Skillnad mellan tvärbunden polymer och linjär polymer

Den viktigaste skillnaden mellan tvärbunden polymer och linjär polymer är att monomerenheter av linjära polymerer har änd-till-änd-länkar som liknar pärlorna i ett halsband, medan tvärbundna polymerer består av kedjor som är sammanfogade av en serie kovalenta bindningar, kallad tvärbindningar.

Polymerer är föreningarna som består av små repeterande enheter som förbinder för att bilda långkedjiga molekyler. De upprepande enheterna eller byggstenarna hos en polymer är monomerer. Polymerer kan i stor utsträckning klassificeras i tre delar baserat på deras kemiska och termiska natur, nämligen; (a) termoplastiska polymerer, (b) värmehärdande polymerer och (c) elastomerer. Termoplaster är plast som kan ändra formen under applicering av värme. Till skillnad från termoplaster kan termosätt inte tolerera upprepade uppvärmningscykler. Elastomerer är de gummin som uppvisar utmärkt elastiska egenskaper, till skillnad från de två ovan nämnda typerna. Enligt strukturen finns tre typer av polymerer som linjära, grenade och tvärbundna polymerer. Termoplastiska polymerer är linjära molekyler, medan värmehärdningar och elastomerer är tvärbundna polymerer.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är en Cross Linked Polymer 
3. Vad är en linjär polymer
4. Side vid sida Jämförelse - Korsbunden Polymer vs Linjär Polymer i Tabellform
5. Sammanfattning

Vad är en Cross Linked Polymer?

En tvärbunden polymer är en polymer som har kedjor kopplade ihop med ett nätverk av kovalenta bindningar. Korsbindningar kan vara korta eller långa, men i de flesta polymererna är dessa bindningar korta. Termosätt och elastomerer har tvärbindningar. Egenskaperna hos tvärbundna polymerer beror huvudsakligen på graden av tvärbindning. För att vara specifik, om graden av tvärbindning är låg, uppträder polymeren som en okrossbunden polymer och visar mjukningsbeteende. Om graden av tvärbindning är hög är emellertid polymerens mjukningsbeteende mycket svårare. Ett bra exempel på att använda tvärbindning för att förbättra gummiens egenskaper är vulkaniseringsprocessen.

Figur 1: Tvärbunden polyisopren (vulkaniserat naturgummi med användning av svavel som tvärbindningsmedel)

Under vulkanisering, ökar tvärbindningarna mellan gummikedjemolekyler och tillsats av vulkaniseringsmedel såsom svavel, metalloxider etc. Och sålunda förbättras draghållfastheten och hårdheten hos gummin. Många tillverkningsprocesser för gummiprodukt använder vulkanisering. Till skillnad från gummi blir termohärdiga polymerer såsom ureaformaldehyd hårda och spröda material under tvärbindningsprocessen. Det beror på att tvärbindning gör polymeren kemiskt inställd, och denna reaktion är irreversibel. Vidare varierar löslighetsparametern hos tvärbindnings-polymererna med tvärbindningsdensiteten. Om en polymer har en låg grad av tvärbindning, tenderar det att svälla i vätskan.

Vad är en linjär polymer?

En linjär polymer är en termoplastisk polymer som består av långkedjiga molekyler. Här har monomerenheterna end-to-end länkar, som liknar pärlor i ett halsband. Polyeten är ett exempel på en linjär polymer där etylenheter fungerar som monomerer. Ibland har dessa linjära kedjor grenade strukturer. Generellt uppvisar linjära och grenade strukturer av samma polymer liknande egenskaper.

Figur 02: Polyeten

Eftersom de är termoplaster kan värme mjuka linjära polymerer. Mjukningstemperaturen är en unik egenskap hos linjära polymerer. Mjukningstemperaturen hos gummi eller viskösa vätskor ligger under rumstemperatur, medan den av hårda, sköra fasta ämnen eller duktila fasta ämnen är över rumstemperatur. Vidare är en linjär polymer en termoplastisk polymer som består av långkedjiga molekyler. Här har monomerenheterna end-to-end länkar, som pärlor i ett halsband.

Polyeten är ett exempel på en linjär polymer där etylenheter fungerar som monomerer. Ibland har dessa linjära kedjor grenade mönster. Generellt uppvisar linjära och grenade strukturer av samma polymer liknande egenskaper.

Vad är skillnaden mellan korsbunden polymer och linjär polymer?

Korsbunden Polymer vs Linjär Polymer
Korsbunden polymer består av kedjor som sammanfogas av en serie kovalenta bindningar.	Linjär polymer består av monomerer sammanfogade ända till slutet, som liknar pärlorna i ett halsband.
termoplaster
Termosätt och elastomerer	termoplaster
Uppvärmning av polymerer
Kan inte tolerera upprepade uppvärmningscykler	Kan tolerera upprepade uppvärmningscykler
återvinningsbarhet
Kan inte återvinnas (kan inte återställas)	Mycket återvinningsbar (kan omfördelas / omformas)
Typ av bindning mellan molekylär kedja
Permanenta primära obligationer	Tillfälliga sekundära obligationer
exempel
fenolformaldehyd, polyuretaner, silikoner, naturgummi, butylgummi, kloroprengummi	acetaler, akryler, akrylnitrilbutadienstyren (ABS), polyamider, polykarbonat, polyeten

Sammanfattning - Korsbunden Polymer vs Linjär Polymer

I korthet finns det två kategorier av polymerer baserade på deras struktur: linjära polymerer och tvärbundna polymerer. Monomererna av linjära polymerer har änd-till-änd-länkar, som liknar pärlor av ett halsband. Följaktligen hör alla termoplaster till linjära polymerer och har inga permanenta tvärbindningar mellan polymerkedjor. Tvärbundna polymerer har emellertid permanenta bindningar mellan intilliggande polymerkedjor. Alla elastomerer och termosetter hör till tvärbundna polymerer. Således är detta skillnaden mellan tvärbunden polymer och linjär polymer.

Referens:

1. Groover, M.P. (2007). Grunden för modern tillverkning: materialprocesser och system. John Wiley & Sons.
2. Alger, M. (1996). Polymer science dictionary. Springer Science & Business Media.
3. Dyson, R.W. (Ed.). (1987). Specialpolymerer. Blackie.

Image Courtesy:

1. "Vulkanisering av POLYIsoprene V.2" Av Jü - Egent arbete (CC) 0 via Commons Wikimedia
2. "Polyeten-repeat-2D" (Public Domain) via Commons Wikimedia