Polimer Moleküler Yapının Anlanması

Polimerler, kovalent tahvilleri ile bağlantılı monomer birimlerini tekrarlamak için inşa edilmiş büyük moleküllerdir. Linear polimerler, lineer, dallanmış veya bağlantılı polimerler ikincil zincirler oluştururlar.(0)primary structure) ve kimyasalların üç boyutlu ağlara yan dallar yaratarak nasıl davrandığını etkiler, verimli ve yoğun bir şekilde paketlemeler sağlar.

Monomerlerin uzaysal düzenlemesi aynı zamanda, zincirler ve tertiaryolar gibi değişken konfigürasyonları da içerir - kat katlanma zincirleri, kristalize veya kimyasal direnci belirlemek. Kimyasal çevreye karşı bir tepki sadece monomer kompozisyonuna bağlıdır.

Kimyasal Saldırı Polimerleri Nasıl

Polimerlerdeki kimyasal saldırı birkaç bozulma mekanizması ile gerçekleşir.()Düzüğün (Düzen) ısıtılması (Düzük) ile ısıtılması, betonun ısıtılması veya betonun düşmesi ile birlikte, ısınması ile ilgili olarak, betonun ısıtılması için kullanılan ısı geçişinin (düşünme) ısıtılması (Düzücük) ısıtılması, ısıtılması veya ısınması ile ısınması için kullanılan ısınması ile ısınması.

Her mekanizma, bu mekanizmaları kontrol eden yapısal faktörlere bağlı olarak, kristalite, çapraz bağlantı yoğunluğu ve kutupluluğu - kimyasal direnci anlamak ve geliştirmek için merkezi.

Zincir Topoloji ve Kimyasal Direniş

Linear Polimerler: Güçlüler ve Weaknesses

Yüksek çözünürlükte (HDPE) veya poli(til methacrylate) (PMMA), zincirler öncelikle van der Waals kuvvetleri ve entanglements tarafından bir araya getirilir.Bir uyumlu çözücü, küçük moleküller arasındaki serbest hacime, sertleştirici veya dikometeler, mükemmel açıklıklara rağmen kimyasal işlemeye zorlanır.

Bununla birlikte, son derece kristal lineer polimerler farklı davranırlar. ultra yüksek çözünürlükte poli-profeksiyonlu polindi (UHMWPE), sıkıca paketlenmiş lamellae eyleminin, kovalent haçlı geçiş olmadan bile önemli bir rol oynadığını gösterir: çok uzun zincirler daha fazla fiziksel çapraz bağlantılar yaratır, ısıtıcı ajanlar tarafından kontrol edilir.

Sınıflanmış Polimerler: Ücretsiz Cilt ve Permeability

Ana zincir boyunca dalları tanıtmak kristalleşmeyi bozar ve daha fazla serbest hacim yaratır. Bu, düşük çözünürlükte polietilen (LDPE), sık sık kısa ve uzun şubeler kristalliği% 70 (HDPE) ila 40-50 arası, malzeme daha fazla permeable gazlar ve çözücüler için. Tersine, yıldız polimerleri veya üst düzey dezenfekte dezenfekte dezenfekte ediciler gibi karmaşık bir son grupların kabukunu oluşturabilir.

bariyer uygulamaları için, dallı yapılar genellikle yüksek lineer veya çapraz bağlantılı olanlardan daha az arzu edilir, çünkü serbest hacimde difüzyonu kolaylaştırmaktadır. ancak kontrollü permeability gerektiren uygulamalarda faydalı olabilir, örneğin membran ayrılıkları veya ilaç teslimat kaplamaları gibi.

Cross-linked Polimerler: Bir Engel Olarak Ağ Mimarisi

Frekans bağlantılarını termoplastik bir termoset haline getirir, zincir hareketliliğini kısıtlayan kovalan kavimleri yaratır. Bu ağ mimarisi, kimyasal direnci artırmak için en etkili yoldur. Yüksek bir çapraz bağlantılı polimer çözemez - sadece çapraz bağlantı yoğunluk ve çözücüler tarafından belirlenen bir denge durumuna göre ayarlanabilir.

Cam geçiş sıcaklığı (T)g) ayrıca çapraz bağlantı yoğunluğu ile yükselir; Servis sıcaklığında camlı kalan malzemeler, difüzyon için gerekli olan segmentsel hareketler dondurulur, çünkü dezavantajlar aşırı derecede yağdırılır ve esnek segmentler dahil edilir.

Star, Comb, ve Dendritic Architectures

Lineer ve rastgele bir dallamanın ötesinde, hassas mimariler benzersiz kimyasal direnç profilleri sunar. Yıldız polimerleri, merkezi bir temelden gelen doğrusal ve yoğun bir şekilde, zincir entanglementini azaltan ve devre dışı bırakabilen kompakt hidrodinamik hacimler, terminal gruplarının saldırı türlerine yeniden seçilmesi için seçilmiş olan engeller.

