanja trdih, krhkih trdnih ali duktilnih trdnih snovi nad sobno temperaturo. Poleg tega je linearni polimer termoplastični polimer, ki je sestavljen iz dolgoverižnih molekul. Tukaj imajo monomerne enote povezave od konca do konca, kot kroglice v ogrlici.
Polietilen je primer linearnega polimera, kjer etilenske enote delujejo kot monomeri. Včasih imajo te linearne verige razvejane vzorce. Na splošno imajo linearne in razvejane verižne strukture istega polimera podobne lastnosti.
Kakšna je razlika med navzkrižno povezanim polimerom in linearnim polimerom?
Navzkrižno vezan polimer v primerjavi z linearnim polimerom |
|
| Premreženi polimer je sestavljen iz verig, ki so povezane z nizom kovalentnih vezi. | Linearni polimer je sestavljen iz monomerov, povezanih od konca do konca, ki spominjajo na kroglice v ogrlici. |
| Termoplastika | |
| Dolovodni materiali in elastomeri | Termoplastika |
| Segrevanje polimerov | |
| Ne prenaša ponavljajočih se ciklov ogrevanja | Lahko prenaša ponavljajoče se cikle segrevanja |
| Možnost recikliranja | |
| Ni ga mogoče reciklirati (ni ga mogoče preoblikovati) | Zelo primerno za recikliranje (lahko se predela/preoblikuje) |
| Vrsta vezi med molekularno verigo | |
| Trajne primarne obveznice | Začasne sekundarne obveznice |
| Primeri | |
| fenol-formaldehid, poliuretani, silikoni, naravni kavčuk, butil kavčuk, kloropren kavčuk | acetali, akrili, akrilonitril-butadien-stiren (ABS), poliamidi, polikarbonat, polietilen |
Povzetek – navzkrižno povezani polimer proti linearnemu polimeru
Na kratko, obstajata dve kategoriji polimerov glede na njihovo strukturo: linearni polimeri in zamreženi polimeri. Monomeri linearnih polimerov imajo povezave od konca do konca, ki spominjajo na kroglice ogrlice. Vsi termoplasti torej spadajo med linearne polimere in nimajo trajnih prečnih povezav med polimernimi verigami. Vendar imajo zamreženi polimeri trajne vezi med sosednjimi polimernimi verigami. Vsi elastomeri in duroplasti spadajo med premrežene polimere. To je torej razlika med navzkrižno povezanim polimerom in linearnim polimerom.
