Homopolymeeri vs kopolymeeri: keskeiset erot ja sovellukset selitetty

Homopolymeerien ja kopolymeerien välisten erojen ymmärtäminen on olennaista sopivan materiaalin valinnassa ruiskuvalua varten. Tässä artikkelissa perehdymme sekä homopolymeerien että kopolymeerien ominaisuuksiin, ominaisuuksiin ja sovelluksiin ja annamme käsityksen siitä, kuinka nämä polymeeriluokitukset vaikuttavat materiaalien valintaan ja suorituskykyyn.

Mikä on homopolymeeri

Homopolymeeri on polymeerityyppi, joka koostuu ketjurakenteessa yhdestä toistuvasta monomeeriyksiköstä. Toisin sanoen se koostuu identtisistä monomeerimolekyyleistä, jotka on sitoutuneet kovalenttisesti yhteen muodostaen pitkän polymeeriketjun.

• Homopolymeerillä on yhden tyyppinen monomeeri: AAAAAA

Mitkä ovat eri tyyppisiä homopolymeerejä?

Joitakin keskeisiä esimerkkejä homopolymeereistä ovat:

• Polyvinyylikloridi (PVC) – valmistettu toistuvista vinyylikloridiyksiköistä
• Polyeteeni (PE) – valmistettu toistuvista eteeniyksiköistä
• High-density polyethylene (HDPE) – polyeteenityyppi, jolla on suurempi tiheys ja kiteisyys
• Polypropeeni (PP) – valmistettu toistuvista propeeniyksiköistä
• Polykarbonaatti – valmistettu bisfenoli A:n ja fosgeenin toistuvista yksiköistä
• Polyesteri – valmistettu esterimonomeerin toistuvista yksiköistä
• Nylon 6 – valmistettu toistuvista kaprolaktaamin yksiköistä
• Nylon 11 – valmistettu toistuvista 11-aminoundekaanihapon yksiköistä
• Polytetrafluorieteeni (PTFE) – valmistettu toistuvista tetrafluorieteeniyksiköistä
• Polystyreeni – valmistettu toistuvista styreeniyksiköistä
• Polyakrylonitriili – valmistettu toistuvista akryylinitriiliyksiköistä
• Nylon 6,6 – valmistettu toistuvista yksiköistä, jotka muodostuvat kondensoimalla heksametyleenidiamiinia ja adipiinihappoa

Mikä on kopolymeerit?

Kopolymeeri on polymeerityyppi, joka on johdettu useammasta kuin yhdestä monomeerilajista. Toisin sanoen kopolymeerejä valmistetaan kopolymeroinnilla – kahden tai useamman erityyppisen monomeerin polymeroinnilla yhdessä polymeeriketjussa.

• Kopolymeerissä on kaksi tai useampia monomeeriä sitoutuneena yhteen: ABABAB

Mitkä ovat eri tyyppiset kopolymeerit?

Joitakin keskeisiä esimerkkejä kopolymeereistä ovat:

• Styreenibutadieenikumi (SBR) – satunnainen kopolymeeri, joka on valmistettu styreenistä ja butadieenimonomeereistä
• Akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS) – akryylinitriilistä, butadieenista ja styreenimonomeereistä valmistettu terpolymeeri
• Eteeni-vinyyliasetaatti (EVA) – eteenin ja vinyyliasetaatin satunnainen kopolymeeri
• Polyeteeni-vinyyliasetaatti (PEVA) – eteenin ja vinyyliasetaatin kopolymeeri
• Nitriilikumi – akryylinitriilin ja butadieenin satunnainen kopolymeeri, jota käytetään kertakäyttökäsineissä ja tiivisteissä
• Styreeni-akrylonitriilikopolymeeri (SAN) – styreenin ja akryylinitriilin vuorotteleva kopolymeeri
• Nylon 6,6 – heksametyleenidiamiinin ja adipiinihapon vuorotteleva kopolymeeri
• Poly(maito-ko-glykolihappo) (PLGA) – maitohapon ja glykolihapon kopolymeeri
• Iskunkestävä polystyreeni (HIPS) – polystyreenin ja polybutadieenin oksaskopolymeeri
• Styreeni-isopreeni-styreeni (SIS) – lohkokopolymeeri 

Mikä on ero homopolymeerin ja kopolymeerin välillä?

Keskeinen ero on, että homopolymeeri sisältää vain yhden tyyppistä monomeeria, joka toistuu yksinkertaisessa rakenteessa, kun taas kopolymeeri sisältää kaksi tai useampia eri monomeeriä, mikä johtaa monimutkaisempiin rakenteisiin ja yhdistettyihin ominaisuuksiin. Valinta niiden välillä riippuu sovelluksen erityisvaatimuksista.

Homopolymeereillä on yleensä korkeammat kiteisyystasot, mikä johtaa ylivoimaisiin lyhytaikaisiin mekaanisiin ominaisuuksiin, mukaan lukien jäykkyys, vetolujuus, iskunkestävyys ja alkuvirumisen kestävyys.

Toisaalta kopolymeereillä on parempi hapettumisenkestävyys ja parantunut pitkän aikavälin virumis- ja virumismurtumiskestävyys. 

Kopolymeerit, joiden kiteisyys on alhaisempi, tarjoavat etuja mittojen stabiilisuudessa, pienemmässä kitkassa ja pienemmässä kulumisessa.

Vaikka homopolymeerit imevät vähemmän kosteutta, kopolymeerit kestävät paremmin hydrolyysiä kuumassa vedessä ja kestävät paremmin alkalimateriaaleja. 

Vaikka homopolymeereillä on korkeampi lämpövääristymälämpötila niiden korkeamman kiteisyyden vuoksi, kopolymeereillä on korkeampi jatkuva käyttölämpötila niiden erinomaisen pitkäaikaisen stabiiliuden vuoksi. 

Tässä on lomake ymmärtämisen helpottamiseksi:

Mitkä ovat homopolymeerien ja kopolymeerien sovellukset?

Ymmärtämällä homopolymeerien ja kopolymeerien sovellukset voit helposti päättää, kumpi sinun kannattaa valita tietyssä tilanteessa.