Hlavný rozdiel - amorfné vs. kryštalické polyméry

Polyméry sú veľké makromolekuly vytvorené spojením veľkého počtu menších jednotiek nazývaných monoméry. Existujú rôzne typy klasifikácií polymérov. Najprimitívnejšia klasifikácia je založená na typoch monomérov, ktoré tvoria polymér. Podľa tejto klasifikácie existujú dva typy polymérov; a) homopolyméry, vytvorené spojením jedného typu monoméru (napr. polyvinylchlorid) a b) heteropolymér, vytvorené spojením dvoch alebo viacerých rôznych typov molekúl monoméru (napr. poly (etylén, propylén) kopolymér). Ďalšia klasifikácia je založená na materiálových vlastnostiach polyméru, konkrétne; kryštalické a amorfné. Táto klasifikácia je však dosť mätúca, pretože polyméry môžu byť vo všeobecnosti kryštalické aj amorfné. Aj keď neexistujú žiadne 100% kryštalické polyméry, niektoré polyméry môžu byť za určitých podmienok 100% amorfné. Polymérne reťazce sú usporiadané v kryštalizovaných oblastiach so špecifickými vzormi. Pretože neexistujú žiadne úplne kryštalizované polyméry, polyméry s viac kryštalickými oblasťami sa nazývajú semikryštalické polyméry. Amorfné polyméry sú polyméry, ktoré nemajú žiadne kryštalické oblasti ani rovnomerne zabalené molekuly. Namiesto toho majú amorfné oblasti polyméru náhodne zabalené molekuly bez ostrej teploty topenia. Tým, hlavný rozdiel medzi amorfnými a kryštalickými polymérmi je to amorfné polyméry nemajú jednotne zabalené molekuly, zatiaľ čo kryštalické polyméry majú rovnomerne zabalené molekuly.

Tento článok popisuje,

1. Čo je to amorfný polymér?

2. Čo je to kryštalický polymér?

3. Rozdiel medzi amorfnými a kryštalickými polymérmi

Čo je to amorfný polymér

Amorfné polyméry sú polyméry, ktoré sa skladajú z amorfných oblastí, kde sú molekuly náhodne usporiadané. Polyméry môžu byť buď úplne amorfné alebo zmiešané s amorfnými aj kryštalickými oblasťami. Amorfné polyméry majú vďaka svojej štruktúre a teplote veľmi odlišné mechanické a fyzikálne vlastnosti. Pod teplotou skleného prechodu (T._g), amorfné polyméry vykazujú sklené, tvrdé a krehké vlastnosti. Ako sa teplota zvyšuje, pričom prechádza cez T_g amorfné polyméry vytvárajú priečne väzby a vykazujú elastické vlastnosti. T_g je definovaná ako teplota, pri ktorej polymér mäkne v dôsledku koordinovaného molekulárneho pohybu s dlhým dosahom. Latex z prírodného kaučuku, styrén-butadiénový kaučuk (SBR) sú dobrými príkladmi amorfných polymérov pod teplotou skleného prechodu.

Čo je to kryštalický polymér

Ani jeden polymér nie je kryštalický, pretože všetky kryštalické polyméry obsahujú značné množstvo amorfného materiálu. Kryštalické polyméry sa teda všeobecne nazývajú semikryštalické polyméry. Kryštalické polyméry vykazujú rôntgenové difrakčné obrazce v dôsledku existencie špecifických čiastkových vzorcov molekúl v polymérnych reťazcoch a vykazujú kryštalickú teplotu topenia. Na stanovenie frakcie kryštalických látok prítomných v konkrétnom polyméri sa deteguje rôntgenová difrakcia, merania hustoty a teplo fúzie.

Rozdiel medzi amorfnými a kryštalickými polymérmi

Definícia

Amorfné polyméry sú polyméry, ktoré obsahujú amorfné oblasti, kde sú molekuly usporiadané náhodne.

Kryštalické polyméry sú polyméry s kryštalickými oblasťami, kde sú molekuly usporiadané v čiastočnom vzore.

Usporiadanie molekúl

Amorfné polyméry nemajú jednotne zabalené molekuly.

Kryštalické polyméry majú jednotne zabalené molekuly.

Bod topenia

Amorfné polyméry nemajú ostrý bod topenia.

Kryštalické polyméry majú ostrý bod topenia.

Jasnosť

Amorfné polyméry sú priehľadné.

Kryštalické polyméry sú nepriehľadné/ priesvitné.

Zmršťovanie

Amorfné polyméry majú nízke zmrštenie.

Kryštalické polyméry majú vysoké zmrštenie.

Chemická odolnosť

Amorfné polyméry majú slabú chemickú odolnosť.

Kryštalické polyméry majú dobrú chemickú odolnosť.

Tvrdosť

Amorfné polyméry sú mäkké.

Kryštalické polyméry sú ťažké.

Energia na roztavenie

Amorfné polyméry majú nízku energiu.

Kryštalické polyméry mať vysokú energiu.

Na rozdiel od kryštalických polymérov sú amorfné polyméry krehké a sklovité pod T_g, zatiaľ čo elastomérne nad T_g.

Priepustnosť plynu

Amorfné polyméry majú vysokú priepustnosť pre plyn.

Kryštalické polyméry majú nízku priepustnosť pre plyn.

Na rozdiel od amorfných polymérov vykazujú kryštalické polyméry teplotu prechodu topenia (T._m), teplota skleného prechodu (T._g) a kryštalický poriadok.

Referencie:

Chalmers, J. M., & Meier, R. J. (Eds.). (2008). Molekulárna charakterizácia a analýza polymérov. Amsterdam: Elsevier. Giles, H. F., Wagner, J. R., & Mount, E. M. (2005). Extrúzia: Konečný sprievodca a príručka spracovania. Norwich, NY: Pub William Andrew. Sperling, L. H. (1997). Polymérne viaczložkové materiály: Úvod. New York: Wiley. Obrázok so súhlasom:

„Amorfný vs kryštalický“ od CPNikadee-vlastná práca (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia