Główna różnica – polimery amorficzne i krystaliczne

Polimery to duże makrocząsteczki utworzone przez połączenie dużej liczby mniejszych jednostek zwanych monomerami. Istnieją różne rodzaje klasyfikacji polimerów. Najbardziej podstawowa klasyfikacja opiera się na rodzajach monomerów tworzących polimer. Zgodnie z tą klasyfikacją istnieją dwa rodzaje polimerów; (a) homopolimery, powstałe przez połączenie jednego typu monomeru (np. polichlorek winylu) i (b) heteropolimer, powstałe przez połączenie dwóch lub więcej różnych typów cząsteczek monomeru (np.: kopolimer poli(etylenu, propylenu)). Inna klasyfikacja opiera się na właściwościach materiałowych polimeru, a mianowicie; krystaliczny i amorficzny. Jednak ta klasyfikacja jest dość myląca, ponieważ polimery mogą być na ogół zarówno krystaliczne, jak i amorficzne. Chociaż nie ma polimerów w 100% krystalicznych, niektóre polimery mogą być w pewnych warunkach w 100% amorficzne. Łańcuchy polimerowe są ułożone w skrystalizowanych obszarach o określonych wzorach. Ponieważ nie ma całkowicie skrystalizowanych polimerów, polimery z bardziej krystalicznymi obszarami nazywane są polimerami semikrystalicznymi. Polimery amorficzne to polimery, które nie mają obszarów krystalicznych ani jednorodnie upakowanych cząsteczek. Zamiast tego, amorficzne regiony polimeru mają losowo upakowane cząsteczki bez ostrej temperatury topnienia. Więc główna różnica między polimerami amorficznymi i krystalicznymi jest to, że polimery amorficzne nie mają równomiernie upakowanych cząsteczek, podczas gdy polimery krystaliczne mają równomiernie upakowane cząsteczki.

W tym artykule opisano,

1. Co to jest polimer amorficzny?

2. Co to jest polimer krystaliczny?

3. Różnica między polimerami amorficznymi i krystalicznymi

Co to jest polimer amorficzny

Polimery amorficzne to polimery składające się z obszarów amorficznych, w których cząsteczki są ułożone losowo. Polimery mogą być całkowicie amorficzne lub zmieszane zarówno z regionami amorficznymi, jak i krystalicznymi. Polimery amorficzne ze względu na swoją strukturę i temperaturę mają bardzo różne właściwości mechaniczne i fizyczne. Poniżej temperatury zeszklenia (T_g), polimery amorficzne wykazują właściwości szkliste, twarde i kruche. Wraz ze wzrostem temperatury, gdy przechodzi przez T_g polimery amorficzne tworzą wiązania poprzeczne i wykazują właściwości elastyczne. T_g definiuje się jako temperaturę, w której polimer staje się miękki w wyniku skoordynowanego ruchu molekularnego o dużym zasięgu. Lateks kauczuku naturalnego, kauczuk butadienowo-styrenowy (SBR) są dobrymi przykładami polimerów amorficznych poniżej temperatury zeszklenia.

Co to jest polimer krystaliczny

Żaden polimer nie jest krystaliczny, ponieważ wszystkie polimery krystaliczne zawierają znaczne ilości materiału amorficznego. Tak więc polimery krystaliczne są ogólnie nazywane polimerami semikrystalicznymi. Polimery krystaliczne wykazują dyfraktogramy rentgenowskie ze względu na istnienie określonych częściowych wzorów cząsteczek w łańcuchach polimerowych i wykazują temperaturę topnienia kryształów. Dyfrakcja rentgenowska, pomiary gęstości i ciepło topnienia są wykrywane w celu określenia frakcji substancji krystalicznych obecnych w danym polimerze.

Różnica między polimerami amorficznymi i krystalicznymi

Definicja

Polimery amorficzne to polimery zawierające regiony amorficzne, w których cząsteczki są ułożone losowo.

Polimery krystaliczne to polimery z obszarami krystalicznymi, w których cząsteczki są ułożone w częściowy wzór.

Układ cząsteczek

Polimery amorficzne nie mają jednorodnie upakowanych cząsteczek.

Polimery krystaliczne mają równomiernie upakowane cząsteczki.

Temperatura topnienia

Polimery amorficzne nie mają ostrej temperatury topnienia.

Polimery krystaliczne mają ostrą temperaturę topnienia.

Przejrzystość

Polimery amorficzne są przejrzyste.

Polimery krystaliczne są nieprzezroczyste/przezroczyste.

Kurczenie się

Polimery amorficzne mają niski skurcz.

Polimery krystaliczne mają wysoki skurcz.

Odporność chemiczna

Polimery amorficzne mają słabą odporność chemiczną.

Polimery krystaliczne mają dobrą odporność chemiczną.

Twardość

Polimery amorficzne są miękkie.

Polimery krystaliczne są trudne.

Energia do stopienia

Polimery amorficzne mają niską energię.

Polimery krystaliczne mieć wysoką energię.

W przeciwieństwie do polimerów krystalicznych polimery amorficzne są kruche i szkliste poniżej T_g, natomiast elastomerowy powyżej T_g.

Przepuszczalność gazu

Polimery amorficzne mają wysoką przepuszczalność gazu.

Polimery krystaliczne mają niską przepuszczalność gazu.

W przeciwieństwie do polimerów amorficznych, polimery krystaliczne wykazują temperaturę przejścia w stan topnienia (T_m), temperatura zeszklenia (T_g) i porządek krystaliczny.

Bibliografia:

Chalmers, J.M. i Meier, RJ (red.). (2008). Charakterystyka molekularna i analiza polimerów. Amsterdam: Elsevier. Giles, HF, Wagner, J.R. i Mount, EM (2005). Wytłaczanie: ostateczny przewodnik i podręcznik obróbki. Norwich, NY: William Andrew Pub. Sperling, LH (1997). Polimerowe materiały wieloskładnikowe: Wprowadzenie. Nowy Jork: Wiley. Zdjęcie dzięki uprzejmości:

„Amorficzny kontra krystaliczny” Autor: CPNikadee - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia