Der Hauptunterschied zwischen vernetztem Polymer und linearem Polymer besteht darin, dass die Monomereinheiten von linearen Polymeren End-to-End-Verbindungen haben, die den Perlen in einer Halskette ähneln, während vernetzte Polymere aus Ketten bestehen, die verbunden sind zusammen durch eine Reihe von kovalenten Bindungen, genannt Querverbindungen.
Polymere sind Verbindungen, die aus kleinen sich wiederholenden Einheiten bestehen, die sich zu langkettigen Molekülen verbinden. Die sich wiederholenden Einheiten oder die Bausteine eines Polymers sind Monomere. Polymere können aufgrund ihrer chemischen und thermischen Natur grob in drei Teile eingeteilt werden, nämlich; (a) thermoplastische Polymere, (b) duroplastische Polymere und (c) Elastomere. Thermoplaste sind Kunststoffe, die unter Wärmeeinwirkung ihre Form verändern können. Im Gegensatz zu Thermoplasten können Duroplaste keine wiederholten Erwärmungszyklen vertragen. Elastomere sind die Kautschuke, die im Gegensatz zu den beiden oben genannten Arten hervorragende elastische Eigenschaften aufweisen. Entsprechend der Struktur gibt es drei Arten von Polymeren als lineare, verzweigte und vernetzte Polymere. Thermoplastische Polymere sind lineare Moleküle, während Duroplaste und Elastomere vernetzte Polymere sind.
Was ist ein vernetztes Polymer?
Ein vernetztes Polymer ist ein Polymer, dessen Ketten durch ein Netzwerk kovalenter Bindungen miteinander verbunden sind. Vernetzungen können kurz oder lang sein, aber in den meisten Polymeren sind diese Bindungen kurz. Duroplaste und Elastomere haben Vernetzungen. Die Eigenschaften vernetzter Polymere hängen hauptsächlich vom Vernetzungsgrad ab. Genauer gesagt, wenn der Vernetzungsgrad gering ist, verhält sich das Polymer wie ein unvernetztes Polymer und zeigt ein Erweichungsverh alten. Bei einem hohen Vernetzungsgrad ist das Erweichungsverh alten des Polymers jedoch deutlich härter. Ein gutes Beispiel für die Verwendung von Vernetzung zur Verbesserung der Eigenschaften von Kautschuken ist der Vulkanisationsprozess.
Abbildung 1: Vernetztes Polyisopren (vulkanisierter Naturkautschuk mit Schwefel als Vernetzungsmittel)
Während der Vulkanisation erhöht die Zugabe von Vulkanisationsmitteln wie Schwefel, Metalloxiden usw. die Vernetzung zwischen den Kautschukkettenmolekülen. Und verbessert so die Zugfestigkeit und Härte von Gummis. Viele Herstellungsverfahren für Gummiprodukte verwenden Vulkanisation. Im Gegensatz zu Kautschuk werden duroplastische Polymere wie Harnstoff-Formaldehyd während des Vernetzungsprozesses zu harten und spröden Materialien. Denn durch die Vernetzung wird das Polymer chemisch gehärtet, und diese Reaktion ist irreversibel. Außerdem variiert der Löslichkeitsparameter der vernetzenden Polymere mit der Vernetzungsdichte. Wenn ein Polymer einen geringen Vernetzungsgrad hat, neigt es dazu, in der Flüssigkeit aufzuquellen.
Was ist ein lineares Polymer?
Ein lineares Polymer ist ein thermoplastisches Polymer, das aus langkettigen Molekülen besteht. Hier haben die Monomereinheiten End-to-End-Verbindungen, die Perlen in einer Halskette ähneln. Polyethylen ist ein Beispiel für ein lineares Polymer, bei dem Ethyleneinheiten als Monomere fungieren. Manchmal haben diese linearen Ketten verzweigte Strukturen. Im Allgemeinen weisen lineare und verzweigtkettige Strukturen desselben Polymers ähnliche Eigenschaften auf.
Abbildung 02: Polyethylen
Da es sich um Thermoplaste handelt, kann Hitze lineare Polymere erweichen. Die Erweichungstemperatur ist ein einzigartiges Merkmal von linearen Polymeren. Die Erweichungstemperatur von Kautschuken oder viskosen Flüssigkeiten liegt unterhalb der Raumtemperatur, während die von harten, spröden oder duktilen Feststoffen oberhalb der Raumtemperatur liegt. Darüber hinaus ist ein lineares Polymer ein thermoplastisches Polymer, das aus langkettigen Molekülen besteht. Hier haben die Monomereinheiten End-to-End-Verbindungen, wie Perlen in einer Halskette.
Polyethylen ist ein Beispiel für ein lineares Polymer, bei dem Ethyleneinheiten als Monomere fungieren. Manchmal haben diese linearen Ketten verzweigte Muster. Im Allgemeinen weisen lineare und verzweigtkettige Strukturen desselben Polymers ähnliche Eigenschaften auf.
Was ist der Unterschied zwischen vernetztem Polymer und linearem Polymer?
Vernetztes Polymer vs. lineares Polymer |
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| Vernetztes Polymer besteht aus Ketten, die durch eine Reihe kovalenter Bindungen miteinander verbunden sind. | Lineares Polymer besteht aus Monomeren, die Ende an Ende miteinander verbunden sind und den Perlen einer Halskette ähneln. |
| Thermoplaste | |
| Duroplaste und Elastomere | Thermoplaste |
| Erhitzung von Polymeren | |
| Kann wiederholte Heizzyklen nicht tolerieren | Verträgt wiederholte Heizzyklen |
| Recyclingfähigkeit | |
| Kann nicht recycelt werden (kann nicht umgeformt werden) | Hochgradig recycelbar (kann umgeformt/ umgeformt werden) |
| Art der Bindung zwischen Molekülketten | |
| Dauerhafte Primärbindungen | Zeitweilige Sekundärbindungen |
| Beispiele | |
| Phenol-Formaldehyd, Polyurethane, Silikone, Naturkautschuk, Butylkautschuk, Chloroprenkautschuk | Acetale, Acryle, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide, Polycarbonat, Polyethylen |
Zusammenfassung – Vernetztes Polymer vs. lineares Polymer
Kurz gesagt gibt es zwei Kategorien von Polymeren, basierend auf ihrer Struktur: lineare Polymere und vernetzte Polymere. Die Monomere linearer Polymere haben End-to-End-Verbindungen, die Perlen einer Halskette ähneln. Daher gehören alle Thermoplaste zu linearen Polymeren und haben keine permanenten Vernetzungen zwischen Polymerketten. Vernetzte Polymere haben jedoch dauerhafte Bindungen zwischen benachbarten Polymerketten. Alle Elastomere und Duroplaste gehören zu den vernetzten Polymeren. Dies ist also der Unterschied zwischen vernetztem Polymer und linearem Polymer.
