Wanneer een polymeer wordt gemaakt door slechts één type kleine molecule, of monomeer, aan elkaar te koppelen, wordt dit een homopolymeer genoemd. Wanneer twee verschillende soorten monomeren in dezelfde polymeerketen worden samengevoegd, wordt het polymeer een copolymeer genoemd. Laten we ons nu twee monomeren voorstellen, die we A en B noemen. A en B kunnen op veel verschillende manieren tot een copolymeer worden gemaakt.
Wanneer de twee monomeren afwisselend zijn gerangschikt, wordt het polymeer natuurlijk een alternerend copolymeer genoemd (hieronder). Een interessant feit bij dit type is dat de verhouding van de twee monomeren precies 1:1 is. Slechts zeer weinig copolymerisaties geven echter dit type structuur.
In een willekeurig copolymeer kunnen de twee monomeren in willekeurige volgorde volgen (onderstaande figuur). De verhouding van de in het copolymeer opgenomen monomeren is het resultaat van een combinatie van de eigenschappen van de monomeren, de polymerisatieomstandigheden en de omzetting van de polymerisatie, om maar een paar variabelen te noemen. Bijvoorbeeld, tenzij de twee monomeren precies dezelfde reactiviteit hebben, zowel met het andere comonomeer als met hun eigen monomeren, zal de verhouding in het product NIET precies 1-op-1 zijn. In de meeste gevallen is dat niet het geval, en dit leidt tot een verandering in de samenstelling van het copolymeer naarmate de reactie vordert. In het begin wordt het meer reactieve monomeer meer opgenomen dan het minder reactieve monomeer.
Maar de zaken veranderen naarmate de monomeren worden opgebruikt en de concentratie van het meer reactieve monomeer sneller/meer daalt dan die van het minder reactieve monomeer. Bij een bepaalde verhouding van concentraties wordt het evenwicht hersteld, waardoor een polymeer ontstaat met een samenstelling van ongeveer 1-op-1. Maar nu is er minder van het meer reactieve monomeer, zodat het sneller wordt opgebruikt naarmate de reactie vordert, waardoor de verhouding tussen de concentraties verder verandert tot er voornamelijk alleen nog het minder reactieve monomeer aanwezig is. Copolymeren die op dit punt worden gemaakt, bevatten meer van het minder reactieve monomeer. Hoewel je een “gemiddelde” samenstelling van monomeren in het eindproduct kunt meten (met NMR of FTIR of een andere methode), kan (zal) de samenstelling van afzonderlijke ketens veel anders zijn dan dat gemiddelde. En hier komt de clou: de totale combinatie van al die copolymeerketens, gevarieerd in samenstelling als ze zijn, bepaalt de uiteindelijke eigenschappen van het gemaakte materiaal. Dus zoals ze tegenwoordig zeggen: “Het is ingewikkeld…”
In een blokcopolymeer worden alle van één soort monomeer samengevoegd in één deel van de keten, en vervolgens worden alle andere op de een of andere manier erin gereageerd. Een blokcopolymeer kan worden opgevat als twee homopolymeren die aan een van de uiteinden aan elkaar zijn vastgemaakt (onder). Het is niet verwonderlijk dat het niet gemakkelijk of goedkoop is om zo’n copolymeer te maken, dus in feite zijn er niet veel commerciële voorbeelden.
Een blokcopolymeer dat u heel goed kent, dat wil zeggen, als u schoenen draagt, is SBS rubber. Het wordt gebruikt voor de zolen van schoenen en ook voor het loopvlak van banden. “Blokkerig” betekent dat het sommige kenmerken heeft van een echt blokcopolymeer, maar niet zo uniform van samenstelling is.
Wanneer ketens van een polymeer gemaakt van monomeer B worden geënt op een polymeerketen van monomeer A hebben we een entcopolymeer (zie de figuur). Er zijn een aantal manieren om dit te doen: enten van; enten op; of de meest gecontroleerde manier van het gebruik van een “macromonomeer”. Wat zeg je? Ja, klinkt een beetje vreemd, maar we hebben het over een lange polymeerketen met een enkele functionele groep aan het eind die kan reageren met de kleine aanwezige comonomeermoleculen om de geënte structuur te geven.
Een soort commercieel entcopolymeer is high-impact polystyreen, kortweg HIPS. Het bestaat uit een ruggengraat van polystyreen met daarop ketens van polybutadieen geënt. Het polystyreen geeft het materiaal sterkte, maar de rubberachtige polybutadieen-ketens geven het veerkracht om het taai en minder bros te maken.
 |
terug naar directory op niveau drie |
|
terug naar directory Macrogalleria |