Amorfsete ja kristalsete polümeeride erinevus

Peamine erinevus - amorfsed vs kristalsed polümeerid
 

Sõna “polümeer” võib määratleda kui materjali, mis koosneb paljudest korduvatest üksustest, mis on omavahel keemilise sideme kaudu ühendatud. Üks polümeerimolekul võib sisaldada miljoneid väikseid molekule või korduvaid ühikuid, mida nimetatakse monomeerideks. Polümeerid on väga suured molekulid, millel on suur molekulmass. Monomeeridel peaks polümeeri moodustamiseks olema kaksikside või vähemalt kaks funktsionaalset rühma. See kaksikside või kaks funktsionaalset rühma aitavad monomeeril veel kaks monomeeri kinnituda ja nendel kinnitatud monomeeridel on ka funktsionaalrühmad, et meelitada rohkem monomeere. Sel viisil valmistatakse polümeer ja seda protsessi nimetatakse polümerisatsiooniks. Polümerisatsiooni tulemuseks on makromolekul või polümeeriahel. Neid polümeeriahelaid saab polümeeri molekulaarstruktuuri valmistamiseks moodustada erineval viisil. See paigutus võib olla amorfne või kristalne. Amorfsete ja kristalliliste polümeeride peamine erinevus on nende molekulaarne paigutus. Amorfsetel polümeeridel puudub eriline paigutus ega muster, seevastu kristalsed polümeerid on hästi paigutatud molekulaarstruktuuridega.

SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on polümeeride molekulaarstruktuurid
3. Mis on amorfsed polümeerid
4. Mis on kristalsed polümeerid
5. Võrdlus kõrvuti - amorfsed ja kristalsed polümeerid
6. Kokkuvõte

Mis on polümeeride molekulaarstruktuurid

Enne amorfsete ja kristalliliste polümeeride erinevuse lähemalt lugemist on oluline teada mõnda fakti polümeeride molekulaarstruktuuri kohta. Polümeeriahelaid saab paigutada kolmel viisil, mida nimetatakse syndiotactic, isotactic või ataktika viisil. Syndiotaktika tähendab, et polümeeri ahela külgrühmad on paigutatud alternatiivselt. Isotaktilise paigutuse korral asuvad külgrühmad samal küljel. Kuid ataktiline paigutus näitab külgrühmade juhuslikku paigutust piki polümeeri ahelat.

Mis on amorfne polümeer?

Amorfsel polümeeril puudub molekulaarstruktuuris korraldatud muster. Amorfsed polümeerid on valmistatud peamiselt aktaktilistest polümeeride ahelatest. See põhjustab kristalsuse puudumist. Seetõttu on see nõrk struktuur. Kuna kristallilisuse aste puudub või kristallilisus puudub, on amorfseid polümeere, on neil kristalliliste polümeeridega võrreldes väike tihedus. Seetõttu on keemiline vastupidavus madal ja läbipaistev. Polümeeriahelate vahel on mustrilise struktuuri puudumise tõttu nõrgad atraktsioonid.

Amorfsete polümeeride näideteks on polüetüleen, PVC jne. Polümerisatsiooni ja valmistamisprotsessi mõjutavad kristallilisuse astet. Amorfsetel polümeeridel võib olla kristallilisus kristalliitide või järjestatud alade moodustumisega. Need on pehmemad ja vähem vastupidavad lahusti tungimisele.

Mis on kristalne polümeer?

Kristallstruktuur näitab korrapäraseid polümeerimolekule. Kristallilistel polümeeridel on järjestatud struktuur, mis koosneb sündiotaktilistest ja isotaktilistest polümeeride ahelatest. See korrastatud struktuur põhjustab polümeeri poolläbipaistvuse. Molekulide vahel on ka tugevad tõmbejõud. Seega on see kemikaalikindel ja sellel on amorfsete polümeeridega võrreldes suur tihedus. Ehkki kristallilised polümeerid on hästi järjestatud, võib esineda ka amorfseid piirkondi. Seetõttu nimetatakse neid polümeere poolkristalne materjalid.

Plastmaterjalidel, nagu nailon ja muud polüamiidid, on kristalliseerunud struktuur. Muud näited hõlmavad lineaarset polüetüleeni, PET (polüetüleentereftalaat), polüpropüleeni jne. Need on jäigad struktuurid ja lahusti läbitungimine mõjutab neid vähem.

Joonis 01: Molekulaarsed ahelad amorfsetes ja poolkristallilistes polümeerides

Mis vahe on amorfsetel ja polümeersetel polümeeridel?

Amorfsed ja kristalsed polümeerid
Amorfsed polümeerid on polümeerid, mille molekulistruktuuril puudub järjestatud muster.	Kristallilised polümeerid on hästi organiseeritud struktuuriga polümeerid.
Morfoloogia
Amorfsed polümeerid on valmistatud aktilistest polümeeride ahelatest.	Kristallilised polümeerid on valmistatud sündiotaktilistest ja isotaktilistest polümeeride ahelatest.
Atraktsiooniväed
Amorfsetel polümeeridel on polümeeriahelate vahel nõrgad tõmbejõud.	Kristallilistel polümeeridel on polümeeriahelate vahel tugevad tõmbejõud.
Tihedus
Amorfsetel polümeeridel on madal tihedus.	Kristallilistel polümeeridel on kõrge tihedus.
Keemiline vastupidavus
Amorfsetel polümeeridel on madal keemiline vastupidavus.	Kristallilistel polümeeridel on kõrge keemiline vastupidavus.
Polümeerketid
Polümeeriahelad on amorfsetes polümeerides paigutatud ataktiliselt.	Polümeeriahelad on kristallilistes polümeerides paigutatud sündiotaktiliselt ja isotaktiliselt.
Välimus
Amorfsed polümeerid on läbipaistvad.	Kristalsed polümeerid on poolläbipaistvad

Kokkuvõte - amorfsed polümeerid vs kristalsed polümeerid

Kõigil polümeeridel on teatav kristallilisus, mis on peamine erinevus amorfsete ja kristalliliste polümeeride vahel. Amorfsetel polümeeridel on madal kristallilisuse aste, samas kui kristalsetel polümeeridel on kõrge kristallilisuse aste. Polümeeri füüsikalised ja keemilised omadused sõltuvad kristallilisuse astmest.

Viide:
1. “Polümeeride tüübid”. Keemiahariduse osakonna rühmad. Purdue ülikool, n.d. Võrk. 25. mai 2017. <>
2. “Põhitõed: polümeeri määratlus ja omadused”. Ameerika keemia nõukogu. N.p., n.d. Võrk. 25. mai 2017. <>
3. Chanda, M., 2000. Täiustatud polümeerkeemia. 2. toim. New York: Marcel Dekker

Pilt viisakalt:
1. “Polymerketten - amorph und kristallinEN” Autor: Polymerketten _-_ amorph_und_kristallin.svg: Rainer Ziel.Algne üleslaadija oli de.wikipedia tuletisinstrumendina Salino01: derivatiivteos: Materjaliteadlane (jutt) - Polymerketten _-_ amorph_und_kristallin.svg kaudu Commons