Homopolymér vs kopolymér: Vysvetlenie kľúčových rozdielov a aplikácií

Homopolymér vs kopolymér: Pochopenie klasifikácie polymérov

Pochopenie rozdielov medzi homopolymérmi a kopolymérmi je nevyhnutné pre výber vhodného materiálu na vstrekovanie. V tomto článku sa ponoríme do charakteristík, vlastností a aplikácií homopolymérov aj kopolymérov a poskytneme prehľad o tom, ako tieto klasifikácie polymérov ovplyvňujú výber materiálu a výkon.

Čo je homopolymér

Homopolymér je typ polyméru, ktorý pozostáva z jednej opakujúcej sa monomérnej jednotky vo svojej reťazovej štruktúre. Inými slovami, pozostáva z identických molekúl monomérov, ktoré sú spolu kovalentne viazané, aby vytvorili dlhý polymérny reťazec.

  • Homopolymér má jeden typ monoméru: AAAAAA

Aké sú rôzne typy homopolymérov?

Niektoré kľúčové príklady homopolymérov zahŕňajú:

  • Polyvinylchlorid (PVC) – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek vinylchloridu
  • Polyetylén (PE) – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek etylénu
  • Vysokohustotný polyetylén (HDPE) – typ polyetylénu s vyššou hustotou a kryštalinitou
  • Polypropylén (PP) – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek propylénu
  • Polykarbonát – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek bisfenolu A a fosgénu
  • Polyester – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek esterového monoméru
  • Nylon 6 – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek kaprolaktámu
  • Nylon 11 – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek kyseliny 11-aminoundekánovej
  • Polytetrafluóretylén (PTFE) – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek tetrafluóretylénu
  • Polystyrén – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek styrénu
  • Polyakrylonitril – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek akrylonitrilu
  • Nylon 6,6 – vyrobený z opakujúcich sa jednotiek vytvorených kondenzáciou hexametyléndiamínu a kyseliny adipovej

Čo sú kopolyméry?

Čo sú kopolyméry?

Kopolymér je typ polyméru, ktorý je odvodený od viac ako jedného druhu monoméru. Inými slovami, kopolyméry sa vyrábajú kopolymerizáciou – polymerizáciou dvoch alebo viacerých rôznych typov monomérov spolu v jednom polymérnom reťazci.

  • Kopolymér má dva alebo viac monomérov spojených dohromady: ABABAB

Aké sú rôzne typy kopolymérov?

Niektoré kľúčové príklady kopolymérov zahŕňajú:

  • Styrén butadiénový kaučuk (SBR) – náhodný kopolymér vyrobený z monomérov styrénu a butadiénu
  • Akrylonitrilbutadiénstyrén (ABS) – terpolymér vyrobený z monomérov akrylonitrilu, butadiénu a styrénu
  • Etylén-vinylacetát (EVA) – náhodný kopolymér etylénu a vinylacetátu
  • Polyetylén-vinylacetát (PEVA) – kopolymér etylénu a vinylacetátu
  • Nitrilová guma – náhodný kopolymér akrylonitrilu a butadiénu, používaný v jednorazových rukaviciach a tesneniach
  • Kopolymér styrénu a akrylonitrilu (SAN) – striedavý kopolymér styrénu a akrylonitrilu
  • Nylon 6,6 – striedavý kopolymér hexametyléndiamínu a kyseliny adipovej
  • Poly(mliečna-ko-glykolová kyselina) (PLGA) – kopolymér kyseliny mliečnej a kyseliny glykolovej
  • Houževnatý polystyrén (HIPS) – očkovaný kopolymér polystyrénu a polybutadiénu
  • Styrén-izoprén-styrén (SIS) – blokový kopolymér 

Aký je rozdiel medzi homopolymérom a kopolymérom?

Aký je rozdiel medzi homopolymérom a kopolymérom?

Kľúčový rozdiel je v tom, že homopolymér obsahuje iba jeden typ monoméru opakujúceho sa v jednoduchej štruktúre, zatiaľ čo kopolymér obsahuje dva alebo viac rôznych monomérov, čo vedie k zložitejším štruktúram a kombinovaným vlastnostiam. Výber medzi nimi závisí od konkrétnych požiadaviek aplikácie.

Homopolyméry majú vo všeobecnosti vyššie úrovne kryštalinity, čo vedie k vynikajúcim krátkodobým mechanickým vlastnostiam, vrátane tuhosti, pevnosti v ťahu, odolnosti proti nárazu a počiatočnej odolnosti proti tečeniu.

Na druhej strane kopolyméry vykazujú lepšiu odolnosť proti oxidácii a zlepšenú dlhodobú odolnosť proti tečeniu a tečeniu. 

