Διαφορά μεταξύ άμορφων και κρυσταλλικών πολυμερών
Κύρια διαφορά – Άμορφα έναντι κρυσταλλικών πολυμερών
Τα πολυμερή είναι μεγάλα μακρομόρια που σχηματίζονται από την ένωση ενός μεγάλου αριθμού μικρότερων μονάδων που ονομάζονται μονομερή. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ταξινομήσεων πολυμερών. Η πιο πρωταρχική ταξινόμηση βασίζεται στους τύπους των μονομερών που σχηματίζουν το πολυμερές. Σύμφωνα με αυτή την ταξινόμηση, υπάρχουν δύο τύποι πολυμερών. (α) ομοπολυμερή, που σχηματίζονται από την ένωση ενός μόνο τύπου μονομερούς (π.χ.:πολυβινυλοχλωρίδιο) και (β) ετεροπολυμερούς, που σχηματίζονται από τη σύνδεση δύο ή περισσότερων διαφορετικών τύπων μορίων μονομερούς (π.χ.:συμπολυμερές πολυ (αιθυλενίου, προπυλενίου)) . Μια άλλη ταξινόμηση βασίζεται στις ιδιότητες του υλικού του πολυμερούς, δηλαδή? κρυσταλλική και άμορφη. Ωστόσο, αυτή η ταξινόμηση είναι μάλλον συγκεχυμένη επειδή τα πολυμερή μπορεί γενικά να είναι κρυσταλλικά και άμορφα. Αν και δεν υπάρχουν 100% κρυσταλλικά πολυμερή, ορισμένα πολυμερή μπορεί να είναι 100% άμορφα υπό ορισμένες συνθήκες. Οι αλυσίδες πολυμερών είναι διατεταγμένες σε κρυσταλλικές περιοχές με συγκεκριμένα σχέδια. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν πλήρως κρυσταλλωμένα πολυμερή, τα πολυμερή με περισσότερες κρυσταλλικές περιοχές ονομάζονται ημικρυσταλλικά πολυμερή. Άμορφα πολυμερή είναι τα πολυμερή που δεν έχουν κρυσταλλικές περιοχές και δεν έχουν ομοιόμορφα συσκευασμένα μόρια. Αντίθετα, οι άμορφες περιοχές ενός πολυμερούς έχουν τυχαία συσκευασμένα μόρια χωρίς οξύ σημείο τήξης. Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ άμορφων και κρυσταλλικών πολυμερών είναι ότιτα άμορφα πολυμερή δεν έχουν ομοιόμορφα συσκευασμένα μόρια ενώ τα κρυσταλλικά πολυμερή έχουν ομοιόμορφα συσκευασμένα μόρια.
Αυτό το άρθρο περιγράφει,
1. Τι είναι το άμορφο πολυμερές;
2. Τι είναι το Κρυσταλλικό Πολυμερές;
3. Διαφορά μεταξύ άμορφων και κρυσταλλικών πολυμερών
Τι είναι το άμορφο πολυμερές
Τα άμορφα πολυμερή είναι πολυμερή που αποτελούνται από άμορφες περιοχές όπου τα μόρια είναι τυχαία διατεταγμένα. Τα πολυμερή μπορούν να είναι είτε εντελώς άμορφα είτε αναμεμειγμένα τόσο με άμορφες όσο και με κρυσταλλικές περιοχές. Τα άμορφα πολυμερή έχουν πολύ διαφορετικές μηχανικές και φυσικές ιδιότητες λόγω της δομής και της θερμοκρασίας τους. Κάτω από τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (Tg ), τα άμορφα πολυμερή παρουσιάζουν υαλώδεις, σκληρές και εύθραυστες ιδιότητες. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ενώ περνάει το Tg , τα άμορφα πολυμερή σχηματίζουν σταυροδεσμούς και παρουσιάζουν ελαστικές ιδιότητες. Tg ορίζεται ως η θερμοκρασία στην οποία το πολυμερές γίνεται μαλακό λόγω της συντονισμένης μοριακής κίνησης μεγάλης εμβέλειας. Το φυσικό λατέξ από καουτσούκ, το καουτσούκ στυρενίου-βουταδιενίου (SBR) είναι καλά παραδείγματα άμορφων πολυμερών κάτω από τη θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου.
