Atšķirība starp polimēru maisījumu un kompozītu

Polimēru maisījums pret kompozītu
 

Daudzas mūsdienu ķīmiskās rūpniecības izmanto zaļo ķīmiju, lai aizsargātu vidi, vienlaikus ražojot dažādas ķīmiskas vielas. Zaļās ķīmijas stratēģijas galvenokārt tiek veiktas, samazinot atkritumu rašanos, samazinot izejvielu patēriņu, samazinot neatjaunojamos enerģijas avotus, samazinot kopējo enerģijas pieprasījumu un samazinot riskus, bīstamību un izmaksas. Polimēru maisījuma un kompozītmateriāla izmantošana ir divas šādas stratēģijas, kuras daudzās rūpniecības nozarēs izmanto “zaļajās” prasībās. Polimēru maisījumi un kompozīti ir ārkārtīgi noderīgi šādu iemeslu dēļ.

• Tos var ražot no lētām izejvielām, nezaudējot vēlamās īpašības
• Tos var izmantot augstas veiktspējas savienojumu sagatavošanai
• Galaproduktu bioloģiskā noārdīšanās un atkārtota izmantošana
• Izstrādājumus var izstrādāt, izmantojot rūpniecisko atkritumu produktus
• Tos var izmantot plašākiem lietojumiem.

Polimēru maisījuma un kompozītmateriālu definīcijas ir diezgan pretrunīgas, kaut arī tās bieži lieto kopā. Tomēr saskaņā ar pieejamo literatūru Galvenā atšķirība starp polimēru maisījumu un kompozītmateriālu ir tā, ka polimēru maisījumu veido, sajaucot divus vai vairākus polimērus, lai iegūtu vienfāzi, turpretī kompozītu veido divu vai vairāku elementu kombinācija, kā rezultātā veidojas daudzfāžu, daudzkomponentu sistēma, kur katrs elements atspoguļo to atšķirīgās identitātes un īpašības. Sīkāka informācija par polimēru maisījumiem un kompozītiem tiks apskatīta šajā rakstā.

Kas ir polimēru maisījums?

Polimēru maisījums ir divu vai vairāku polimēru kombinācija, kas fiziski sajaukti, lai iegūtu vienfāzi. Tas nozīmē, ka nevis iegūstot katra polimēra īpašības atsevišķi, vienu īpašību kopumu iegūst, sajaucot dažus polimērus. Tāpēc katrs polimērs var neuzrādīt savu vēlamo īpašību. Maisījumus parasti iegūst izkausētā stāvoklī vai izšķīdinot šķīdinātājos. Polimēru maisījumi var būt dažādās formās, piemēram, viegli sajaucams vienas fāzes, viegli sajaucams atdalītais fāze, sakausējumi, saderīgs, nesaderīgs, caururbjošs un daļēji savietojams polimēru tīkls. Polimēru maisījumus galvenokārt klasificē kā saderīgus un nesaderīgus polimēru maisījumus. Savietojami polimēru maisījumi ir viegli sajaucami maisījumi, kuros nav atsevišķas fāzes, bet ir viena fāze. Šāda veida maisījumi nodrošina augstākas mehāniskās īpašības. Nesaderīgi polimēru maisījumi ir maisījumi, kas pēc sajaukšanas veido divas precīzi noteiktas atsevišķas fāzes. Šāda veida maisījumiem parasti ir sliktas mehāniskās īpašības. Tomēr nesavietojami maisījumi ir biežāk nekā saderīgi maisījumi.

Polistirols ir homopolimērs, kas ir viegli sajaucams polimēru maisījums

Kas ir polimēru kompozīts?

Polimēru kompozīti ir savienojumi, kas sastāv no diviem vai vairākiem elementiem, kas galu galā veido daudzfāzu, daudzkomponentu sistēmu. Katram elementam ir sava identitāte, un tas saglabā savas fizikālās un ķīmiskās īpašības pat pēc integrēšanas kompozītā. Kopumā kompozīts sastāv no diviem komponentiem; polimērs un nepolimērs. Polimēru komponents parasti darbojas kā matrica, savukārt polimēru komponents darbojas kā pildviela (piemēram: šķiedra, pārsla, metāls, keramika utt.). Tomēr dažos gadījumos polimērus izmanto arī kā pildvielu. Tāpēc polimēriem kompozītmateriālos var būt gan pildvielas, gan matricas loma. Kompozītmateriālu izgatavošanai var izmantot gan sintētiskos, gan dabiskos polimērus. Materiālus ar izcilām īpašībām plašākam pielietojumam var pagatavot, sajaucot gan dabiskos, gan sintētiskos polimērus. Pat šodien daudzi kompozītmateriāli ir izstrādāti, izmantojot dabiskos polimērus, jo tie sniedz daudz priekšrocību, piemēram, bioloģisko noārdīšanos, mazāku toksicitāti un pieejamību. Koks un kauli ir divi labi dabisko kompozītu piemēri. Hemicelluloze un lignīns darbojas kā polimēra matrica kokā, bet celulozes šķiedras darbojas kā pildviela. Stikla šķiedra ir lielisks cilvēka veidota kompozītmateriāla piemērs.

Stikls ar polimēru

Kāda ir atšķirība starp polimēru maisījumu un kompozītmateriālu?

Polimēru maisījuma un kompozīta definīcija:

Polimēru maisījums: Polimēru maisījums ir divu vai vairāku polimēru kombinācija, kas tiek fiziski sajaukti, lai iegūtu vienfāzi.

Polimēru kompozīts: Polimēru kompozīts ir savienojums, kas sastāv no diviem vai vairākiem elementiem, veidojot daudzfāzu, daudzkomponentu sistēmu

Polimēru maisījuma un kompozītmateriāla raksturojums:

Vispārējais sastāvs:

Polimēru maisījums: Polimēru maisījumi sastāv no diviem vai vairākiem polimēriem

Polimēru kompozīts: Polimēru kompozīti sastāv no polimēru komponenta un nepolimēra komponenta

Līmējošā daba:

Polimēru maisījums: Polimēru maisījumi parasti neveido spēcīgas ķīmiskās saites starp polimēriem.

Polimēru kompozīts: Polimēru kompozītiem ir ķīmiskas un fizikālas saites starp polimēru un nepolimēru.

Atsauces:

Kulshreshtha, A. K. (2002). Polimēru maisījumu un kompozītu rokasgrāmata(1. sējums). iSmithers Rapra Publishing.

Olatunji, O. (2016). Dabiskie polimēri. Starptautiskā izdevniecība Springer: Iespiedums: Springer,.

Sperlings, L. H. (2005). Ievads fizikālo polimēru zinātnē. Džons Vilijs un dēli.

Attēla pieklājība:

“Stikls ar polimēru” Autors: Cjp24 - Savs darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia

“Putupolistirola putu atdalīšana” Autors: Acdx - Savs darbs, (CC-BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia