Polimēru adsorbcija

Adsorbcija ir jonu vai molekulu saķere ar citas fāzes virsmu. Adsorbcija var notikt fizizorbcijas un ķīmiskās sorbcijas ceļā.Joni un molekulas var adsorbēties uz dažāda veida virsmām, ieskaitot polimēru virsmas.Polimērs ir liela molekula, kas sastāv no atkārtotām apakšvienībām, kas savienotas kopā ar kovalentām saitēm.Jonu un molekulu adsorbcijai uz polimēru virsmām ir nozīme daudzos lietojumos, tostarp: biomedicīnas, strukturālos un pārklājumos.

Polimērsvirsmas atšķiras no nepolimēru virsmām ar to, ka apakšvienības, kas veido virsmu, ir kovalenti saistītas viena ar otru.Nepolimēru virsmas var saistīt ar jonu saitēm, metāliskām saitēm vai starpmolekulāriem spēkiem (SVF).Divkomponentu sistēmā nepolimēru virsmas veidojas, ja ir nepieciešams pozitīvs neto enerģijas daudzums, lai pārtrauktu pašmijiedarbību un veidotu pašmijiedarbības.Tāpēc sajaukšanas enerģija ir pozitīva.Šis enerģijas daudzums, ko raksturo saskarnes spriegums, atšķiras dažādām materiālu kombinācijām.Tomēr ar polimēru virsmām apakšvienības ir kovalenti savienotas kopā, un cietās virsmas masīvā fāze neļauj tieši izmērīt virsmas spraigumu.Starpmolekulāros spēkus starp lielajām polimēru molekulām ir grūti aprēķināt, un tos nevar noteikt tik viegli kā nepolimēru virsmas molekulāro mijiedarbību.[2]Kovalenti saistītās apakšvienības veido virsmu ar atšķirīgām īpašībām salīdzinājumā ar nepolimēru virsmām.Daži polimēru virsmu piemēri ir: polivinilhlorīds (PVC), neilons, polietilēns (PE) un polipropilēns (PP).Polimēru virsmas ir analizētas, izmantojot dažādas metodes, tostarp: skenējošo elektronu mikroskopiju, skenējošo tunelēšanas mikroskopiju un infrasarkano staru spektroskopiju.

Dažādām polimēru virsmām monomēros ir dažādas sānu ķēdes, kas var tikt uzlādētas adsorbātu adsorbcijas vai disociācijas dēļ.Piemēram, polistirola sulfonātam ir monomēri, kas satur negatīvi lādētas sānu ķēdes, kas var adsorbēt pozitīvi lādētus adsorbātus.Polistirola sulfonāts vairāk adsorbēs pozitīvi lādētu adsorbātu nekā negatīvi lādētu.Un otrādi, polimēram, kas satur pozitīvi lādētas sānu ķēdes, piemēram, poli(dialildimetilamonija hlorīds), negatīvi lādēti adsorbāti tiks spēcīgi piesaistīti.

Strukturāls

Uzlaboti polimēru kompozītmateriāli:Uzlabotos polimēru kompozītmateriālus izmanto veco konstrukciju nostiprināšanai un atjaunošanai.Šos uzlabotos kompozītmateriālus var izgatavot, izmantojot daudzas dažādas metodes, tostarp prepreg, sveķus, infūziju, kvēldiega tinumu un pultrūziju.Uzlabotos polimēru kompozītmateriālus izmanto daudzās lidmašīnu konstrukcijās, un to lielākais tirgus ir kosmosa un aizsardzības jomā.

Ar šķiedru pastiprināti polimēri:Ar šķiedru pastiprinātus polimērus (FRP) savās konstrukcijās parasti izmanto būvinženieri.FRP lineāri elastīgi reaģē uz aksiālo spriegumu, padarot tos par lielisku materiālu slodzes noturēšanai.FRP parasti ir lamināta veidā, un katrai kārtai ir vienvirziena šķiedras, parasti oglekļa vai stikla, kas iestrādātas viegla polimēra matricas materiāla slānī.FRP ir lieliska izturība pret vides iedarbību un liela izturība.

Politetrafluoretilēns:Politetrafluoretilēns (PTFE) ir polimērs, ko izmanto daudzos lietojumos, tostarp nepiedegošos pārklājumos, skaistumkopšanas līdzekļos un smērvielas.PTFE ir hidrofoba molekula, kas sastāv no oglekļa un fluora.Oglekļa-fluora saites padara PTFE par materiālu ar zemu berzi, kas ir labvēlīgs vidē ar augstu temperatūru un izturīgs pret spriegumu plaisāšanu.Šīs īpašības izraisa to, ka PTFE nav reaģējošs un tiek izmantots plašā lietojumu klāstā.

Polimēru adsorbcija porainā vidē:Fiziskā adsorbcija un mehāniskā iesprūšana ir divi galvenie polimēra aiztures cēloņi porainā vidē.Zema polimēra noturība rezervuārā ir būtiska, lai polimēra EOR darbība būtu veiksmīga.