Põhiline erinevus ristseotud polümeeri ja lineaarse polümeeri vahel on see, et lineaarsete polümeeride monomeerüksustel on ots-otsa lülid, mis meenutavad kaelakees olevaid helmeid, samas kui ristseotud polümeerid koosnevad omavahel ühendatud ahelatest koos rida kovalentseid sidemeid, mida nimetatakse ristsidemeteks.
Polümeerid on ühendid, mis koosnevad väikestest korduvatest ühikutest, mis ühendavad omavahel pikaahelalisi molekule. Polümeeri korduvad üksused või ehitusplokid on monomeerid. Polümeerid võib nende keemilise ja termilise olemuse alusel laias laastus jagada kolme ossa, nimelt; (a) termoplastilised polümeerid, (b) termoreaktiivsed polümeerid ja (c) elastomeerid. Termoplastid on plastid, mis võivad kuumuse mõjul kuju muuta. Erinev alt termoplastidest ei talu termoreaktiivsed materjalid korduvaid kuumutamistsükleid. Erinev alt kahest ülalmainitud tüübist on elastomeerid kummid, millel on suurepärased elastsed omadused. Struktuuri järgi on kolme tüüpi polümeere lineaarsete, hargnenud ja ristseotud polümeeridena. Termoplastilised polümeerid on lineaarsed molekulid, samas kui termoreaktiivsed ja elastomeerid on ristseotud polümeerid.
Mis on ristseotud polümeer?
Ristseotud polümeer on polümeer, mille ahelad on omavahel seotud kovalentsete sidemete võrgustikuga. Ristsidemed võivad olla lühikesed või pikad, kuid enamikus polümeerides on need sidemed lühikesed. Termosettidel ja elastomeeridel on ristsidemed. Ristseotud polümeeride omadused sõltuvad peamiselt ristsidumise astmest. Täpsem alt, kui ristsidumise aste on madal, käitub polümeer ristseomata polümeerina ja sellel on pehmenemiskäitumine. Kui aga ristsidumise aste on kõrge, on polümeeri pehmenemiskäitumine palju raskem. Hea näide ristsidumise kasutamisest kummide omaduste parandamiseks on vulkaniseerimisprotsess.
Joonis 1: ristseotud polüisopreen (vulkaniseeritud looduslik kautšuk, mis kasutab ristsidujana väävlit)
Vulkaniseerimise ajal vulkaniseerivate ainete (nt väävli, metallioksiidide jne) lisamine suurendab kummiahela molekulide vahelisi ristsidemeid. Ja seega parandab kummide tõmbetugevust ja kõvadust. Paljud kummitoodete tootmisprotsessid kasutavad vulkaniseerimist. Erinev alt kummidest muutuvad termoreaktiivsed polümeerid, nagu uurea formaldehüüd, ristsidumise käigus kõvaks ja rabedaks materjaliks. Seda seetõttu, et ristsidumine muudab polümeeri keemiliselt tarduvaks ja see reaktsioon on pöördumatu. Lisaks varieerub ristsiduvate polümeeride lahustuvuse parameeter sõltuv alt ristsidumise tihedusest. Kui polümeeril on madal ristsidumise aste, kipub see vedelikus paisuma.
Mis on lineaarne polümeer?
Lineaarne polümeer on termoplastne polümeer, mis koosneb pika ahelaga molekulidest. Siin on monomeerüksustel otsast lõpuni lingid, mis meenutavad kaelakees olevaid helmeid. Polüetüleen on näide lineaarsest polümeerist, kus etüleeniüksused toimivad monomeeridena. Mõnikord on neil lineaarsetel ahelatel hargnenud struktuur. Üldiselt on sama polümeeri lineaarsetel ja hargnenud ahelaga struktuuridel sarnased omadused.
Joonis 02: Polüetüleen
Kuna tegemist on termoplastidega, võib kuumus lineaarseid polümeere pehmendada. Lineaarsete polümeeride ainulaadne omadus on pehmenemistemperatuur. Kummide või viskoossete vedelike pehmenemistemperatuur on toatemperatuurist madalam, samas kui kõvade, rabedate või plastiliste tahkete ainete temperatuur on toatemperatuurist kõrgem. Lisaks on lineaarne polümeer termoplastne polümeer, mis koosneb pika ahelaga molekulidest. Siin on monomeerüksustel otsast lõpuni lingid, nagu helmed kaelakees.
Polüetüleen on näide lineaarsest polümeerist, kus etüleeniühikud toimivad monomeeridena. Mõnikord on neil lineaarsetel ahelatel hargnenud mustrid. Üldiselt on sama polümeeri lineaarsetel ja hargnenud ahelaga struktuuridel sarnased omadused.
Mis vahe on ristseotud polümeeril ja lineaarsel polümeeril?
Ristseotud polümeer vs lineaarne polümeer |
|
| Ristseotud polümeer koosneb ahelatest, mis on omavahel ühendatud kovalentsete sidemetega. | Lineaarne polümeer koosneb otsast otsani omavahel ühendatud monomeeridest, mis meenutavad kaelakees olevaid helmeid. |
| Termoplastid | |
| Termosekventid ja elastomeerid | Termoplastid |
| Polümeeride kuumutamine | |
| Ei talu korduvaid kuumutamistsükleid | Talub korduvaid küttetsükleid |
| Taaskasutatavus | |
| Ei saa taaskasutada (ei saa ümber vormida) | Väga taaskasutatav (saab ümber vormida/vormida) |
| Molekulaarahela vahelise sideme tüüp | |
| Püsivad esmased võlakirjad | Ajutised teisesed võlakirjad |
| Näited | |
| fenoolformaldehüüd, polüuretaanid, silikoonid, looduslik kautšuk, butüülkummi, kloropreenkummi | atsetaalid, akrüülid, akrüülnitriilbutadieenstüreen (ABS), polüamiidid, polükarbonaat, polüetüleen |
Kokkuvõte – ristseotud polümeer vs lineaarne polümeer
Lühid alt öeldes on nende struktuuri alusel kaks polümeeride kategooriat: lineaarsed polümeerid ja ristseotud polümeerid. Lineaarsete polümeeride monomeeridel on ots-otsa lingid, mis meenutavad kaelakee helmeid. Seega kuuluvad kõik termoplastid lineaarsete polümeeride hulka ja neil pole püsivaid ristsidemeid polümeeriahelate vahel. Ristseotud polümeeridel on aga püsivad sidemed külgnevate polümeeriahelate vahel. Kõik elastomeerid ja termoreaktiivsed kuuluvad ristseotud polümeeride hulka. Seega on see erinevus ristseotud polümeeri ja lineaarse polümeeri vahel.
