Klíčový rozdíl mezi zesíťovaným polymerem a lineárním polymerem je v tom, že monomerní jednotky lineárních polymerů mají vazby od konce ke konci připomínající korálky v náhrdelníku, zatímco zesíťované polymery jsou tvořeny řetězci, které jsou spojeny společně řadou kovalentních vazeb, nazývaných křížové vazby.
Polymery jsou sloučeniny skládající se z malých opakujících se jednotek, které se spojují a vytvářejí molekuly s dlouhým řetězcem. Opakující se jednotky nebo stavební bloky polymeru jsou monomery. Polymery lze obecně rozdělit do tří částí na základě jejich chemické a tepelné povahy, a to; (a) termoplastické polymery, (b) termosetové polymery a (c) elastomery. Termoplasty jsou plasty, které mohou měnit tvar působením tepla. Na rozdíl od termoplastů nemohou termosety tolerovat opakované cykly ohřevu. Elastomery jsou kaučuky, které na rozdíl od dvou výše uvedených typů vykazují vynikající elastické vlastnosti. Podle struktury existují tři typy polymerů jako lineární, rozvětvené a zesíťované polymery. Termoplastické polymery jsou lineární molekuly, zatímco termosety a elastomery jsou zesíťované polymery.
Co je to Cross Linked Polymer?
Zesíťovaný polymer je polymer, který má řetězce propojené sítí kovalentních vazeb. Příčné vazby mohou být krátké nebo dlouhé, ale ve většině polymerů jsou tyto vazby krátké. Termosety a elastomery mají příčné vazby. Vlastnosti zesíťovaných polymerů závisí hlavně na stupni zesíťování. Konkrétně, pokud je stupeň zesítění nízký, bude se polymer chovat jako nezesítěný polymer a bude vykazovat chování změkčování. Pokud je však stupeň zesítění vysoký, chování polymeru při měknutí bude mnohem těžší. Dobrým příkladem použití síťování ke zlepšení vlastností kaučuků je proces vulkanizace.
Obrázek 1: Zesíťovaný polyisopren (vulkanizovaný přírodní kaučuk používající síru jako síťovací činidlo)
Při vulkanizaci se přidáním vulkanizačních činidel, jako je síra, oxidy kovů atd., zvýší příčné vazby mezi molekulami pryžového řetězce. A tím zlepšuje pevnost v tahu a tvrdost pryží. Mnoho procesů výroby pryžových produktů používá vulkanizaci. Na rozdíl od kaučuků se termosetové polymery, jako je močovinoformaldehyd, stávají tvrdými a křehkými materiály během procesu zesíťování. Je to proto, že zesítění způsobí, že polymer chemicky ztuhne, a tato reakce je nevratná. Kromě toho se parametr rozpustnosti síťujících polymerů mění s hustotou síťování. Pokud má polymer nízký stupeň zesítění, bude mít tendenci bobtnat v kapalině.
Co je to lineární polymer?
Lineární polymer je termoplastický polymer, který se skládá z molekul s dlouhým řetězcem. Zde mají monomerní jednotky články od konce ke konci připomínající korálky v náhrdelníku. Polyethylen je příkladem lineárního polymeru, kde ethylenové jednotky působí jako monomery. Někdy mají tyto lineární řetězce rozvětvené struktury. Obecně platí, že lineární a rozvětvené struktury stejného polymeru vykazují podobné vlastnosti.
Obrázek 02: Polyethylen
Vzhledem k tomu, že se jedná o termoplasty, může teplo změkčit lineární polymery. Jedinečnou vlastností lineárních polymerů je teplota měknutí. Teplota měknutí kaučuků nebo viskózních kapalin je nižší než teplota místnosti, zatímco teplota měknutí tvrdých, křehkých pevných látek nebo tvárných pevných látek je vyšší než teplota místnosti. Lineární polymer je navíc termoplastický polymer, který se skládá z molekul s dlouhým řetězcem. Zde mají monomerní jednotky mezi sebou spojení, jako korálky v náhrdelníku.
Polyethylen je příkladem lineárního polymeru, kde ethylenové jednotky působí jako monomery. Někdy mají tyto lineární řetězce rozvětvené vzory. Obecně platí, že lineární a rozvětvené struktury stejného polymeru vykazují podobné vlastnosti.
Jaký je rozdíl mezi zesíťovaným polymerem a lineárním polymerem?
Křížový polymer vs lineární polymer |
|
| Zkříženě propojený polymer se skládá z řetězců, které jsou spojeny řadou kovalentních vazeb. | Lineární polymer se skládá z monomerů spojených mezi konci, připomínající korálky v náhrdelníku. |
| Termoplasty | |
| Termosety a elastomery | Termoplasty |
| Zahřívání polymerů | |
| Nelze tolerovat opakované cykly ohřevu | Snese opakované cykly ohřevu |
| Recyklovatelnost | |
| Nelze recyklovat (nelze předělat) | Vysoce recyklovatelné (lze přetvořit/přetvarovat) |
| Typ vazby mezi molekulárním řetězcem | |
| Trvalé primární dluhopisy | Dočasné sekundární dluhopisy |
| Příklady | |
| fenol-formaldehyd, polyuretany, silikony, přírodní kaučuk, butylkaučuk, chloroprenový kaučuk | acetaly, akryly, akrylonitril-butadien-styren (ABS), polyamidy, polykarbonát, polyethylen |
Shrnutí – Cross Linked Polymer vs Linear Polymer
Stručně řečeno, existují dvě kategorie polymerů na základě jejich struktury: lineární polymery a zesíťované polymery. Monomery lineárních polymerů mají vazby od konce ke konci připomínající korálky náhrdelníku. Všechny termoplasty tedy patří k lineárním polymerům a nemají žádné trvalé příčné vazby mezi polymerními řetězci. Zesíťované polymery však mají trvalé vazby mezi sousedními polymerními řetězci. Všechny elastomery a termosety patří mezi zesíťované polymery. To je tedy rozdíl mezi zesíťovaným polymerem a lineárním polymerem.
