Polymeerin adsorptio

Adsorptio on ionien tai molekyylien adheesiota toisen faasin pinnalle. Adsorptio voi tapahtua fyysisen ja kemisorption kautta.Ionit ja molekyylit voivat adsorboitua monenlaisiin pintoihin, mukaan lukien polymeeripinnat.Polymeeri on suuri molekyyli, joka koostuu toistuvista alayksiköistä, jotka ovat sitoutuneet yhteen kovalenttisilla sidoksilla.Ionien ja molekyylien adsorptiolla polymeeripintoihin on merkitystä monissa sovelluksissa, mukaan lukien: biolääketieteen, rakenteelliset ja pinnoitteet.

Polymeeripinnat eroavat ei-polymeeripinnoista siinä, että pinnan muodostavat alayksiköt ovat kovalenttisesti sitoutuneita toisiinsa.Ei-polymeeriset pinnat voidaan sitoa ionisidoksilla, metallisidoksilla tai molekyylien välisillä voimilla (IMF).Kaksikomponenttisessa järjestelmässä ei-polymeeripintoja muodostuu, kun tarvitaan positiivinen nettoenergiamäärä itsevuorovaikutusten katkaisemiseksi ja ei-itsevuorovaikutusten muodostamiseksi.Siksi sekoitusenergia on positiivinen.Tämä rajapintajännityksen kuvaama energiamäärä vaihtelee eri materiaaliyhdistelmissä.Kuitenkin polymeeripinnoilla alayksiköt sitoutuvat kovalenttisesti yhteen, eikä kiinteän pinnan bulkkifaasi salli pintajännityksen mittaamista suoraan.Suurten polymeerimolekyylien välisiä molekyylien välisiä voimia on vaikea laskea, eikä niitä voida määrittää yhtä helposti kuin ei-polymeerien pintamolekyylien välisiä vuorovaikutuksia.[2]Kovalenttisesti sitoutuneet alayksiköt muodostavat pinnan, jolla on erilaiset ominaisuudet verrattuna ei-polymeeripintoihin.Joitakin esimerkkejä polymeeripinnoista ovat: polyvinyylikloridi (PVC), nailon, polyeteeni (PE) ja polypropeeni (PP).Polymeeripintoja on analysoitu useilla eri tekniikoilla, mukaan lukien pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, pyyhkäisytunnelimikroskoopilla ja infrapunaspektroskopialla.

Erilaisten polymeeripintojen monomeereissä on erilaisia ​​sivuketjuja, jotka voivat varautua adsorbaattien adsorption tai dissosioitumisen vuoksi.Esimerkiksi polystyreenisulfonaatissa on monomeerejä, jotka sisältävät negatiivisesti varautuneita sivuketjuja, jotka voivat adsorboida positiivisesti varautuneita adsorbaatteja.Polystyreenisulfonaatti adsorboi enemmän positiivisesti varautunutta adsorbaattia kuin negatiivisesti varautunutta.Sitä vastoin polymeerille, joka sisältää positiivisesti varautuneita sivuketjuja, kuten poly(diallyylidimetyyliammoniumkloridi), negatiivisesti varautuneet adsorbaatit vetäytyvät voimakkaasti.

Rakenteellinen

Kehittyneet polymeerikomposiitit:Kehittyneitä polymeerikomposiitteja käytetään vanhojen rakenteiden vahvistamisessa ja kunnostamisessa.Näitä kehittyneitä komposiitteja voidaan valmistaa useilla eri menetelmillä, mukaan lukien prepreg, hartsi, infuusio, filamentin käämitys ja pultruusio.Kehittyneitä polymeerikomposiitteja käytetään monissa lentokonerakenteissa ja niiden suurimmat markkinat ovat ilmailu- ja puolustusteollisuudessa.

Kuituvahvisteiset polymeerit:Kuituvahvisteisia polymeerejä (FRP) käyttävät yleisesti rakennusinsinöörit rakenteissaan.FRP:t reagoivat lineaarisesti elastisesti aksiaaliseen jännitykseen, mikä tekee niistä erinomaisen materiaalin kuorman pitämiseen.FRP:t ovat yleensä laminaattimuodostelmassa, jossa jokaisessa kerroksessa on yksisuuntaisia ​​kuituja, tyypillisesti hiiltä tai lasia, upotettuna kevyen polymeerimatriisimateriaalin kerrokseen.Lujitemuovilevyillä on suuri kestävyys ympäristön altistumista vastaan ​​ja suuri kestävyys.

Polytetrafluorieteeni:Polytetrafluorieteeni (PTFE) on polymeeri, jota käytetään monissa sovelluksissa, mukaan lukien tarttumattomat pinnoitteet, kauneustuotteet ja voiteluaineet.PTFE on hydrofobinen molekyyli, joka koostuu hiilestä ja fluorista.Hiili-fluorisidokset tekevät PTFE:stä vähäkitkaisen materiaalin, joka on suotuisa korkeissa lämpötiloissa ja kestää jännityshalkeilua.Nämä ominaisuudet aiheuttavat sen, että PTFE ei ole reaktiivinen ja sitä käytetään monissa sovelluksissa.

Polymeerin adsorptio huokoisissa väliaineissa:Fysikaalinen adsorptio ja mekaaninen kiinnijääminen ovat kaksi pääasiallista syytä polymeerin pidättymiseen huokoisissa väliaineissa.Alhainen polymeerin retentio säiliössä on välttämätöntä polymeerin EOR-operaation onnistumiselle.