Bu mimariler ilaç teslimatı ve kaplamalar gibi uzmanlık uygulamalarında daha yaygındır, yapıları-property ilişkileri nano ölçekli kimyasal olarak dirençli malzemelerin tasarımını bilgilendirir. Geleneksel bir polimer üzerinde bir kaplama daha etkili bir kimyasal kalkan sağlayabilir.

Ek Yapısal Faktörler Topolojinin Ötesinde

Kristallik ve Amorphous Bölgeler

Yarı kristal polimerlerdeki kristal alanlar çoğu kimyasal maddeye karşı yetersizdir, çünkü zincirler sipariş edilir, en az serbest hacimle yoğun diziler. Kimyasal saldırı öncelikle bu prensibi etkiler: ılımlı kristallik (yaklaşık 30-40%) ile mükemmel bariyer özellikleri sağlar.

Bununla birlikte, son derece kristal polimerler kristalinliği bozabilir veya hidrasyonlar defekiz sitelerinde meydana gelir.]Dört ağırlık) daha fazla kristallik ile etkileşime girilir; daha yüksek moleküler ağırlık zincirleri ve form kalın lamellae sahip olsa da, permeability.ETHFLT:2).Srulite büyüklüğü) Ayrıca önemli ölçüde önemlidir: büyük spherülitler, yüksek çözünürlükte daha fazla kimyasal direnç yaratırlar.

Taciklik ve Konsülizm

Polimer arka kemiği boyunca substituents uzaysal düzenlemesi – keskinlik – güçlü bir şekilde kristalite ve kimyasal direnç etkiler. Isotactic polimerler (tüm altstituents on the same side) and sindiotactic polimerler (alternating side) canlize, atactic polimerler (günlük) genellikle kimyasal bozukluklar ve kimyasal bozukluklar ile daha fazla kimyasal olmayan değişikliklerle ilgili bir nokta vardır.

Moleküler Ağırlık ve Dağıtım

Yüksek moleküler ağırlık, zincir başına sayısız katın sayısını artırır, bu da fiziksel bağlantılar olarak işlev gösterir. Eşdeğer eklemler olmadan bile, çok yüksek moleküler ağırlık sergileri, çözeltileri azaltmak ve çatlakları azaltmak için direnç geliştirir. UHMWPE, milyonlarca, olağanüstü kimyasal inertness ve aşınma direnci ortaya çıkarır, kimyasal pompa bileşenleri ve eklem yedekleri için uygun hale getirir.

Eşit olarak önemlidir, a))) Daha derin kimyasal saldırı için yol yolları oluşturmak. (MWD)[D) E-posta ile ilgili olarak, kontrol edilebilir performansları sağlamak için çok daha uygun olan yüzeyler içerir.

Polarite ve Intermolecular

Kimyasal direnç, "benzegen gibi çözülme" prensibi ile yönetilir. Polyamids (nylons) ve polivinyl alkol (PVA) gibi kutuplu sıvılar ve sıvılar, ancak sularda ve diğer kutup çözücüler ile ilgili diğer polimerler, politetrafloropi (PTFE) ve polinöpücü sular ve sıvı asitler ve üsler aşırı derecede dirençli kimyasallara karşı dirençli kimyasallara bağlı olarak tüm sıvı maddeler geliştirebiliyorlar.

[FONT:0)Hildebrand çözünürlük parametreleri) ve [[Dönetici:2)Hansen çözünürlük parametreleri[Döneticileri)[Döneticileri) belirli kimyasal ortamlar için polimerleri seçmenin pratik araçlarıdır.

Gelişmiş Kimyasal Direniş için Gelişmiş Stratejiler

Polimer plas ve Copolimerization

İki veya daha fazla polimerler, her bileşenin en iyi özelliklerini birleştirerek geliştirilmiş kimyasal direnci ile malzeme üretebilirler.Döneticili fluoride (PVDF) ile hassas ısıtılır (Dönetici fazı, organik fazı yükselterek kimyasal direnci sağlarken, vitreusta ve sertleştirici karışımlar, nanoparçacıklı bir şekilde dirençli bloklar başlatılabilir.

Interpenetating Polimer Networks (IPNs) ve Semi-IPNs

Bir interpenetleme polimer ağı, tek başına polimerler için karşılaştırıldığında iki veya daha fazla polimerden oluşur. Bu yapı, bir fazdaki kimyasal direncini bir araya getirerek diğer bir IPNs'in zorluğa ve poliurethaneye dayalı olarak, sadece bir bileşen birbirine kıyasla agresif çözümler sunamaz, kaplamalar ve membranlar için sinerjik bir bariyer yaratır.

Nanocompositler ve Engel Kaplamaları

Nano-boyutlu dolgular gibi nano-boyutlu dolgular (kansızlar), poliolefinlerin ve biyopolitelerin oksijen bariyer özelliklerini geliştirmek için gıda ambalajını artırmak için çok daha uzun rotalar için sürekli olarak kullanılan nano-parçacıklar ve biyoparçacıklar. Etkililik, doğrululuk oranına bağlı olarak, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte.

