Nøgleforskellen mellem tværbundet polymer og lineær polymer er, at monomerenhederne af lineære polymerer har ende-til-ende-led, der ligner perlerne i en halskæde, hvorimod tværbundne polymerer består af kæder, der er forbundet sammen af en række kovalente bindinger, kaldet tværbindinger.
Polymerer er forbindelser, der består af små gentagne enheder, der forbinder sig sammen for at danne langkædede molekyler. De gentagne enheder eller byggestenene i en polymer er monomerer. Polymerer kan bredt klassificeres i tre dele baseret på deres kemiske og termiske natur, nemlig; (a) termoplastiske polymerer, (b) termohærdende polymerer og (c) elastomerer. Termoplast er plast, der kan ændre formen under påføring af varme. I modsætning til termoplast kan termohærder ikke tolerere gentagne opvarmningscyklusser. Elastomerer er de gummier, der udviser fremragende elastiske egenskaber, i modsætning til de to ovenfor nævnte typer. Ifølge strukturen er der tre typer polymerer som lineære, forgrenede og tværbundne polymerer. Termoplastiske polymerer er lineære molekyler, hvorimod termohærdende og elastomerer er tværbundne polymerer.
Hvad er en tværbundet polymer?
En tværbundet polymer er en polymer, der har kæder forbundet med et netværk af kovalente bindinger. Tværbindinger kan være korte eller lange, men i de fleste af polymererne er disse bindinger korte. Termohædere og elastomerer har krydsforbindelser. Egenskaberne af tværbundne polymerer afhænger hovedsageligt af graden af tværbinding. For at være specifik, hvis graden af tværbinding er lav, vil polymeren opføre sig som en ikke-tværbundet polymer og udvise blødgørende adfærd. Men hvis graden af tværbinding er høj, vil polymerens blødgøringsadfærd være meget hårdere. Et godt eksempel på brug af tværbinding til at forbedre gummiegenskaberne er vulkaniseringsprocessen.
Figur 1: Tværbundet polyisopren (vulkaniseret naturgummi med svovl som tværbindingsmiddel)
Under vulkanisering øger tilsætning af vulkaniseringsmidler såsom svovl, metaloxider osv. tværbindingerne mellem gummikædemolekyler. Og dermed forbedrer gummiens trækstyrke og hårdhed. Mange gummiprodukter fremstillingsprocesser bruger vulkanisering. I modsætning til gummier bliver termohærdende polymerer såsom urinstofformaldehyd hårde og sprøde materialer under tværbindingsprocessen. Det skyldes, at tværbinding gør polymeren kemisk hærdet, og denne reaktion er irreversibel. Endvidere varierer opløselighedsparameteren for de tværbindende polymerer med tværbindingsdensiteten. Hvis en polymer har en lav grad af tværbinding, vil den have tendens til at kvælde i væsken.
Hvad er en lineær polymer?
En lineær polymer er en termoplastisk polymer, der består af langkædede molekyler. Her har monomerenhederne ende-til-ende-led, der ligner perler i en halskæde. Polyethylen er et eksempel på en lineær polymer, hvor ethylenenheder fungerer som monomerer. Nogle gange har disse lineære kæder forgrenede strukturer. Generelt udviser lineære og forgrenede strukturer af den samme polymer lignende egenskaber.
Figur 02: Polyethylen
Da de er termoplastiske, kan varme blødgøre lineære polymerer. Blødgøringstemperaturen er et unikt træk ved lineære polymerer. Blødgøringstemperaturen for gummier eller viskøse væsker er under stuetemperatur, hvorimod den for hårde, sprøde faste stoffer eller duktile faste stoffer er over stuetemperatur. Desuden er en lineær polymer en termoplastisk polymer, der består af langkædede molekyler. Her har monomerenhederne ende-til-ende-led, som perler i en halskæde.
Polyethylen er et eksempel på en lineær polymer, hvor ethylenenheder fungerer som monomerer. Nogle gange har disse lineære kæder forgrenede mønstre. Generelt udviser lineære og forgrenede strukturer af den samme polymer lignende egenskaber.
Hvad er forskellen mellem tværbundet polymer og lineær polymer?
Cross Linked Polymer vs Linear Polymer |
|
| Tværbundet polymer er opbygget af kæder, der er forbundet med en række kovalente bindinger. | Lineær polymer består af monomerer forbundet ende-til-ende, der ligner perlerne i en halskæde. |
| Termoplast | |
| Termohæder og elastomerer | Termoplast |
| Opvarmning af polymerer | |
| Kan ikke tolerere gentagne opvarmningscyklusser | Kan tolerere gentagne opvarmningscyklusser |
| genanvendelighed | |
| Kan ikke genbruges (kan ikke omformes) | Meget genanvendeligt (kan omformes/omformes) |
| Type of Bond Between Molecular Chain | |
| Permanente primære obligationer | Midlertidige sekundære obligationer |
| Eksempler | |
| phenol-formaldehyd, polyurethaner, silikoner, naturgummi, butylgummi, chloroprengummi | acetaler, akryl, acrylonitril-butadien-styren (ABS), polyamider, polycarbonat, polyethylen |
Opsummering – tværbundet polymer vs lineær polymer
Kort sagt er der to kategorier af polymerer baseret på deres struktur: lineære polymerer og tværbundne polymerer. Monomererne af lineære polymerer har ende-til-ende-led, der ligner perler af en halskæde. Derfor tilhører alle termoplaster lineære polymerer og har ingen permanente tværbindinger mellem polymerkæder. Tværbundne polymerer har imidlertid permanente bindinger mellem tilstødende polymerkæder. Alle elastomerer og hærdeplast tilhører tværbundne polymerer. Dette er således forskellen mellem tværbundet polymer og lineær polymer.
