Anahtar Fark – Amorf ve Kristal Polimerler
“Polimer” kelimesi, kimyasal bağ ile birbirine bağlanan çok sayıda tekrar eden birimden oluşan bir malzeme olarak tanımlanabilir. Tek bir polimer molekülü, monomer adı verilen milyonlarca küçük molekül veya tekrar eden birimler içerebilir. Polimerler, yüksek moleküler ağırlıklara sahip çok büyük moleküllerdir. Monomerlerin polimer olarak düzenlenebilmesi için bir çift bağa veya en az iki fonksiyonel gruba sahip olması gerekir. Bu çift bağ veya iki fonksiyonel grup, monomerin iki monomer daha bağlamasına yardımcı olur ve bu bağlı monomerler ayrıca daha fazla monomer çekmek için fonksiyonel gruplara sahiptir. Bu şekilde bir polimer yapılır ve bu işleme polimerizasyon denir. Polimerizasyonun sonucu bir makromolekül veya bir polimer zinciridir. Bu polimer zincirleri, bir polimerin moleküler yapısını yapmak için farklı şekillerde düzenlenebilir. Düzenleme amorf veya kristal olabilir. Amorf ve kristal polimerler arasındaki temel fark, moleküler düzenlemeleridir. Amorf polimerlerin belirli bir düzeni veya modeli yoktur, oysa kristalli polimerler iyi düzenlenmiş moleküler yapılardır.
Polimerlerin Moleküler Yapıları Nelerdir
Amorf ve kristal polimerler arasındaki fark hakkında daha fazla bilgi edinmeden önce polimerlerin moleküler yapısı hakkında bazı gerçekleri bilmek önemlidir. Polimer zincirleri sindiyotaktik, izotaktik veya ataktik olarak bilinen üç şekilde düzenlenebilir. Sindiotaktik, polimer zincirinin yan gruplarının alternatif olarak düzenlendiği anlamına gelir. İzotaktik düzende yan gruplar aynı tarafta yer alır. Ancak ataktik düzenleme, polimer zinciri boyunca yan grupların rastgele bir düzenlemesini gösterir.
Amorf Polimer Nedir?
Amorf bir polimerin moleküler yapısında organize bir desen yoktur. Amorf polimerler, esas olarak ataktik polimer zincirlerinden yapılır. Bu kristallik yokluğuna neden olur. Bu nedenle zayıf bir yapıdır. Amorf polimerlerde kristallik derecesi olmadığı veya kristallik olmadığı için kristalli polimerlere kıyasla düşük bir yoğunluğa sahiptirler. Bu nedenle kimyasal direnci düşüktür ve şeffaftır. Desenli bir yapının olmaması nedeniyle polimer zincirleri arasında zayıf çekimler vardır.
Amorf polimer örnekleri arasında polietilen, PVC vb. bulunur. Kristallik derecesi polimerizasyon ve üretim sürecinden etkilenir. Amorf polimerler, kristalitlerin veya sıralı alanların oluşumu ile kristalliğe sahip olabilir. Bunlar daha yumuşaktır ve solvent penetrasyonuna karşı daha az dirençlidir.
Kristal Polimer Nedir?
Kristal yapı düzenli bir diziliş gösteren polimer molekülleri gösterir. Kristalin polimerler, sindiyotaktik ve izotaktik polimer zincirlerinden oluşan düzenli bir yapıya sahiptir. Bu düzenli yapı, polimerin yarı saydam olmasına neden olur. Moleküller arasında da güçlü çekim kuvvetleri vardır. Bu nedenle, amorf polimerlere kıyasla kimyasal dirençlidir ve yüksek yoğunluğa sahiptir. Kristalli polimerler iyi sıralanmış olmalarına rağmen, amorf alanlar da olabilir. Bu nedenle bu polimerlere yarı kristal malzemeler denir.
Naylon ve diğer poliamidler gibi plastik malzemeler kristalize yapılara sahiptir. Diğer örnekler arasında lineer polietilen, PET (polietilen tereftalat), polipropilen vb. bulunur. Bunlar sert yapılardır ve solvent penetrasyonundan daha az etkilenirler.
Şekil 01: Amorf ve yarı kristal polimerlerdeki moleküler zincirler
Amorf Polimerler ve Kristal Polimerler arasındaki fark nedir?
Amorf ve Kristal Polimerler |
|
| Amorf polimerler, moleküler yapısında düzenli bir desene sahip olmayan polimerlerdir. | Kristal polimerler, iyi organize edilmiş bir yapıya sahip polimerlerdir. |
| Morfoloji | |
| Amorf polimerler ataktik polimer zincirlerinden yapılır. | Kristal polimerler, sindiyotaktik ve izotaktik polimer zincirlerinden yapılır. |
| Çekim Kuvvetleri | |
| Amorf polimerler, polimer zincirleri arasında zayıf çekim kuvvetlerine sahiptir. | Kristal polimerler, polimer zincirleri arasında güçlü çekim kuvvetlerine sahiptir. |
| Yoğunluk | |
| Amorf polimerlerin yoğunluğu düşüktür. | Kristal polimerler yüksek yoğunluğa sahiptir. |
| Kimyasal Direnç | |
| Amorf polimerler düşük kimyasal dirence sahiptir. | Kristal polimerler yüksek kimyasal dirence sahiptir. |
| Polimer Zincirler | |
| Polimer zincirleri, amorf polimerlerde ataktik bir şekilde düzenlenir. | Polimer zincirleri, kristalli polimerlerde sindiyotaktik ve izotaktik bir şekilde düzenlenir. |
| Görünüm | |
| Amorf polimerler şeffaftır. | Kristal polimerler yarı saydamdır |
Özet – Amorf Polimerler ve Kristal Polimerler
Tüm polimerler, amorf ve kristal polimerler arasındaki temel fark olan bir miktar kristalliğe sahiptir. Amorf polimerler düşük derecede kristalliğe sahipken, kristalli polimerler yüksek derecede kristalliğe sahiptir. Bir polimerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, kristallik derecesine bağlı olacaktır.
