Is Glas 'n Polimeer?
Soms bespreek ons glas wanneer daar oor polimere gepraat word, veral as ons oor saamgestelde materiale praat. Glasvesels word baie gebruik om polimere te versterk. Maar wat is glas? Ons gebruik dit baie saam met polimere, maar die vraag is egter, is glas self 'n polimeer?
Voor ons die vraag probeer beantwoord, kom ons kyk na die chemiese samestelling van glas. Die hoogste kwaliteit glas het die chemiese samestelling SiO2. Maar dit is misleidend. Dit kan 'n mens byna laat dink dat daar 'n klomp silikondioksied molekule ronddryf, analoog aan koolstofdioksied. Maar ongelukkig bestaan silikondioksied nie.
Gewoonlik word SiO2 as 'n kristallyne vaste stof in die natuur aangetref, met 'n struktuur soos hier regs. Elke silikonatoom is aan 4 suurstofatome verbind in 'n tetraheder; en elke suurstof is aan twee silikonatome gebind. As SiO2 in hierdie kristallyne vorm bestaan, noem ons dit silika. En hiermee het jy al defnitief te doene gehad. As jy groot kristalle hiervan kry, noem ons dit kwarts, en klein kristalle word sand genoem.
Maar hierdie silika is nie glas nie. Ons moet dit eers verwerk voordat ons glas sal hê. Ons moet dit eers verhit totdat dit smelt, en dan baie vinnig afkoel. As dit smelt, sal die silikon en suurstof atome uit hul kristalstruktuur uitbreek. As ons dit nou weer stadig afkoel, sal die atome weer tyd hê om stadig terug te beweeg en weer 'n kristallyne vorm in te neem (onthou dat hitte is maar net 'n toename in lukrake beweging van molekule, hoe warmer hoe meer beweging, hoe kouer hoe minder.)
Maar as ons die gesmelte silika vinnig genoeg afkoel, sal die atome in silika in hulle spore gestop word. Hulle sal nie tyd hê om in kristallyne rangskikkings te pak nie, en sal dus in enige rangskikking eindig. Dit sal dan so lyk:
Soos jy kan sien, is daar nou geen rangskikking meer van atome nie. Ons noem so'n materiaal 'n amorfe materiaal. Dit is die glas wat gebruik word vir teleskooplense en sulke dinge. Dit het baie goeie optiese eienskappe, maar is baie bros. Vir daaglikse gebruik het ons iets nodig wat 'n bietjie sterker is. Meeste glas word van sand gemaak, en as ons die sand smelt, en 'n bietjie natriumkarbonaat byvoeg, gee dit vir ons 'n glas wat baie sterker is, met 'n struktuur wat as volg lyk:
Dit is die glas wat jy elke dag sien, in bottels en vensters, en is ook die glas wat in saamgestelde materiale gebruik word.
So, is dit 'n polimeer of nie? Gewoonlik word dit nie as polimeer gesien nie. Hoekom? Party sê dit is anorganies, en polimere is gewoonlik nie anorganies nie. Maar deesdae is daar baie anorganiese polimere. Byvoorbeeld, wat van polisiloksane? Hierdie lineêre, en ja, anorganiese material het 'n struktuur baie dieselfde as die van glas, en hulle word as polimere gesien. Kyk na 'n polisiloksaan:
So, glas kan gesien word as 'n hoogs kruisgebinde polisiloksaan. Maar gewoonlik dink ons nie so daaraan nie. Hoekom nie? Dink 'n bietjie daaroor, en laat ons gerus weet.