Sự khác biệt chính - Polyme vô định hình so với tinh thể
Từ “polyme” có thể được định nghĩa là một vật liệu được tạo ra từ một số lượng lớn các đơn vị lặp lại được liên kết với nhau thông qua liên kết hóa học. Một phân tử polyme đơn có thể chứa hàng triệu phân tử nhỏ hoặc các đơn vị lặp lại được gọi là monome. Polyme là những phân tử rất lớn có trọng lượng phân tử cao. Các monome phải có một liên kết đôi hoặc ít nhất hai nhóm chức để được sắp xếp như một polyme. Liên kết đôi hoặc hai nhóm chức này giúp monome có thể gắn thêm hai monome và các monome gắn vào này cũng có nhóm chức để thu hút nhiều monome hơn. Một polyme được tạo ra theo cách này và quá trình này được gọi là quá trình trùng hợp. Kết quả của quá trình trùng hợp là một đại phân tử hoặc một chuỗi polyme. Các chuỗi polyme này có thể được sắp xếp theo nhiều cách khác nhau để tạo nên cấu trúc phân tử của polyme. Sự sắp xếp có thể là vô định hình hoặc tinh thể. Sự khác biệt chính giữa polyme vô định hình và tinh thể là sự sắp xếp phân tử của chúng. Các polyme vô định hình không có cách sắp xếp cụ thể hay một kiểu mẫu nào trong khi các polyme tinh thể có cấu trúc phân tử được sắp xếp tốt.
Cấu trúc phân tử của Polyme là gì
Điều quan trọng là phải biết một số thông tin về cấu trúc phân tử của polyme trước khi đọc thêm về sự khác biệt giữa polyme vô định hình và tinh thể. Chuỗi polyme có thể được sắp xếp theo ba cách được gọi là kiểu syndiotactic, isotactic hoặc atactic. Syndiotactic có nghĩa là các nhóm bên của chuỗi polyme được sắp xếp xen kẽ. Trong sắp xếp đẳng cự, các nhóm phụ nằm ở cùng một phía. Nhưng sự sắp xếp trên gác mái cho thấy sự sắp xếp ngẫu nhiên của các nhóm bên dọc theo chuỗi polyme.
Polymer vô định hình là gì?
Một polyme vô định hình không có mô hình tổ chức trong cấu trúc phân tử của nó. Polyme vô định hình được tạo ra chủ yếu từ các chuỗi polyme atactic. Điều này gây ra sự vắng mặt của tinh thể. Do đó, nó là một cấu trúc yếu. Vì mức độ kết tinh không có hoặc không có độ kết tinh là các polyme vô định hình, chúng có mật độ thấp so với các polyme kết tinh. Do đó, khả năng kháng hóa chất thấp và trong suốt. Có điểm yếu giữa các chuỗi polyme do không có cấu trúc theo khuôn mẫu.
Ví dụ về polyme vô định hình bao gồm polyetylen, PVC, v.v. Mức độ kết tinh bị ảnh hưởng bởi quá trình polyme hóa và sản xuất. Các polyme vô định hình có thể có độ kết tinh với sự hình thành các tinh thể hoặc các vùng có trật tự. Chúng mềm hơn và ít khả năng chống lại sự xâm nhập của dung môi.
Polymer tinh thể là gì?
Cấu trúc tinh thể cho thấy các phân tử polyme xếp thành dòng đều đặn. Các polyme tinh thể có cấu trúc có trật tự được tạo ra từ các chuỗi polyme syndiotactic và isotactic. Cấu trúc có trật tự này làm cho polyme trở nên trong mờ. Giữa các phân tử cũng có lực hút mạnh. Do đó, nó có khả năng kháng hóa chất và có mật độ cao so với các polyme vô định hình. Mặc dù các polyme tinh thể được sắp xếp tốt, nhưng cũng có thể có những vùng vô định hình. Do đó, những polyme này được gọi là vật liệu bán tinh thể.
Chất liệu nhựa, chẳng hạn như nylon và các polyamit khác có cấu trúc kết tinh. Các ví dụ khác bao gồm polyethylene tuyến tính, PET (polyethylene terephthalate), polypropylene, v.v. Đây là những cấu trúc cứng và ít bị ảnh hưởng bởi sự thâm nhập của dung môi.
Hình 01: Chuỗi phân tử ở dạng polyme vô định hình và bán tinh thể
Sự khác biệt giữa Polyme vô định hình và Polyme tinh thể là gì?
Vô định hình so với Polyme tinh thể |
|
| Polyme vô định hình là các polyme không có mô hình trật tự trong cấu trúc phân tử của nó. | Polyme tinh thể là các polyme có cấu trúc được tổ chức tốt. |
| Hình thái | |
| Polyme vô định hình được tạo ra từ các chuỗi polyme atactic. | Polyme tinh thể được tạo ra từ các chuỗi polyme syndiotactic và isotactic. |
| Lực hấp dẫn | |
| Polyme vô định hình có lực hút yếu giữa các chuỗi polyme. | Polyme tinh thể có lực hút mạnh giữa các chuỗi polyme. |
| Mật độ | |
| Polyme vô định hình có mật độ thấp. | Polyme tinh thể có mật độ cao. |
| Kháng hóa chất | |
| Polyme vô định hình có độ bền hóa học thấp. | Polyme tinh thể có tính kháng hóa chất cao. |
| Chuỗi polyme | |
| Các chuỗi polyme được sắp xếp theo kiểu tầng áp mái trong các polyme vô định hình. | Chuỗi polyme được sắp xếp theo cách tổng hợp và đẳng hướng trong các polyme tinh thể. |
| Hình thức | |
| Polyme vô định hình trong suốt. | Polyme tinh thể trong mờ |
Tóm tắt - Polyme vô định hình vs Polyme tinh thể
Tất cả các polyme đều có một số độ kết tinh, đó là sự khác biệt chính giữa polyme vô định hình và tinh thể. Các polyme vô định hình có mức độ kết tinh thấp trong khi các polyme kết tinh có mức độ kết tinh cao. Các tính chất vật lý và hóa học của polyme sẽ phụ thuộc vào mức độ kết tinh.
