الفرق بين بنية الكتل والبنية العشوائية (المعروفة أيضًا باسم البوليمر المشترك الإحصائي) للبوليثيرات يكمن في توزيع تسلسل وحدات المونومر على طول العمود الفقري للبوليمر.هذا الاختلاف الهيكلي يؤثر مباشرة على خصائصها الفيزيائية والكيميائية، وكذلك تطبيقاتها النهائية.

وهنا الاختلافات الرئيسية بين الاثنين:

1توزيع تسلسل الوحدة المونومرية:

هيكل الكتل:

تتكون سلسلة البوليمر من تسلسلات طويلة ومستمرة من المونومر A (البلوك A) والمونومر B (البلوك B) متصلة بالتناوب.

ممثلة على أنها:`-A-A-A-A-... `-ب-ب-ب-ب-ب...`-A-A-A-A-... `-ب-ب-ب-ب-ب.......

المثال: PEO-PPO-PEO (أكسيد البولي إيثيلين-أكسيد البولي بروبيلين-أكسيد البولي إيثيلين) ثنائي البوليمر الثلاثي، المعروف عادة باسم مواد السطح النشطة Pluronic.

هيكل عشوائي:

يتم توزيع المونوميرين (أ و ب)بشكل عشوائي وغير منتظمعلى طول سلسلة البوليمر

ممثلة على أنها:`-أب-أب-أب-أب-أب-أب-أب-أب-أب... `(لا توجد نظامية لسلسلة طويلة).

مثال: كوبوليمر من أكسيد الإيثيلين وأكسيد البروبيلين تم تجميعه عن طريق البوليمرة المتزامنة لفتح الحلقة، حيث يتم إضافة المونومرات بشكل عشوائي.

2.مورفولوجيا السلسلة الجزيئية وفصل الميكروفازات:

هيكل الكتل:

بسبب وجود كتل طويلة متميزة كيميائيا (على سبيل المثال ، PEO هيدروفيلية و PPO هيدروفوبية) ، تميل الكوبوليمرات الكتلة إلى الخضوع لفصل الميكروفاز في الحالات الصلبة أو المحلول.

تتجمع الكتل المختلفة إلى ناندومينات متميزة (على سبيل المثال، الهياكل الكروية أو الأسطوانية أو الصفائح).

هذا الفصل بين الميكروفازات هو مفتاح خصائصها الفريدة (على سبيل المثال ، سلوك الاستومر الحراري ، نشاط السطح).

هيكل عشوائي:

التوزيع العشوائي للمونومر يخل في نظام التسلسل الطويل

عادةً لا يخضع لفصل الميكروفازات؛ وتبقى سلسلة البوليمر متجانسة نسبياً.

خصائص عادة ما تكون متوسطا أو وسطيا بين المثليين.

3الخصائص الفيزيائية والكيميائية:

البلورية:

هيكل الكتل: إذا كانت كتلة واحدة بلورية (على سبيل المثال، أجزاء PEO طويلة) وطويلة بما فيه الكفاية، فإنها لا تزال قادرة على التبلور، في حين أن الكتل الأخرى تظل غير منتظمة أو زجاجية.

الهيكل العشوائي: التوزيع العشوائي يعطل انتظام السلسلة ، وعادة ما يقمع البلورية بالكامل ، مما يؤدي إلى بوليمر غير متبلور.

الخصائص الحرارية:

هيكل الكتل: يمكن أن تظهر درجات حرارة انتقال الزجاج المتعددة (Tg) التي تتوافق مع الكتل المختلفة (إذا حدث فصل الميكروفاز). تعتمد نقاط الانصهار على الكتل البلورية.

الهيكل العشوائي: عادة ما يظهر Tg واحد بين تلك من المثليين. غالبًا ما لا يكون هناك نقطة انصهار (بسبب عدم وجود بلورية).

الخصائص الميكانيكية:

هيكل الكتل: يمكن أن تظهر مجموعات فريدة من نوعها ، مثل سلوك الاستومر الحرارية (الكتل الصلبة تعمل كروابط متقاطعة مادية ، والكتل الناعمة توفر المرونة).

الهيكل العشوائي: خصائص أكثر توحيدًا ، غالبًا ما تكون تسوية بين الصلابة والصلابة ، تفتقر إلى التعزيز المتخصص أو مرونة الكوبوليمرات الكتلة.

سلوك المحلول ونشاط السطح:

بنية الكتلة: تتجمع الكتلة الكبيرة (على سبيل المثال ، PEO-PPO-PEO) بنفسها إلى ميسيلات في الماء (القلب الهيدروفوبيك ، القشرة الهيدروفيل) ، مع إظهار نشاط سطحي ممتاز والذوبان.يظهر نقطة سحابة واضحة.

الهيكل العشوائي: يقلل التوزيع العشوائي من قدرة تشكيل الميكيل ، مما يؤدي إلى ضعف نشاط السطح. تتغير الهيدروفيلية تدريجيا مع محتوى EO ،ونقطة السحابة أقل وضوحا أو أوسع.

التوافق:

هيكل الكتل: قد يكون للكتل المختلفة توافقات مختلفة للغاية مع المواد الأخرى.

الهيكل العشوائي: تكون التوافقية الشاملة عادة مزيجا من خصائص المونوميرين.

4أساليب التوليف:

هيكل الكتلة: يتطلب إضافة مونومر متتالية عن طريق البوليمرة الحية / المسيطرة (على سبيل المثال ، البوليمرة التي تفتح الحلقة الأنيونية). يتم البوليمرة الأولى للمونومر A ،تليها المونومر B لتشكيل A-B diblock، أو خطوة ثالثة لتشكيل A-BA-A triblock. السيطرة الصارمة على ظروف التفاعل ونشاط المبادرة أمر حاسم.

الهيكل العشوائي: يتم تصنيعه عادة عن طريق تجميع مزيجات المونومرات. يتم إضافة المونومرات A و B في وقت واحد ، ويحدث تجميع فتح الحلقة.نسبة التفاعل تؤثر على التكوين، لكن التسلسل يبقى عشوائي.

تشبيه بسيط

هيكل الكتل: مثل القلادة المصنوعة من خيوط طويلة متناوبة من الحبات ذات اللون الواحد (كل خيوط لون واحد). الحدود بين الألوان المختلفة واضحة.

هيكل عشوائي: مثل قلادة مع حبات مختلطة عشوائية من لونين، دون قطع طويلة من لون واحد.

إن فهم هذه الاختلافات الهيكلية أمر ضروري لتصميم واختيار مواد البولي إيثير ذات الخصائص المحددة.وظائف أكثر قابلية للتعديل (وخاصة في النشاط السطحي)، التجميع الذاتي، والخصائص الميكانيكية) ، في حين أن الهياكل العشوائية توفر خصائص أكثر توحيدًا وسهولة المعالجة أو وسيطة.