الاختلاف الرئيسي بين البوليمر المتصالب والبوليمر الخطي هو أن وحدات المونومر للبوليمرات الخطية لها روابط من طرف إلى طرف ، تشبه الخرزات الموجودة في القلادة ، بينما تتكون البوليمرات المتصالبة من سلاسل متصلة معًا بواسطة سلسلة من الروابط التساهمية ، تسمى الروابط المتقاطعة.
البوليمرات هي مركبات تتكون من وحدات مكررة صغيرة متصلة ببعضها البعض لتكوين جزيئات طويلة السلسلة. وحدات التكرار أو اللبنات الأساسية للبوليمر هي المونومرات. يمكن تصنيف البوليمرات على نطاق واسع إلى ثلاثة أجزاء بناءً على طبيعتها الكيميائية والحرارية ، وهي ؛ (أ) البوليمرات المتلدنة بالحرارة ، (ب) البوليمرات المتصلدة بالحرارة ، (ج) اللدائن.اللدائن الحرارية هي مواد بلاستيكية يمكنها تغيير الشكل تحت تأثير الحرارة. على عكس اللدائن الحرارية ، لا يمكن للمواد الحرارية تحمل دورات التسخين المتكررة. المطاط الصناعي هو المطاط الذي يتميز بخصائص مرنة ممتازة ، على عكس النوعين المذكورين أعلاه. وفقًا للهيكل ، هناك ثلاثة أنواع من البوليمرات مثل البوليمرات الخطية والمتفرعة والمتصالبة. بوليمرات اللدائن الحرارية هي جزيئات خطية ، في حين أن اللدائن الحرارية واللدائن عبارة عن بوليمرات متصالبة.
ما هو البوليمر المتشابك؟
البوليمر المتصالب عبارة عن بوليمر له سلاسل مرتبطة ببعضها البعض بواسطة شبكة من الروابط التساهمية. يمكن أن تكون الروابط المتقاطعة قصيرة أو طويلة ، ولكن في معظم البوليمرات ، تكون هذه الروابط قصيرة. تحتوي الترموسيت واللدائن على روابط متقاطعة.تعتمد خصائص البوليمرات المتصالبة بشكل أساسي على درجة الارتباط المتبادل. لكي تكون محددًا ، إذا كانت درجة الارتباط المتقاطع منخفضة ، فسوف يتصرف البوليمر كبوليمر غير مرتبط بشكل متقاطع ويظهر سلوك التليين. ومع ذلك ، إذا كانت درجة الارتباط العرضي عالية ، فسيكون سلوك تليين البوليمر أكثر صعوبة. من الأمثلة الجيدة على استخدام الربط المتبادل لتحسين خصائص المطاط عملية الفلكنة.
الشكل 1: بولي إيزوبرين متصالب (مطاط طبيعي مبركن باستخدام الكبريت كعامل ربط متقاطع)
أثناء عملية الفلكنة ، فإن إضافة عوامل الفلكنة مثل الكبريت ، وأكاسيد المعادن ، وما إلى ذلك ، تزيد من الروابط المتقاطعة بين جزيئات سلسلة المطاط. وبالتالي ، يحسن من قوة الشد وصلابة المطاط.تستخدم العديد من عمليات تصنيع منتجات المطاط الفلكنة. على عكس المطاط ، تصبح البوليمرات المتصلدة بالحرارة مثل اليوريا فورمالدهايد مواد صلبة وهشة أثناء عملية الربط المتقاطع. ذلك لأن الارتباط المتقاطع يجعل البوليمر مضبوطًا كيميائيًا ، وهذا التفاعل لا رجوع فيه. علاوة على ذلك ، تختلف معلمة الذوبان للبوليمرات المتقاطعة باختلاف كثافة الارتباط المتبادل. إذا كان البوليمر يحتوي على درجة منخفضة من الارتباط المتبادل ، فإنه يميل إلى الانتفاخ في السائل.
