Polymer Architektur Latex-Bindemittel

Es ist praktisch, sich Polymere als lange Ketten vorzustellen, und manchmal ist das auch richtig. Polymere haben jedoch eine Reihe komplexer Wechselwirkungen – zwischen Monomeren und zwischen Polymerketten – die zu erkennbaren Architekturen führen. Diese Architekturen können einen enormen Einfluss auf die Eigenschaften einer zu entwickelnden Polymeremulsion haben.

Stellen Sie sich für einen Moment vor, Sie und 19 Ihrer Freunde versammeln sich draußen auf einem großen offenen Feld. Stellen Sie sich nun vor, dass Sie Ihre linke hand in die Gürtelschlaufe der nächsten Person einhängen und sie dasselbe tut und so weiter, bis Sie alle 20 in einer Kette miteinander verbunden sind. Als nächstes kommt eine weitere Gruppe von 20 Leuten heraus, um sich der ersten anzuschließen. Sie werden auch miteinander verbunden, mit der linken hand durch die Gürtelschlaufe der benachbarten Person geschlungen und so weiter, bis eine zweite Kette entsteht. Versuchen Sie nun, sich diese beiden Menschenketten vorzustellen, die sich nebeneinander bewegen. Die beiden Ketten verhalten sich unabhängig und gleiten in entgegengesetzte Richtungen hin und her.

Stellen Sie sich schließlich vor, dass alle freien rechten hände der einen Kette die freien rechten Hände der anderen Kette umfassen. Die beiden Personenketten sind nun verbunden, und dies ändert das Verhalten der Ketten. Sie können sich immer noch seitlich bewegen, aber nur sehr eingeschränkt. Die Gesamteigenschaften des Systems – definiert durch die beiden interagierenden Ketten – werden geändert.

Dieses Beispiel veranschaulicht eines der wichtigsten Konzepte der Polymerchemie – die Polymerarchitektur. In diesem Artikel werden wir uns die verschiedenen Architekturtypen genauer ansehen und wie eine Modifikation der Grundstruktur von Emulsionspolymeren deren Eigenschaften verändert.

In dem oben beschriebenen Gedankenexperiment haben Sie und Ihre Freunde Monomere dargestellt, die Bausteine ​​einer Polymerkette. Natürlich sind echte Monomere Moleküle mit spezifischer chemischer Zusammensetzung. Einige gängige Monomere sind Ethylen (C ₂ H ₄ ), Styrol (C ₈ H ₈ ) und Vinylchlorid (C ₂ H ₃ Cl). Jedes dieser Monomere hat einzigartige Eigenschaften, wenn es für sich allein existiert.

Monomere sind in ihrer reinen Form im Allgemeinen nicht nützlich, aber als Bausteine ​​​​für andere Materialien sind sie sehr wichtig. Polymerisation ist der Prozess, der die Bausteine ​​zu längeren Ketten verbindet. Betrachten Sie Polystyrol, das durch Zusammenfügen von Styrolmolekülen zu einem langen Kohlenstoffrückgrat hergestellt wird. Eine lange Polystyrolkette ist eines der am häufigsten vorkommenden Polymere auf dem Planeten und hat andere Eigenschaften als Styrol. Das Monomer Styrol ist eine farblose, ölige Flüssigkeit, die leicht verdunstet und in geringen Konzentrationen süßlich riecht, aber Polystyrol ist ein harter, fester Kunststoff, der häufig in Produkten wie Lebensmittelverpackungen und Laborartikeln verwendet wird.

Polystyrol bildet sich nicht spontan. Die Polymerisation von Polystyrol, bekannt als Ketten- oder Radikalkettenpolymerisation, beginnt, wenn ein Initiator unter Bildung freier Radikale zersetzt wird. Diese freien Radikale – hochreaktive chemische Spezies – greifen dann das Styrolmonomer an, fügen einem der Elektronen einer Doppelbindung hinzu und geben das verbleibende Elektron der Bindung frei. Dann wird das Monomer selbst zu einem freien Radikal, das mit einem benachbarten Styrolmolekül reagieren kann. Dies geschieht immer und immer wieder – ein Vorgang, der als Fortpflanzung bezeichnet wird – bis sich eine lange Kette bildet.

So wie das Wachstum einer Polymerkette initiiert werden kann, kann es auch unterbrochen werden. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, die Polymerisation zu stoppen, ein Vorgang, der als Terminierung bezeichnet wird. Zum Beispiel tritt eine Terminierung durch Kombination auf, wenn sich zwei sich unabhängig fortpflanzende Ketten an ihren chemisch aktiven Enden treffen; sie verbinden sich und ohne freie Elektronen, die einem Monomer zur Verfügung stehen, hört die resultierende Kette auf zu wachsen.

Ein Chemiker hat viele Möglichkeiten zur Kontrolle des fertigen Polymers und seiner Eigenschaften. Er kann Folgendes manipulieren:

1. Die Wahl des Monomers
2. Die Art und Weise, wie Monomere zusammengefügt werden
3. Die Länge der Polymerkette
4. Die Art und Weise, wie zwei Polymerketten interagieren

Danke und beste Grüße,

Lin Yang (Frau)

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