Kiedy polimer jest tworzony przez łączenie tylko jednego typu małej cząsteczki, czyli monomeru, nazywa się go homopolimerem. Kiedy dwa różne typy monomerów są połączone w ten sam łańcuch polimerowy, polimer taki nazywamy kopolimerem. Wyobraźmy sobie teraz dwa monomery, które nazwiemy A i B. A i B mogą być utworzone w kopolimer na wiele różnych sposobów.
Gdy dwa monomery są ułożone naprzemiennie, polimer nazywa się oczywiście kopolimerem naprzemiennym (poniżej). Jednym z interesujących faktów dotyczących tego typu jest to, że stosunek obu monomerów wynosi dokładnie 1:1. Bardzo niewiele kopolimeryzacji daje jednak tego typu strukturę.
W kopolimerze losowym, dwa monomery mogą następować po sobie w dowolnej kolejności (rysunek poniżej). Stosunek monomerów włączonych do kopolimeru jest wynikiem kombinacji właściwości monomerów, warunków polimeryzacji i konwersji polimeryzacji, aby wymienić tylko kilka zmiennych. Na przykład, jeśli dwa monomery nie mają dokładnie takiej samej reaktywności, zarówno z innym komonomerem, jak i z ich własnymi monomerami, stosunek w produkcie NIE będzie dokładnie 1 do 1. W rzeczywistości, w większości przypadków tak nie jest, a to skutkuje zmianą składu kopolimeru w miarę postępu reakcji. Na początku, bardziej reaktywny monomer jest włączony bardziej niż mniej reaktywny.
Ale sprawy się zmieniają, gdy monomery są zużywane i stężenie bardziej reaktywnego maleje szybciej/bardziej niż stężenie mniej reaktywnego. Sprawy wyrównują się w pewnym stosunku stężeń, dając polimer, który ma skład około 1 do 1. Ale teraz jest mniej tego bardziej reaktywnego, więc jest on zużywany szybciej w miarę trwania reakcji, powodując dalsze zmiany w stosunku stężeń, aż do momentu, gdy obecny jest głównie tylko mniej reaktywny monomer. Kopolimery wykonane w tym momencie będą miały więcej mniej reaktywnego monomeru. Podczas gdy możesz zmierzyć „średni” skład monomerów w produkcie końcowym (używając NMR lub FTIR lub innej metody), skład poszczególnych łańcuchów może być (będzie) znacznie różny od tej średniej. I tu jest sedno sprawy: całkowita kombinacja wszystkich tych łańcuchów kopolimeru, zróżnicowanych pod względem składu, determinuje ostateczne właściwości wytworzonego materiału. Więc jak to się mówi w dzisiejszych czasach: „It’s complicated…”
W kopolimerze blokowym, wszystkie monomery jednego typu są włączone razem w jedną część łańcucha, a następnie wszystkie inne są w jakiś sposób reagowane. O kopolimerze blokowym można myśleć jak o dwóch homopolimerach połączonych ze sobą na jednym z końców (poniżej). Nic dziwnego, że nie jest łatwo i tanio wyprodukować taki kopolimer, więc w rzeczywistości nie ma wielu komercyjnych przykładów.
Blokowy kopolimer, który znasz bardzo dobrze, to znaczy, jeśli nosisz buty, to guma SBS. Jest on używany do produkcji podeszew butów, a także bieżników opon. „Blokowy” oznacza, że ma niektóre z cech prawdziwego kopolimeru blokowego, ale nie jest tak jednolity w składzie.
Gdy łańcuchy polimeru wykonanego z monomeru B są szczepione na łańcuchu polimeru monomeru A, mamy kopolimer szczepiony (patrz rysunek). Istnieje wiele sposobów, aby to zrobić: szczepienie z; szczepienie do; lub najbardziej kontrolowany sposób użycia „makromonomeru”. Że co? Tak, brzmi to trochę dziwnie, ale mówimy tu o długim łańcuchu polimerowym z pojedynczą grupą funkcyjną na końcu, która może reagować z małymi cząsteczkami komonomerów obecnych w celu uzyskania struktury szczepionej.
Jednym z rodzajów komercyjnych kopolimerów szczepionych jest wysokoudarowy polistyren, w skrócie HIPS. Jest to szkielet polistyrenu z łańcuchami polibutadienu zaszczepionymi na tym szkielecie. Polistyren nadaje materiałowi wytrzymałość, ale gumowate łańcuchy polibutadienowe nadają mu sprężystość, dzięki czemu jest on twardy i mniej kruchy.
 |
Powrót do Katalogu trzeciego poziomu |
|
Powrót do Katalogu Makrogalerii |
.