Sự khác biệt chính giữa polyme liên kết chéo và polyme tuyến tính là các đơn vị monome của polyme mạch thẳng có các liên kết đầu cuối, giống như các hạt trong một chiếc vòng cổ, trong khi polyme liên kết chéo được tạo thành từ các chuỗi được nối với nhau với nhau bằng một loạt liên kết cộng hóa trị, được gọi là liên kết chéo.
Polyme là hợp chất bao gồm các đơn vị nhỏ lặp lại kết nối với nhau để tạo thành các phân tử chuỗi dài. Các đơn vị lặp lại hoặc các khối xây dựng của polyme là các monome. Polyme có thể được phân loại rộng rãi thành ba phần dựa trên bản chất hóa học và nhiệt của chúng, đó là; (a) polyme nhiệt dẻo, (b) polyme nhiệt rắn, và (c) chất đàn hồi. Nhựa nhiệt dẻo là chất dẻo có thể thay đổi hình dạng dưới tác dụng của nhiệt. Không giống như nhựa nhiệt dẻo, phích nước không thể chịu được các chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại. Chất đàn hồi là loại cao su thể hiện đặc tính đàn hồi tuyệt vời, không giống như hai loại được đề cập ở trên. Theo cấu trúc, có ba loại polyme là polyme mạch thẳng, mạch nhánh và polyme liên kết chéo. Polyme nhiệt dẻo là các phân tử mạch thẳng, trong khi chất dẻo nhiệt và chất đàn hồi là các polyme liên kết chéo.
Polymer liên kết chéo là gì?
Polyme liên kết chéo là polyme có các chuỗi liên kết với nhau bằng mạng lưới liên kết cộng hóa trị. Các liên kết chéo có thể ngắn hoặc dài, nhưng trong hầu hết các polyme, các liên kết này là ngắn. Chất giữ nhiệt và chất đàn hồi có liên kết chéo. Các tính chất của polyme liên kết ngang chủ yếu phụ thuộc vào mức độ liên kết ngang. Cụ thể, nếu mức độ liên kết ngang thấp, polyme sẽ hoạt động như một polyme không liên kết ngang và thể hiện hành vi làm mềm. Tuy nhiên, nếu mức độ liên kết ngang cao thì hoạt động làm mềm của polyme sẽ khó hơn nhiều. Một ví dụ điển hình về việc sử dụng liên kết ngang để cải thiện các đặc tính của cao su là quá trình lưu hóa.
Hình 1: Polyisoprene liên kết ngang (cao su tự nhiên lưu hóa sử dụng lưu huỳnh làm chất liên kết ngang)
Trong quá trình lưu hóa, việc bổ sung các chất lưu hóa như lưu huỳnh, oxit kim loại,… làm tăng liên kết chéo giữa các phân tử chuỗi cao su. Và do đó, cải thiện độ bền kéo và độ cứng của cao su. Nhiều quy trình sản xuất sản phẩm cao su sử dụng quá trình lưu hóa. Không giống như cao su, polyme nhiệt rắn như urê formaldehyde trở thành vật liệu cứng và giòn trong quá trình liên kết ngang. Đó là bởi vì liên kết ngang làm cho polyme được thiết lập về mặt hóa học và phản ứng này là không thể đảo ngược. Hơn nữa, thông số độ hòa tan của các polyme liên kết ngang thay đổi theo mật độ liên kết ngang. Nếu một polyme có mức độ liên kết ngang thấp, nó sẽ có xu hướng phồng lên trong chất lỏng.
Polymer tuyến tính là gì?
Polyme mạch thẳng là một polyme nhiệt dẻo bao gồm các phân tử mạch dài. Ở đây, các đơn vị monome có các liên kết đầu cuối, giống như các hạt trong một chiếc vòng cổ. Polyetylen là một ví dụ về polyme mạch thẳng trong đó các đơn vị etylen hoạt động như monome. Đôi khi những chuỗi tuyến tính này có cấu trúc phân nhánh. Nói chung, cấu trúc mạch thẳng và mạch nhánh của cùng một polyme thể hiện các tính chất tương tự.
Hình 02: Polyethylene
Vì chúng là nhựa nhiệt dẻo, nhiệt có thể làm mềm các polyme mạch thẳng. Nhiệt độ hóa mềm là một tính năng độc đáo của polyme mạch thẳng. Nhiệt độ hóa mềm của cao su hoặc chất lỏng nhớt thấp hơn nhiệt độ phòng, trong khi nhiệt độ của chất rắn cứng, giòn hoặc chất rắn dẻo là trên nhiệt độ phòng. Hơn nữa, polyme mạch thẳng là một polyme nhiệt dẻo bao gồm các phân tử chuỗi dài. Ở đây, các đơn vị monome có các liên kết từ đầu đến cuối, giống như các hạt trong một chiếc vòng cổ.
Polyetylen là một ví dụ về polyme mạch thẳng trong đó các đơn vị etylen hoạt động như monome. Đôi khi các chuỗi tuyến tính này có các mô hình phân nhánh. Nói chung, cấu trúc mạch thẳng và mạch nhánh của cùng một polyme thể hiện các tính chất tương tự.
Sự khác biệt giữa Polymer liên kết chéo và Polymer tuyến tính là gì?
Polymer liên kết chéo vs Polymer tuyến tính |
|
| Polyme liên kết chéo được tạo thành từ các chuỗi liên kết với nhau bằng một chuỗi liên kết cộng hóa trị. | Polyme tuyến tính được tạo thành từ các monome liên kết với nhau từ đầu đến cuối, giống như các hạt trong một chiếc vòng cổ. |
| Nhựa nhiệt dẻo | |
| Chất giữ nhiệt và chất đàn hồi | Nhựa nhiệt dẻo |
| Gia nhiệt Polyme | |
| Không thể chịu đựng các chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại | Có thể chịu được các chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại |
| Khả năng tái chế | |
| Không thể tái chế (không thể bán lại) | Có thể tái chế cao (có thể bán lại / định hình lại) |
| Loại liên kết giữa chuỗi phân tử | |
| Trái phiếu chính vĩnh viễn | Trái phiếu thứ cấp tạm thời |
| Ví dụ | |
| phenol-formaldehyde, polyurethane, silicon, cao su tự nhiên, cao su butyl, cao su chloroprene | axetal, acrylics, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamit, polycarbonate, polyethylene |
Tóm tắt - Polymer liên kết chéo vs Polymer tuyến tính
Tóm lại, có hai loại polyme dựa trên cấu trúc của chúng: polyme mạch thẳng và polyme liên kết chéo. Các monome của polyme mạch thẳng có các liên kết tận cùng, giống như các hạt của một chiếc vòng cổ. Do đó, tất cả nhựa nhiệt dẻo thuộc loại polyme mạch thẳng và không có liên kết chéo vĩnh viễn giữa các chuỗi polyme. Tuy nhiên, các polyme liên kết chéo có liên kết vĩnh viễn giữa các chuỗi polyme liền kề. Tất cả chất đàn hồi và chất nhiệt rắn đều thuộc loại polyme liên kết chéo. Do đó, đây là sự khác biệt giữa polyme liên kết chéo và polyme tuyến tính.
