Når en polymer fremstilles ved at forbinde kun én type lille molekyle eller monomer med hinanden, kaldes den en homopolymer. Når to forskellige typer monomerer er forbundet i den samme polymerkæde, kaldes polymeren en copolymer. Lad os nu forestille os to monomerer, som vi kalder A og B. A og B kan laves til en copolymer på mange forskellige måder.
Når de to monomerer er arrangeret på en vekslende måde, kaldes polymeren naturligvis for en vekslende copolymer (nedenfor). En interessant kendsgerning ved denne type er, at forholdet mellem de to monomerer er præcis 1:1. Meget få copolymerisationer giver dog denne type struktur.
I en tilfældig copolymer kan de to monomerer følge hinanden i en vilkårlig rækkefølge (figuren nedenfor). Forholdet mellem de monomerer, der indgår i copolymeren, er et resultat af en kombination af monomerernes egenskaber, polymerisationsbetingelserne og omsætningen af polymeriseringen, for at nævne nogle få variabler. Medmindre de to monomerer har nøjagtig samme reaktivitet, både med den anden comonomer og med deres egne monomerer, vil forholdet i produktet f.eks. IKKE være nøjagtigt 1:1. Faktisk er det i de fleste tilfælde ikke tilfældet, og dette resulterer i en ændring i copolymerens sammensætning, efterhånden som reaktionen skrider frem. I begyndelsen er den mere reaktive monomer inkorporeret mere end den mindre reaktive.
Men tingene ændrer sig, efterhånden som monomeren bliver brugt op, og koncentrationen af den mere reaktive monomer falder hurtigere/mere end koncentrationen af den mindre reaktive monomer. Tingene udligner sig ved et vist forhold mellem koncentrationerne, hvilket giver en polymer, der er ca. 1:1 i sammensætning. Men nu er der mindre af den mere reaktive monomer, så den bliver hurtigere opbrugt, mens reaktionen fortsætter, hvilket får forholdet mellem koncentrationerne til at ændre sig yderligere, indtil der for det meste kun er den mindre reaktive monomer til stede. Copolymerer fremstillet på dette tidspunkt vil indeholde mere af den mindre reaktive monomer. Selv om man kan måle en “gennemsnitlig” sammensætning af monomerer i det endelige produkt (ved hjælp af NMR, FTIR eller en anden metode), kan (vil) sammensætningen af de enkelte kæder være meget forskellig fra dette gennemsnit. Og her kommer det afgørende: Den samlede kombination af alle disse copolymerkæder, der varierer i sammensætning, bestemmer det fremstillede materiales endelige egenskaber. Så som man siger nu om dage: “
I en blokcopolymer er alle monomerer af én type indarbejdet sammen i én del af kæden, og derefter reageres alle de andre på en eller anden måde. En blokcopolymer kan opfattes som to homopolymerer, der er sat sammen i en af enderne (nedenfor). Ikke overraskende er det ikke let eller billigt at fremstille en sådan copolymer, så der findes faktisk ikke mange kommercielle eksempler.
En blokcopolymer, som du kender meget godt, dvs. hvis du går med sko, er SBS-gummi. Det bruges til såler på sko og også til slidbaner på dæk. “Blokagtig” betyder, at den har nogle af egenskaberne ved en ægte blokcopolymer, men er ikke så ensartet i sammensætningen.
Når kæder af en polymer fremstillet af monomer B er podet på en polymerkæde af monomer A, har vi en podet copolymer (se figuren). Der er en række måder at gøre dette på: podning fra; podning til; eller den mest kontrollerede måde at bruge en “makromonomer” på. Hvad siger du? Ja, det lyder lidt mærkeligt, men vi taler om en lang polymerkæde med en enkelt funktionel gruppe i enden, som kan reagere med de små tilstedeværende comonomer-molekyler for at give den podede struktur.
En slags kommerciel podet copolymer er high-impact polystyren, eller HIPS forkortet HIPS. Det er en polystyrenbaggrund med kæder af polybutadien, der er podet på baggrunden. Polystyren giver materialet styrke, men de gummiagtige polybutadienkæder giver det elasticitet, hvilket gør det hårdt og mindre skørt.
 |
Vend tilbage til niveau tre bibliotek |
|
Vend tilbage tilMacrogalleria bibliotek |