Ero silloitetun polymeerin ja lineaarisen polymeerin välillä

Avainero silloitetun polymeerin ja lineaarisen polymeerin välillä on, että lineaaristen polymeerien monomeeriyksiköillä on päästä linkit, jotka muistuttavat kaulakorun helmiä, kun taas silloitetut polymeerit koostuvat ketjuista, jotka on liitetty yhteen kovalenttisten sidosten, niin kutsuttujen ristisidosten, kanssa.

Polymeerit ovat yhdisteitä, jotka koostuvat pienistä toistuvista yksiköistä, jotka yhdistyvät toisiinsa muodostamaan pitkäketjuisia molekyylejä. Toistuvat yksiköt tai polymeerin rakennuspalikat ovat monomeerejä. Polymeerit voidaan luokitella laajasti kolmeen osaan niiden kemiallisen ja termisen luonteen perusteella, nimittäin; (a) kestomuovipolymeerit, (b) lämpökovettuvat polymeerit ja (c) elastomeerit. Kestomuovit ovat muoveja, jotka voivat muuttaa muotoa lämmön vaikutuksesta. Päinvastoin kuin kestomuoveista, lämpölämmittimet eivät siedä toistuvia lämmitysjaksoja. Elastomeerit ovat kumia, joilla on erinomaiset kimmoisat ominaisuudet, toisin kuin edellä mainitut kaksi tyyppiä. Rakenteen mukaan on olemassa kolmen tyyppisiä polymeerejä lineaarisina, haarautuneina ja silloittuneina polymeereinä. Termoplastiset polymeerit ovat lineaarisia molekyylejä, kun taas termoseetit ja elastomeerit ovat silloitettuja polymeerejä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on silloitettu polymeeri 
3. Mikä on lineaarinen polymeeri
4. Vertailu rinnakkain - ristisidottu polymeeri vs. lineaarinen polymeeri taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on silloitettu polymeeri?

Silloitettu polymeeri on polymeeri, jonka ketjut on kytketty toisiinsa kovalenttisten sidosten verkolla. Ristisidokset voivat olla lyhyitä tai pitkiä, mutta useimmissa polymeereissä nämä sidokset ovat lyhyitä. Termoelementeillä ja elastomeereillä on ristisidokset. Silloitettujen polymeerien ominaisuudet riippuvat pääasiassa silloittumisasteesta. Tarkemmin sanottuna, jos silloittumisaste on alhainen, polymeeri toimii silloittumattomana polymeerinä ja osoittaa pehmennystä. Kuitenkin, jos silloitusaste on korkea, polymeerin pehmenemiskäyttäytyminen on paljon vaikeampaa. Hyvä esimerkki ristisilloituksen käytöstä kumien ominaisuuksien parantamiseksi on vulkanointiprosessi.

Kuvio 1: Silloitettu polyisopreeni (vulkanoitu luonnonkumi, jossa silloitusaineena on rikki)

Vulkanoinnin aikana vulkanointiaineiden kuten rikin, metallioksidien jne. Lisääminen lisää ristisiltoja kumiketjumolekyylien välillä. Ja siten parantaa kumien vetolujuutta ja kovuutta. Monissa kumituotteiden valmistusprosesseissa käytetään vulkanointia. Toisin kuin kumit, kestomuovipolymeereistä, kuten ureaformaldehydistä, tulee silloitusprosessin aikana kovia ja hauraita materiaaleja. Tämä johtuu siitä, että silloitus tekee polymeeristä kemiallisesti kovettuvan, ja tämä reaktio on peruuttamaton. Lisäksi silloittavien polymeerien liukoisuusparametri vaihtelee silloitustiheyden mukaan. Jos polymeerillä on alhainen silloittumisaste, sillä on taipumus turvota nesteessä.

Mikä on lineaarinen polymeeri?

