Ha egy polimer csak egyféle kis molekula, azaz monomer összekapcsolásával jön létre, azt homopolimernek nevezzük. Amikor két különböző típusú monomert kapcsolnak össze ugyanabban a polimerláncban, a polimert kopolimernek nevezzük. Képzeljünk most el két monomert, amelyeket A és B-nek fogunk nevezni. A és B többféleképpen is kopolimerré alakítható.
Ha a két monomer váltakozva helyezkedik el, a polimert természetesen váltakozó kopolimernek nevezzük (alább). Ennek a típusnak az egyik érdekessége, hogy a két monomer aránya pontosan 1:1. Nagyon kevés kopolimerizáció ad azonban ilyen típusú szerkezetet.
A véletlenszerű kopolimerben a két monomer tetszőleges sorrendben követheti egymást (lenti ábra). A kopolimerbe beépülő monomerek aránya a monomerek tulajdonságainak, a polimerizációs körülményeknek és a polimerizáció konverziójának kombinációjából adódik, hogy csak néhány változót említsünk. Például, ha a két monomer nem rendelkezik pontosan azonos reakcióképességgel, mind a másik komonomerrel, mind a saját monomerrel, akkor a termékben lévő arány NEM lesz pontosan 1:1 arányú. Valójában a legtöbb esetben nem az, és ez a reakció előrehaladtával a kopolimer összetételének változását eredményezi. Kezdetben a reaktívabb monomer nagyobb mértékben épül be, mint a kevésbé reaktív.
A dolgok azonban megváltoznak, ahogy a monomerek elhasználódnak, és a reaktívabb monomer koncentrációja gyorsabban/jobban csökken, mint a kevésbé reaktívé. A dolgok kiegyenlítődnek egy bizonyos koncentrációaránynál, ami kb. 1:1 összetételű polimert eredményez. De most már kevesebb van a reaktívabb monomerből, így az a reakció folytatásával gyorsabban fogy el, ami a koncentrációk arányának további változását okozza, míg végül többnyire csak a kevésbé reaktív monomer van jelen. Az ekkor készült kopolimerekben több lesz a kevésbé reaktív monomer. Bár a végtermékben megmérhetjük a monomerek “átlagos” összetételét (NMR, FTIR vagy más módszerrel), az egyes láncok összetétele jóval eltérhet (fog) ettől az átlagtól. És itt jön a lényeg: az összes kopolimerlánc teljes kombinációja, amely eltérő összetételű, meghatározza az előállított anyag végső tulajdonságait. Ahogy man manapság mondják: “Ez bonyolult…”
Egy blokk-kopolimerben az összes monomertípus együttesen épül be a lánc egy részébe, majd az összes többi valahogyan reagál bele. A blokk-kopolimert úgy lehet elképzelni, mint két homopolimert, amelyek az egyik végén (alul) kapcsolódnak össze. Nem meglepő módon nem könnyű és nem olcsó ilyen kopolimert előállítani, így valójában nem sok kereskedelmi példa van rá.
A blokkos kopolimer, amit nagyon jól ismerhetsz, vagyis ha cipőt viselsz, az SBS gumi. Ezt használják a cipőtalpakhoz és a gumiabroncsok futófelületéhez is. A “blokkos” azt jelenti, hogy rendelkezik a valódi blokk-kopolimer néhány tulajdonságával, de nem olyan egységes az összetétele.
Ha egy B monomerből készült polimer láncait oltják egy A monomerből készült polimerláncra, akkor oltott kopolimert kapunk (lásd az ábrát). Ezt többféleképpen is megtehetjük: oltványoktól; oltványoktól; vagy a legszabályozottabb módon egy “makromonomer” felhasználásával. Mit mondjak? Igen, kicsit furcsán hangzik, de egy hosszú polimerláncról beszélünk, amelynek a végén egyetlen funkciós csoport van, amely reakcióba léphet a jelen lévő kis komonomer molekulákkal, és így létrejöhet az oltott szerkezet.
A kereskedelmi forgalomban kapható oltott kopolimerek egyik fajtája a nagy ütésállóságú polisztirol, vagy röviden HIPS. Ez egy polisztirol gerinccsont, amelyre polibutadién láncok vannak oltva. A polisztirol adja az anyag szilárdságát, de a gumiszerű polibutadién láncok rugalmasságot kölcsönöznek neki, így az kemény és kevésbé törékeny lesz.
 |
Return to Level Three Directory |
|
Return toMacrogalleria Directory |