Sự khác biệt giữa polymer liên kết chéo và polymer tuyến tính

Sự khác biệt chính giữa polymer liên kết chéo và polymer tuyến tính là Các đơn vị monome của polyme tuyến tính có liên kết đầu cuối, giống như các hạt trong vòng cổ, trong khi các polyme liên kết chéo được tạo thành từ các chuỗi được nối với nhau bằng một loạt các liên kết cộng hóa trị, được gọi là liên kết chéo.

Polyme là các hợp chất bao gồm các đơn vị lặp lại nhỏ kết nối với nhau để tạo thành các phân tử chuỗi dài. Các đơn vị lặp lại hoặc các khối xây dựng của một polymer là các đơn phân. Polyme có thể được phân loại thành ba phần dựa trên tính chất hóa học và nhiệt của chúng, cụ thể là; (a) polyme nhiệt dẻo, (b) polyme nhiệt rắn và (c) chất đàn hồi. Nhựa nhiệt dẻo là loại nhựa có thể thay đổi hình dạng dưới tác dụng của nhiệt. Không giống như nhựa nhiệt dẻo, nhiệt không thể chịu được các chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại. Elastomers là cao su thể hiện tính chất đàn hồi tuyệt vời, không giống như hai loại được đề cập ở trên. Theo cấu trúc, có ba loại polyme là polyme tuyến tính, phân nhánh và liên kết chéo. Polyme nhiệt dẻo là các phân tử tuyến tính, trong khi nhiệt và chất đàn hồi là các polyme liên kết chéo.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Polyme liên kết chéo là gì 
3. Polyme tuyến tính là gì
4. So sánh cạnh nhau - Polyme liên kết chéo với polymer tuyến tính ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Polyme liên kết chéo là gì?

Một polymer liên kết chéo là một polymer có các chuỗi liên kết với nhau bằng một mạng lưới liên kết cộng hóa trị. Liên kết chéo có thể ngắn hoặc dài, nhưng trong hầu hết các polyme, các liên kết này đều ngắn. Bình giữ nhiệt và chất đàn hồi có liên kết chéo. Các tính chất của polyme liên kết chéo chủ yếu phụ thuộc vào mức độ liên kết chéo. Cụ thể, nếu mức độ liên kết chéo thấp, polymer sẽ hoạt động như một polymer không liên kết và thể hiện hành vi làm mềm. Tuy nhiên, nếu mức độ liên kết ngang cao, hoạt động làm mềm của polymer sẽ khó khăn hơn nhiều. Một ví dụ điển hình của việc sử dụng liên kết ngang để cải thiện tính chất của cao su là quá trình lưu hóa.

Hình 1: Polyisoprene liên kết ngang (cao su tự nhiên lưu hóa sử dụng lưu huỳnh làm tác nhân liên kết ngang)

Trong quá trình lưu hóa, thêm các tác nhân lưu hóa như lưu huỳnh, oxit kim loại, v.v., làm tăng liên kết chéo giữa các phân tử chuỗi cao su. Và do đó, cải thiện độ bền kéo và độ cứng của cao su. Nhiều quy trình sản xuất sản phẩm cao su sử dụng lưu hóa. Không giống như cao su, các polyme nhiệt như urê formaldehyd trở thành vật liệu cứng và giòn trong quá trình liên kết ngang. Đó là bởi vì liên kết ngang làm cho polymer được thiết lập về mặt hóa học và phản ứng này là không thể đảo ngược. Hơn nữa, tham số độ hòa tan của các polyme liên kết ngang thay đổi theo mật độ liên kết ngang. Nếu một polymer có mức độ liên kết ngang thấp, nó sẽ có xu hướng phồng lên trong chất lỏng.

Một polymer tuyến tính là gì?

Một polymer tuyến tính là một polymer nhiệt dẻo bao gồm các phân tử chuỗi dài. Ở đây, các đơn vị monome có các liên kết đầu cuối, giống như các hạt trong vòng cổ. Polyetylen là một ví dụ về polyme tuyến tính trong đó các đơn vị ethylene đóng vai trò là monome. Đôi khi các chuỗi tuyến tính có cấu trúc phân nhánh. Nói chung, các cấu trúc chuỗi tuyến tính và phân nhánh của cùng một polymer thể hiện các tính chất tương tự.

