Nøgleforskel – amorfe vs krystallinske polymerer
Ordet "polymer" kan defineres som et materiale lavet af et stort antal gentagne enheder, som er forbundet med hinanden gennem kemisk binding. Et enkelt polymermolekyle kan indeholde millioner af små molekyler eller gentagne enheder, som kaldes monomerer. Polymerer er meget store molekyler med høj molekylvægt. Monomerer bør have en dobbeltbinding eller mindst to funktionelle grupper for at blive arrangeret som en polymer. Denne dobbeltbinding eller to funktionelle grupper hjælper monomeren med at binde to monomerer mere, og disse vedhæftede monomerer har også funktionelle grupper til at tiltrække flere monomerer. En polymer fremstilles på denne måde, og denne proces er kendt som polymerisation. Resultatet af polymerisation er et makromolekyle eller en polymerkæde. Disse polymerkæder kan arrangeres på forskellige måder for at danne en polymers molekylære struktur. Arrangementet kan være amorft eller krystallinsk. Den største forskel mellem amorfe og krystallinske polymerer er deres molekylære arrangement. Amorfe polymerer har ikke noget særligt arrangement eller et mønster, hvorimod krystallinske polymerer er velarrangerede molekylære strukturer.
Hvad er polymerers molekylære strukturer
Det er vigtigt at kende nogle fakta om polymerers molekylære struktur, før du læser videre om forskellen mellem amorfe og krystallinske polymerer. Polymerkæder kan arrangeres på tre måder kendt som syndiotaktisk, isotaktisk eller ataktisk måde. Syndiotaktisk betyder, at sidegrupperne i polymerkæden er arrangeret alternativt. I isotaktisk arrangement er sidegrupper placeret på samme side. Men ataktisk arrangement viser et tilfældigt arrangement af sidegrupper langs polymerkæden.
Hvad er en amorf polymer?
En amorf polymer har ikke et organiseret mønster i sin molekylære struktur. Amorfe polymerer er hovedsageligt fremstillet af ataktiske polymerkæder. Dette forårsager fravær af krystallinitet. Derfor er det en svag struktur. Da graden af krystallinitet er fraværende eller krystallinitet er fraværende i amorfe polymerer, har de en lav densitet sammenlignet med krystallinske polymerer. Derfor er kemisk resistens lav og er gennemsigtig. Der er svage tiltrækninger mellem polymerkæder på grund af fraværet af en mønstret struktur.
Eksempler på amorfe polymerer omfatter polyethylen, PVC osv. Krystallinitetsgraden påvirkes af polymerisations- og produktionsprocessen. Amorfe polymerer kan have krystallinitet med dannelse af krystallitter eller ordnede områder. Disse er blødere og er mindre modstandsdygtige over for opløsningsmiddelpenetration.
Hvad er en krystallinsk polymer?
Krystallinsk struktur viser en regulær opstilling af polymermolekyler. Krystallinske polymerer har en ordnet struktur, der er lavet af syndiotaktiske og isotaktiske polymerkæder. Denne ordnede struktur får polymeren til at blive gennemskinnelig. Der er også stærke tiltrækningskræfter mellem molekyler. Derfor er det kemisk resistent og har en høj densitet sammenlignet med amorfe polymerer. Selvom krystallinske polymerer er velordnet, kan der også være amorfe områder. Derfor kaldes disse polymerer semi-krystallinske materialer.
Plastisk materiale, såsom nylon og andre polyamider, har krystalliserede strukturer. Andre eksempler omfatter lineær polyethylen, PET (polyethylenterephthalat), polypropylen osv. Disse er stive strukturer og er mindre påvirket af opløsningsmiddelpenetration.
Figur 01: Molekylærkæder i amorfe og semikrystallinske polymerer
Hvad er forskellen mellem amorfe polymerer og krystallinske polymerer?
Amorfe vs krystallinske polymerer |
|
| Amorfe polymerer er polymerer, der ikke har noget ordnet mønster i sin molekylære struktur. | Krystallinske polymerer er polymerer, der har en velorganiseret struktur. |
| Morfologi | |
| Amorfe polymerer er lavet af ataktiske polymerkæder. | Krystallinske polymerer er lavet af syndiotaktiske og isotaktiske polymerkæder. |
| Attraktionsstyrker | |
| Amorfe polymerer har svage tiltrækningskræfter mellem polymerkæder. | Krystallinske polymerer har stærke tiltrækningskræfter mellem polymerkæder. |
| Density | |
| Amorfe polymerer har en lav densitet. | Krystallinske polymerer har en høj densitet. |
| Kemisk modstand | |
| Amorfe polymerer har en lav kemisk resistens. | Krystallinske polymerer har en høj kemisk resistens. |
| Polymerkæder | |
| Polymerkæder er arrangeret på en ataktisk måde i amorfe polymerer. | Polymerkæder er arrangeret på en syndiotaktisk og isotaktisk måde i krystallinske polymerer. |
| Udseende | |
| Amorfe polymerer er gennemsigtige. | Krystallinske polymerer er gennemskinnelige |
Opsummering – Amorfe polymerer vs krystallinske polymerer
Alle polymerer har en vis krystallinitet, hvilket er hovedforskellen mellem amorfe og krystallinske polymerer. Amorfe polymerer har en lav grad af krystallinitet, mens krystallinske polymerer har en høj grad af krystallinitet. De fysiske og kemiske egenskaber af en polymer vil afhænge af graden af krystallinitet.
