ההבדל העיקרי - פולימרים אמורפיים מול גבישים

פולימרים הם מקרומולקולות גדולות הנוצרות על ידי חיבור למספר גדול של יחידות קטנות יותר הנקראות מונומרים. ישנם סוגים שונים של סיווגים פולימריים. הסיווג העיקרי ביותר מבוסס על סוגי המונומרים היוצרים את הפולימר. על פי סיווג זה, ישנם שני סוגים של פולימרים; (א) הומופולימרים, הנוצרים על ידי חיבור של מונומר מסוג יחיד (למשל: פוליוויניל כלוריד) ו- (ב) הטרופולימר, הנוצר על ידי חיבור של שני סוגים או יותר של מולקולות מונומר (למשל: פולי (אתילן, פרופילן) קופולימר). סיווג נוסף מבוסס על תכונות החומר של הפולימר, כלומר; גבישי ואמורפי. עם זאת, סיווג זה מבלבל למדי מכיוון שפולימרים יכולים בדרך כלל להיות גבישים ואמורפיים כאחד. למרות שאין פולימרים 100% גבישים, פולימרים מסוימים עשויים להיות 100% אמורפיים בתנאים מסוימים. שרשראות פולימר מסודרות באזורים מגובשים עם דפוסים ספציפיים. מכיוון שאין פולימרים מגובשים לחלוטין, פולימרים עם אזורים גבישים יותר נקראים פולימרים חצי -גבישים. פולימרים אמורפיים הם הפולימרים שאין להם אזורים גבישים וללא מולקולות ארוזות באופן אחיד. במקום זאת, באזורים אמורפיים של פולימר יש מולקולות ארוזות באופן אקראי ללא נקודת התכה חדה. לפיכך, ה ההבדל העיקרי בין פולימרים אמורפיים וקריסטליים הוא זה לפולימרים אמורפיים אין מולקולות ארוזות באופן אחיד ואילו לפולימרים גבישים יש מולקולות ארוזות באופן אחיד.

מאמר זה מתאר,

1. מהו פולימר אמורפי?

2. מהו פולימר גבישי?

3. ההבדל בין פולימרים אמורפיים וקריסטליים

מהו פולימר אמורפי

פולימרים אמורפיים הם פולימרים המורכבים מאזורים אמורפיים בהם מולקולות מסודרות באופן אקראי. פולימרים יכולים להיות אמורפיים לחלוטין או מעורבים עם אזורים אמורפיים וקריסטליים כאחד. לפולימרים אמורפיים יש תכונות מכניות ופיזיות שונות מאוד בשל המבנה והטמפרטורה שלהם. מתחת לטמפרטורת מעבר הזכוכית (T_ז), פולימרים אמורפיים מציגים תכונות זכוכית, קשות ושבירות. ככל שהטמפרטורה עולה, היא עוברת את ה- T._ז, פולימרים אמורפיים יוצרים קישורים צולבים ומראים תכונות אלסטיות. ט_ז מוגדר כטמפרטורה שבה הפולימר הופך רך בשל התנועה המולקולרית המתואמת לטווח ארוך. לטקס גומי טבעי, גומי סטירן-בוטדיאן (SBR) הם דוגמאות טובות לפולימרים אמורפיים מתחת לטמפרטורת מעבר הזכוכית.

מהו פולימר גבישי

אף פולימר אינו גבישי מכיוון שכל הפולימרים הגבישיים מכילים כמויות ניכרות של חומר אמורפי. לפיכך, פולימרים גבישים נקראים בדרך כלל פולימרים חצי -גבישים. פולימרים גבישים מראים דפוסי עקיפה של רנטגן עקב קיומם של דפוסים חלקיים ספציפיים של מולקולות בשרשראות הפולימר ומציגים טמפרטורת התכה גבישית. עקיפת רנטגן, מדידות צפיפות וחום היתוך מזוהות על מנת לקבוע את חלק החומרים הגבישיים הנמצאים בפולימר מסוים.

ההבדל בין פולימרים אמורפיים וקריסטליים

הַגדָרָה

פולימרים אמורפיים הם הפולימרים המכילים אזורים אמורפיים שבהם מולקולות מסודרות באופן אקראי.

פולימרים קריסטליים הם הפולימרים עם אזורים גבישים שבהם מולקולות מסודרות בתבנית חלקית.

סידור מולקולות

פולימרים אמורפיים אין להם מולקולות ארוזות באופן אחיד.

פולימרים קריסטליים יש מולקולות ארוזות באופן אחיד.

נקודת המסה

פולימרים אמורפיים אין להם נקודת התכה חדה.

פולימרים קריסטליים בעלי נקודת התכה חדה.

בְּהִירוּת

פולימרים אמורפיים הם שקופים.

פולימרים קריסטליים הם אטומים/ שקופים.

הִצטַמְקוּת

פולימרים אמורפיים בעלי הצטמקות נמוכה.

פולימרים קריסטליים בעלי הצטמקות גבוהה.

עמידות כימית

פולימרים אמורפיים בעלי עמידות כימית ירודה.

פולימרים קריסטליים בעלי עמידות כימית טובה.

קַשִׁיוּת

פולימרים אמורפיים הם רכים.

פולימרים קריסטליים קשים.

אנרגיה להמיס

פולימרים אמורפיים בעלי אנרגיה נמוכה.

פולימרים קריסטליים בעלי אנרגיה גבוהה.

שלא כמו פולימרים קריסטליים, פולימרים אמורפיים שבירים וזכוכית מתחת ל- T_ז, בעוד אלסטומר מעל T_ז.

חדירות גז

פולימרים אמורפיים בעלי חדירות גז גבוהה.

פולימרים קריסטליים בעלי חדירות גז נמוכה.

שלא כמו פולימרים אמורפיים, פולימרים גבישים מפגינים טמפרטורת מעבר נמסה (T_M), טמפרטורת מעבר הזכוכית (T_ז) וסדר גבישי.

הפניות:

Chalmers, J. M., & Meier, R. J. (עורכים). (2008). אפיון מולקולרי וניתוח פולימרים. אמסטרדם: אלסבייה. Giles, H. F., Wagner, J. R., & Mount, E. M. (2005). שחול: מדריך העיבוד והמדריך הסופי. נוריץ ', ניו יורק: פאב וויליאם אנדרו. שפרלינג, ל 'ה' (1997). חומרים מרובי רכיבים פולימריים: מבוא. ניו יורק: ווילי. באדיבות התמונה:

"אמורפי מול גבישי" מאת CPNikadee-עבודה משלו (CC BY-SA 3.0) באמצעות Commons Wikimedia