Rozdíl mezi zesítěným polymerem a lineárním polymerem

Klíčový rozdíl mezi zesítěným polymerem a lineárním polymerem je ten monomerní jednotky lineárních polymerů mají spoje typu end-to-end, které připomínají kuličky v náhrdelníku, zatímco zesítěné polymery jsou tvořeny řetězci, které jsou spojeny řadou kovalentních vazeb, nazývaných zesítění.

Polymery jsou sloučeniny sestávající z malých opakujících se jednotek, které se spojují a vytvářejí molekuly s dlouhým řetězcem. Opakující se jednotky nebo stavební bloky polymeru jsou monomery. Polymery mohou být široce klasifikovány do tří částí na základě jejich chemické a tepelné povahy, jmenovitě; a) termoplastické polymery, b) termosetové polymery a c) elastomery. Termoplasty jsou plasty, které mohou působením tepla změnit tvar. Na rozdíl od termoplastů nemohou termosety tolerovat opakované ohřívací cykly. Elastomery jsou kaučuky, které vykazují vynikající elastické vlastnosti, na rozdíl od výše uvedených dvou typů. Podle struktury existují tři typy polymerů jako lineární, rozvětvené a zesítěné polymery. Termoplastické polymery jsou lineární molekuly, zatímco termosety a elastomery jsou zesítěné polymery.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je křížově propojený polymer 
3. Co je lineární polymer
4. Srovnání vedle sebe - křížově propojený polymer vs lineární polymer v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je křížově propojený polymer?

Zesítěný polymer je polymer, který má řetězce spojené dohromady sítí kovalentních vazeb. Zesíťování může být krátké nebo dlouhé, ale ve většině polymerů jsou tyto vazby krátké. Termosety a elastomery mají zesítěné vazby. Vlastnosti zesítěných polymerů závisí hlavně na stupni zesítění. Konkrétně, pokud je stupeň zesítění nízký, bude se polymer chovat jako nezesítěný polymer a bude vykazovat změkčovací chování. Pokud je však stupeň zesítění vysoký, bude změkčovací chování polymeru mnohem tvrdší. Dobrým příkladem použití zesítění ke zlepšení vlastností kaučuků je vulkanizační proces.

Obrázek 1: Zesítěný polyisopren (vulkanizovaný přírodní kaučuk používající síru jako zesíťující činidlo)

Během vulkanizace přidávání vulkanizačních činidel, jako je síra, oxidy kovů atd., Zvyšuje zesítění mezi molekulami gumového řetězce. Zlepšuje tak pevnost v tahu a tvrdost kaučuků. Mnoho procesů výroby pryžových výrobků používá vulkanizaci. Na rozdíl od kaučuků se termosetové polymery, jako je močovinový formaldehyd, stávají během procesu zesíťování tvrdými a křehkými materiály. Je to proto, že zesíťování činí polymer chemicky nastaveným a tato reakce je nevratná. Kromě toho se parametr rozpustnosti zesíťujících polymerů mění s hustotou zesítění. Pokud má polymer nízký stupeň zesítění, bude mít tendenci bobtnat v kapalině.

Co je lineární polymer?

Lineární polymer je termoplastický polymer, který se skládá z molekul s dlouhým řetězcem. Zde mají monomerní jednotky vazby typu end-to-end, které se podobají korálkům v náhrdelníku. Polyethylen je příkladem lineárního polymeru, kde ethylenové jednotky působí jako monomery. Někdy mají tyto lineární řetězce rozvětvené struktury. Obecně mají lineární a rozvětvené struktury stejného polymeru podobné vlastnosti.

Obrázek 02: Polyethylen

Protože se jedná o termoplasty, může teplo změkčit lineární polymery. Teplota měknutí je jedinečnou vlastností lineárních polymerů. Teplota měknutí kaučuků nebo viskózních tekutin je pod teplotou místnosti, zatímco teplota tvrdých, křehkých pevných látek nebo tažných pevných látek je vyšší než teplota místnosti. Lineární polymer je navíc termoplastický polymer, který se skládá z molekul s dlouhým řetězcem. Zde mají monomerní jednotky vazby typu end-to-end, jako korálky v náhrdelníku.

Polyethylen je příkladem lineárního polymeru, kde ethylenové jednotky působí jako monomery. Někdy mají tyto lineární řetězce rozvětvené vzory. Obecně mají lineární a rozvětvené struktury stejného polymeru podobné vlastnosti.

Jaký je rozdíl mezi zesítěným polymerem a lineárním polymerem?

Zesítěný polymer vs lineární polymer
Zesítěný polymer je tvořen řetězci, které jsou spojeny řadou kovalentních vazeb.	Lineární polymer je vyroben z monomerů spojených k sobě, připomínajících kuličky v náhrdelníku.
Termoplasty
Termosety a elastomery	Termoplasty
Zahřívání polymerů
Nelze tolerovat opakované ohřívací cykly	Může tolerovat opakované ohřívací cykly
Recyklovatelnost
Nelze recyklovat (nelze přeložit)	Vysoce recyklovatelný (lze přeformátovat / přetvořit)
Typ vazby mezi molekulárním řetězcem
Trvalé primární vazby	Dočasné sekundární dluhopisy
Příklady
fenolformaldehyd, polyurethany, silikony, přírodní kaučuk, butylový kaučuk, chloroprenový kaučuk	acetaly, akryly, akrylonitril-butadien-styren (ABS), polyamidy, polykarbonát, polyethylen

Shrnutí - křížově propojený polymer vs lineární polymer

Stručně řečeno, existují dvě kategorie polymerů na základě jejich struktury: lineární polymery a zesítěné polymery. Monomery lineárních polymerů mají spoje typu end-to-end, které se podobají korálkům náhrdelníku. Proto všechny termoplasty patří k lineárním polymerům a nemají trvalé síťové vazby mezi polymerními řetězci. Zesítěné polymery však mají trvalé vazby mezi sousedními polymerními řetězci. Všechny elastomery a termosety patří mezi zesítěné polymery. To je tedy rozdíl mezi zesítěným polymerem a lineárním polymerem.

Odkaz:

1. Groover, M. P. (2007). Základy moderní výroby: materiálové procesy a systémy. John Wiley a synové.
2. Alger, M. (1996). Slovník polymerních věd. Springer Science & Business Media.
3. Dyson, R. W. (Ed.). (1987). Speciální polymery. Blackie.

Obrázek se svolením:

1. „Vulkanizace POLYIsoprenu V.2“ Jü - vlastní práce (CC) 0 přes Commons Wikimedia
2. „Polyethylen-opakování-2D“ (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia