Polimerna adsorpcija

Adsorpcija je adhezija jona ili molekula na površinu druge faze. Adsorpcija se može dogoditi putem fizikalne i hemisorpcije.Joni i molekuli mogu se adsorbirati na mnoge vrste površina uključujući polimerne površine.Polimer je veliki molekul sastavljen od ponavljajućih podjedinica povezanih kovalentnim vezama.Adsorpcija jona i molekula na polimerne površine igra ulogu u mnogim aplikacijama uključujući: biomedicinske, strukturalne i premaze.

Polimerpovršine se razlikuju od nepolimernih površina po tome što su podjedinice koje čine površinu kovalentno vezane jedna za drugu.Nepolimerne površine mogu biti vezane ionskim vezama, metalnim vezama ili intermolekularnim silama (IMF).U dvokomponentnom sistemu, nepolimerne površine se formiraju kada je potrebna pozitivna neto količina energije da se prekinu samo-interakcije i formiraju ne-samo-interakcije.Stoga je energija miješanja pozitivna.Ova količina energije, kako je opisana međufaznom napetošću, varira za različite kombinacije materijala.Međutim, kod polimernih površina, podjedinice su kovalentno povezane zajedno, a masivna faza čvrste površine ne dozvoljava direktno mjerenje površinske napetosti.Intermolekularne sile između velikih polimernih molekula je teško izračunati i ne mogu se odrediti tako lako kao nepolimerne površinske molekularne interakcije.[2]Kovalentno vezane podjedinice formiraju površinu s različitim svojstvima u odnosu na nepolimerne površine.Neki primjeri polimernih površina uključuju: polivinil hlorid (PVC), najlon, polietilen (PE) i polipropilen (PP).Polimerne površine su analizirane korištenjem raznih tehnika, uključujući: skenirajuću elektronsku mikroskopiju, skenirajuću tunelsku mikroskopiju i infracrvenu spektroskopiju.

Različite površine polimera imaju različite bočne lance na svojim monomerima koji mogu postati nabijeni zbog adsorpcije ili disocijacije adsorbata.Na primjer, polistiren sulfonat ima monomere koji sadrže negativno nabijene bočne lance koji mogu adsorbirati pozitivno nabijene adsorbate.Polistiren sulfonat će adsorbirati više pozitivno nabijenog adsorbata nego negativno nabijenog.Suprotno tome, za polimer koji sadrži pozitivno nabijene bočne lance, kao što je poli(dialildimetilamonijum hlorid), negativno nabijeni adsorbati će biti snažno privučeni.

Strukturno

Napredni polimerni kompoziti:Napredni polimerni kompoziti koriste se u ojačavanju i sanaciji starih konstrukcija.Ovi napredni kompoziti mogu se napraviti korištenjem mnogo različitih metoda uključujući prepreg, smolu, infuziju, namotavanje niti i pultruziju.Napredni polimerni kompoziti se koriste u mnogim strukturama aviona, a njihovo najveće tržište je u avio-svemirskom i odbrambenom sektoru.

Polimeri ojačani vlaknima:Polimere ojačane vlaknima (FRP) obično koriste građevinski inženjeri u svojim strukturama.FRP reaguje linearno-elastično na aksijalno naprezanje, što ih čini odličnim materijalom za držanje opterećenja.FRP su obično u laminatnoj formaciji pri čemu svaka lamina ima jednosmjerna vlakna, tipično ugljična ili staklena, ugrađena unutar sloja lakog polimernog matričnog materijala.FRP-ovi imaju veliku otpornost na izlaganje okolini i veliku izdržljivost.

Politetrafluoroetilen:Politetrafluoroetilen (PTFE) je polimer koji se koristi u mnogim aplikacijama, uključujući neljepljive premaze, kozmetičke proizvode i maziva.PTFE je hidrofobni molekul koji se sastoji od ugljika i fluora.Veze ugljik-fluor uzrokuju da PTFE bude materijal niskog trenja, pogodan za okruženja s visokim temperaturama i otporan na pucanje pod naprezanjem.Ova svojstva uzrokuju da PTFE nije reaktivan i da se koristi u širokom spektru aplikacija.

Adsorpcija polimera u poroznim medijima:Fizička adsorpcija i mehaničko zarobljavanje su dva glavna uzroka zadržavanja polimera u poroznim medijima.Nisko zadržavanje polimera u rezervoaru je ključno za uspjeh operacije polimernog EOR-a.