Hình 02: Polyetylen

Vì chúng là nhựa nhiệt dẻo, nhiệt có thể làm mềm các polyme tuyến tính. Nhiệt độ làm mềm là một tính năng độc đáo của polyme tuyến tính. Nhiệt độ làm mềm của cao su hoặc chất lỏng nhớt thấp hơn nhiệt độ phòng, trong khi đó chất rắn cứng, giòn hoặc chất rắn dễ uốn cao hơn nhiệt độ phòng. Hơn nữa, một polymer tuyến tính là một polymer nhiệt dẻo bao gồm các phân tử chuỗi dài. Ở đây, các đơn vị monome có liên kết đầu cuối, như chuỗi hạt trong vòng cổ.

Polyetylen là một ví dụ về polyme tuyến tính trong đó các đơn vị ethylene đóng vai trò là monome. Đôi khi các chuỗi tuyến tính này có các mẫu phân nhánh. Nói chung, các cấu trúc chuỗi tuyến tính và phân nhánh của cùng một polymer thể hiện các tính chất tương tự.

Sự khác biệt giữa polymer liên kết chéo và polymer tuyến tính là gì?

Polyme liên kết chéo với polymer tuyến tính
Polyme liên kết chéo được tạo thành từ các chuỗi được nối với nhau bằng một loạt các liên kết cộng hóa trị.	Polyme tuyến tính được tạo thành từ các monome nối với nhau từ đầu đến cuối, giống như các hạt trong vòng cổ.
Nhựa nhiệt dẻo
Bình giữ nhiệt và chất đàn hồi	Nhựa nhiệt dẻo
Gia nhiệt của Polyme
Không thể chịu đựng được chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại	Có thể chịu đựng được chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại
Tái chế
Không thể được tái chế (không thể được nhắc lại)	Có khả năng tái chế cao (có thể được thu hồi / định hình lại)
Loại liên kết giữa chuỗi phân tử
Trái phiếu chính vĩnh viễn	Trái phiếu thứ cấp tạm thời
Ví dụ
phenol-formaldehyd, polyurethan, silicones, cao su tự nhiên, cao su butyl, cao su chloroprene	acetals, acrylics, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamit, polycarbonate, polyetylen

Tóm tắt - Polyme liên kết chéo vs Polyme tuyến tính

Tóm lại, có hai loại polyme dựa trên cấu trúc của chúng: polyme tuyến tính và polyme liên kết chéo. Các đơn phân của polyme tuyến tính có liên kết từ đầu đến cuối, giống như các hạt của vòng cổ. Do đó, tất cả các loại nhựa nhiệt dẻo thuộc về polyme tuyến tính và không có liên kết chéo vĩnh viễn giữa các chuỗi polymer. Tuy nhiên, các polyme liên kết chéo có liên kết vĩnh viễn giữa các chuỗi polymer liền kề. Tất cả các chất đàn hồi và nhiệt thuộc về các polyme liên kết chéo. Vì vậy, đây là sự khác biệt giữa polymer liên kết chéo và polymer tuyến tính.

Tài liệu tham khảo:

1. Groover, M. P. (2007). Nguyên tắc cơ bản của sản xuất hiện đại: quy trình vật liệu, và hệ thống. John Wiley & Sons.
2. Alger, M. (1996). Từ điển khoa học polymer. Khoa học & Truyền thông kinh doanh Springer.
3. Dyson, R. W. (Ed.). (1987). Polyme đặc biệt. Blackie.

Hình ảnh lịch sự:

1. Lưu hóa của POLYIsoprene V.2 bằng By Jü - Công việc riêng (CC) 0 qua Wikimedia Commons
2. Cung cấp Polyetyl-lặp lại-2D (Miền công cộng) qua Wikimedia Commons