Mešanica polimerov proti kompozitu
Številne sodobne kemične industrije uporabljajo zeleno kemijo za varovanje okolja med proizvodnjo različnih kemikalij. Strategije zelene kemije se v glavnem dosegajo z zmanjšanjem proizvodnje odpadkov, zmanjšanjem porabe surovin, zmanjšanjem neobnovljivih virov energije, zmanjšanjem splošnega povpraševanja po energiji ter zmanjšanjem tveganj, nevarnosti in stroškov. Uporaba polimerne mešanice in kompozita sta dve takšni strategiji, ki se uporabljata v „zelenih“zahtevah številnih industrij. Polimerne mešanice in kompoziti so izjemno uporabni zaradi naslednjih razlogov.
- Lahko jih proizvedete iz poceni surovin, ne da bi žrtvovali njihove želene lastnosti
- Uporabimo jih lahko za pripravo visoko zmogljivih spojin
- Biorazgradljivost in ponovna uporabnost končnih izdelkov
- Izdelke je mogoče razviti z uporabo industrijskih odpadkov
- Uporabljajo se lahko za širše aplikacije.
Definiciji mešanice polimerov in kompozitov sta precej protislovni, čeprav se pogosto uporabljata skupaj. Vendar pa je glede na razpoložljivo literaturo ključna razlika med polimerno mešanico in kompozitom ta, da je polimerna mešanica sestavljena z mešanjem dveh ali več polimerov, da dobimo eno samo fazo, medtem ko je kompozit sestavljen iz kombinacije dveh ali več elementov, kar povzroči večfazni, večkomponentni sistem, kjer vsak element odraža svoje različne identitete in lastnosti. Dodatne podrobnosti o polimernih mešanicah in kompozitih bodo obravnavane v tem članku.
Kaj je mešanica polimerov?
Mešanica polimerov je kombinacija dveh ali več polimerov, ki se fizično zmešajo, da dobimo eno fazo. To pomeni, da namesto pridobivanja lastnosti vsakega polimera posebej, dobimo en sklop lastnosti z mešanjem nekaj polimerov. Zato vsak polimer morda ne kaže svoje želene lastnosti. Mešanice običajno dobimo v staljenem stanju ali z raztapljanjem v topilih. Mešanice polimerov so lahko v različnih oblikah, kot so mešljive enofazne, mešljive ločene faze, zlitine, združljive, nekompatibilne, medsebojno prepletene in delno prepletene polimerne mreže. Polimerne mešanice so večinoma razvrščene kot združljive in nekompatibilne polimerne mešanice. Kompatibilne polimerne mešanice so mešane mešanice, kjer ni ločenih faz, ampak ena sama faza. Te vrste mešanic zagotavljajo vrhunske mehanske lastnosti. Nekompatibilne mešanice polimerov so mešanice, ki po mešanju tvorijo dve natančno definirani ločeni fazi. Te vrste mešanic imajo na splošno slabe mehanske lastnosti. Vendar pa so nekompatibilne mešanice pogostejše kot združljive mešanice.
Polistiren je homopolimer, ki je mešljiva polimerna mešanica
Kaj je polimerni kompozit?
Polimerni kompoziti so spojine, sestavljene iz dveh ali več elementov, ki na koncu tvorijo večfazni, večkomponentni sistem. Vsak element ima svojo lastno identiteto in ohranja svoje fizikalne in kemične lastnosti tudi po vključitvi v kompozit. Na splošno kompozit vsebuje dve komponenti; polimerne in nepolimerne. Polimerna komponenta običajno deluje kot matrica, medtem ko nepolimerna komponenta deluje kot polnilo (npr. vlakna, kosmiči, kovina, keramika itd.). Vendar pa se v nekaterih primerih polimeri uporabljajo tudi kot polnila. Zato lahko polimeri igrajo vlogo bodisi polnila bodisi matrice v kompozitih. Za izdelavo kompozitov se lahko uporabljajo tako sintetični kot naravni polimeri. Materiale z vrhunskimi lastnostmi za širšo uporabo je mogoče pripraviti z mešanjem naravnih in sintetičnih polimerov. Tudi danes je bilo veliko kompozitov razvitih s pomočjo naravnih polimerov, saj zagotavljajo številne prednosti, kot so biorazgradljivost, manjša toksičnost in dostopnost. Les in kosti sta dobra primera naravnih kompozitov. Hemiceluloza in lignin delujeta kot polimerna matrica v lesu, medtem ko celulozna vlakna delujejo kot polnilo. Steklena vlakna so odličen primer umetnega kompozita.
Steklo s polimerom
Kakšna je razlika med polimerno mešanico in kompozitom?
Opredelitev polimerne mešanice in kompozita:
Mešanica polimerov: Mešanica polimerov je kombinacija dveh ali več polimerov, ki se fizično zmešajo, da dobimo eno fazo.
Polimerni kompozit: Polimerni kompozit je spojina, sestavljena iz dveh ali več elementov, ki tvorijo večfazni, večkomponentni sistem
Lastnosti polimerne mešanice in kompozita:
Splošna sestava:
Mešanica polimerov: Mešanice polimerov so sestavljene iz dveh ali več polimerov
Polimerni kompozit: Polimerni kompoziti so sestavljeni iz polimerne komponente in nepolimerne komponente
Narava povezovanja:
Mešanica polimerov: Mešanice polimerov običajno ne tvorijo močnih kemičnih vezi med polimeri.
Polimerni kompozit: Polimerni kompoziti imajo kemične in fizikalne vezi med polimerom in nepolimerom.
