Kopolimery

Prowadząca                  
Dr hab.inż. Helena Janik
                                  
                               

,

.

 

 

Kopolimery blokowe 

a kopolimery 

statystyczne

 -

własciwości

Kopolimery
statystyczn
e

 

 

Kopolimery
blokowe

 

 

Zjawisko 

separacji 

fazowej

Rozdział fazowy bloków kopolimerów i tworzenie 

odrębnych obszarów zbudowanych tylko z 
danego fragmentu kopolimeru.

W ten sposób tworzy się usieciowanie fizyczne 

czyli usztywnianie układu poprzez różnego 
rodzaju struktury fizyczne.

Kopolimery blokowe wykazują strukturę 

domenową.

   W obszarze domeny są tylko oddziaływania 

fizyczne.

 

 

Stany uporządkowane 

a nieuporządkowane w 

kopolimerach blokowych 

amorficznych

 

 

Układy 

kopolimerów o 

zróżnicowanych 

składach 

procentowych

Kopolimery 
blokowe 
wykazują zmianę 
modułu! w 
zależności od 
składu

        

Kop. Statystyczne
-zmiana Tg w f(składu)

 

 

Geometria 

separacji 

fazowej

Struktura wzajemnie przenikających się faz

Struktura domenowa lamelarna 
         lub cylindryczna

Domeny sferyczne

Rozmiar obszaru zajmowanego 

przez segmenty zależy 

od ich udziałów

 objętościowych

 

 

Morfologia 

kopolimerów 

blokowych w 

zależności od 

składu

A- giętki i elastyczny

Np.: polibutadien, 

poliizopren

 

B- twardy, 
termoplastyczny

Np.: polistyren

Domena A  w matrycy B : sztywny i 
mało elastyczny

 

Domena B w matrycy A : miękki i elastyczny

 

 

Schemat 

struktury 

domenowej

 

 

Morfologia polimeru 

blokowego typu ABA-wpływ 

temp., rozpuszczalnika

C: domeny 
     
cylindryczn
e

Ksylen, temp. 25

0

C, 

szybkie odparowanie rozp.

(domeny sferyczne, 

chaotycznie rozmieszczone)

)

Ksylen, temp. 50 C,

Wolne odparowanie rozp

.

(domeny sferyczne, 

regularnie rozmieszczone 

wewnątrz ziaren; na granicy ziaren: 

zaburzenie regularności, 

ziarnamakrokryształy

A,B: domeny kuliste

Octan etylu, temp. 25 C

 

 

Krytyczna Mw a 

tworzenie domen

Krytycznym parametrem w tworzeniu 
separacji fazowej jest długość bloków 
czyli masa cząsteczkowa poszczególnych 
bloków.

- obserwacje
   eksperymentalne

-obliczenia
   termodynamiczne
 ( ΔGm<0 : układ
       całkowicie mieszalny)

Okno 
niemieszalności

Mw-masa cząsteczkowa

 

 

Kopolimery blokowe 

amorficzne-

podsumowanie

 

 

Siła napędzająca separacje fazową: 
niemieszalność chemicznie 
różnych bloków

W przypadku kopolimerów 
amorficznych mówimy o:

-

nanostrukturze

-

strukturze nadcząsteczkowej

-

morfologii w skali nm

Metody badań morfologii kopolimerów 
amorficznych

-mikroskopia elektronowa ( wprost )

-inne metody ( pośrednio )

-unikalne właściwości

.

 

 

Kopolimery blokowe -
wykorzystanie struktur 
domenowych
Termoplastyczne elastomery

( kombinacja elastomeru z 
termoplastem )

Polimery o właściwościach: 

- mechanicznych charakterystycznych dla 
elastomeru

- przetwórczych charakterystycznych dla 
termoplastu

IDEA:

-brak kowalencyjnych wiązań sieciujących 

- przejęcie funkcji chemicznych wiązań 
  sieciujących przez domeny 
termoplastyczne,
  stanowiące sieciowanie fizyczne 
  na obszarze rzędu 10-30 nm 

 

 

Kopolimery blokowe (amorficzne):

Typu AB: styrenowo-butadienowe ( SOLPRENE)

Typu ABA: styrenowo-butadienowo-styrenowe 
(KRATON)

                    styrenowo-izoprenowo-styrenowe 
(CARIFLEX)

Kopolimery multiblokowe (AB)n 
(krystaliczne):
Segmentowe poliuretany ( Du Pont- LYCRA, 
Byer-ELASTOLLAN)
Kopolimery estrowo eterowe (HYTREL)

Warunek mikrostruktury- 
morfologii 
dla elastomeru termoplastycznego:
- separacja fazowa między fazą o 
właściwościach termoplastycznych 
i fazą o właściwościach 
sprężystych

Elastomery termoplastyczne-przykłady