Klíčový rozdíl mezi fyzikálním a chemickým zesítěním spočívá v tom, že k fyzikálním křížovým vazbám dochází prostřednictvím slabých interakcí, zatímco chemické křížové vazby vznikají prostřednictvím kovalentních vazeb.
Vytvoření zkřížených vazeb je spojení jednoho polymerního řetězce s druhým. Toto spojení se může vytvořit jedním ze dvou způsobů: fyzikální a chemickou metodou, která zahrnuje iontové vazby a kovalentní vazby.
Co je fyzické křížové propojení?
Fyzikální zesítění je vytvoření vazby mezi polymerními řetězci prostřednictvím slabých interakcí. Většinou tyto interakce bývají iontovými vazbami. Např. gely alginátu sodného tvoří iontové vazby po vystavení iontům vápníku. Toto zesíťování zahrnuje tvorbu můstků mezi alginátovými řetězci. Další běžný příklad zahrnuje přidání boraxu k polyvinylalkoholu, který tvoří vodíkové vazby (slabé interakční síly) mezi kyselinou boritou a alkoholovými skupinami polymeru. Některé příklady látek, které mohou projít fyzikálním zesítěním, zahrnují želatinu, kolagen, agarózu a agar-agar.
Fyzikální příčné vazby obecně nejsou srovnatelně stabilní mechanicky a tepelně. Existuje třída polymerů známých jako termoplastické elastomery, které mají tendenci spoléhat se ve své mikrostruktuře na fyzické zesítění. Toto zesítění dává materiálu stabilitu, takže jsou široce použitelné v nepneumatikách, např. dráhy pro sněžné skútry a katétry pro lékařské použití. Je to proto, že fyzické zesítění je často reverzibilní a můžeme ho reformovat aplikací tepla.
Co je chemické křížové propojení?
Chemické zesítění je vytvoření vazby mezi polymerními řetězci prostřednictvím kovalentních chemických vazeb. Tyto křížové vazby vznikají chemickými reakcemi, které mohou být zahájeny teplem, tlakem, změnou pH nebo ozářením.
Například k chemickému zesíťování dochází, když se nepolymerizovaná nebo částečně polymerizovaná pryskyřice smíchá se specifickými chemikáliemi nazývanými síťovací činidla. Výsledkem je chemická reakce, která tvoří příčné vazby. Navíc můžeme toto zesítění vyvolat v materiálech, které jsou obvykle termoplastické. To je prostřednictvím vystavení zdroji záření, jako je vystavení elektronovému paprsku, gama záření nebo ultrafialovému záření. Např. pro zesíťování zesíťovaného polyethylenu typu C můžeme použít zpracování elektronovým paprskem.
Obrázek 01: Struktura vulkanizované pryže
Vulkanizace je dalším typem zesítění, což je chemický proces. Dokáže změnit gumu na tvrdý, odolný materiál, který je spojen s pneumatikami automobilů a motocyklů. Tento krok se nazývá vytvrzování sírou. Je to pomalý proces, který lze urychlit pomocí akcelerátorů.
Jaký je rozdíl mezi fyzikálním a chemickým křížovým propojením?
V chemii a biochemii je zesíťování proces tvorby vazeb mezi polymerními řetězci. Klíčovým rozdílem mezi fyzikálním a chemickým zesítěním je to, že k fyzikálním křížovým vazbám dochází prostřednictvím slabých interakcí, zatímco chemické křížové vazby se tvoří prostřednictvím kovalentních vazeb. Navíc termoplastické elastomery procházejí fyzikálním zesítěním, zatímco termosetové polymery procházejí chemickým zesítěním. Kromě toho má fyzické zesítění nízkou trvanlivost, zatímco chemické zesítění má vysokou trvanlivost. Další rozdíl mezi fyzikálním a chemickým zesítěním je ten, že fyzické zesítění je slabší než chemické.
Níže uvedená infografika uvádí rozdíly mezi fyzikálním a chemickým zesítěním v tabulkové formě.
Shrnutí – Fyzikální vs chemické křížové propojení
Pojem cross linking je běžný v chemii a biologii. Klíčový rozdíl mezi fyzikálním a chemickým zesíťováním spočívá v tom, že k fyzikálním křížovým vazbám dochází prostřednictvím slabých interakcí, zatímco chemické křížové vazby vznikají prostřednictvím kovalentních vazeb.