Fluorinasyon ve Yüzey Modification

Katı yapıların değiştirilmesinden ziyade, yüzey modifikasyon teknikleri dramatik olarak kimyasal direnci artırabilir. Karbonatoksit yüzeylerinin floro ⁇ veya morförin ile değiştirilmesi, sadece nanometreler kalınken, kimyasal buharlı kaplamalar (CVD) yüksek bağlantı yoğunlukları olan veya fonksiyonel gruplar için yüksek basınçta veya çok yönlü kaplamalar sağlar.Bu yaklaşım sadece yüzeysel beton kaplamaları sağlar.

Kimyasal Direnişi Test

Standartlaştırılmış test yöntemleri, malzemeleri karşılaştırmak için gereklidir. ASTM D543, örneklerin kontrollü koşullarda kimyasalların yer aldığı ve ağırlıkta değişiklikler için değerlendirildiğini açıklar. ISO 175 ve ISO 62 benzer protokolleri sağlar.Daha fazla yöntem, diffüzyon katları ile gravitemetrik ölçümler, dörtlü transatro spektroskopi (ATR-FTIR) kimyasal in derinlikte profil kimyasalları için temel bir referans olarak kalır.

Polimer tedarikçilerinden gelen uyumluluk veritabanı genellikle ampirik direnç notları sağlar -"A - mükemmel, B - iyi, C - koşullu, D - fakir" - belirli zorluklar için kimyasal maruz kalmaları için, bu derecelendirmeler standart moleküler mimarileri varsayar; uzun vadeli hizmet yaşamlarının daha gerçekçi tahminleri ve anlaşılması.

Endüstri-Specific Applications

Havacılık ve Havacılık: Termosets ve Fluoropolimers

Havacılıkta, jet yakıtına maruz kalma, hidrolik sıvılar ve de-ikirli kimyasallar olağanüstü kimyasal direnç talep eder.Pradiotoksit asitleri, yüksek bağlantılı yan zincirlere sahip aromatik amineler ile yüksek bağlantı ve yüksek T)görüntüler için yüksek ısıtılırken bu agresif sıvılara karşı dirençlidir.

Kimyasal İşleme: Piping ve Liners

Kimyasal bitkilerde, borular ve tank lineerleri konsantre asitlere, üslere ve yüksek sıcaklıklara karşı çözücülere dayanmalıdır. Polytetrafluororetin (PTFE) çelik borularda tam olarak florainize edilmesi nedeniyle altın standarttır - karbon-fluorine bağı son derece güçlü ve dış flore heath repels neredeyse tüm kimyasallara karşı daha sert bir seçenek sunar.

Ambalaj: Multikat Yapıları ve Engel Polimerleri

Gıda ve farmasötik ambalaj, oksijeni, nemsimi ve organik buharları, ürün kalitesini tehlikeye attır. Ethylene vinyl alkol (EVOH) copolimer, yüksek moleküllerden oluşan kimyasal direnç mekanizmaları ile, poliolefin tabakalarında mükemmel bir oksijen bariyeridir, ancak bu damasyonla ilgili olarak çok daha iyi bir içilir.

Biyomedikal Cihazlar: Fizikik Akışkanlarda Stabilite

Implantable polimerler enzymatik bozulmasına karşı direnmeli, hidroliz ve lipid absürtüllü polikürücü polikürücü (UHMWPE) kalça ve diz değiştirmelerde kullanılır ve dirençleri ile son derece uzun lineer zincirler oluşturur, vücut radyasyonu için stabil ve inzivatik bir ortamda kalır ve her ikiyüzlü bir kimyasal reaksiyona karşı hassas bir şekilde reaksiyon verir.

Future Research

Araştırmacılar, ağ bütünlüğünü kaybetmeden belirli stilizeler altında yeniden ayarlanabilir bir şekilde bağlantı kurmakta olan termoplastiklerin yeniden işlenmesinden sonra termosetlerin kimyasal direncini birleştirirler.Bu malzemeler, son derece verimli bir şekilde, dayanıklılık ve sürdürülebilirlik ile yeniden işlenebilir.Projeksiyonel kimya-solvent etkileşimlerine dayanan kimyasal-solatif kimyasal maddelerden korunmaya yönelik yeni kimyasal maddeler keşfinden sonra kendilerini iyileştirmeyi mümkün olabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kimyasal saldırıya karşı bir polimerin direnci tek bir malzeme özellik değildir, ancak karmaşık bir yapının, işleme tarihi ve çevresel koşullar arasındaki bir araya gelme sonucu. Linear, dallı ve çapraz bağlantılı konfigürasyonlar her bir mevcut farklı güvenlik ve güçlü Kristallik, moleküler ağırlık, kutupluluk ve fonksiyonel gruplar, polimerlerin nanokomünler, asitler, üsler ve oksitleyiciler için nasıl tepki vereceğini dikteler.Bu yapısal parametreleri tertemiz olarak - monomerik değişikliklerle, polimerler ve optik formülasyonlar yoluyla - her türlü kimyasal ortamlar için daha iyi bir şekilde tasarım yapabilirler.