Het belangrijkste verschil tussen fysische en chemische verknoping is dat fysieke verknopingen plaatsvinden door zwakke interacties, terwijl chemische verknopingen worden gevormd door covalente binding.
Crosslink-vorming is de binding van de ene polymeerketen aan de andere. Deze koppeling kan op twee manieren worden gevormd: een fysische en chemische methode waarbij respectievelijk ionische bindingen en covalente bindingen betrokken zijn.
Wat is fysieke cross-linking?
Fysieke crosslinking is de vorming van een binding tussen polymeerketens door zwakke interacties. Meestal zijn deze interacties ionische bindingen.bijv. natriumalginaatgels vormen ionische bindingen bij blootstelling aan calciumionen. Deze verknoping omvat de vorming van een brug tussen alginaatketens. Een ander veelvoorkomend voorbeeld is de toevoeging van borax aan polyvinylalcohol, dat waterstofbruggen (zwakke interactiekrachten) vormt tussen boorzuur en de alcoholgroepen van het polymeer. Enkele voorbeelden van stoffen die fysieke verknoping kunnen ondergaan, zijn gelatine, collageen, agarose en agar-agar.
Over het algemeen zijn fysieke kruisverbindingen mechanisch en thermisch niet relatief stabiel. Er is een klasse polymeren bekend als thermoplastische elastomeren die de neiging hebben om te vertrouwen op fysieke verknoping in hun microstructuur. Deze verknoping geeft het materiaal stabiliteit, dus ze zijn op grote schaal bruikbaar in toepassingen zonder banden, b.v. sneeuwscootersporen en katheters voor medisch gebruik. Dit komt omdat de fysieke verknoping vaak omkeerbaar is en we deze kunnen hervormen door de toepassing van warmte.
Wat is chemische cross-linking?
Chemische crosslinking is de vorming van een binding tussen polymeerketens door covalente chemische bindingen. Deze kruisverbindingen worden gevormd door chemische reacties die kunnen worden geïnitieerd door hitte, druk, verandering in pH of bestraling.
Bijvoorbeeld, chemische verknoping treedt op wanneer een niet-gepolymeriseerde of gedeeltelijk gepolymeriseerde hars wordt gemengd met specifieke chemicaliën die verknopingsreagentia worden genoemd. Dit resulteert in een chemische reactie die de dwarsverbindingen vormt. Bovendien kunnen we deze verknoping induceren in materialen die meestal thermoplastisch zijn. Dat is door blootstelling aan een stralingsbron zoals een elektronenbundelbelichting, gammastraling of ultraviolette straling. bijv. we kunnen een elektronenstraalverwerking gebruiken voor de vernetting van het C-type vernet polyethyleen.
Figuur 01: Structuur van gevulkaniseerd rubber
Vulcanisatie is een ander type verknoping dat een chemisch proces is. Het kan rubber veranderen in het harde, duurzame materiaal dat wordt geassocieerd met auto- en fietsbanden. Deze stap wordt zwavelharding genoemd. Het is een langzaam proces dat kan worden versneld met behulp van versnellers.
Wat is het verschil tussen fysische en chemische crosslinking?
In de chemie en biochemie is verknoping het proces van de vorming van bindingen tussen polymeerketens. Het belangrijkste verschil tussen fysieke en chemische crosslinking is dat fysieke crosslinks optreden door zwakke interacties, terwijl chemische crosslinks zich vormen door covalente binding. Bovendien ondergaan thermoplastische elastomeren fysieke verknoping, terwijl thermohardende polymeren chemische verknoping ondergaan. Bovendien heeft fysieke verknoping een lage duurzaamheid, terwijl chemische verknoping een hoge duurzaamheid heeft. Een ander verschil tussen fysieke en chemische verknoping is dat fysieke verknoping zwakker is dan chemische verknoping.
De onderstaande infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen fysische en chemische verknoping in tabelvorm.
Samenvatting – Fysische versus chemische kruiskoppeling
De term cross-linking komt veel voor in de scheikunde en biologie. Het belangrijkste verschil tussen fysieke en chemische verknoping is dat fysieke verknopingen plaatsvinden door zwakke interacties, terwijl chemische verknopingen zich vormen door covalente binding.
