Homopolymers vs. Copolymeren: De Chemie Achter Kunststofprestaties Ontgrendelen

Hey! Wie is fan van organische chemie? *krekels* OK, u hield misschien niet van het bestuderen ervan, maar zonder die ketens van koolstof-gebaseerde moleculen zou het leven ruw zijn. Dus hier bij Protolabs zijn we allemaal bezig met onze respect betuigen aan die speciale groepen gebonden atomen die polymeren heten. Dit is met name waar omdat de kunststoffen die we in de productie gebruiken, allemaal gebaseerd zijn op ketens van koolstofmoleculen en hun chemische structuur hun sterkte beïnvloedt, de manier waarop ze met de omgeving interageren, hun uiterlijk, en meer. Maar dit is geen organische chemie cursus. Nope. Het is een blogpost om u te helpen begrijpen hoe verschillende ketens van organische moleculen het materiaal beïnvloeden dat u kiest om uw onderdelen te maken. Dus, geef me een C (voor Koolstof)!

Monmeren: De Bouwstenen van Kunststoffen

Monmeren zijn moleculen die willen binden met andere moleculen, wanneer ze dat doen, vormen ze ketens die polymeren heten, soort van zoals snaaskaaaas. Niet verrassend, heet dat proces polymrisatie. Voor de eenvoud, is het genoeg om te weten dat homopolymeren ketens zijn die lange strengen van een enkel type monomeer bevatten. Copolymeren zijn opgebouwd uit twee of meer verschillende soorten gebonden monomeren.

Zonder monomeren zou er geen kunststoffen zijn. Enkele veelvoorkomende zijn ethyleen, propyleen, styreen, formaldehyde, fenol, acetonitrile, en ethyleenglycol.

Chemische Vergelijking van Homopolymere vs. Copolymeer

Bijvoorbeeld, PVC, de witte buizen die u waarschijnlijk overal in uw kelder ziet, is opgebouwd uit monomeren van slechts één type - vinylchloride - die samen geketend zijn om polyvinylchloride te worden. Het "poly" deel betekent "veel". Het copolymeer nylon 6/6 is een combinatie van twee monomeren: adipezuur en hexamethyleendiamine.

Een Copolymeer Bouwen

Nu, hier is de informatie die uw date op de eerste date zal verblinden. Het is een basisvoorbeeld van hoe u gaat van een eenvoudig molecuul naar een veel complexer copolymeer (zie illustratie). Begin met een basis koolwaterstof - een benzeenring. Elkoolstofatoom heeft vier bindingen nodig om stabiliteit te bereiken, en u kunt zien dat benzeen dat heeft aangezien elk koolstofatoom eenmaal gebonden is aan een koolstofatoom en tweemaal aan zijn andere koolstofbuurman. Om het gebalanceerde molecuul te voltooien, voegen we een waterstofatoom aan elk koolstof toe.

Om styrene (een monomeer) te maken, vervangt u een van die waterstofatomen door een C2H3 molecuul. U heeft nog steeds een stabiel molecuul omdat uw koolstoffen gelukkig zijn met vier bindingen en elk waterstof één binding heeft.

Om het homopolymere polystyreen te maken, bindt u styrene moleculen samen. De vier bindingen op koolstof en één op waterstof bestaan nog steeds. Het is stabiel.

De volgende sprong van polystyreen naar ABS is wat complexer omdat u monomeren van acrylonitril en butadieen aan de styrene moet toevoegen. Het hebben van meerdere typen monomeren maakt dit een copolymeer. Alle atomen zijn gelukkig met hun bindingen van één, vier, of in het geval van stikstof, drie.

Uw tweede date is verzekerd.

Homopolymere vs. Copolymeren: Verschillen Tussen Homopolymere en Copolymeren

Laten we bijvoorbeeld twee acetalen vergelijken, het homopolymere Delrin en het copolymeer Celcon (ook bekend als Tecaform):

Het moet worden opgemerkt dat glasgevulde copolymeren neigen sterker en langer durend te zijn dan hun homopolymere verwant. De toegevoegde glasvezels maken hier het verschil om de mechanische eigenschappen te verbeteren. De bovenstaande verschillen gelden doorgaans voor alle homopolymere en copolymeren binnen gerelateerde families van monomeren.

Uw Polymere Kiezen

Uiteindelijk gaat het erom dat u het beste materiaal voor uw onderdeel kiest, maar het kennen van de basisverschillen tussen homopolymere en copolymeren geeft u diepere inzicht in welke de beste is om te kiezen.