Adsorpcja polimeru

Adsorpcja to adhezja jonów lub cząsteczek do powierzchni innej fazy. Adsorpcja może zachodzić poprzez fizysorpcję i chemisorpcję.Jony i cząsteczki mogą adsorbować na wielu typach powierzchni, w tym na powierzchniach polimerowych.Polimer to duża cząsteczka złożona z powtarzających się podjednostek połączonych ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi.Adsorpcja jonów i cząsteczek na powierzchniach polimerów odgrywa rolę w wielu zastosowaniach, w tym: biomedycznych, strukturalnych i powłokach.

Polimerpowierzchnie różnią się od powierzchni niepolimerowych tym, że podjednostki tworzące powierzchnię są ze sobą związane kowalencyjnie.Powierzchnie niepolimerowe mogą być wiązane wiązaniami jonowymi, wiązaniami metalicznymi lub siłami międzycząsteczkowymi (IMF).W układzie dwuskładnikowym powierzchnie niepolimerowe powstają, gdy do przerwania oddziaływań własnych i utworzenia interakcji niesamodzielnych potrzebna jest dodatnia ilość energii netto.Dlatego energia mieszania jest dodatnia.Ta ilość energii, opisana przez napięcie międzyfazowe, jest różna dla różnych kombinacji materiałów.Jednakże w przypadku powierzchni polimerowych podjednostki są ze sobą związane kowalencyjnie, a faza objętościowa powierzchni stałej nie pozwala na bezpośredni pomiar napięcia powierzchniowego.Siły międzycząsteczkowe pomiędzy dużymi cząsteczkami polimeru są trudne do obliczenia i nie można ich określić tak łatwo, jak oddziaływania molekularne na powierzchni niepolimeru.[2]Podjednostki związane kowalencyjnie tworzą powierzchnię o odmiennych właściwościach w porównaniu z powierzchniami niepolimerowymi.Niektóre przykłady powierzchni polimerowych obejmują: polichlorek winylu (PVC), nylon, polietylen (PE) i polipropylen (PP).Powierzchnie polimerów analizowano przy użyciu różnych technik, w tym: skaningowej mikroskopii elektronowej, skaningowej mikroskopii tunelowej i spektroskopii w podczerwieni.

Różne powierzchnie polimerów mają różne łańcuchy boczne na monomerach, które mogą zostać naładowane w wyniku adsorpcji lub dysocjacji adsorbatów.Na przykład sulfonian polistyrenu ma monomery zawierające ujemnie naładowane łańcuchy boczne, które mogą adsorbować dodatnio naładowane adsorbaty.Sulfonian polistyrenu będzie adsorbował więcej adsorbatu naładowanego dodatnio niż ujemnie.I odwrotnie, w przypadku polimeru zawierającego dodatnio naładowane łańcuchy boczne, takiego jak poli(chlorek diallilodimetyloamoniowy), ujemnie naładowane adsorbaty będą silnie przyciągane.

Strukturalny

Zaawansowane kompozyty polimerowe:Zaawansowane kompozyty polimerowe stosowane są do wzmacniania i renowacji starych konstrukcji.Te zaawansowane kompozyty można wytwarzać wieloma różnymi metodami, w tym prepregiem, żywicą, infuzją, nawijaniem włókien i pultruzją.Zaawansowane kompozyty polimerowe są stosowane w wielu konstrukcjach samolotów, a ich największy rynek dotyczy lotnictwa i obronności.

Polimery wzmocnione włóknami:Polimery wzmocnione włóknami (FRP) są powszechnie stosowane przez inżynierów budownictwa lądowego w swoich konstrukcjach.FRP reagują liniowo-elastycznie na naprężenia osiowe, co czyni je doskonałym materiałem do utrzymywania obciążenia.FRP mają zwykle postać laminatu, przy czym każda warstwa ma jednokierunkowe włókna, zazwyczaj węglowe lub szklane, osadzone w warstwie lekkiego polimerowego materiału matrycowego.FRP charakteryzują się dużą odpornością na działanie środowiska i dużą trwałością.

Politetrafluoroetylen:Politetrafluoroetylen (PTFE) to polimer stosowany w wielu zastosowaniach, w tym w powłokach nieprzywierających, produktach kosmetycznych i smarach.PTFE jest hydrofobową cząsteczką złożoną z węgla i fluoru.Wiązania węgiel-fluor powodują, że PTFE jest materiałem o niskim współczynniku tarcia, przewodzącym w środowiskach o wysokiej temperaturze i odpornym na pękanie naprężeniowe.Te właściwości powodują, że PTFE jest niereaktywny i stosowany w szerokiej gamie zastosowań.

Adsorpcja polimeru w ośrodkach porowatych:Adsorpcja fizyczna i uwięzienie mechaniczne to dwie główne przyczyny zatrzymywania polimeru w ośrodkach porowatych.Niska retencja polimeru w zbiorniku ma kluczowe znaczenie dla powodzenia operacji EOR polimeru.