Unterschied zwischen vernetztem Polymer und linearem Polymer

Der Hauptunterschied zwischen vernetztem Polymer und linearem Polymer besteht darin, dass das Monomereinheiten aus linearen Polymeren haben Ende-zu-Ende-Bindungen, die den Perlen in einer Kette ähneln, während vernetzte Polymere aus Ketten bestehen, die durch eine Reihe von kovalenten Bindungen miteinander verbunden sind, die als Vernetzungen bezeichnet werden.

Polymere sind Verbindungen, die aus kleinen sich wiederholenden Einheiten bestehen, die sich zu langkettigen Molekülen verbinden. Die Wiederholungseinheiten oder die Bausteine ​​eines Polymers sind Monomere. Polymere lassen sich aufgrund ihrer chemischen und thermischen Natur grob in drei Teile einteilen, nämlich: (a) thermoplastische Polymere, (b) wärmehärtbare Polymere und (c) Elastomere. Thermoplaste sind Kunststoffe, die unter Wärmeeinwirkung die Form verändern können. Im Gegensatz zu Thermoplasten vertragen Duroplaste wiederholte Erwärmungszyklen nicht. Elastomere sind Kautschuke, die im Gegensatz zu den beiden oben genannten Typen ausgezeichnete elastische Eigenschaften aufweisen. Je nach Struktur gibt es drei Arten von Polymeren: lineare, verzweigte und vernetzte Polymere. Thermoplastische Polymere sind lineare Moleküle, während Duroplaste und Elastomere vernetzte Polymere sind.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist ein vernetztes Polymer? 
3. Was ist ein lineares Polymer?
4. Nebeneinander-Vergleich - Vernetztes Polymer und lineares Polymer in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist ein vernetztes Polymer??

Ein vernetztes Polymer ist ein Polymer, das Ketten aufweist, die durch ein Netzwerk kovalenter Bindungen miteinander verbunden sind. Vernetzungen können kurz oder lang sein, aber in den meisten Polymeren sind diese Bindungen kurz. Duroplaste und Elastomere haben Querverbindungen. Die Eigenschaften vernetzter Polymere hängen hauptsächlich vom Vernetzungsgrad ab. Wenn der Vernetzungsgrad gering ist, verhält sich das Polymer spezifisch als unvernetztes Polymer und zeigt ein Erweichungsverhalten. Wenn jedoch der Vernetzungsgrad hoch ist, wird das Erweichungsverhalten des Polymers viel härter. Ein gutes Beispiel für die Verwendung der Vernetzung zur Verbesserung der Eigenschaften von Kautschuken ist der Vulkanisationsprozess.

Abbildung 1: Vernetztes Polyisopren (vulkanisierter Naturkautschuk unter Verwendung von Schwefel als Vernetzungsmittel)

Während der Vulkanisation erhöht die Zugabe von Vulkanisationsmitteln wie Schwefel, Metalloxiden usw. die Vernetzung zwischen Kautschukkettenmolekülen. Und verbessert somit die Zugfestigkeit und Härte von Kautschuken. Viele Herstellungsverfahren für Gummiprodukte verwenden Vulkanisation. Im Gegensatz zu Kautschuken werden duroplastische Polymere wie Harnstoff-Formaldehyd während des Vernetzungsprozesses zu harten und spröden Materialien. Das liegt daran, dass durch Vernetzung das Polymer chemisch erstarrt und diese Reaktion irreversibel ist. Darüber hinaus variiert der Löslichkeitsparameter der vernetzenden Polymere mit der Vernetzungsdichte. Wenn ein Polymer einen geringen Vernetzungsgrad aufweist, neigt es dazu, in der Flüssigkeit zu quellen.

Was ist ein lineares Polymer??