Lineaarinen polymeeri on kestomuovinen polymeeri, joka koostuu pitkäketjuisista molekyyleistä. Tässä monomeeriyksiköillä on päästä-päähän -linkit, jotka muistuttavat kaulakorun helmiä. Polyeteeni on esimerkki lineaarisesta polymeeristä, jossa eteeniyksiköt toimivat monomeereinä. Joskus näillä lineaarisilla ketjuilla on haarautuneita rakenteita. Yleensä saman polymeerin lineaarisilla ja haaroittuneilla rakenteilla on samanlaiset ominaisuudet.

Kuva 02: Polyeteeni

Koska ne ovat kestomuoveja, lämpö voi pehmentää lineaarisia polymeerejä. Pehmenemislämpötila on lineaaristen polymeerien ainutlaatuinen piirre. Kumien tai viskoosisten nesteiden pehmenemislämpötila on alle huoneenlämpötilan, kun taas kovien, haurasten tai sitkeiden kiintoaineiden lämpötila on yli huoneenlämpötilan. Lisäksi lineaarinen polymeeri on kestomuovinen polymeeri, joka koostuu pitkäketjuisista molekyyleistä. Tässä monomeeriyksiköillä on päästä päähän -linkit, kuten kaulakorun helmet.

Polyeteeni on esimerkki lineaarisesta polymeeristä, jossa eteeniyksiköt toimivat monomeereinä. Joskus näillä lineaarisilla ketjuilla on haarautuneita kuvioita. Yleensä saman polymeerin lineaarisilla ja haaroittuneilla rakenteilla on samanlaiset ominaisuudet.

Mikä on ero ristisilloitetun polymeerin ja lineaarisen polymeerin välillä?

Silloitettu polymeeri vs. lineaarinen polymeeri
Silloitettu polymeeri koostuu ketjuista, jotka on liitetty toisiinsa kovalenttisilla sidoksilla.	Lineaarinen polymeeri koostuu monomeereistä, jotka on liitetty toisiinsa päästä päin, muistuttaen helmiä kaulakorussa.
kestomuovit
Termosetit ja elastomeerit	kestomuovit
Kuumentaminen polymeerejä
Toistuvia lämmitysjaksoja ei voi sietää	Kestää toistuvia lämmitysjaksoja
kierrätettävyys
Ei voida kierrättää (ei voida muistuttaa uudelleen)	Erittäin kierrätettävä (voidaan uudelleen muokata / muokata)
Tyyppi joukkolainojen välillä molekyyliketjun
Pysyvät ensisijaiset sidokset	Väliaikaiset toissijaiset joukkovelkakirjat
esimerkit
fenoliformaldehydi, polyuretaanit, silikonit, luonnonkumi, butyylikumi, kloropreenikumi	asetaalit, akryylit, akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS), polyamidit, polykarbonaatti, polyeteeni

Yhteenveto - ristisilloitettu polymeeri vs. lineaarinen polymeeri

Lyhyesti sanottuna on olemassa kaksi polymeeriryhmää niiden rakenteen perusteella: lineaariset polymeerit ja silloitetut polymeerit. Lineaaristen polymeerien monomeereillä on päästä linkit, jotka muistuttavat kaulakorun helmiä. Siksi kaikki kestomuovit kuuluvat lineaarisiin polymeereihin, eikä niillä ole pysyviä ristisidoksia polymeeriketjujen välillä. Silloitetuilla polymeereillä on kuitenkin pysyviä sidoksia vierekkäisten polymeeriketjujen välillä. Kaikki elastomeerit ja termoseetit kuuluvat silloitettuihin polymeereihin. Siten tämä on ero silloitetun polymeerin ja lineaarisen polymeerin välillä.

Viite:

1. Groover, M. P. (2007). Nykyaikaisen valmistuksen perusteet: materiaaliprosessit ja järjestelmät. John Wiley & Sons.
2. Alger, M. (1996). Polymeeritieteellinen sanakirja. Springer Science & Business Media.
3. Dyson, R. W. (toim.). (1987). Erikoispolymeerit. Blackie.

Kuvan kohteliaisuus:

1. “POLYIsopreeni V.2: n vulkanointi” - kirjoittanut Jü - Oma työ (CC) 0 Commons Wikimedian kautta
2. ”Polyeteeni-toista-2D” (Public Domain) Commons Wikimedian kautta