Pagrindinis skirtumas – amorfiniai ir kristaliniai polimerai
Žodis „polimeras“gali būti apibrėžiamas kaip medžiaga, pagaminta iš daugybės pasikartojančių vienetų, kurie yra sujungti vienas su kitu cheminiu ryšiu. Vienoje polimero molekulėje gali būti milijonai mažų molekulių arba pasikartojančių vienetų, kurie vadinami monomerais. Polimerai yra labai didelės molekulės, turinčios didelę molekulinę masę. Monomerai turi turėti dvigubą jungtį arba bent dvi funkcines grupes, kad būtų išdėstyti kaip polimeras. Ši dviguba jungtis arba dvi funkcinės grupės padeda monomerui prijungti dar du monomerus, o šie prijungti monomerai taip pat turi funkcines grupes, kad pritrauktų daugiau monomerų. Tokiu būdu gaminamas polimeras ir šis procesas vadinamas polimerizacija. Polimerizacijos rezultatas yra makromolekulė arba polimero grandinė. Šios polimero grandinės gali būti išdėstytos įvairiais būdais, kad būtų sudaryta polimero molekulinė struktūra. Išdėstymas gali būti amorfinis arba kristalinis. Pagrindinis skirtumas tarp amorfinių ir kristalinių polimerų yra jų molekulinis išsidėstymas. Amorfiniai polimerai neturi ypatingo išsidėstymo ar modelio, o kristaliniai polimerai yra gerai išdėstytos molekulinės struktūros.
Kas yra polimerų molekulinės struktūros
Prieš skaitant toliau apie skirtumą tarp amorfinių ir kristalinių polimerų, svarbu žinoti kai kuriuos faktus apie polimerų molekulinę struktūrą. Polimerų grandinės gali būti išdėstytos trimis būdais, žinomais kaip sindiotaktinis, izotaktinis arba ataktinis. Sindiotaktinė reiškia, kad šoninės polimero grandinės grupės yra išdėstytos pakaitomis. Izotaktiškai šoninės grupės yra toje pačioje pusėje. Tačiau ataktinis išdėstymas rodo atsitiktinį šoninių grupių išsidėstymą polimero grandinėje.
Kas yra amorfinis polimeras?
Amorfinio polimero molekulinė struktūra nėra organizuota. Amorfiniai polimerai daugiausia gaminami iš ataktinių polimerų grandinių. Tai sukelia kristališkumo nebuvimą. Todėl tai yra silpna struktūra. Kadangi amorfiniuose polimeruose nėra kristališkumo laipsnio arba nėra kristališkumo, jie turi mažą tankį, palyginti su kristaliniais polimerais. Todėl cheminis atsparumas yra mažas ir skaidrus. Tarp polimerų grandinių yra silpnos traukos, nes nėra raštuotos struktūros.
Amorfinių polimerų pavyzdžiai yra polietilenas, PVC ir kt. Kristališkumo laipsniui įtakos turi polimerizacijos ir gamybos procesas. Amorfiniai polimerai gali turėti kristališkumą, kai susidaro kristalitai arba tvarkingos zonos. Jie yra minkštesni ir mažiau atsparūs tirpiklių įsiskverbimui.
Kas yra kristalinis polimeras?
Kristalinė struktūra rodo įprastą polimerų molekulių sudėtį. Kristaliniai polimerai turi tvarkingą struktūrą, sudarytą iš sindiotaktinių ir izotaktinių polimerų grandinių. Dėl šios tvarkingos struktūros polimeras tampa permatomas. Tarp molekulių taip pat yra stiprios traukos jėgos. Taigi, jis yra atsparus chemikalams ir turi didelį tankį, palyginti su amorfiniais polimerais. Nors kristaliniai polimerai yra gerai išdėstyti, gali būti ir amorfinių sričių. Todėl šie polimerai vadinami pusiau kristalinėmis medžiagomis.
Plastikinės medžiagos, tokios kaip nailonas ir kiti poliamidai, turi kristalizuotą struktūrą. Kiti pavyzdžiai: linijinis polietilenas, PET (polietileno tereftalatas), polipropilenas ir kt. Tai standžios struktūros ir jas mažiau veikia tirpiklio įsiskverbimas.
01 pav. Molekulinės grandinės amorfiniuose ir pusiau kristaliniuose polimeruose
Kuo skiriasi amorfiniai polimerai ir kristaliniai polimerai?
Amorfiniai prieš kristalinius polimerus |
|
| Amorfiniai polimerai yra polimerai, kurių molekulinėje struktūroje nėra tvarkingo modelio. | Kristaliniai polimerai yra gerai organizuotos struktūros polimerai. |
| Morfologija | |
| Amorfiniai polimerai yra pagaminti iš ataktinių polimerų grandinių. | Kristaliniai polimerai yra pagaminti iš sindiotaktinių ir izotaktinių polimerų grandinių. |
| Pritraukimo pajėgos | |
| Amorfiniai polimerai turi silpnas traukos jėgas tarp polimerų grandinių. | Kristaliniai polimerai turi stiprią traukos jėgą tarp polimerų grandinių. |
| Tankis | |
| Amorfiniai polimerai turi mažą tankį. | Kristaliniai polimerai turi didelį tankį. |
| Cheminis atsparumas | |
| Amorfiniai polimerai pasižymi mažu cheminiu atsparumu. | Kristaliniai polimerai pasižymi dideliu cheminiu atsparumu. |
| Polimerinės grandinės | |
| Polimerų grandinės amorfiniuose polimeruose išdėstytos atakiškai. | Polimerų grandinės kristaliniuose polimeruose išsidėsčiusios sindiotaktiniu ir izotaktiniu būdu. |
| Išvaizda | |
| Amorfiniai polimerai yra skaidrūs. | Kristaliniai polimerai yra permatomi |
Santrauka – amorfiniai polimerai prieš kristalinius polimerus
Visi polimerai turi tam tikrą kristališkumą, kuris yra pagrindinis skirtumas tarp amorfinių ir kristalinių polimerų. Amorfiniai polimerai turi mažą kristališkumo laipsnį, o kristaliniai polimerai turi aukštą kristališkumo laipsnį. Fizinės ir cheminės polimero savybės priklausys nuo kristališkumo laipsnio.
