Ključna razlika – amorfni in kristalni polimeri
Besedo "polimer" lahko definiramo kot material, sestavljen iz velikega števila ponavljajočih se enot, ki so med seboj povezane s kemičnimi vezmi. Ena sama polimerna molekula lahko vsebuje milijone majhnih molekul ali ponavljajočih se enot, ki jih imenujemo monomeri. Polimeri so zelo velike molekule z visoko molekulsko maso. Monomeri morajo imeti dvojno vez ali vsaj dve funkcionalni skupini, da se lahko uredijo kot polimer. Ta dvojna vez ali dve funkcionalni skupini pomagata monomeru, da pritrdi še dva monomera, ti pritrjeni monomeri pa imajo tudi funkcionalne skupine, ki pritegnejo več monomerov. Na ta način nastane polimer in ta proces je znan kot polimerizacija. Rezultat polimerizacije je makromolekula ali polimerna veriga. Te polimerne verige so lahko razporejene na različne načine, da tvorijo molekularno strukturo polimera. Razporeditev je lahko amorfna ali kristalinična. Glavna razlika med amorfnimi in kristaliničnimi polimeri je njihova molekularna razporeditev. Amorfni polimeri nimajo posebne razporeditve ali vzorca, medtem ko so kristalni polimeri dobro urejene molekularne strukture.
Kakšne so molekularne strukture polimerov
Pomembno je poznati nekaj dejstev o molekularni strukturi polimerov, preden nadaljujete z branjem o razlikah med amorfnimi in kristaliničnimi polimeri. Polimerne verige so lahko razporejene na tri načine, znane kot sindiotaktični, izotaktični ali ataktični način. Sindiotaktično pomeni, da so stranske skupine polimerne verige razporejene izmenično. Pri izotaktični razporeditvi se stranske skupine nahajajo na isti strani. Toda ataktična razporeditev kaže naključno razporeditev stranskih skupin vzdolž polimerne verige.
Kaj je amorfni polimer?
Amorfni polimer nima organiziranega vzorca v svoji molekularni strukturi. Amorfni polimeri so sestavljeni predvsem iz ataktičnih polimernih verig. To povzroča odsotnost kristaliničnosti. Zato je šibka struktura. Ker pri amorfnih polimerih ni stopnje kristaliničnosti ali pa je kristaliničnost odsotna, imajo nizko gostoto v primerjavi s kristaliničnimi polimeri. Zato je kemična odpornost nizka in prozorna. Med polimernimi verigami obstaja šibka privlačnost zaradi odsotnosti vzorčaste strukture.
Primeri amorfnih polimerov vključujejo polietilen, PVC itd. Na stopnjo kristaliničnosti vplivata postopek polimerizacije in proizvodnje. Amorfni polimeri imajo lahko kristaliničnost s tvorbo kristalitov ali urejenih območij. Ti so mehkejši in manj odporni na prodiranje topil.
Kaj je kristalni polimer?
Kristalna struktura kaže pravilno razporeditev polimernih molekul. Kristalni polimeri imajo urejeno strukturo, ki je sestavljena iz sindiotaktičnih in izotaktičnih polimernih verig. Ta urejena struktura povzroči, da polimer postane prosojen. Med molekulami obstajajo tudi močne privlačne sile. Zato je kemično odporen in ima visoko gostoto v primerjavi z amorfnimi polimeri. Čeprav so kristalni polimeri dobro urejeni, lahko obstajajo tudi amorfna področja. Zato se ti polimeri imenujejo polkristalni materiali.
Plastični materiali, kot so najlon in drugi poliamidi, imajo kristalizirane strukture. Drugi primeri vključujejo linearni polietilen, PET (polietilen tereftalat), polipropilen itd. To so toge strukture in nanje manj vpliva penetracija topil.
Slika 01: Molekulske verige v amorfnih in polkristalnih polimerih
Kakšna je razlika med amorfnimi in kristaliničnimi polimeri?
Amorfni v primerjavi s kristalnimi polimeri |
|
| Amorfni polimeri so polimeri, ki nimajo urejenega vzorca v svoji molekularni strukturi. | Kristalni polimeri so polimeri, ki imajo dobro organizirano strukturo. |
| Morfologija | |
| Amorfni polimeri so narejeni iz ataktičnih polimernih verig. | Kristalni polimeri so narejeni iz sindiotaktičnih in izotaktičnih polimernih verig. |
| Sile privlačnosti | |
| Amorfni polimeri imajo šibke privlačne sile med polimernimi verigami. | Kristalni polimeri imajo močne privlačne sile med polimernimi verigami. |
| Gostota | |
| Amorfni polimeri imajo nizko gostoto. | Kristalni polimeri imajo visoko gostoto. |
| Kemična odpornost | |
| Amorfni polimeri imajo nizko kemično odpornost. | Kristalni polimeri imajo visoko kemično odpornost. |
| Polimerne verige | |
| Polimerne verige so v amorfnih polimerih razporejene na ataktičen način. | Polimerne verige so v kristalnih polimerih urejene na sindiotaktičen in izotaktičen način. |
| Videz | |
| Amorfni polimeri so prozorni. | Kristalni polimeri so prosojni |
Povzetek – Amorfni polimeri v primerjavi s kristalnimi polimeri
Vsi polimeri imajo nekaj kristaliničnosti, kar je glavna razlika med amorfnimi in kristaliničnimi polimeri. Amorfni polimeri imajo nizko stopnjo kristaliničnosti, medtem ko imajo kristalni polimeri visoko stopnjo kristaliničnosti. Fizikalne in kemijske lastnosti polimera bodo odvisne od stopnje kristaliničnosti.