ما هو البوليمر الخطي؟
البوليمر الخطي هو بوليمر لدن بالحرارة يتكون من جزيئات طويلة السلسلة. هنا ، تحتوي وحدات المونومر على روابط من طرف إلى طرف ، تشبه الخرز في عقد. البولي إيثيلين هو مثال على البوليمر الخطي حيث تعمل وحدات الإيثيلين كمونومرات. في بعض الأحيان يكون لهذه السلاسل الخطية هياكل متفرعة. بشكل عام ، تظهر الهياكل الخطية والمتفرعة السلسلة لنفس البوليمر خصائص متشابهة.
الشكل 02: البولي إيثيلين
نظرًا لأنها لدائن حرارية ، يمكن للحرارة أن تعمل على تليين البوليمرات الخطية. درجة حرارة التليين هي سمة فريدة من سمات البوليمرات الخطية. تكون درجة حرارة التليين للمطاط أو السوائل اللزجة أقل من درجة حرارة الغرفة ، بينما تكون درجة حرارة المواد الصلبة الهشة أو المواد الصلبة المطيلة أعلى من درجة حرارة الغرفة. علاوة على ذلك ، فإن البوليمر الخطي عبارة عن بوليمر لدن بالحرارة يتكون من جزيئات طويلة السلسلة. هنا ، وحدات المونومر لها روابط من طرف إلى طرف ، مثل الخرز في قلادة.
البولي إيثيلين مثال على البوليمر الخطي حيث تعمل وحدات الإيثيلين كمونومرات. في بعض الأحيان يكون لهذه السلاسل الخطية أنماط متفرعة. بشكل عام ، تظهر الهياكل الخطية والمتفرعة السلسلة لنفس البوليمر خصائص متشابهة.
ما هو الفرق بين البوليمر المتشابك والبوليمر الخطي؟
عبر البوليمر مقابل البوليمر الخطي |
|
| يتكون البوليمر المتقاطع من سلاسل مرتبطة ببعضها البعض بواسطة سلسلة من الروابط التساهمية. | يتكون البوليمر الخطي من مونومرات مرتبطة ببعضها البعض من طرف إلى طرف ، على شكل حبات في قلادة. |
| اللدائن الحرارية | |
| ترموسيتس واللدائن | اللدائن الحرارية |
| تسخين البوليمرات | |
| لا يمكن تحمل دورات التسخين المتكررة | يمكنه تحمل دورات التسخين المتكررة |
| إعادة التدوير | |
| لا يمكن إعادة تدويرها (لا يمكن إعادة تشكيلها) | قابلة لإعادة التدوير بدرجة عالية (يمكن إعادة تشكيلها / إعادة تشكيلها) |
| نوع الرابطة بين السلسلة الجزيئية | |
| السندات الأولية الدائمة | سندات ثانوية مؤقتة |
| أمثلة | |
| الفينول فورمالدهيد ، البولي يوريثان ، السيليكون ، المطاط الطبيعي ، مطاط البوتيل ، مطاط الكلوروبرين | أسيتال ، أكريليك ، أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS) ، بولي أميد ، بولي كربونات ، بولي إيثيلين |
ملخص - البوليمر المتشابك مقابل البوليمر الخطي
باختصار ، هناك فئتان من البوليمرات بناءً على بنيتها: البوليمرات الخطية والبوليمرات المتصالبة. مونومرات البوليمرات الخطية لها روابط من طرف إلى طرف ، تشبه خرز عقد. وبالتالي ، تنتمي جميع اللدائن الحرارية إلى بوليمرات خطية وليس لها روابط متقاطعة دائمة بين سلاسل البوليمر.ومع ذلك ، فإن البوليمرات المتصالبة لها روابط دائمة بين سلاسل البوليمر المجاورة. تنتمي جميع اللدائن والمواد المرنة إلى بوليمرات متصالبة. وبالتالي ، هذا هو الفرق بين البوليمر المتقاطع والبوليمر الخطي.
