Kľúčový rozdiel medzi zosieťovaným polymérom a lineárnym polymérom je v tom, že monomérne jednotky lineárnych polymérov majú väzby typu end-to-end, ktoré pripomínajú korálky v náhrdelníku, zatiaľ čo zosieťované polyméry sú tvorené reťazcami, ktoré sú spojené spolu sériou kovalentných väzieb nazývaných krížové väzby.
Polyméry sú zlúčeniny pozostávajúce z malých opakujúcich sa jednotiek, ktoré sa navzájom spájajú a vytvárajú molekuly s dlhým reťazcom. Opakujúce sa jednotky alebo stavebné bloky polyméru sú monoméry. Polyméry možno v zásade rozdeliť do troch častí na základe ich chemickej a tepelnej povahy, a to; (a) termoplastické polyméry, (b) termosetové polyméry a (c) elastoméry. Termoplasty sú plasty, ktoré môžu zmeniť tvar pôsobením tepla. Na rozdiel od termoplastov termosety neznášajú opakované cykly zahrievania. Elastoméry sú kaučuky, ktoré na rozdiel od dvoch vyššie uvedených typov vykazujú vynikajúce elastické vlastnosti. Podľa štruktúry existujú tri typy polymérov ako lineárne, rozvetvené a zosieťované polyméry. Termoplastické polyméry sú lineárne molekuly, zatiaľ čo termosety a elastoméry sú zosieťované polyméry.
Čo je to krížový polymér?
Sieťovaný polymér je polymér, ktorý má reťazce spojené sieťou kovalentných väzieb. Krížové väzby môžu byť krátke alebo dlhé, ale vo väčšine polymérov sú tieto väzby krátke. Termosety a elastoméry majú krížové väzby. Vlastnosti zosieťovaných polymérov závisia hlavne od stupňa zosieťovania. Konkrétne, ak je stupeň zosieťovania nízky, polymér sa bude správať ako nezosieťovaný polymér a bude vykazovať zmäkčujúce správanie. Ak je však stupeň zosieťovania vysoký, mäknutie polyméru bude oveľa ťažšie. Dobrým príkladom použitia sieťovania na zlepšenie vlastností kaučuku je proces vulkanizácie.
Obrázok 1: Zosieťovaný polyizoprén (vulkanizovaný prírodný kaučuk využívajúci síru ako sieťovacie činidlo)
Počas vulkanizácie pridávanie vulkanizačných činidiel, ako je síra, oxidy kovov atď., zvyšuje priečne väzby medzi molekulami gumového reťazca. A tým zlepšuje pevnosť v ťahu a tvrdosť gumy. Mnoho procesov výroby gumových výrobkov využíva vulkanizáciu. Na rozdiel od kaučukov sa termosetové polyméry, ako je močovinoformaldehyd, stávajú tvrdými a krehkými materiálmi počas procesu zosieťovania. Je to preto, že zosieťovaním sa polymér chemicky vytvrdzuje a táto reakcia je nevratná. Okrem toho sa parameter rozpustnosti sieťovacích polymérov mení s hustotou sieťovania. Ak má polymér nízky stupeň zosieťovania, bude mať tendenciu napučať v kvapaline.
Čo je lineárny polymér?
Lineárny polymér je termoplastický polymér, ktorý pozostáva z molekúl s dlhým reťazcom. Tu majú monomérne jednotky medzi sebou prepojenia, ktoré pripomínajú korálky v náhrdelníku. Polyetylén je príkladom lineárneho polyméru, kde etylénové jednotky pôsobia ako monoméry. Niekedy majú tieto lineárne reťazce rozvetvené štruktúry. Vo všeobecnosti lineárne a rozvetvené štruktúry rovnakého polyméru vykazujú podobné vlastnosti.
Obrázok 02: Polyetylén
Keďže ide o termoplasty, teplo môže zmäkčiť lineárne polyméry. Jedinečnou vlastnosťou lineárnych polymérov je teplota mäknutia. Teplota mäknutia kaučukov alebo viskóznych kvapalín je nižšia ako teplota miestnosti, zatiaľ čo teplota mäknutia tvrdých, krehkých pevných látok alebo tvárnych pevných látok je vyššia ako teplota miestnosti. Lineárny polymér je navyše termoplastický polymér, ktorý pozostáva z molekúl s dlhým reťazcom. Tu majú monomérne jednotky medzi sebou prepojenia, ako korálky v náhrdelníku.
Polyetylén je príkladom lineárneho polyméru, kde etylénové jednotky pôsobia ako monoméry. Niekedy majú tieto lineárne reťazce rozvetvené vzory. Vo všeobecnosti lineárne a rozvetvené štruktúry rovnakého polyméru vykazujú podobné vlastnosti.
Aký je rozdiel medzi zosieťovaným polymérom a lineárnym polymérom?
Krížovo viazaný polymér vs lineárny polymér |
|
| Priečne viazaný polymér sa skladá z reťazcov, ktoré sú navzájom spojené radom kovalentných väzieb. | Lineárny polymér sa skladá z monomérov spojených medzi koncami a pripomína korálky v náhrdelníku. |
| Termoplasty | |
| Termosety a elastoméry | Termoplasty |
| Zahrievanie polymérov | |
| Nemôžem tolerovať opakované cykly ohrevu | Dokáže tolerovať opakované cykly ohrevu |
| Recyklovateľnosť | |
| Nedá sa recyklovať (nedá sa prerobiť) | Vysoko recyklovateľné (možno pretvarovať/pretvarovať) |
| Typ väzby medzi molekulárnym reťazcom | |
| Trvalé primárne dlhopisy | Dočasné sekundárne dlhopisy |
| Príklady | |
| fenol-formaldehyd, polyuretány, silikóny, prírodný kaučuk, butylkaučuk, chloroprénový kaučuk | acetály, akryly, akrylonitril-butadién-styrén (ABS), polyamidy, polykarbonát, polyetylén |
Summary – Cross Linked Polymer vs Linear Polymer
Stručne povedané, existujú dve kategórie polymérov na základe ich štruktúry: lineárne polyméry a zosieťované polyméry. Monoméry lineárnych polymérov majú medzi sebou spojenia, ktoré pripomínajú korálky náhrdelníka. Všetky termoplasty teda patria k lineárnym polymérom a nemajú žiadne trvalé priečne väzby medzi polymérnymi reťazcami. Zosieťované polyméry však majú trvalé väzby medzi susednými polymérnymi reťazcami. Všetky elastoméry a termosety patria k zosieťovaným polymérom. Toto je teda rozdiel medzi zosieťovaným polymérom a lineárnym polymérom.
