Forskjellen mellom lineær og tverrbundet polymer

Hovedforskjell - Linear vs Crosslinked Polymer

En polymer er et stoff som har en molekylær struktur bygget opp hovedsakelig fra et stort antall like enheter sammenbundet. Disse repeterende enhetene representerer monomeren som ble brukt til dannelsen av polymeren. Siden det er mange forskjellige polymerer, kan de deles inn i forskjellige grupper avhengig av flere parametere. Vi kan dele polymerer i to grupper avhengig av polymerens grunnstruktur: lineære polymerer og tverrbundne polymerer. Hovedforskjellen mellom lineære polymerer og tverrbundne polymerer er det lineære polymerer er rettkjede strukturer, mens tverrbundne polymerer er forgrenede strukturer.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er en lineær polymer
      - Definisjon, struktur og egenskaper
2. Hva er en tverrbundet polymer
      - Definisjon, struktur og egenskaper
3. Hva er forskjellen mellom lineær og tverrbundet polymer
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: Aaktiske polymerer, tverrbundne polymerer, isotaktiske polymerer, lineære polymerer, monomer, polymer, syndiotaktiske polymerer

Hva er en lineær polymer

En lineær polymer er et makromolekyl laget av mange monomerenheter arrangert i en rett linje. En lineær polymer består av en enkelt kontinuerlig kjede av repeteringsenheter. Denne kjeden kalles ryggraden i polymeren. Denne linerpolymeren kan ha sidegrupper festet til ryggraden. Disse sidegruppene kalles vedhengende grupper. Men disse sidegruppene er ikke sidekjeder.

I en lineær polymer kan anhenggruppene anordnes i forskjellige mønstre. Disse mønstrene er beskrevet under begrepet taktikk - den relative regelmessigheten av en polymerkjede. I henhold til en polymers taktikk kan disse lineære polymerer deles inn i tre hovedgrupper som isotaktiske polymerer, syndiotaktiske polymerer og ataktiske polymerer. Isotaktiske polymerer ha sine anhengsgrupper på samme side av polymerkjeden. Syndiotaktiske polymerer ha sine anheng grupper i et vekslende mønster. Atactiske polymerer ha anhengshjelpene på en tilfeldig måte.

Figur 1: Amylose er en lineær polymer av glukosemonomerer

Ryggraden kan være laget av enten samme monomer eller fra forskjellige monomerer. Hvis den er den samme polymeren, kalles den en lineær homopolymer. Hvis ryggraden er laget av forskjellige monomerer, kalles den en lineær kopolymer. Disse kopolymerene kan finnes i forskjellige former som vekslende kopolymerer (hvor polymerkjeden består av regelmessige alternerende monomerer), periodiske kopolymerer (hvor monomerene er ordnet i en repeterende rekkefølge) og, blokk-kopolymerer (hvor blokkene av forskjellige monomerer er arrangert i en lineær kjede).

Disse makromolekylene er tett pakket på grunn av mindre sterisk hindring. Dette gir de lineære polymerene høy tetthet, høy strekkfasthet og høyt smeltepunkt.

Hva er en tverrbundet polymer

Tverrbundne polymerer er makromolekyler som har kovalente bindinger mellom polymermolekyler. En tverrbinding er en binding mellom to polymerkjeder. Disse tverrbindingene kan enten være ioniske bindinger eller kovalente bindinger. Disse tverrbindingene kan dannes enten under polymeriseringsprosessen eller etter polymerisering.

Ettersom tverrbindinger mellom polymerkjeder er sterkere enn normale intermolekylære attraksjoner, danner kryssbinding et stabilt og sterkere polymermateriale. Tverrbundne polymerer kan finnes i både syntetiske polymerer og som naturlig forekommende polymerer. Tverrbindinger kan dannes av kjemiske reaksjoner ved å bruke tverrbindingsreagenser. Det vanligste eksempelet på tverrbundne polymerer er vulkanisert gummi. Siden naturgummi ikke er stiv og stiv nok, er gummi vulkanisert. Det oppvarmes med svovel, slik at svovelmolekyler danner kovalente bindinger i gummi-polymerkjedene, som forbinder kjedene med hverandre. Dette gjør gummi til et stivt, stivt materiale og holdbart.

Figur 2: Vulkanisering av gummi

Graden av tverrbinding gir antall tverrbinding per mol av et materiale. Graden av tverrbinding måles vanligvis ved svelling eksperiment. Her plasseres materialet i en beholder med et egnet løsningsmiddel. Deretter måles masseendringen eller volumendringen. Hvis graden av tverrbinding er lav, svulmer materialet mer.

Forskjellen mellom lineær og tverrbundet polymer

Definisjon

Lineær Polymer: En lineær polymer er et makromolekyl laget av mange monomerenheter arrangert i en rett linje.

Tverrbundet polymer: En tverrbundet polymer er et makromolekyl som har kovalente bindinger mellom polymermolekylene.

Struktur

Lineær Polymer: Lineære polymerer er rettkjede strukturer.

Tverrbundet polymer: Tverrbundne polymerer er nettverksstrukturer.

Smeltepunkt

Lineær Polymer: Linjære polymermaterialer har høye smeltepunkter på grunn av den tette pakningen av polymerkjeder.

Tverrbundet polymer: Tverrbundne polymerer smelter ikke ved høye temperaturer. De pleier å bli et mykt materiale som til slutt brenner.

Tverrbindingsgrad

Lineær Polymer: Graden av kryssbinding av lineære polymerer er null.

Tverrbundet polymer: Graden av tverrbinding av tverrbundne polymerer er en positiv verdi som gir antall tverrbindinger tilstede i en mol polymermateriale.

Konklusjon

Polymerer er makromolekyler som er laget av mange monomerer bundet til hverandre. Polymerer er en meget variert gruppe som inneholder mange forskjellige typer polymerer. Disse polymerene kan grupperes i henhold til forskjellige parametere. Den grunnleggende struktur av en polymer kan brukes til å kategorisere polymerer i lineære polymerer og tverrbundne polymerer. Hovedforskjellen mellom lineære polymerer og tverrbundne polymerer er at lineære polymerer er rettkjede strukturer, mens tverrbundne polymerer er forgrenede strukturer.

referanser:

1. "Konseptuell intro til polymerer." Polymer Science Learning Center, tilgjengelig her.
2. "Cross-Link." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2. oktober 2017, Tilgjengelig her.
3. "Hva er en polymer?" Polymer Science Learning Center, tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "Vulkanisering av POLYIsoprene V.2" Av Jü - Egnet arbeid (CC0) via Commons Wikimedia
2. "Amylose 3Dprojection.corrected" Ved glycoform - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia