Verschil tussen cross-linked-polymeer en lineair polymeer
Share
Het belangrijkste verschil tussen cross-linked polymeer en lineair polymeer is dat de monomeereenheden van lineaire polymeren hebben end-to-end-schakels, die lijken op de kralen in een ketting, terwijl verknoopte polymeren zijn opgebouwd uit ketens die zijn samengevoegd door een reeks covalente bindingen, verknopingen genaamd.
Polymeren zijn de verbindingen bestaande uit kleine zich herhalende eenheden die met elkaar zijn verbonden om langketenige moleculen te vormen. De repeterende eenheden of de bouwstenen van een polymeer zijn monomeren. Polymeren kunnen grofweg worden ingedeeld in drie delen op basis van hun chemische en thermische aard, namelijk; (a) thermoplastische polymeren, (b) thermohardende polymeren en (c) elastomeren. Thermoplasten zijn kunststoffen die de vorm kunnen veranderen onder toepassing van warmte. In tegenstelling tot thermoplasten kunnen thermosets herhaalde verwarmingscycli niet verdragen. Elastomeren zijn de rubbers die uitstekende elastische eigenschappen vertonen, in tegenstelling tot de twee typen die hierboven zijn genoemd. Volgens de structuur zijn er drie soorten polymeren als lineaire, vertakte en verknoopte polymeren. Thermoplastische polymeren zijn lineaire moleculen, terwijl thermoharders en elastomeren verknoopte polymeren zijn.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is een Cross Linked Polymer
3. Wat is een lineair polymeer?
4. Vergelijking zij aan zij - Cross Linked Polymer vs Linear Polymer in tabelvorm
5. Samenvatting
Wat is een Cross Linked Polymer?
Een cross-linked polymeer is een polymeer dat ketens heeft die aan elkaar zijn verbonden door een netwerk van covalente bindingen. Kruisverbindingen kunnen kort of lang zijn, maar in de meeste polymeren zijn deze bindingen kort. Thermoharders en elastomeren hebben dwarsverbindingen. De eigenschappen van verknoopte polymeren hangen hoofdzakelijk af van de mate van verknoping. Om specifiek te zijn, als de mate van verknoping laag is, gedraagt het polymeer zich als een niet-kruislings verbonden polymeer en vertoont het verzachtend gedrag. Als de mate van verknoping echter hoog is, zal het verwekingsgedrag van het polymeer veel moeilijker zijn. Een goed voorbeeld van het gebruik van vernetting om de eigenschappen van rubbers te verbeteren, is het vulkanisatieproces.
Figuur 1: Verknoopt polyisopreen (gevulkaniseerd natuurlijk rubber met zwavel als verknopingsmiddel)
Tijdens vulkanisatie verhogen het toevoegen van vulkanisatiemiddelen zoals zwavel, metaaloxiden, enz., De dwarsverbindingen tussen rubberketenmoleculen. En daardoor verbetert de treksterkte en hardheid van rubbers. Veel productieprocessen van rubberproducten maken gebruik van vulkanisatie. Anders dan rubbers worden thermogeharde polymeren zoals ureumformaldehyde harde en brosse materialen tijdens het proces van verknoping. Dat is omdat crosslinking het polymeer chemisch zet, en deze reactie is onomkeerbaar. Verder varieert de oplosbaarheidsparameter van de verknopende polymeren met de verknopingsdichtheid. Als een polymeer een lage mate van verknoping heeft, zal het de neiging hebben om te zwellen in de vloeistof.
Wat is een lineair polymeer??
Een lineair polymeer is een thermoplastisch polymeer dat bestaat uit moleculen met een lange keten. Hier hebben de monomeereenheden end-to-end-schakels, die lijken op kralen in een ketting. Polyethyleen is een voorbeeld van een lineair polymeer waarbij etheeneenheden als monomeren werken. Soms hebben deze lineaire ketens vertakte structuren. In het algemeen vertonen lineaire en vertakte ketens van hetzelfde polymeer vergelijkbare eigenschappen.
Figuur 02: Polyethyleen
Omdat het thermoplasten zijn, kan warmte lineaire polymeren verzachten. De verwekingstemperatuur is een uniek kenmerk van lineaire polymeren. De verwekingstemperatuur van rubbers of viskeuze vloeistoffen is lager dan kamertemperatuur, terwijl die van harde, brosse vaste stoffen of taaie vaste stoffen boven kamertemperatuur is. Bovendien is een lineair polymeer een thermoplastisch polymeer dat bestaat uit moleculen met een lange keten. Hier hebben de monomeereenheden end-to-end-links, zoals kralen in een ketting.
Polyethyleen is een voorbeeld van een lineair polymeer waarbij etheeneenheden als monomeren werken. Soms hebben deze lineaire ketens vertakte patronen. In het algemeen vertonen lineaire en vertakte ketens van hetzelfde polymeer vergelijkbare eigenschappen.
Wat is het verschil tussen Cross Linked Polymer en Linear Polymer?
Cross Linked Polymer vs Linear Polymer | |
| Cross-linked polymeer bestaat uit ketens die met elkaar worden verbonden door een reeks covalente bindingen. | Lineair polymeer bestaat uit monomeren die van begin tot eind met elkaar zijn verbonden en die lijken op de kralen in een ketting. |
| thermoplasten | |
| Thermoharders en elastomeren | thermoplasten |
| Verwarming van polymeren | |
| Kan herhaalde verwarmingscycli niet verdragen | Kan herhaalde verwarmingscycli verdragen |
| recycleerbaarheid | |
| Kan niet worden gerecycled (kan niet opnieuw worden omgezet) | Sterk recycleerbaar (kan worden omgelegd / omgevormd) |
| Type binding tussen moleculaire keten | |
| Permanente primaire obligaties | Tijdelijke secundaire obligaties |
| Voorbeelden | |
| fenol-formaldehyde, polyurethanen, siliconen, natuurlijke rubber, butylrubber, chloropreenrubber | acetalen, acrylaten, acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), polyamiden, polycarbonaat, polyethyleen |
Samenvatting - Cross Linked Polymer vs Linear Polymer
Kort gezegd zijn er twee categorieën polymeren op basis van hun structuur: lineaire polymeren en verknoopte polymeren. De monomeren van lineaire polymeren hebben end-to-end-schakels, die lijken op kralen van een ketting. Derhalve behoren alle thermoplasten tot lineaire polymeren en hebben ze geen permanente verknopingen tussen polymeerketens. Verknoopte polymeren hebben echter permanente bindingen tussen naburige polymeerketens. Alle elastomeren en thermosets behoren tot verknoopte polymeren. Dit is dus het verschil tussen cross-linked polymeer en lineair polymeer.
Referentie:
1. Groover, M.P. (2007). Grondbeginselen van moderne productie: materiaalprocessen en systemen. John Wiley & Sons.
2. Alger, M. (1996). Polymeerwetenschappelijk woordenboek. Springer Science & Business Media.
3. Dyson, R.W. (Ed.). (1987). Speciale polymeren. Blackie.
Afbeelding met dank aan:
1. "Vulkanisatie van POLYIsoprene V.2" door Jü - Eigen werk (CC) 0 via Commons Wikimedia
2. "Polyethyleen-repeat-2D" (Public Domain) via Commons Wikimedia
