Kľúčový rozdiel medzi fyzikálnym a chemickým krížovým prepojením je v tom, že fyzikálne krížové prepojenia vznikajú prostredníctvom slabých interakcií, zatiaľ čo chemické krížové prepojenia vznikajú prostredníctvom kovalentných väzieb.
Tvorba krížových väzieb je spájanie jedného polymérneho reťazca s druhým. Toto spojenie môže vzniknúť jedným z dvoch spôsobov: fyzikálnou a chemickou metódou, ktorá zahŕňa iónové väzby a kovalentné väzby.
Čo je fyzické krížové prepojenie?
Fyzické zosieťovanie je vytvorenie väzby medzi polymérnymi reťazcami prostredníctvom slabých interakcií. Vo väčšine prípadov majú tieto interakcie tendenciu byť iónovými väzbami.napr. gély alginátu sodného tvoria iónové väzby po vystavení iónom vápnika. Toto zosieťovanie zahŕňa tvorbu mostíkov medzi alginátovými reťazcami. Ďalší bežný príklad zahŕňa pridanie bóraxu k polyvinylalkoholu, ktorý vytvára vodíkové väzby (slabé interakčné sily) medzi kyselinou boritou a alkoholovými skupinami polyméru. Niektoré príklady látok, ktoré môžu prejsť fyzikálnym zosieťovaním, zahŕňajú želatínu, kolagén, agarózu a agar-agar.
Vo všeobecnosti nie sú fyzikálne priečne väzby mechanicky a tepelne porovnateľne stabilné. Existuje trieda polymérov známych ako termoplastické elastoméry, ktoré majú tendenciu spoliehať sa na fyzikálne zosieťovanie vo svojej mikroštruktúre. Toto zosieťovanie dáva materiálu stabilitu, takže sú široko použiteľné v aplikáciách bez pneumatík, napr. dráhy pre snežné skútre a katétre na lekárske účely. Je to preto, že fyzické zosieťovanie je často reverzibilné a môžeme ho reformovať pomocou tepla.
Čo je chemické krížové prepojenie?
Chemické zosieťovanie je vytvorenie väzby medzi polymérnymi reťazcami prostredníctvom kovalentných chemických väzieb. Tieto krížové väzby vznikajú chemickými reakciami, ktoré môžu byť iniciované teplom, tlakom, zmenou pH alebo ožiarením.
Napríklad k chemickému zosieťovaniu dochádza, keď sa nepolymerizovaná alebo čiastočne polymerizovaná živica zmieša so špecifickými chemikáliami nazývanými sieťovacie činidlá. Výsledkom je chemická reakcia, ktorá vytvára krížové väzby. Okrem toho môžeme toto zosieťovanie vyvolať v materiáloch, ktoré sú zvyčajne termoplastické. To znamená vystavením zdroju žiarenia, ako je vystavenie elektrónovému lúču, gama žiareniu alebo ultrafialovému žiareniu. napr. na zosieťovanie zosieťovaného polyetylénu typu C môžeme použiť spracovanie elektrónovým lúčom.
Obrázok 01: Štruktúra vulkanizovanej gumy
Vulkanizácia je ďalším typom zosieťovania, čo je chemický proces. Dokáže zmeniť gumu na tvrdý, odolný materiál, ktorý sa spája s pneumatikami automobilov a bicyklov. Tento krok sa nazýva vytvrdzovanie sírou. Je to pomalý proces, ktorý možno urýchliť pomocou urýchľovačov.
Aký je rozdiel medzi fyzikálnym a chemickým prepojením?
V chémii a biochémii je zosieťovanie proces vytvárania väzieb medzi polymérnymi reťazcami. Kľúčový rozdiel medzi fyzikálnym a chemickým zosieťovaním je v tom, že k fyzikálnym krížovým prepojeniam dochádza prostredníctvom slabých interakcií, zatiaľ čo chemické krížové väzby sa vytvárajú prostredníctvom kovalentných väzieb. Okrem toho termoplastické elastoméry podliehajú fyzikálnemu zosieťovaniu, zatiaľ čo termosetové polyméry podliehajú chemickému zosieťovaniu. Okrem toho má fyzikálne zosieťovanie nízku trvanlivosť, zatiaľ čo chemické zosieťovanie má vysokú trvanlivosť. Ďalším rozdielom medzi fyzikálnym a chemickým zosieťovaním je, že fyzikálne zosieťovanie je slabšie ako chemické.
Nižšie uvedená infografika uvádza rozdiely medzi fyzikálnym a chemickým krížovým prepojením vo forme tabuľky.
Súhrn – fyzikálne verzus chemické krížové prepojenie
Pojem cross linking je bežný v chémii a biológii. Kľúčový rozdiel medzi fyzikálnym a chemickým krížovým prepojením je v tom, že fyzikálne krížové prepojenia sa vyskytujú prostredníctvom slabých interakcií, zatiaľ čo chemické krížové prepojenia vznikajú prostredníctvom kovalentných väzieb.
