Monet nykyajan kemianteollisuudet soveltavat vihreää kemiaa ympäristön suojelemiseen samalla kun tuotetaan erilaisia kemikaaleja. Vihreän kemian strategiat toteutetaan pääasiassa vähentämällä jätteiden tuotantoa, vähentämällä raaka-aineiden käyttöä, vähentämällä uusiutumattomia energialähteitä, vähentämällä energian kokonaiskysyntää ja vähentämällä riskejä, vaaroja ja kustannuksia. Polymeeriseoksen ja komposiitin käyttö ovat kaksi tällaista strategiaa, jota käytetään 'vihreän' vaatimuksessa monilla aloilla. Polymeeriseokset ja komposiitit ovat erittäin hyödyllisiä seuraavista syistä.
Polymeeriseoksen ja komposiittien määritelmät ovat melko ristiriitaisia, vaikkakin niitä käytetään usein yhdessä. Käytettävissä olevan kirjallisuuden mukaan keskeinen ero polymeeriseoksen ja komposiitin välillä on se, että polymeeriseos koostuu sekoittamalla kaksi tai useampia polymeerejä yhden vaiheen saamiseksi, kun taas komposiitti koostuu kahden tai useamman elementin yhdistelmästä, mikä johtaa monivaiheiseen, monikomponenttijärjestelmään, jossa kukin elementti heijastaa niiden erillisiä identiteettejä ja ominaisuuksia. Lisätietoja polymeeriseoksista ja komposiiteista käsitellään tässä artikkelissa.
Polymeeriseos on kahden tai useamman polymeerin yhdistelmä, jotka sekoitetaan fysikaalisesti yhden vaiheen saamiseksi. Tämä tarkoittaa, että sen sijaan, että saadaan kunkin polymeerin ominaisuudet erikseen, saadaan yksi ominaisuusjoukko sekoittamalla muutama polymeeri. Siksi jokaisella polymeerillä ei ehkä ole omaa haluttua ominaisuutta. Seoksia saadaan yleensä sulassa tilassa tai liuottamalla liuottimiin. Polymeeriseokset voivat olla eri muodoissa, kuten sekoittuva yksi faasi, sekoittuva erotettu faasi, seokset, yhteensopiva, yhteensopimaton, läpäisevä ja puolittain läpäisevä polymeeriverkko. Polymeeriseokset luokitellaan pääasiassa yhteensopiviksi ja yhteensopimattomiksi polymeeriseoksiksi. Yhteensopivat polymeeriseokset ovat sekoittuvia seoksia, joissa ei ole erillisiä vaiheita, vaan yksi vaihe. Tämäntyyppiset seokset tarjoavat erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. Yhteensopimattomat polymeeriseokset ovat seoksia, jotka muodostavat kaksi hyvin määriteltyä erillistä faasia sekoittamisen jälkeen. Tämän tyyppisillä seoksilla on yleensä huonot mekaaniset ominaisuudet. Yhteensopimattomat sekoitukset ovat kuitenkin yleisempiä kuin yhteensopivat sekoitukset.
Polystyreeni on homopolymeeri, joka on sekoittuva polymeeriseos
Polymeerikomposiitit ovat yhdisteitä, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta elementistä, jotka lopulta muodostavat monivaiheisen, monikomponenttisen järjestelmän. Jokaisella elementillä on oma identiteettinsä ja se säilyttää fysikaaliset ja kemialliset ominaisuutensa jopa integroituna komposiittiin. Yleensä komposiitti sisältää kaksi komponenttia; polymeeri ja ei-polymeeri. Polymeerikomponentti toimii yleensä matriisina, kun taas ei-polymeerikomponentti toimii täyteaineena (esim. Kuitu, hiutale, metalli, keraaminen jne.). Joissakin tapauksissa polymeerejä käytetään kuitenkin myös täyteaineina. Siksi polymeerit voivat olla roolia joko täyteaineena tai matriisina komposiiteissa. Sekä synteettisiä että luonnollisia polymeerejä voidaan käyttää komposiittien valmistukseen. Materiaaleja, joilla on parempia ominaisuuksia laajempiin sovelluksiin, voidaan valmistaa sekoittamalla sekä luonnollisia että synteettisiä polymeerejä. Jo tänäänkin monia komposiitteja on kehitetty luonnollisten polymeerien avulla, koska ne tarjoavat monia etuja, kuten biohajoavuus, vähemmän myrkyllisyys ja saatavuus. Puu ja luut ovat kaksi hyvää esimerkkiä luonnollisista komposiiteista. Hemisselluloosa ja ligniini toimivat puun polymeerimatriisina, kun taas selluloosakuidut toimivat täyteaineena. Lasikuitu on erinomainen esimerkki ihmisen tekemästä komposiitista.
Lasi polymeerillä
Polymeeriseos: Polymeeriseos on kahden tai useamman polymeerin yhdistelmä, jotka sekoitetaan fysikaalisesti yhden vaiheen saamiseksi.
Polymeerikomposiitti: Polymeerikomposiitti on yhdiste, joka koostuu kahdesta tai useammasta elementistä, mikä johtaa monivaiheiseen, monikomponenttijärjestelmään
Polymeeriseos: Polymeeriseokset koostuvat kahdesta tai useammasta polymeeristä
Polymeerikomposiitti: Polymeerikomposiitit koostuvat polymeerikomponentista ja ei-polymeerikomponentista
Polymeeriseos: Polymeeriseokset eivät yleensä muodosta voimakkaita kemiallisia sidoksia polymeerien välillä.
Polymeerikomposiitti: Polymeerikomposiiteilla on kemiallisia ja fysikaalisia sidoksia polymeerin ja ei-polymeerin välillä.
Viitteet:
Kulshreshtha, A. K. (2002). Käsikirja polymeeriseoksista ja komposiiteista(Osa 1). iSmithers Rapra Publishing.
Olatunji, O. (2016). Luonnolliset polymeerit. Springer International Publishing: Jälki: Springer,.
Sperling, L. H. (2005). Johdanto fysikaaliseen polymeeritieteeseen. John Wiley & Sons.
Kuvan kohteliaisuus:
”Lasi polymeerillä” kirjoittanut Cjp24 - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
“Paisutettu polystyreenivaahtomuovi” Käyttäjän mukaan: Acdx - Oma työ, (CC-BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta