Понимание различий между гомополимерами и сополимерами необходимо для выбора подходящего материала для литья под давлением. В этой статье мы углубимся в характеристики, свойства и применение как гомополимеров, так и сополимеров, давая представление о том, как эти классификации полимеров влияют на выбор материалов и их характеристики.
Что такое гомополимер
Гомополимер — это тип полимера, который состоит из одной повторяющейся мономерной единицы в своей цепной структуре. Другими словами, он состоит из идентичных молекул мономера, которые ковалентно связаны друг с другом, образуя длинную полимерную цепь.
- Гомополимер имеет один тип мономера: АААААА
Каковы различные типы гомополимеров?
Некоторые ключевые примеры гомополимеров включают:
- Поливинилхлорид (ПВХ) – изготовлен из повторяющихся звеньев винилхлорида.
- Полиэтилен (ПЭ) – изготовлен из повторяющихся звеньев этилена.
- Полиэтилен высокой плотности (HDPE) – разновидность полиэтилена с более высокой плотностью и кристалличностью.
- Полипропилен (ПП) – изготовлен из повторяющихся звеньев пропилена.
- Поликарбонат – изготовлен из повторяющихся звеньев бисфенола А и фосгена.
- Полиэстер – состоит из повторяющихся звеньев сложноэфирного мономера.
- Нейлон 6 – изготовлен из повторяющихся звеньев капролактама.
- Нейлон 11 – изготовлен из повторяющихся звеньев 11-аминоундекановой кислоты.
- Политетрафторэтилен (ПТФЭ) – изготовлен из повторяющихся звеньев тетрафторэтилена.
- Полистирол – изготовлен из повторяющихся звеньев стирола.
- Полиакрилонитрил - изготовлен из повторяющихся звеньев акрилонитрила.
- Нейлон 6,6 - изготовлен из повторяющихся звеньев, образованных конденсацией гексаметилендиамина и адипиновой кислоты.
Что такое сополимеры?
Сополимер — это тип полимера, полученный из более чем одного вида мономера. Другими словами, сополимеры производятся путем сополимеризации – полимеризации двух или более различных типов мономеров вместе в одной полимерной цепи.
- Сополимер состоит из двух или более мономеров, связанных вместе: АБАБАБ
Каковы различные типы сополимеров?
Некоторые ключевые примеры сополимеров включают:
- Бутадиен-стирольный каучук (SBR) – статистический сополимер, изготовленный из мономеров стирола и бутадиена.
- Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) - терполимер, изготовленный из мономеров акрилонитрила, бутадиена и стирола.
- Этиленвинилацетат (ЭВА) – статистический сополимер этилена и винилацетата.
- Полиэтиленвинилацетат (ПЭВА) – сополимер этилена и винилацетата.
- Нитриловый каучук - статистический сополимер акрилонитрила и бутадиена, используемый в одноразовых перчатках и уплотнениях.
- Стирол-акрилонитриловый сополимер (САН) – чередующийся сополимер стирола и акрилонитрила.
- Нейлон 6,6 – чередующийся сополимер гексаметилендиамина и адипиновой кислоты.
- Поли(молочно-ко-гликолевая кислота) (PLGA) – сополимер молочной и гликолевой кислот.
- Ударопрочный полистирол (HIPS) – привитой сополимер полистирола и полибутадиена.
- Стирол-изопрен-стирол (СИС) – блок-сополимер.
В чем разница между гомополимером и сополимером?
Ключевое отличие состоит в том, что гомополимер содержит только один тип мономера, повторяющийся в простой структуре, тогда как сополимер включает в себя два или более разных мономера, что приводит к более сложным структурам и комбинированным свойствам. Выбор между ними зависит от конкретных требований приложения.
Гомополимеры обычно имеют более высокий уровень кристалличности, что приводит к превосходным краткосрочным механическим свойствам, включая жесткость, прочность на разрыв, ударопрочность и начальное сопротивление ползучести.
С другой стороны, сополимеры демонстрируют лучшую стойкость к окислению и улучшенную долговременную ползучесть и сопротивление разрушению при ползучести.
Сополимеры с их более низкой кристалличностью обеспечивают преимущества в стабильности размеров, меньшем трении и уменьшении износа.
Хотя гомополимеры обладают меньшим влагопоглощением, сополимеры более устойчивы к гидролизу в горячей воде и обладают лучшей устойчивостью к щелочным материалам.
В то время как гомополимеры имеют более высокую температуру теплового искажения из-за их более высокой кристалличности, сополимеры могут похвастаться более высокими температурами непрерывного использования из-за их превосходной долгосрочной стабильности.
Вот форма для удобства понимания:
| Свойство | Сополимер | Гомополимер |
|---|---|---|
| Кристалличность | ↓ | ↑ |
| Жесткость | ↓ | ↑ |
| Предел прочности | ↓ | ↑ |
| Ударопрочность | Выше, особенно при низких температурах | ↓ |
| Сопротивление ползучести | Лучшая долгосрочная производительность | Улучшение краткосрочных результатов |
| Усталостная устойчивость | ↓ | ↑ |
| Стабильность размеров | ↑ | ↓ |
| Химическая устойчивость | Лучше, особенно к кислотам и щелочам | ↓ |
| Устойчивость к окислению | ↑ | ↓ |
| Водонепроницаемый | Лучше в горячей воде | Меньше впитывает влагу, но менее устойчив к гидролизу. |
| Температурная устойчивость | Более высокая температура непрерывного использования благодаря лучшей долгосрочной стабильности | Более высокая температура теплового искажения, но более низкая температура непрерывного использования |
| Обработка | Более низкая температура обработки и более широкое окно обработки из-за более низкой кристалличности. | Более узкое окно обработки и более высокая температура обработки из-за более высокой кристалличности. |
| Армирование стекловолокном | Более высокие механические свойства при заполнении стеклом благодаря лучшему соединению | Более слабые механические свойства стеклонаполнителя по сравнению с сополимером. |
Каковы области применения гомополимеров и сополимеров?
Понимая применение гомополимеров и сополимеров, вы легко сможете решить, какой из них следует выбрать в той или иной ситуации.
| Приложение | Гомополимеры | Сополимеры |
|---|---|---|
| Упаковка | Пластиковые контейнеры, пакеты, пленки для пищевых продуктов и товаров (например, полиэтилен, полипропилен) | Этиленвиниловый спирт (EVOH) в качестве барьерного слоя в упаковке пищевых продуктов; этиленвинилацетат (ЭВА) в клеях и герметиках |
| Медицина и здравоохранение | Медицинские изделия, шприцы, хирургические инструменты, одноразовые медицинские принадлежности (например, полипропилен, ПВХ) | Биосовместимые сополимеры, такие как PLGA, в медицинских имплантатах, системах доставки лекарств, тканевой инженерии; блок-сополимеры в перевязочных материалах для ран и медицинских устройствах |
| Автомобильная промышленность | Салон автомобиля, топливные баки, корпуса аккумуляторов, бамперы, внутренняя отделка, приборные панели (например, полипропилен) | Сополимеры этилена в прокладках, шлангах и внутренней отделке для долговечности и гибкости; блок-сополимеры, такие как SBS, в шинах |
| Текстиль | Волокна и ткани для ковров, обивки, одежды, веревок, шпагатов (например, полиэстер, полиамид) | Спандекс и нейлон-6,6 для влагоотвода, огнестойкости; акриловые сополимеры в косметике и средствах личной гигиены |
| Электрические компоненты | Изоляция кабеля, разъемы, конденсаторы (например, полиэтилен, ПТФЭ) | – |
| Строительство | Трубы, фитинги, изоляционные материалы, сайдинг (например, ПВХ) | Термоклеи на основе сополимеров этилена в строительных клеях. |
| Потребительские товары | Игрушки, спортинвентарь, мебель, бытовая техника, чемоданы, посуда (различные гомополимеры) | Блок-сополимеры в обуви, игрушках и других товарах народного потребления. |
| сельское хозяйство | Ирригационные трубы, тюки силоса, материалы, удерживающие влагу в грунте, тепличные пленки (например, полиэтиленовые) | – |
| Промышленный | Тара для кислот и химикатов, трубы, возвратная транспортная тара (различные гомополимеры) | Мембраны для разделения газа и жидкости; эмульгаторы и диспергаторы |
| Передовые материалы | – | Блок-сополимеры в композитах, гибридных материалах и чувствительных материалах; самоорганизующиеся наноструктуры для различных применений |
Russian 
English 
Spanish 
Portuguese 
French 
Slovak 
Romanian 
German 
Italian 
Polish