Ein lineares Polymer ist ein thermoplastisches Polymer, das aus langkettigen Molekülen besteht. Hier haben die Monomereinheiten durchgehende Glieder, die Perlen in einer Halskette ähneln. Polyethylen ist ein Beispiel für ein lineares Polymer, bei dem Ethyleneinheiten als Monomere wirken. Manchmal haben diese linearen Ketten verzweigte Strukturen. Im Allgemeinen zeigen lineare und verzweigtkettige Strukturen des gleichen Polymers ähnliche Eigenschaften.

Abbildung 02: Polyethylen

Da es sich um thermoplastische Kunststoffe handelt, kann Wärme lineare Polymere erweichen. Die Erweichungstemperatur ist ein einzigartiges Merkmal von linearen Polymeren. Die Erweichungstemperatur von Kautschuken oder viskosen Flüssigkeiten liegt unter Raumtemperatur, wohingegen die von harten, spröden Feststoffen oder duktilen Feststoffen über Raumtemperatur liegt. Darüber hinaus ist ein lineares Polymer ein thermoplastisches Polymer, das aus langkettigen Molekülen besteht. Hier haben die Monomereinheiten Ende-zu-Ende-Verbindungen wie Perlen in einer Halskette.

Polyethylen ist ein Beispiel für ein lineares Polymer, bei dem Ethyleneinheiten als Monomere wirken. Manchmal haben diese linearen Ketten verzweigte Muster. Im Allgemeinen zeigen lineare und verzweigtkettige Strukturen des gleichen Polymers ähnliche Eigenschaften.

Was ist der Unterschied zwischen vernetztem Polymer und linearem Polymer??

Vernetztes Polymer vs. lineares Polymer
Vernetztes Polymer besteht aus Ketten, die durch eine Reihe von kovalenten Bindungen miteinander verbunden sind.	Lineares Polymer besteht aus Monomeren, die durchgängig miteinander verbunden sind und den Perlen in einer Halskette ähneln.
Thermoplaste
Duroplaste und Elastomere	Thermoplaste
Erwärmung von Polymeren
Kann wiederholte Heizzyklen nicht tolerieren	Kann wiederholte Heizzyklen tolerieren
Recyclingfähigkeit
Kann nicht recycelt werden (kann nicht umgeformt werden)	Sehr recycelbar (kann umgeformt / umgeformt werden)
Art der Bindung zwischen Molekülkette
Permanente Primäranleihen	Temporäre Sekundäranleihen
Beispiele
Phenol-Formaldehyd, Polyurethane, Silikone, Naturkautschuk, Butylkautschuk, Chloropren-Kautschuk	Acetale, Acryle, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide, Polycarbonat, Polyethylen

Zusammenfassung - Vernetztes Polymer vs. lineares Polymer

Kurz gesagt gibt es zwei Kategorien von Polymeren, die auf ihrer Struktur basieren: lineare Polymere und vernetzte Polymere. Die Monomere von linearen Polymeren haben Ende-zu-Ende-Verbindungen, die Perlen einer Halskette ähneln. Daher gehören alle Thermoplaste zu linearen Polymeren und weisen keine permanenten Vernetzungen zwischen Polymerketten auf. Vernetzte Polymere haben jedoch dauerhafte Bindungen zwischen benachbarten Polymerketten. Alle Elastomere und Duroplaste gehören zu vernetzten Polymeren. Dies ist also der Unterschied zwischen vernetztem Polymer und linearem Polymer.

Referenz:

1. Groover, M. P. (2007). Grundlagen der modernen Fertigung: Materialprozesse und Systeme. John Wiley & Sons.
2. Alger, M. (1996). Polymerwissenschaftliches Wörterbuch. Springer Science & Business Media.
3. Dyson, R. W. (Hrsg.). (1987). Spezialpolymere. Blackie.

Bildhöflichkeit:

1. "Vulkanisation von POLYIsoprene V.2" Von Jü - Eigene Arbeit (CC) 0 via Commons Wikimedia
2. "Polyethylen-Repeat-2D" (Public Domain) über Commons Wikimedia