Γιατί τα περισσότερα πολυμερή είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου;
1. Ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις:
* Van der Waals Δυνάμεις: Αυτές οι αδύναμες δυνάμεις υπάρχουν μεταξύ όλων των μορίων, αλλά είναι σχετικά ισχυρότερες σε πολυμερή λόγω του μεγάλου μεγέθους και των αλυσίδων τους. Η μεγαλύτερη επιφάνεια επιτρέπει περισσότερα σημεία επαφής και επομένως ισχυρότερες αλληλεπιδράσεις.
* δεσμός υδρογόνου: Αυτός ο συγκεκριμένος τύπος διαμοριακής δύναμης υπάρχει σε πολυμερή που περιέχει άτομα υδρογόνου που συνδέονται με εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικά άτομα όπως οξυγόνο ή άζωτο. Είναι μια ισχυρότερη δύναμη από τις δυνάμεις van der Waals.
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Αυτά συμβαίνουν μεταξύ πολικών μορίων, τα οποία είναι πιο συνηθισμένα σε πολυμερή με λειτουργικές ομάδες όπως εστέρες ή αμίδια.
2. Εμπλοκή αλυσίδας:
* Οι μακριές, ευέλικτες αλυσίδες των πολυμερών μορίων μπορούν να εμπλέκονται μεταξύ τους. Αυτή η εμπλοκή δημιουργεί ένα φυσικό εμπόδιο στην κίνηση και συμβάλλει στη στερεά κατάσταση.
3. Σταυρός σύνδεσμος:
* Ορισμένα πολυμερή έχουν ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ των αλυσίδων, γνωστών ως διασταυρούμενων συνδέσεων. Αυτοί οι δεσμοί ενισχύουν τη συνολική δομή και αυξάνουν σημαντικά την ακαμψία του υλικού, καθιστώντας την ακόμα πιο σταθερή.
4. Κρυσταλλικότητα:
* Ενώ πολλά πολυμερή είναι άμορφα (χωρίς κανονική δομή), μερικά μπορούν να σχηματίσουν κρυσταλλικές περιοχές μέσα στη δομή τους. Αυτές οι περιοχές έχουν μια πιο διατεταγμένη διάταξη αλυσίδων, συμβάλλοντας στην υψηλότερη ακαμψία και μια στερεά κατάσταση.
5. Μοριακό βάρος:
* Τα πολυμερή υψηλότερου μοριακού βάρους έχουν γενικά ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις και περισσότερη εμπλοκή, καθιστώντας τα πιο πιθανό να είναι σταθερά σε θερμοκρασία δωματίου.
Συνοπτικά:
Ο συνδυασμός ισχυρών διαμοριακών δυνάμεων, εμπλοκής αλυσίδας, διασταυρούμενης σύνδεσης, κρυσταλλικότητας και υψηλού μοριακού βάρους δημιουργεί μια ισχυρή δομή δικτύου στα περισσότερα πολυμερή, καθιστώντας τα στερεά σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα μικρότερα μόρια τα οποία γενικά έχουν ασθενέστερες αλληλεπιδράσεις και είναι πιο πιθανό να είναι υγρά ή αέρια.
