Nyckelskillnaden mellan tvärbunden polymer och linjär polymer är att monomerenheterna i linjära polymerer har länkar från ände till ände, som liknar pärlorna i ett halsband, medan tvärbundna polymerer består av kedjor som är sammanfogade tillsammans med en serie kovalenta bindningar, så kallade tvärbindningar.
Polymerer är föreningarna som består av små repeterande enheter som kopplas samman för att bilda långkedjiga molekyler. De återkommande enheterna eller byggstenarna i en polymer är monomerer. Polymerer kan grovt klassificeras i tre delar baserat på deras kemiska och termiska natur, nämligen; (a) termoplastiska polymerer, (b) värmehärdande polymerer och (c) elastomerer. Termoplaster är plaster som kan ändra formen under applicering av värme. Till skillnad från termoplaster kan härdplaster inte tolerera upprepade uppvärmningscykler. Elastomerer är de gummin som uppvisar utmärkta elastiska egenskaper, till skillnad från de två ovan nämnda typerna. Enligt strukturen finns det tre typer av polymerer som linjära, grenade och tvärbundna polymerer. Termoplastiska polymerer är linjära molekyler, medan härdplaster och elastomerer är tvärbundna polymerer.
Vad är en tvärbunden polymer?
En tvärbunden polymer är en polymer som har kedjor sammanlänkade av ett nätverk av kovalenta bindningar. Tvärlänkar kan vara korta eller långa, men i de flesta av polymererna är dessa bindningar korta. Termohärdar och elastomerer har tvärbindningar. Egenskaperna hos tvärbundna polymerer beror huvudsakligen på graden av tvärbindning. För att vara specifik, om graden av tvärbindning är låg, kommer polymeren att bete sig som en icke tvärbunden polymer och uppvisa mjukgörande beteende. Om emellertid graden av tvärbindning är hög, blir polymerens mjukningsbeteende mycket hårdare. Ett bra exempel på att använda tvärbindning för att förbättra egenskaperna hos gummin är vulkaniseringsprocessen.
Figur 1: Tvärbunden polyisopren (vulkaniserat naturgummi med svavel som tvärbindningsmedel)
Under vulkanisering ökar tillsatsen av vulkaniseringsmedel som svavel, metalloxider etc. tvärbindningarna mellan gummikedjemolekyler. Och därmed förbättrar draghållfastheten och hårdheten hos gummin. Många tillverkningsprocesser för gummiprodukter använder vulkanisering. Till skillnad från gummin blir härdplaster som ureaformaldehyd hårda och spröda material under tvärbindningsprocessen. Det beror på att tvärbindning gör polymeren kemiskt härdad, och denna reaktion är irreversibel. Dessutom varierar löslighetsparametern för de tvärbindande polymererna med tvärbindningsdensiteten. Om en polymer har en låg grad av tvärbindning tenderar den att svälla i vätskan.
Vad är en linjär polymer?
En linjär polymer är en termoplastisk polymer som består av långkedjiga molekyler. Här har monomerenheterna ände till ände länkar, som liknar pärlor i ett halsband. Polyeten är ett exempel på en linjär polymer där etenenheter fungerar som monomerer. Ibland har dessa linjära kedjor grenade strukturer. I allmänhet uppvisar linjära och grenade strukturer av samma polymer liknande egenskaper.
Figur 02: Polyeten
Eftersom de är termoplaster kan värme mjuka upp linjära polymerer. Mjukningstemperaturen är en unik egenskap hos linjära polymerer. Mjukningstemperaturen för gummin eller viskösa vätskor är under rumstemperatur, medan den för hårda, spröda fasta ämnen eller formbara fasta ämnen är över rumstemperatur. Dessutom är en linjär polymer en termoplastisk polymer som består av långkedjiga molekyler. Här har monomerenheterna länkar från ände till ände, som pärlor i ett halsband.
Polyeten är ett exempel på en linjär polymer där etenenheter fungerar som monomerer. Ibland har dessa linjära kedjor grenade mönster. I allmänhet uppvisar linjära och grenade strukturer av samma polymer liknande egenskaper.
Vad är skillnaden mellan tvärbunden polymer och linjär polymer?
Cross Linked Polymer vs Linear Polymer |
|
| Tvärbunden polymer är uppbyggd av kedjor som är sammanfogade av en serie kovalenta bindningar. | Linjär polymer består av monomerer sammanfogade från ände till ände, som liknar pärlorna i ett halsband. |
| Termoplast | |
| Termohärdar och elastomerer | Termoplast |
| Uppvärmning av polymerer | |
| Kan inte tolerera upprepade uppvärmningscykler | Kan tolerera upprepade uppvärmningscykler |
| Återvinningsbarhet | |
| Kan inte återvinnas (kan inte gjutas om) | Mycket återvinningsbart (kan formas om/omformas) |
| Typ av bindning mellan molekylkedjan | |
| Permanenta primära obligationer | Tillfälliga sekundära obligationer |
| Exempel | |
| fenol-formaldehyd, polyuretaner, silikoner, naturgummi, butylgummi, kloroprengummi | acetaler, akryl, akrylnitril-butadien-styren (ABS), polyamider, polykarbonat, polyeten |
Sammanfattning – Cross Linked Polymer vs Linear Polymer
I korthet finns det två kategorier av polymerer baserat på deras struktur: linjära polymerer och tvärbundna polymerer. Monomererna av linjära polymerer har länkar från ände till ände, som liknar pärlor i ett halsband. Därför tillhör alla termoplaster linjära polymerer och har inga permanenta tvärbindningar mellan polymerkedjor. Tvärbundna polymerer har emellertid permanenta bindningar mellan intilliggande polymerkedjor. Alla elastomerer och härdplaster tillhör tvärbundna polymerer. Detta är alltså skillnaden mellan tvärbunden polymer och linjär polymer.
