Számos modern vegyipar alkalmazza a zöld kémiat a környezet megóvása érdekében, különféle vegyi anyagok előállítása közben. A zöld kémiai stratégiákat elsősorban a hulladéktermelés csökkentésével, a nyersanyag-felhasználás csökkentésével, a nem megújuló energiaforrás csökkentésével, az általános energiaigény csökkentésével, valamint a kockázatok, veszélyek és költségek csökkentésével lehet megvalósítani. A polimer keverék és a kompozit felhasználása két ilyen stratégia, amelyet sok iparág „zöld” követelményében alkalmaznak. A polimer keverékek és kompozitok rendkívül hasznosak a következő okok miatt.
A polimerkeverékek és a kompozitok meghatározása meglehetősen ellentmondásos, bár gyakran együtt használják. A rendelkezésre álló irodalom szerint azonban a A polimerkeverék és a kompozit közötti lényeges különbség az, hogy a polimerkeveréket két vagy több polimer keverésével állítják elő, hogy egyfázisúvá váljanak, míg a kompozit két vagy több elem kombinációjából áll, amely többfázisú, többkomponensű rendszert eredményez, ahol minden elem tükrözi sajátos identitását és tulajdonságait. A polimer keverékekkel és kompozitokkal kapcsolatos további részleteket ebben a cikkben tárgyaljuk.
A polimerkeverék két vagy több polimer kombinációja, amelyeket fizikailag összekevernek, hogy egyfázisú legyen. Ez azt jelenti, hogy nem az egyes polimerek tulajdonságait külön kapjuk meg, hanem egy tulajdonságkészletet kevés polimer összekeverésével kapunk. Ezért egyes polimerek nem mutatják meg a kívánt tulajdonságot. A keverékeket általában olvadt állapotban vagy oldószerben való feloldással állítják elő. A polimer keverékek különféle formában lehetnek, például elegyedő egyfázisú, elegyedő szétválasztott fázis, ötvözetek, kompatibilis, inkompatibilis, áthatoló és félig áthatoló polimerhálózat. A polimer keverékeket elsősorban kompatibilis és összeférhetetlen polimer keverékekként osztályozzák. Kompatibilis polimer keverékek elegyíthető keverékek, amelyekben nincs külön fázis, hanem egyetlen fázis. Az ilyen típusú keverékek kiváló mechanikai tulajdonságokat biztosítanak. Nem összeférhető polimer keverékek azok a keverékek, amelyek a keverés után két jól meghatározott külön fázist képeznek. Az ilyen típusú keverékek általában rossz mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az inkompatibilis keverékek azonban gyakoribbak, mint a kompatibilis keverékek.
A polisztirol egy homopolimer, amely elegyedő polimer keverék
A polimer kompozitok két vagy több elemből álló vegyületek, amelyek végül többfázisú, többkomponensű rendszert képeznek. Mindegyik elemnek megvan a maga identitása, és fizikai és kémiai tulajdonságait is megőrzi, még azután is, hogy összetették őket. A kompozit általában két összetevőt tartalmaz; polimer és nem polimer. A polimer komponens általában mátrixként, míg a nem polimer komponens töltőanyagként viselkedik (pl .: szál, pehely, fém, kerámia stb.). Egyes esetekben a polimereket töltőanyagként is használják. Ezért a polimerek töltőanyagként vagy mátrixként játszhatnak szerepet a kompozitokban. A kompozitok előállításához mind a szintetikus, mind a természetes polimerek felhasználhatók. A szélesebb körű alkalmazásokhoz kiváló tulajdonságokkal rendelkező anyagok előállíthatók mind természetes, mind szintetikus polimerek keverésével. Még ma is sok kompozit került kifejlesztésre a természetes polimerek segítségével, mivel számos előnnyel járnak, mint például a biológiai lebonthatóság, a kisebb toxicitás és a rendelkezésre állás. A fa és a csontok két jó példa a természetes kompozitokra. A hemicellulóz és a lignin a polimer mátrixként működnek a fában, míg a cellulózrostok töltőanyagként viselkednek. Az üvegszálas kiváló példa az ember alkotta kompozitra.
Üveg polimerrel
Polimer keverék: A polimerkeverék két vagy több polimer kombinációja, amelyeket fizikailag összekevernek, hogy egyfázisú legyen.
Polimer kompozit: A polimer kompozit két vagy több elemből álló vegyület, amely többfázisú, többkomponensű rendszert eredményez
Polimer keverék: A polimerkeverékek két vagy több polimerből állnak
Polimer kompozit: A polimer kompozitok polimer és nem polimer komponensekből állnak
Polimer keverék: A polimerkeverékek általában nem képeznek erős kémiai kötéseket a polimerek között.
Polimer kompozit: A polimer kompozitok kémiai és fizikai kötésekkel rendelkeznek a polimer és a nem polimer között.
Irodalom:
Kulshreshtha, A. K. (2002). Polimer keverékek és kompozitok kézikönyve(1. kötet). iSmithers Rapra Publishing.
Olatunji, O. (2016). Természetes polimerek. Springer Nemzetközi Kiadó: Impresszum: Springer,.
Sperling, L. H. (2005). Bevezetés a fizikai polimer tudományba. John Wiley & Sons.
Kép jóvoltából:
„Üveg polimerrel” - írta: Cjp24 - Saját munka (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia segítségével
“Meghosszabbított polisztirol habosított anyag” Felhasználó szerint: Acdx - Saját munka, (CC-BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia segítségével