Çapraz bağlı polimer ile doğrusal polimer arasındaki temel fark, doğrusal polimerlerin monomer birimlerinin bir kolyedeki boncuklara benzeyen uçtan uca bağlantılara sahip olması, çapraz bağlı polimerlerin ise birbirine bağlanan zincirlerden oluşmasıdır. çapraz bağlar adı verilen bir dizi kovalent bağla birlikte.
Polimerler, uzun zincirli moleküller oluşturmak için birbirine bağlanan küçük tekrarlayan birimlerden oluşan bileşiklerdir. Bir polimerin tekrar eden birimleri veya yapı taşları monomerlerdir. Polimerler, kimyasal ve termal yapılarına göre genel olarak üç kısma ayrılabilirler; (a) termoplastik polimerler, (b) termoset polimerler ve (c) elastomerler. Termoplastikler, ısı uygulaması altında şekil değiştirebilen plastiklerdir. Termoplastiklerin aksine, termosetler tekrarlanan ısıtma döngülerini tolere edemez. Elastomerler, yukarıda bahsedilen iki türden farklı olarak mükemmel elastik özellikler sergileyen kauçuklardır. Yapılarına göre lineer, dallanmış ve çapraz bağlı polimerler olmak üzere üç tip polimer vardır. Termoplastik polimerler lineer moleküllerdir, termosetler ve elastomerler ise çapraz bağlı polimerlerdir.
Çapraz Bağlı Polimer Nedir?
Çapraz bağlı bir polimer, bir kovalent bağ ağıyla birbirine bağlı zincirlere sahip bir polimerdir. Çapraz bağlar kısa veya uzun olabilir, ancak polimerlerin çoğunda bu bağlar kısadır. Termosetler ve elastomerler çapraz bağlara sahiptir. Çapraz bağlı polimerlerin özellikleri esas olarak çapraz bağlanma derecesine bağlıdır. Spesifik olmak gerekirse, çapraz bağlanma derecesi düşükse, polimer çapraz bağlı olmayan bir polimer gibi davranacak ve yumuşama davranışı gösterecektir. Bununla birlikte, çapraz bağlanma derecesi yüksekse, polimerin yumuşama davranışı çok daha zor olacaktır. Kauçukların özelliklerini geliştirmek için çapraz bağlama kullanmanın iyi bir örneği vulkanizasyon işlemidir.
Şekil 1: Çapraz bağlı poliizopren (çapraz bağlama maddesi olarak kükürt kullanan vulkanize doğal kauçuk)
Vulkanizasyon sırasında, kükürt, metal oksitler vb. gibi vulkanizasyon ajanlarının eklenmesi, kauçuk zincir molekülleri arasındaki çapraz bağları arttırır. Böylece kauçukların çekme mukavemetini ve sertliğini artırır. Birçok kauçuk ürün üretim süreci vulkanizasyon kullanır. Kauçukların aksine, üre formaldehit gibi termoset polimerler, çapraz bağlama işlemi sırasında sert ve kırılgan malzemeler haline gelir. Bunun nedeni, çapraz bağlanmanın polimeri kimyasal olarak sertleştirmesi ve bu reaksiyonun geri döndürülemez olmasıdır. Ayrıca, çapraz bağlama polimerlerinin çözünürlük parametresi, çapraz bağlama yoğunluğuna göre değişir. Bir polimerin çapraz bağlanma derecesi düşükse, sıvı içinde şişme eğilimi gösterecektir.
Lineer Polimer Nedir?
Doğrusal polimer, uzun zincirli moleküllerden oluşan termoplastik bir polimerdir. Burada monomer birimleri, bir kolyedeki boncuklara benzeyen uçtan uca bağlantılara sahiptir. Polietilen, etilen birimlerinin monomer olarak hareket ettiği doğrusal bir polimer örneğidir. Bazen bu lineer zincirler dallanmış yapılara sahiptir. Genellikle aynı polimerin lineer ve dallı zincir yapıları benzer özellikler gösterir.
Şekil 02: Polietilen
Termoplastik olduklarından, ısı doğrusal polimerleri yumuşatabilir. Yumuşama sıcaklığı, lineer polimerlerin benzersiz bir özelliğidir. Kauçukların veya viskoz akışkanların yumuşama sıcaklığı oda sıcaklığının altındayken, sert, kırılgan katıların veya sünek katıların yumuşama sıcaklığı oda sıcaklığının üzerindedir. Ayrıca, doğrusal bir polimer, uzun zincirli moleküllerden oluşan bir termoplastik polimerdir. Burada monomer birimleri, bir kolyedeki boncuklar gibi uçtan uca bağlantılara sahiptir.
Polietilen, etilen birimlerinin monomer gibi davrandığı doğrusal bir polimer örneğidir. Bazen bu lineer zincirler dallanmış desenlere sahiptir. Genellikle aynı polimerin lineer ve dallı zincir yapıları benzer özellikler gösterir.
Çapraz Bağlı Polimer ile Lineer Polimer Arasındaki Fark Nedir?
Çapraz Bağlı Polimer ve Lineer Polimer |
|
| Çapraz bağlı polimer, bir dizi kovalent bağla birbirine bağlanan zincirlerden oluşur. | Doğrusal polimer, bir kolyedeki boncuklara benzeyen, uçtan uca birleştirilen monomerlerden oluşur. |
| Termoplastikler | |
| Termosetler ve elastomerler | Termoplastikler |
| Polimerlerin Isıtılması | |
| Tekrarlanan ısıtma döngülerine tahammül edemez | Tekrarlanan ısıtma döngülerini tolere edebilir |
| Geri dönüştürülebilirlik | |
| Geri dönüştürülemez (yeniden kalıba dönüştürülemez) | Son derece geri dönüştürülebilir (yeniden şekillendirilebilir/yeniden şekillendirilebilir) |
| Moleküler Zincir Arasındaki Bağın Türü | |
| Kalıcı birincil bağlar | Geçici ikincil tahviller |
| Örnekler | |
| fenol-formaldehit, poliüretanlar, silikonlar, doğal kauçuk, bütil kauçuk, kloropren kauçuk | asetaller, akrilikler, akrilonitril-bütadien-stiren (ABS), poliamidler, polikarbonat, polietilen |
Özet – Çapraz Bağlı Polimer ve Lineer Polimer
Kısacası, yapılarına göre iki polimer kategorisi vardır: doğrusal polimerler ve çapraz bağlı polimerler. Doğrusal polimerlerin monomerleri, bir kolyenin boncuklarına benzeyen uçtan uca bağlantılara sahiptir. Bu nedenle, tüm termoplastikler lineer polimerlere aittir ve polimer zincirleri arasında kalıcı çapraz bağlara sahip değildir. Bununla birlikte, çapraz bağlı polimerler, bitişik polimer zincirleri arasında kalıcı bağlara sahiptir. Tüm elastomerler ve termosetler çapraz bağlı polimerlere aittir. Dolayısıyla, çapraz bağlı polimer ile lineer polimer arasındaki fark budur.
