Avainero fysikaalisen ja kemiallisen silloittamisen välillä on se, että fysikaaliset ristisidokset syntyvät heikkojen vuorovaikutusten kautta, kun taas kemialliset ristisidokset muodostuvat kovalenttisen sidoksen kautta.
Ristilinkin muodostuminen on yhden polymeeriketjun sitoutumista toiseen. Tämä linkki voi muodostua kahdella tavalla: fysikaalisella ja kemiallisella menetelmällä, joka sisältää ionisidoksia ja kovalenttisia sidoksia, vastaavasti.
Mitä on fyysinen ristiinlinkitys?
Fysikaalinen silloitus on sidoksen muodostumista polymeeriketjujen välille heikon vuorovaikutuksen kautta. Useimmiten nämä vuorovaikutukset ovat yleensä ionisidoksia. Esim. natriumalginaattigeelit muodostavat ionisidoksia altistuessaan kalsiumioneille. Tämä silloitus käsittää sillan muodostuksen alginaattiketjujen välille. Toinen yleinen esimerkki sisältää booraksin lisäämisen polyvinyylialkoholiin, joka muodostaa vetysidoksia (heikkoja vuorovaikutusvoimia) boorihapon ja polymeerin alkoholiryhmien välille. Joitakin esimerkkejä aineista, jotka voivat käydä läpi fysikaalisen ristisitoutumisen, ovat gelatiini, kollageeni, agaroosi ja agar-agar.
Yleensä fyysiset ristisidokset eivät ole verrattain vakaita mekaanisesti ja termisesti. On olemassa polymeeriluokka, joka tunnetaan termoplastisina elastomeereinä ja joiden mikrorakenteessa on taipumus luottaa fysikaaliseen silloittumiseen. Tämä silloitus antaa materiaalille vakauden, joten ne ovat laaj alti käyttökelpoisia muissa kuin rengassovelluksissa, esim. moottorikelkkaradat ja katetrit lääketieteelliseen käyttöön. Tämä johtuu siitä, että fyysinen ristisilloitus on usein palautuva, ja voimme uudistaa sen käyttämällä lämpöä.
Mikä on kemiallinen ristisilloitus?
Kemiallinen silloitus on sidoksen muodostumista polymeeriketjujen välille kovalenttisten kemiallisten sidosten kautta. Nämä ristisidokset muodostuvat kemiallisista reaktioista, jotka voivat käynnistyä lämmön, paineen, pH:n muutoksen tai säteilyn vaikutuksesta.
Esimerkiksi kemiallinen ristisilloitus tapahtuu, kun polymeroimaton tai osittain polymeroitunut hartsi sekoitetaan tiettyjen kemikaalien kanssa, joita kutsutaan silloitusreagensseiksi. Tämä johtaa kemialliseen reaktioon, joka muodostaa ristisidoksia. Lisäksi voimme indusoida tämän silloittumisen materiaaleissa, jotka yleensä ovat kestomuovia. Tämä johtuu altistumisesta säteilylähteelle, kuten elektronisäteelle, gammasäteilylle tai ultraviolettisäteilylle. Esim. voimme käyttää elektronisuihkukäsittelyä C-tyypin silloitetun polyeteenin silloittamiseen.
Kuva 01: Vulkanoidun kumin rakenne
Vulkanointi on toinen silloittamisen tyyppi, joka on kemiallinen prosessi. Se voi muuttaa kumin kovaksi, kestäväksi materiaaliksi, joka liittyy auton ja polkupyörän renkaisiin. Tämä vaihe on nimeltään rikkikovettuminen. Se on hidas prosessi, jota voidaan nopeuttaa kiihdyttimillä.
Mitä eroa on fysikaalisella ja kemiallisella silloituksella?
Kemiassa ja biokemiassa silloitus on prosessi, jossa muodostuu sidoksia polymeeriketjujen välille. Keskeinen ero fysikaalisen ja kemiallisen silloittamisen välillä on se, että fysikaaliset ristisidokset syntyvät heikkojen vuorovaikutusten kautta, kun taas kemialliset ristisidokset muodostuvat kovalenttisen sidoksen kautta. Lisäksi termoplastiset elastomeerit läpikäyvät fysikaalisen silloittumisen, kun taas lämpökovettuvat polymeerit läpikäyvät kemiallisen silloittumisen. Lisäksi fysikaalisella silloituksella on alhainen kestävyys, kun taas kemiallisella silloituksella on korkea kestävyys. Toinen ero fysikaalisen ja kemiallisen silloittamisen välillä on se, että fysikaalinen ristisilloitus on heikompaa kuin kemiallinen silloittaminen.
Alla oleva infografiikka luettelee fysikaalisen ja kemiallisen ristisilloituksen väliset erot taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Fysikaalinen vs. kemiallinen ristisidos
Termi ristisilloitus on yleinen kemiassa ja biologiassa. avainero fysikaalisen ja kemiallisen silloittamisen välillä on se, että fysikaaliset ristisidokset syntyvät heikkojen vuorovaikutusten kautta, kun taas kemialliset ristisidokset muodostuvat kovalenttisen sidoksen kautta.