Τι είναι το Κρυσταλλικό Πολυμερές
Ούτε ένα πολυμερές δεν είναι κρυσταλλικό επειδή όλα τα κρυσταλλικά πολυμερή περιέχουν σημαντικές ποσότητες άμορφου υλικού. Έτσι, τα κρυσταλλικά πολυμερή ονομάζονται γενικά ημικρυσταλλικά πολυμερή. Τα κρυσταλλικά πολυμερή εμφανίζουν μοτίβα περίθλασης ακτίνων Χ λόγω της ύπαρξης συγκεκριμένων μερικών σχεδίων μορίων στις πολυμερείς αλυσίδες και εμφανίζουν κρυσταλλική θερμοκρασία τήξης. Η περίθλαση ακτίνων Χ, οι μετρήσεις πυκνότητας και η θερμότητα σύντηξης ανιχνεύονται προκειμένου να προσδιοριστεί το κλάσμα των κρυσταλλικών ουσιών που υπάρχουν σε ένα συγκεκριμένο πολυμερές.
Διαφορά μεταξύ άμορφων και κρυσταλλικών πολυμερών
Ορισμός
Άμορφα πολυμερή είναι τα πολυμερή που περιέχουν άμορφες περιοχές όπου τα μόρια είναι διατεταγμένα τυχαία.
Κρυσταλλικά πολυμερή είναι τα πολυμερή με κρυσταλλικές περιοχές όπου τα μόρια είναι διατεταγμένα σε ένα μερικό σχέδιο.
Διάταξη των μορίων
Άμορφα πολυμερή δεν έχουν ομοιόμορφα συσκευασμένα μόρια.
Κρυσταλλικά πολυμερή έχουν ομοιόμορφα συσκευασμένα μόρια.
Σημείο τήξης
Άμορφα πολυμερή δεν έχουν έντονο σημείο τήξης.
Κρυσταλλικά πολυμερή έχουν έντονο σημείο τήξης.
Σαφήνεια
Άμορφα πολυμερή είναι διαφανή.
Κρυσταλλικά πολυμερή είναι αδιαφανή/ημιδιαφανή.
Συρρίκνωση
Άμορφα πολυμερή έχουν χαμηλή συρρίκνωση.
Κρυσταλλικά πολυμερή έχουν υψηλή συρρίκνωση.
Χημική αντοχή
Άμορφα πολυμερή έχουν χαμηλή χημική αντοχή.
Κρυσταλλικά πολυμερή έχουν καλή χημική αντοχή.
Σκληρότητα
Άμορφα πολυμερή είναι μαλακά.
Κρυσταλλικά πολυμερή είναι δύσκολα.
Ενέργεια για τήξη
Άμορφα πολυμερή έχουν χαμηλή ενέργεια.
Κρυσταλλικά πολυμερή έχουν υψηλή ενέργεια.
Σε αντίθεση με τα κρυσταλλικά πολυμερή, τα άμορφα πολυμερή είναι εύθραυστα και υαλώδη κάτω από Tg , ενώ το ελαστομερές είναι πάνω από Tg.
Διαπερατότητα αερίου
Άμορφα πολυμερή έχουν υψηλή διαπερατότητα αερίων.
Κρυσταλλικά πολυμερή έχουν χαμηλή διαπερατότητα αερίου.
Σε αντίθεση με τα άμορφα πολυμερή, τα κρυσταλλικά πολυμερή εμφανίζουν θερμοκρασία μετάπτωσης τήξης (Tm ), θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (Tg ) και κρυσταλλική σειρά.
Αναφορές:
Chalmers, J. Μ., &Meier, R. J. (Επιμ.). (2008). Μοριακός χαρακτηρισμός και ανάλυση πολυμερών . Άμστερνταμ:Elsevier.Giles, H. F., Wagner, J. R., &Mount, E. M. (2005). Extrusion:Ο οριστικός οδηγός και εγχειρίδιο επεξεργασίας . Norwich, NY:William Andrew Pub.Sperling, L. H. (1997). Πολυμερικά υλικά πολλαπλών συστατικών:Μια εισαγωγή . Νέα Υόρκη:Wiley. Ευγενική προσφορά εικόνας:"Amorphous vs Crystalline" από CPNikadee – Δικό έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
