Η βασική διαφορά μεταξύ διασύνδεσης και ζελατινοποίησης είναι ότι η διασύνδεση είναι ο σχηματισμός ιοντικών ή ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ πολυμερών αλυσίδων, ενώ η ζελατινοποίηση είναι ο σχηματισμός πηκτής.
Η διασύνδεση είναι μια κοινή διαδικασία σε πολυμερή υλικά. Η γέληση είναι επίσης ένας τύπος σταυροσύνδεσης. Ωστόσο, σχηματίζει συγκεκριμένα ένα πήκτωμα και όχι ένα απλό πολυμερές υλικό με σταυροειδείς δεσμούς.
Τι είναι Crosslinking;
Διασταυρούμενη σύνδεση είναι ο σχηματισμός ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ δύο πολυμερών αλυσίδων. Αυτοί οι χημικοί δεσμοί μπορεί να είναι είτε ιοντικοί δεσμοί είτε ομοιοπολικοί δεσμοί – συνήθως είναι ομοιοπολικοί δεσμοί. Τα διασυνδεδεμένα πολυμερή είναι πολυμερή που έχουν σταυροδεσμούς μεταξύ πολυμερών αλυσίδων. Αυτοί οι δεσμοί σχηματίζονται κατά τη διαδικασία του πολυμερισμού (σχηματισμός του πολυμερούς υλικού). Μερικές φορές σχηματίζονται σταυροδεσμοί και μετά την ολοκλήρωση του πολυμερισμού.
Δεδομένου ότι οι σταυροδεσμοί μεταξύ των αλυσίδων πολυμερών είναι ισχυρότεροι από τις κανονικές διαμοριακές έλξεις, τα πολυμερή που σχηματίζονται από τη διασύνδεση είναι σταθερά και ισχυρότερα. Αυτά τα πολυμερή απαντώνται και σε συνθετικές μορφές και ως φυσικά απαντώμενα πολυμερή. Οι σταυροδεσμοί δημιουργούνται από χημικές αντιδράσεις παρουσία αντιδραστηρίων διασύνδεσης. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα πολυμερών με σταυροδεσμούς είναι το βουλκανισμένο καουτσούκ. Δεδομένου ότι το φυσικό καουτσούκ δεν είναι αρκετά άκαμπτο ή άκαμπτο, το καουτσούκ είναι βουλκανισμένο. Εδώ, το καουτσούκ θερμαίνεται με θείο, έτσι τα μόρια θείου σχηματίζουν ομοιοπολικούς δεσμούς στις αλυσίδες πολυμερών από καουτσούκ, συνδέοντας τις αλυσίδες μεταξύ τους. Στη συνέχεια, το καουτσούκ γίνεται ένα άκαμπτο και άκαμπτο υλικό που είναι ανθεκτικό.
Η ποσότητα της διασύνδεσης δίνει τον βαθμό σταυροσύνδεσης ανά mole ενός υλικού. Μπορούμε να μετρήσουμε τον βαθμό διασύνδεσης μέσω του πειράματος διόγκωσης. Σε αυτό το πείραμα, το υλικό τοποθετείται σε δοχείο με κατάλληλο διαλύτη. Στη συνέχεια μετράται η μεταβολή της μάζας ή η μεταβολή του όγκου. Εδώ, εάν ο βαθμός διασταύρωσης είναι χαμηλός, το υλικό διογκώνεται περισσότερο.
Τι είναι το Gelation;
Η πηκτωματοποίηση είναι ο σχηματισμός πηκτής από μείγμα πολυμερών. Εδώ, τα διακλαδισμένα πολυμερή προκαλούν το σχηματισμό δεσμών μεταξύ των κλάδων. Αυτός είναι ένας τύπος σταυροσύνδεσης και οδηγεί στο σχηματισμό ενός μεγάλου δικτύου πολυμερών. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας σχηματισμού δικτύου, ένα μόνο μακροσκοπικό μόριο σχηματίζεται σε κάποιο σημείο και ονομάζουμε αυτό το σημείο ως σημείο γέλης. Εδώ, το μείγμα χάνει τη ρευστότητα και το ιξώδες του. Εν τω μεταξύ, γίνεται πολύ μεγάλο. Το σημείο γέλης ενός συστήματος μπορεί να προσδιοριστεί εύκολα παρατηρώντας μια ξαφνική αλλαγή στο ιξώδες. Μετά την ολοκλήρωση του σχηματισμού αυτού του άπειρου υλικού δικτύου, μπορούμε να το ονομάσουμε «τζελ» και αυτό το πήκτωμα δεν διαλύεται στον διαλύτη. Ωστόσο, το τζελ μπορεί να διογκωθεί.
Ένα τζελ μπορεί να σχηματιστεί με δύο τρόπους: φυσική σύνδεση ή χημική διασύνδεση. Μεταξύ αυτών των μεθόδων, η διαδικασία φυσικής ζελατινοποίησης περιλαμβάνει φυσικό δεσμό μεταξύ μορίων πολυμερούς. Οι φυσικοί δεσμοί μπορεί να περιλαμβάνουν δυνάμεις έλξης που δεν είναι χημικοί δεσμοί. Ωστόσο, η διαδικασία χημικής διασύνδεσης περιλαμβάνει σχηματισμό ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ μορίων πολυμερούς.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Crosslinking και Gelation;
Η βασική διαφορά μεταξύ διασύνδεσης και ζελατινοποίησης είναι ότι η διασύνδεση είναι ο σχηματισμός ιοντικών ή ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ πολυμερών αλυσίδων, ενώ η ζελατινοποίηση αναφέρεται στο σχηματισμό πηκτής. Επιπλέον, σχηματίζεται σταυροσύνδεση λόγω της προσθήκης παράγοντα διασύνδεσης ενώ σχηματίζεται ζελατινοποίηση λόγω της ξαφνικής αλλαγής του ιξώδους μέσω της προσθήκης παραγόντων σταυροσύνδεσης. Το gelation είναι επίσης ένας τύπος σταυροσύνδεσης.
Στο παρακάτω infographic παρουσιάζονται περισσότερες διαφορές μεταξύ διασταυρούμενης σύνδεσης και ζελατινοποίησης.
Σύνοψη – Crosslinking vs Gelation
Η διασύνδεση είναι μια κοινή διαδικασία σε πολυμερή υλικά. Η γέληση είναι επίσης ένας τύπος σταυροσύνδεσης. Ωστόσο, σχηματίζει συγκεκριμένα ένα πήκτωμα και όχι ένα απλό πολυμερές υλικό με σταυροειδείς δεσμούς. Η βασική διαφορά μεταξύ σταυροσύνδεσης και ζελατινοποίησης είναι ότι η διασύνδεση είναι ο σχηματισμός ιοντικών ή ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ πολυμερών αλυσίδων, ενώ η ζελατινοποίηση αναφέρεται στο σχηματισμό πηκτής.
