Ключевое различие между физической и химической сшивкой заключается в том, что физические сшивки образуются посредством слабых взаимодействий, тогда как химические сшивки образуются посредством ковалентной связи.
Формирование поперечных связей – это соединение одной полимерной цепи с другой. Эта связь может образовываться одним из двух способов: физическим и химическим способом, который включает ионные связи и ковалентные связи соответственно.
Что такое физическое перекрестное связывание?
Физическая сшивка – это образование связи между полимерными цепями за счет слабых взаимодействий. В большинстве случаев эти взаимодействия имеют тенденцию быть ионными связями. Например. гели альгината натрия образуют ионные связи при воздействии ионов кальция. Это поперечное сшивание включает образование мостиков между альгинатными цепями. Другой распространенный пример включает добавление буры к поливиниловому спирту, который образует водородные связи (силы слабого взаимодействия) между борной кислотой и спиртовыми группами полимера. Некоторые примеры веществ, которые могут подвергаться физическому сшиванию, включают желатин, коллаген, агарозу и агар-агар.
Как правило, физические поперечные связи не являются сравнительно стабильными механически и термически. Существует класс полимеров, известных как термопластичные эластомеры, которые, как правило, полагаются на физическую сшивку в своей микроструктуре. Эта поперечная связь придает материалу стабильность, поэтому они широко используются не в шинах, например в производстве шин. гусеницы для снегоходов и медицинские катетеры. Это связано с тем, что физическая сшивка часто обратима, и мы можем преобразовать ее с помощью нагревания.
Что такое химическое сшивание?
Химическая сшивка – это образование связи между полимерными цепями посредством ковалентных химических связей. Эти поперечные связи образуются в результате химических реакций, которые могут быть инициированы нагреванием, давлением, изменением pH или облучением.
Например, химическое сшивание происходит, когда неполимеризованная или частично полимеризованная смола смешивается с определенными химическими веществами, называемыми сшивающими реагентами. Это приводит к химической реакции, в результате которой образуются поперечные связи. Более того, мы можем индуцировать эту поперечную связь в материалах, которые обычно являются термопластичными. Это связано с воздействием источника излучения, такого как воздействие электронного луча, гамма-излучение или ультрафиолетовое излучение. Например. мы можем использовать электронно-лучевую обработку для сшивания сшитого полиэтилена типа C.
Рисунок 01: Структура вулканизированной резины
Вулканизация – это еще один тип сшивания, который представляет собой химический процесс. Он может превратить резину в твердый и прочный материал, который ассоциируется с автомобильными и велосипедными шинами. Этот этап называется отверждением серой. Это медленный процесс, который можно ускорить с помощью ускорителей.
В чем разница между физической и химической сшивкой?
В химии и биохимии сшиванием называют процесс образования связей между полимерными цепями. Ключевое различие между физическими и химическими сшивками заключается в том, что физические сшивки возникают за счет слабых взаимодействий, тогда как химические сшивки образуются за счет ковалентной связи. Более того, термопластичные эластомеры подвергаются физическому сшиванию, тогда как термореактивные полимеры подвергаются химическому сшиванию. Кроме того, физическая сшивка имеет низкую долговечность, тогда как химическая сшивка имеет высокую долговечность. Другое различие между физической и химической сшивкой заключается в том, что физическая сшивка слабее, чем химическая сшивка.
Приведенная ниже инфографика перечисляет различия между физической и химической сшивкой в табличной форме.
Резюме – Физическое и химическое сшивание
Термин «сшивание» широко используется в химии и биологии. Ключевое различие между физическим и химическим сшиванием заключается в том, что физические сшивки возникают за счет слабых взаимодействий, тогда как химические сшивки формируются за счет ковалентной связи.
