Kovalente binding, Sekondêre interaksie
Almal weet dat elastomere wonderlik is. En dit is alles moontlik gemaak deur kruisbinding. Maar kruisgebinde polimere kan nie maklik herwin word nie. So, om ons aarde nie 'n groot ashoop te maak nie, moes daar 'n paar nuwe planne gemaak word. En een van die nuwe idees was termoplastiese elastomere. Die idee is om 'n omkeerbare kruisbinding te hê, en dit is toe waar termoplastiese elastomere in die prentjie in kom.
Gewone kruisgebinde polimere kan nie herwin word nie, aangesien hulle nie kan smelt nie. Hulle kan nie smelt nie, want al die kruisbinding bind al die polimeerkettings aanmekaar, en maak dit dus onmoontlik vir die materiaal om te vloei.
En dit is net hier waar die omkeerbare kruisbinding verskyn. Gewone kruisbindings is kovalent, en bind die polimeer kettings chemies saam om een molekuul te vorm. Die omkeerbare kruisbindig maak gebruik van nie-kovalente, of sekondêre interaksies tussen die polimeerkettings om hulle saam te bind. Hierdie interaksies sluit waterstofbinding en ioniese binding in.
Wat dit so interessant maak om van sekondêre interaksies gebruik te maak, is dat wanneer die materiaal warm gemaak word, word die kruisbindings gebreek. Dit laat dus toe dat die materiaal geprosesseer kan word, en heel belangrikste, herwin kan word. As dit afkoel, sal die kruisbindings weer vorm.
Twee benaderings is probeer: ionomere en blok kopolimere.
Ionomere is 'n tipe kopolimeer. Dit is 'n kopolimeer waar 'n klein persentasie van die herhaaleenhede ioniese sygroepe bevat (let wel, slegs 'n klein persentasie). Gewoonlik is die polimmer ruggraatketting nie-polêr. En die reël dat soort soort oplos, geld ook hier. Die nie-polêre ruggraatkettings sal saam bondel, en die polêre ioniese groepe sal saam bondel. Daar sal egter een probleem wees, en dit is die dat die ioniese groepe aan die ruggraatketting verbind is. So, wat dus gebeur is dat die "bondels" ioniese groepe die verskillende ruggraatkettings aan mekaar bind, net soos 'n gewone kruisbinding dit sou doen.
Daar is egter een verskil. Indien ons nou hierdie ionomere sal verhit, gebeur daar iets baie interessant, en baie handig! Die ioniese "bondels" sal opbreek. Soos molekule verhit word, sal hulle begin beweeg. By hoë temperature sal dit baie moeilik wees vir die ioniese groepe om bymekaar te bly, en hulle sal dus opbreek. Die ionomeer het dus nou sy kruisbindings verloor, en kan geprosesseer en herwin word soos enige ander normale polimeer. Sodra die polimeer dan weer afgekoel word, kan die ioniese groepe weer bymekaar uitkom, en word die polimeer weer kruisgebind.
Ons kan ook 'n termoplastiese elastomeer op 'n ander manier maak. Die ander manier maak gebruik van blok kopolimere. 'n Kopolimeer is 'n polimeer wat van meer as een tipe monomeer gemaak word, d.w.s. gemaak van twee of meer ko-monomere. 'n Blok kopolimeer is 'n kopolimeer waar daar blokke van die ko-monomere op 'n slag voorkom in lang seksies. Elkeen van hierdie blokke lyk soos 'n homopolimeer.
'n Baie algemene termoplastiese elastomeer is die blok kopolimeer SBS rubber. SBS staan vir stireen-butadiëen-stireen, aangesien SBS gemaak is uit 'n kort ketting polistireen, gevolg deur 'n lang ketting polibutadiëen, gevolg deur nog 'n kort ketting polistireen. As ons 'n ketting SBS sou uitrek, sal dit lyk soos hier onder:
En nou vir 'n geheim oor polimere: verskillende polimere meng nie so goed nie. Ja, net soos hier bo geld die reël van soort los soort op nog steeds. En polimere volg hierdie reël nog meer na as klein molekule. En dit is natuurlik ook waar vir die blokke in SBS, net soos vir ander polimere. Die blokke polistireen sal dus neig om bymekaar te bly, en so ook die blokke polibutadiëen. Die "bondels" wat deur die polistireen blokke gevorm word verbind dus die polibutadiëen blokke. Onthou net dat elke polibutadiëen blok 'n polistireen blok het aan beide kante, en dat die verskillende polistireen blokke in dieselfde polistireen bondel nie noodwendig behoort aan dieselfde SBS molekule nie. Dit beteken dus dat die verskillende polistireen bondels deur polibutadiëen blokke verbind sal word.
Die polistireen bondels dien dus as kruisbinding vir die polibutadiëen blokke. En net soos die ioniese bondels in die ionomere, sal die polistireen bondels opbreek as die rubber verhit word. Dit kan dus geprosesseer en herwin word net soos 'n nie-kruisgebinde polimeer!