Forskjellen mellom kryssbundet polymer og linjær polymer

Hovedforskjellen mellom tverrbundet polymer og lineær polymer er at monomerenheter av lineære polymerer har ende-til-ende-koblinger, som ligner perler i et kjede, mens kryssbundne polymerer består av kjeder som er sammenblandet av en rekke kovalente bindinger, kalt kryssbindinger.

Polymerer er forbindelsene som består av små repeterende enheter som forbinder sammen for å danne langkjedede molekyler. De gjentatte enhetene eller byggeblokkene av en polymer er monomerer. Polymerer kan bredt klassifiseres i tre deler basert på deres kjemiske og termiske natur, nemlig; (a) termoplastiske polymerer, (b) termohærdende polymerer og (c) elastomerer. Termoplast er plast som kan forandre formen under påføring av varme. I motsetning til termoplaster kan termosetter ikke tolerere gjentatte varmesykluser. Elastomerer er gummiene som har gode elastiske egenskaper, i motsetning til de to ovennevnte typer. Ifølge strukturen er det tre typer polymerer som lineære, forgrenede og kryssbundne polymerer. Termoplastiske polymerer er lineære molekyler, mens termosetter og elastomerer er tverrbundne polymerer.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er en Cross Linked Polymer 
3. Hva er en lineær polymer
4. Sammenligning ved siden av siden - Tverrbundet polymer mot linjær polymer i tabellform
5. Sammendrag

Hva er en Cross Linked Polymer?

En tverrbundet polymer er en polymer som har kjeder koblet sammen ved et nettverk av kovalente bindinger. Koblinger kan være korte eller lange, men i de fleste polymerene er disse bindingene korte. Termosett og elastomerer har kryssforbindelser. Egenskapene til tverrbundne polymerer er hovedsakelig avhengig av graden av kryssbinding. For å være spesifikk, hvis graden av kryssbinding er lav, vil polymeren oppføre seg som en ukrosset polymer og vise mykningsadferd. Men hvis graden av kryssbinding er høy, vil mykningsadferdigheten til polymeren bli mye vanskeligere. Et godt eksempel på bruk av tverrbinding for å forbedre egenskapene til gummi er vulkaniseringsprosessen.

Figur 1: Tverrbundet polyisopren (vulkanisert naturgummi som bruker svovel som tverrbindingsmiddel)

Under vulkanisering, tilsetter vulkaniseringsmidler som svovel, metalloksyder, etc., økning av tverrbindingene mellom gummikjede molekyler. Og dermed forbedrer strekkfastheten og hardheten til gummi. Mange produksjonsprosesser for gummiprodukt bruker vulkanisering. I motsetning til gummier blir termoformede polymerer som ureaformaldehyd harde og sprø materialer under kryssbindingsprosessen. Det er fordi kryssbinding gjør polymeren kjemisk sett, og denne reaksjonen er irreversibel. Videre varierer oppløselighetsparameteren av tverrbindende polymerer med tverrbindingsdensiteten. Hvis en polymer har en lav grad av tverrbinding, vil det få en tendens til å svulme i væsken.

Hva er en lineær polymer?

En lineær polymer er en termoplastisk polymer som består av langkjedede molekyler. Her har monomerenhetene ende-til-ende-koblinger, som ligner perler i et halskjede. Polyetylen er et eksempel på en lineær polymer hvor etylenenheter virker som monomerer. Noen ganger har disse lineære kjedene forgrenede strukturer. Vanligvis utviser lineære og forgrenede strukturer av samme polymer lignende egenskaper.

Figur 02: Polyetylen

Siden de er termoplast, kan varmen myke lineære polymerer. Mjukningstemperaturen er et unikt trekk ved lineære polymerer. Mjukningstemperaturen på gummier eller viskøse væsker ligger under romtemperatur, mens det av harde, sprø faste stoffer eller duktile faste stoffer er over romtemperatur. Videre er en lineær polymer en termoplastisk polymer som består av langkjedede molekyler. Her har monomerenhetene ende-til-ende-koblinger, som perler i et halskjede.

Polyetylen er et eksempel på en lineær polymer hvor etylenenheter virker som monomerer. Noen ganger har disse lineære kjedene forgrenede mønstre. Vanligvis utviser lineære og forgrenede strukturer av samme polymer lignende egenskaper.

Hva er forskjellen mellom kryssbundet polymer og linjær polymer?

Cross Linked Polymer vs Linear Polymer
Tverrbundet polymer består av kjeder som er forbundet sammen av en rekke kovalente bindinger.	Lineær polymer består av monomerer som sluttet sammen til ende, som ligner perlene i et kjede.
termoplast
Termosett og elastomerer	termoplast
Oppvarming av polymerer
Kan ikke tolerere gjentatte varmesykluser	Kan tolerere gjentatte varmesykluser
resirkulerbarhet
Kan ikke resirkuleres (kan ikke gjenvinnes)	Sterkt resirkulerbar (kan remoldes / omformes)
Type Bond mellom Molekylær Kjede
Permanente primære obligasjoner	Midlertidige sekundære obligasjoner
eksempler
fenol-formaldehyd, polyuretaner, silikoner, naturgummi, butylgummi, kloropren-gummi	acetaler, akryl, akrylnitril-butadien-styren (ABS), polyamider, polykarbonat, polyetylen

Oppsummering - Cross Linked Polymer vs Linear Polymer

Kort sagt er det to kategorier av polymerer basert på deres struktur: lineære polymerer og kryssbundne polymerer. Monomerene av lineære polymerer har ende-til-ende-koblinger, som ligner perler av et kjede. Derfor tilhører alle termoplastene lineære polymerer og har ingen permanente kryssbindinger mellom polymerkjeder. Tverrbundne polymerer har imidlertid permanente bindinger mellom tilstøtende polymerkjeder. Alle elastomerer og termosetter tilhører tverrbundne polymerer. Dermed er dette forskjellen mellom kryssbundet polymer og lineær polymer.

Henvisning:

1. Groover, M. P. (2007). Grunnlag for moderne produksjon: materialer prosesser og systemer. John Wiley & Sons.
2. Alger, M. (1996). Polymer science dictionary. Springer Science & Business Media.
3. Dyson, R. W. (Ed.). (1987). Spesialpolymerer. Blackie.

Bilde Courtesy:

1. "Vulkanisering av POLYIsoprene V.2" Ved Jü - Egnet arbeid (CC) 0 via Commons Wikimedia
2. "Polyetylen-repeat-2D" (Public Domain) via Commons Wikimedia