การดูดซับโพลีเมอร์

การดูดซับคือการยึดเกาะของไอออนหรือโมเลกุลบนพื้นผิวของอีกเฟสหนึ่ง การดูดซับอาจเกิดขึ้นได้โดยการดูดซับทางกายภาพและการดูดซึมทางเคมีไอออนและโมเลกุลสามารถดูดซับบนพื้นผิวได้หลายประเภทรวมถึงพื้นผิวโพลีเมอร์ด้วยโพลีเมอร์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยที่ซ้ำกันซึ่งจับกันด้วยพันธะโควาเลนต์การดูดซับไอออนและโมเลกุลไปยังพื้นผิวโพลีเมอร์มีบทบาทในการใช้งานหลายอย่าง รวมถึง: ชีวการแพทย์ โครงสร้าง และการเคลือบ

โพลีเมอร์พื้นผิวแตกต่างจากพื้นผิวที่ไม่ใช่โพลีเมอร์ตรงที่หน่วยย่อยที่ประกอบเป็นพื้นผิวนั้นถูกพันธะโควาเลนต์ซึ่งกันและกันพื้นผิวที่ไม่ใช่โพลีเมอร์สามารถถูกพันธะด้วยพันธะไอออนิก พันธะโลหะ หรือแรงระหว่างโมเลกุล (IMF)ในระบบสองส่วนประกอบ พื้นผิวที่ไม่ใช่โพลีเมอร์จะเกิดขึ้นเมื่อต้องใช้พลังงานสุทธิที่เป็นบวกเพื่อทำลายปฏิสัมพันธ์ในตัวเอง และก่อให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่ใช่ในตัวเองดังนั้นพลังงานในการผสมจึงเป็นบวกพลังงานจำนวนนี้ตามที่อธิบายโดยแรงตึงผิวจะแตกต่างกันไปตามการผสมวัสดุที่แตกต่างกันอย่างไรก็ตาม สำหรับพื้นผิวโพลีเมอร์ หน่วยย่อยจะถูกพันธะโควาเลนต์เข้าด้วยกัน และเฟสรวมของพื้นผิวแข็งไม่อนุญาตให้วัดแรงตึงผิวโดยตรงแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลโพลีเมอร์ขนาดใหญ่นั้นยากต่อการคำนวณและไม่สามารถระบุได้ง่ายเหมือนกับปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลบนพื้นผิวที่ไม่ใช่โพลีเมอร์[2]หน่วยย่อยที่ถูกพันธะโควาเลนต์จะสร้างพื้นผิวที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิวที่ไม่ใช่โพลีเมอร์ตัวอย่างของพื้นผิวโพลีเมอร์ได้แก่: โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), ไนลอน, โพลีเอทิลีน (PE) และโพลีโพรพีลีน (PP)พื้นผิวโพลีเมอร์ได้รับการวิเคราะห์โดยใช้เทคนิคที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึง: กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์สแกน และสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด

พื้นผิวโพลีเมอร์ที่แตกต่างกันมีสายโซ่ด้านข้างที่แตกต่างกันบนโมโนเมอร์ซึ่งสามารถเกิดประจุได้เนื่องจากการดูดซับหรือการแยกตัวของตัวดูดซับตัวอย่างเช่น โพลีสไตรีนซัลโฟเนตมีโมโนเมอร์ที่มีสายด้านข้างที่มีประจุลบซึ่งสามารถดูดซับตัวดูดซับที่มีประจุบวกได้โพลีสไตรีนซัลโฟเนตจะดูดซับตัวดูดซับที่มีประจุบวกมากกว่าประจุลบในทางกลับกัน สำหรับโพลีเมอร์ที่มีสายด้านข้างที่มีประจุบวก เช่น โพลี(ไดอัลลิลไดเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์) ตัวดูดซับที่มีประจุลบจะถูกดึงดูดอย่างรุนแรง

โครงสร้าง

คอมโพสิตโพลีเมอร์ขั้นสูง:คอมโพสิตโพลีเมอร์ขั้นสูงใช้ในการเสริมสร้างและฟื้นฟูโครงสร้างเก่าคอมโพสิตขั้นสูงเหล่านี้สามารถผลิตขึ้นได้โดยใช้วิธีการต่างๆ มากมาย รวมถึงพรีเพก เรซิน การแช่ การม้วนเส้นใย และการพัลทรูชันคอมโพสิตโพลีเมอร์ขั้นสูงถูกนำมาใช้ในโครงสร้างเครื่องบินจำนวนมาก และตลาดที่ใหญ่ที่สุดคือในด้านการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ

โพลีเมอร์เสริมไฟเบอร์:โพลีเมอร์เสริมด้วยไฟเบอร์ (FRP) มักใช้โดยวิศวกรโยธาในโครงสร้างFRP ตอบสนองต่อความเค้นในแนวแกนอย่างยืดหยุ่นเชิงเส้น ทำให้เป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมในการรับน้ำหนักFRP มักจะอยู่ในรูปแบบลามิเนต โดยแต่ละแผ่นจะมีเส้นใยทิศทางเดียว โดยทั่วไปคือคาร์บอนหรือแก้ว ซึ่งฝังอยู่ภายในชั้นของวัสดุเมทริกซ์โพลีเมอร์น้ำหนักเบาFRP มีความทนทานต่อการสัมผัสต่อสิ่งแวดล้อมและความทนทานสูง

โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน:Polytetrafluoroethylene (PTFE) เป็นโพลีเมอร์ที่ใช้ในการใช้งานหลายประเภท รวมถึงสารเคลือบกันติด ผลิตภัณฑ์เสริมความงาม และสารหล่อลื่นPTFE เป็นโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำประกอบด้วยคาร์บอนและฟลูออรีนพันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนทำให้ PTFE เป็นวัสดุที่มีแรงเสียดทานต่ำ เอื้อต่อสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และทนต่อการแตกร้าวจากความเค้นคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ PTFE ไม่เกิดปฏิกิริยาและนำไปใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย

การดูดซับโพลีเมอร์ในตัวกลางที่มีรูพรุน:การดูดซับทางกายภาพและการกักขังเชิงกลเป็นสาเหตุหลักสองประการของการกักเก็บโพลีเมอร์ในตัวกลางที่มีรูพรุนการกักเก็บโพลีเมอร์ต่ำในแหล่งกักเก็บมีความสำคัญต่อความสำเร็จของการดำเนินการ EOR ของโพลีเมอร์