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?
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?
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:
| Nehnuteľnosť | kopolymér | homopolymér |
|---|---|---|
| Kryštalinita | ↓ | ↑ |
| Tuhosť | ↓ | ↑ |
| Pevnosť v ťahu | ↓ | ↑ |
| Odolnosť proti nárazu | Vyššie, najmä pri nízkych teplotách | ↓ |
| Odolnosť voči tečeniu | Lepší dlhodobý výkon | Lepší krátkodobý výkon |
| Odolnosť proti únave | ↓ | ↑ |
| Rozmerová stabilita | ↑ | ↓ |
| Chemická odolnosť | Lepšie, najmä voči kyselinám a zásadám | ↓ |
| Odolnosť voči oxidácii | ↑ | ↓ |
| Odolnosť voči vode | Lepšie v horúcej vode | Nižšia absorpcia vlhkosti, ale menej odolná voči hydrolýze |
| Teplotná odolnosť | Vyššia teplota pri nepretržitom používaní vďaka lepšej dlhodobej stabilite | Vyššia teplota tepelného skreslenia, ale nižšia teplota nepretržitého používania |
| Spracovanie | Nižšia teplota spracovania a širšie okno spracovania vďaka nižšej kryštalinite | Užšie okno spracovania a vyššia teplota spracovania vďaka vyššej kryštalinite |
| Výstuž zo sklenených vlákien | Silnejšie mechanické vlastnosti pri naplnení sklom vďaka lepšiemu spojeniu | Slabšie 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 | homopolyméry | Kopolyméry |
|---|---|---|
| Balenie | Plastové 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 starostlivosť | Lekárske 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 priemysel | Interiéry 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 |
| Textílie | Vlákna 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 komponenty | Izolácia káblov, konektory, kondenzátory (napr. polyetylén, PTFE) | – |
| Stavebníctvo | Rúry, tvarovky, izolačné materiály, obklady (napr. PVC) | Tavné materiály na báze kopolyméru etylénu v stavebných a stavebných lepidlách |
| Spotrebný tovar | Hračky, športové potreby, nábytok, spotrebiče, batožina, domáce potreby (rôzne homopolyméry) | Blokové kopolyméry v obuvi, hračkách a inom spotrebnom tovare |
| poľnohospodárstvo | Zavlažovacie potrubia, lisovanie siláže, tovar zadržiavajúci zemnú vlhkosť, skleníkové fólie (napr. polyetylén) | – |
| Priemyselný | Plechy nádrží na kyseliny a chemikálie, potrubia, vratné prepravné obaly (rôzne homopolyméry) | Membrány na oddeľovanie plynov a kvapalín; emulgátory a dispergátory |
| Pokročilé materiály | – | Blokové kopolyméry v kompozitoch, hybridných materiáloch a citlivých materiáloch; samostatne zostavené nanoštruktúry pre rôzne aplikácie |
Slovak 
English 
Spanish 
Portuguese 
French 
Romanian 
Russian 
German 
Italian 
Polish