Year: 2015
Type: article
Abstract: Tworzywa z polimerów termo-i chemoutwardzalnych, zwane również duroplastami, stanowią zróżnicowaną chemicznie grupę materiałów polimerowych, które, w odróżnieniu od termoplastów, cechuje nieodwracalne przechodzenie w stan nierozpuszczalnego i nietopliwego ciała stałego podczas formowania wyrobów.Ta klasa polimerów nie może być ponownie przetworzona typowymi sposobami, jak np.proces topnienia.Wiele metod, uwzględniających termicznie odwracalne fizyczne usieciowanie (np.cykloaddukty Dielsa-Aldera) używano do tworzenia zdolnych do ponownego odtwarzania usieciowanych polimerów [1, 2].Jednakże te reakcje nie zachowują liczby wiązań poprzecznych w sieci strukturalnej, dlatego materiały wykazują utratę integralności strukturalnej pod wpływem ogrzewania.Nasuwa się zatem pytanie: czy istnieją materiały polimerowe łączące właściwości szkła i plastiku? Czym są vitrimery?Vitrimery stanowią klasę materiałów polimerowych, które zostały opracowane i po raz pierwszy opisane przez Leiblera i współpracowników [3].Materiały te charakteryzują się wysoko pożądanymi właściwościami łączącymi ciągliwość i naprawialność, przy wysokich temperaturach, wraz z nierozpuszczalnością [4].Ta klasa polimerów jest bardzo odmienna od tworzyw termoutwardzalnych i polimerów termoplastycznych.Materiały termoutwardzalne, wykonane z trwale usieciowanych polimerów, są nierozpuszczalne i nie można ponownie zmienić ich kształtu, jednak tworzywa termoplastyczne, wykonane z łańcuchów polimerowych, są rozpuszczalne, mogą być łatwo, dowolnie i wielokrotnie przetwarzane, ale po każdym przetworzeniu pogorszeniu ulegają ich właściwości użytkowe i mechaniczne -na skutek zjawiska depolimeryzacji [5].Vitrimery są bardzo wyrafinowane z uwagi na swoją budowę -składają się z kowalencyjnej sieci organicznej, która może być przeorganizowana na drodze odwracalnych reakcji wymiany i która zachowuje całkowitą liczbę wiązań sieciowych oraz przeciętną funkcjonalność węzłów.Innymi słowy, vitrimery składają się z atomów, które są kowalencyjnie związane tworząc sieć, a podstawa wymiarów oparta jest na odwracalnej zamrożonej topologii sieci.Dla topologii sieci przestrzennej, na drodze reakcji wymiany, materiał odpręża naciski i "płynie", nawet jeśli sumarycznie liczba zmian więzów jest stała w czasie i nie zmienia się [6, 7].Z uwagi na przeorganizowanie topologii sieci, naciski w zniekształconym vitrimerze mogą odprężyć się, powodując trwałą deformację.Ponadto, w odniesieniu do wspomnianego mechanizmu, vitrimery mogą "płynąć" pod wpływem naprężeń mechanicznych.W momencie obniżenia temperatury, reakcje wymiany spowalniają i topologia sieci wydaje się być ustalona.Stąd, vitrimery zachowują się jak polimery termoplastyczne.
Authors: Anna Jurowska, Kamil Jurowski
Institution: Jagiellonian University
Language: Polish
Subfield: Materials Chemistry
Field: Materials Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W2564666279