Адсорбція полімерів

Адсорбція — це адгезія іонів або молекул на поверхні іншої фази. Адсорбція може відбуватися шляхом фізичної та хемосорбції.Іони та молекули можуть адсорбуватися на багатьох типах поверхонь, включаючи полімерні поверхні.Полімер — це велика молекула, що складається з повторюваних субодиниць, зв’язаних між собою ковалентними зв’язками.Адсорбція іонів і молекул на полімерних поверхнях відіграє важливу роль у багатьох сферах застосування, включаючи: біомедичні, структурні та покриття.

полімерніповерхні відрізняються від неполімерних поверхонь тим, що субодиниці, з яких складається поверхня, ковалентно зв’язані одна з одною.Неполімерні поверхні можуть бути пов’язані іонними зв’язками, металевими зв’язками або міжмолекулярними силами (ММС).У двокомпонентній системі неполімерні поверхні утворюються, коли для розриву власних взаємодій і формування невласних взаємодій потрібна додатна сумарна кількість енергії.Отже, енергія змішування позитивна.Ця кількість енергії, яка описується міжфазним натягом, змінюється для різних комбінацій матеріалів.Однак на полімерних поверхнях субодиниці ковалентно зв’язані разом, і об’ємна фаза твердої поверхні не дозволяє безпосередньо виміряти поверхневий натяг.Міжмолекулярні сили між великими полімерними молекулами важко обчислити, і їх неможливо визначити так само легко, як неполімерні поверхневі молекулярні взаємодії.[2]Ковалентно зв’язані субодиниці утворюють поверхню з різними властивостями порівняно з неполімерними поверхнями.Деякі приклади полімерних поверхонь включають: полівінілхлорид (ПВХ), нейлон, поліетилен (ПЕ) і поліпропілен (ПП).Поверхні полімерів були проаналізовані за допомогою різних методів, включаючи: скануючу електронну мікроскопію, скануючу тунельну мікроскопію та інфрачервону спектроскопію.

Різні полімерні поверхні мають різні бічні ланцюги на мономерах, які можуть стати зарядженими внаслідок адсорбції або дисоціації адсорбатів.Наприклад, полістиролсульфонат має мономери, що містять негативно заряджені бічні ланцюги, які можуть адсорбувати позитивно заряджені адсорбати.Полістиролсульфонат буде адсорбувати більше позитивно зарядженого адсорбату, ніж негативно зарядженого.І навпаки, для полімеру, який містить позитивно заряджені бічні ланцюги, такого як полі(діалілдиметиламоній хлорид), негативно заряджені адсорбати будуть сильно притягуватися.

Структурний

Сучасні полімерні композити:Сучасні полімерні композити використовуються для зміцнення та відновлення старих конструкцій.Ці передові композити можна виготовляти за допомогою багатьох різних методів, включаючи препрег, смолу, інфузію, намотування нитки та пултрузію.Сучасні полімерні композити використовуються в багатьох конструкціях літаків, і найбільший ринок для них – аерокосмічна та оборонна промисловість.

Полімери, армовані волокном:Полімери, армовані волокном (FRP), зазвичай використовуються інженерами-будівельниками у своїх конструкціях.FRP лінійно-пружно реагують на осьову напругу, що робить їх чудовим матеріалом для утримання навантаження.FRP зазвичай складаються з шаруватого шару, причому кожна пластина має односпрямовані волокна, як правило, вуглецеві або скляні, вбудовані в шар легкого полімерного матричного матеріалу.FRP має високу стійкість до впливу навколишнього середовища та високу довговічність.

Політетрафторетилен:Політетрафторетилен (PTFE) — це полімер, який використовується в багатьох сферах застосування, включаючи антипригарні покриття, косметичні засоби та мастила.PTFE є гідрофобною молекулою, що складається з вуглецю та фтору.Вуглець-фторні зв’язки роблять PTFE матеріалом із низьким коефіцієнтом тертя, сприятливим для високотемпературних середовищ і стійким до розтріскування під напругою.Ці властивості призводять до того, що PTFE не реагує і використовується в широкому спектрі застосувань.

Адсорбція полімерів у пористих середовищах:Фізична адсорбція та механічне захоплення є двома основними причинами утримання полімеру в пористому середовищі.Низький рівень утримування полімеру в резервуарі має важливе значення для успіху роботи з виробництва полімерів.