När en polymer tillverkas genom att endast en typ av liten molekyl, eller monomer, kopplas samman kallas den för en homopolymer. När två olika typer av monomerer kopplas samman i samma polymerkedja kallas polymeren för en sampolymer. Låt oss nu föreställa oss två monomerer, som vi kallar A och B. A och B kan göras till en sampolymer på många olika sätt.
När de två monomererna är arrangerade på ett alternerande sätt kallas polymeren naturligtvis för en alternerande sampolymer (nedan). Ett intressant faktum om denna typ är att förhållandet mellan de två monomererna är exakt 1:1. Mycket få sampolymeriseringar ger dock denna typ av struktur.
I en slumpmässig sampolymer kan de två monomererna följa i vilken ordning som helst (figur nedan). Förhållandet mellan de monomerer som ingår i sampolymeren är ett resultat av en kombination av monomerernas egenskaper, polymerisationsförhållandena och omvandlingen av polymeriseringen, för att nämna några variabler. Om till exempel de två monomererna inte har exakt samma reaktivitet, både med den andra comonomeren och med sina egna monomerer, kommer förhållandet i produkten INTE att vara exakt 1 till 1. Faktum är att det i de flesta fall inte är det, och detta resulterar i en förändring av sampolymerens sammansättning när reaktionen fortskrider. I början införlivas den mer reaktiva monomeren mer än den mindre reaktiva.
Men saker och ting förändras när monomerer förbrukas och koncentrationen av den mer reaktiva monomeren minskar snabbare/mer än koncentrationen av den mindre reaktiva monomeren. Saker och ting jämnar ut sig vid ett visst koncentrationsförhållande, vilket ger polymerer som är ungefär 1 till 1 i sammansättning. Men nu finns det mindre av den mer reaktiva, så den förbrukas snabbare när reaktionen fortsätter, vilket gör att förhållandet mellan koncentrationerna förändras ytterligare tills det mestadels bara finns den mindre reaktiva monomeren närvarande. Copolymerer som tillverkas vid denna tidpunkt kommer att innehålla mer av den mindre reaktiva monomeren. Även om man kan mäta en ”genomsnittlig” sammansättning av monomerer i slutprodukten (med hjälp av NMR, FTIR eller någon annan metod), kan (kommer) sammansättningen av enskilda kedjor att vara mycket annorlunda än detta genomsnitt. Och här kommer det bästa: den totala kombinationen av alla dessa sampolymerkedjor, med varierande sammansättning, bestämmer de slutliga egenskaperna hos det tillverkade materialet. Så som man säger nuförtiden: ”
I en blockcopolymer är alla monomerer av en typ införlivade tillsammans i en del av kedjan, och sedan reagerar alla de andra på något sätt. En blockcopolymer kan ses som två homopolymerer som är sammanfogade i en av ändarna (nedan). Inte överraskande är det inte lätt eller billigt att tillverka en sådan copolymer, så faktum är att det inte finns många kommersiella exempel.
En blockig copolymer som du känner till mycket väl, det vill säga om du bär skor, är SBS-gummi. Det används till skosulor och även till slitbanor för däck. ”Blockig” betyder att den har en del av egenskaperna hos en äkta blocksampolymer men att den inte är lika enhetlig i sin sammansättning.
När kedjor av en polymer av monomer B ympas på en polymerkedja av monomer A får vi en ympkopolymer (se figuren). Det finns ett antal sätt att göra detta: ympning från, ympning till eller det mest kontrollerade sättet att använda en ”makromonomer”. Vad säger du? Ja, det låter lite konstigt, men vi talar om en lång polymerkedja med en enda funktionell grupp i slutet som kan reagera med de små comonomermolekyler som finns närvarande för att ge den ympade strukturen.
En typ av kommersiell ympkopolymer är high-impact polystyren, eller HIPS förkortat. Det är en ryggrad av polystyren med kedjor av polybutadien som är ympade på ryggraden. Polystyren ger materialet styrka, men de gummiartade polybutadienkedjorna ger det elasticitet för att göra det segt och mindre sprött.
 |
Tillbaka till nivå tre-katalogen |
|
Tillbaka tillMacrogalleria-katalogen |