Kopolyméry so svojou nižšou kryštalinitou ponúkajú výhody v rozmerovej stabilite, nižšom trení a zníženom opotrebení.

Hoci homopolyméry majú nižšiu absorpciu vlhkosti, kopolyméry sú odolnejšie voči hydrolýze v horúcej vode a majú lepšiu odolnosť voči alkalickým materiálom. 

Zatiaľ čo homopolyméry majú vyššiu teplotu tepelnej deformácie v dôsledku ich vyššej kryštalinity, kopolyméry sa môžu pochváliť vyššími teplotami pri nepretržitom používaní kvôli ich vynikajúcej dlhodobej stabilite. 

Tu je formulár pre ľahšie pochopenie:

Nehnuteľnosťkopolymérhomopolymér
Kryštalinita
Tuhosť
Pevnosť v ťahu
Odolnosť proti nárazuVyššie, najmä pri nízkych teplotách
Odolnosť voči tečeniuLepší dlhodobý výkonLepší krátkodobý výkon
Odolnosť proti únave
Rozmerová stabilita
Chemická odolnosťLepšie, najmä voči kyselinám a zásadám
Odolnosť voči oxidácii
Odolnosť voči vode Lepšie v horúcej vodeNižšia absorpcia vlhkosti, ale menej odolná voči hydrolýze
Teplotná odolnosťVyššia teplota pri nepretržitom používaní vďaka lepšej dlhodobej stabiliteVyššia teplota tepelného skreslenia, ale nižšia teplota nepretržitého používania
SpracovanieNižšia teplota spracovania a širšie okno spracovania vďaka nižšej kryštaliniteUžšie okno spracovania a vyššia teplota spracovania vďaka vyššej kryštalinite
Výstuž zo sklenených vlákienSilnejšie mechanické vlastnosti pri naplnení sklom vďaka lepšiemu spojeniuSlabšie mechanické vlastnosti pri plnení sklom v porovnaní s kopolymérom

Aké sú aplikácie homopolymérov a kopolymérov?

Pochopením použitia homopolymérov a kopolymérov sa môžete ľahko rozhodnúť, ktorý z nich by ste si v danej situácii mali vybrať.

Aplikácia homopolyméryKopolyméry
BaleniePlastové nádoby, vrecká, fólie na potraviny a komodity (napr. polyetylén, polypropylén)Etylénvinylalkohol (EVOH) ako bariérové vrstvy v obaloch potravín; etylén-vinylacetát (EVA) v lepidlách a tmeloch
Lekárstvo a zdravotná starostlivosťLekárske pomôcky, striekačky, chirurgické nástroje, jednorazové zdravotnícke pomôcky (napr. polypropylén, PVC)Biokompatibilné kopolyméry ako PLGA v lekárskych implantátoch, systémoch na dodávanie liečiv, tkanivové inžinierstvo; blokové kopolyméry v obväzoch na rany a lekárskych zariadeniach
Automobilový priemyselInteriéry automobilov, palivové nádrže, puzdrá na batérie, nárazníky, vnútorné obloženie, prístrojové dosky (napr. polypropylén)Etylénové kopolyméry v tesneniach, hadiciach a vnútornom obložení pre odolnosť a flexibilitu; blokové kopolyméry ako SBS v pneumatikách
TextílieVlákna a tkaniny na koberce, čalúnenie, odevy, povrazy, motúzy (napr. polyester, polyamid)Spandex a nylon-6,6 pre odvod vlhkosti, ohňovzdornosť; akrylové kopolyméry v kozmetike a výrobkoch osobnej starostlivosti
Elektrické komponentyIzolácia káblov, konektory, kondenzátory (napr. polyetylén, PTFE)
StavebníctvoRúry, tvarovky, izolačné materiály, obklady (napr. PVC)Tavné materiály na báze kopolyméru etylénu v stavebných a stavebných lepidlách
Spotrebný tovarHračky, športové potreby, nábytok, spotrebiče, batožina, domáce potreby (rôzne homopolyméry)Blokové kopolyméry v obuvi, hračkách a inom spotrebnom tovare
poľnohospodárstvoZavlažovacie potrubia, lisovanie siláže, tovar zadržiavajúci zemnú vlhkosť, skleníkové fólie (napr. polyetylén)
PriemyselnýPlechy nádrží na kyseliny a chemikálie, potrubia, vratné prepravné obaly (rôzne homopolyméry)Membrány na oddeľovanie plynov a kvapalín; emulgátory a dispergátory
Pokročilé materiályBlokové kopolyméry v kompozitoch, hybridných materiáloch a citlivých materiáloch; samostatne zostavené nanoštruktúry pre rôzne aplikácie

Vyžiadajte si cenovú ponuku

Kontaktný formulár

sk_SKSlovak