Polymer adsorpsjon

Adsorpsjon er adhesjonen av ioner eller molekyler til overflaten av en annen fase. Adsorpsjon kan skje via fysisorpsjon og kjemisorpsjon.Ioner og molekyler kan adsorbere til mange typer overflater, inkludert polymeroverflater.En polymer er et stort molekyl sammensatt av repeterende underenheter bundet sammen av kovalente bindinger.Adsorpsjonen av ioner og molekyler til polymeroverflater spiller en rolle i mange bruksområder, inkludert: biomedisinsk, strukturell og belegg.

Polymeroverflater skiller seg fra ikke-polymere overflater ved at underenhetene som utgjør overflaten er kovalent bundet til hverandre.Ikke-polymere overflater kan være bundet av ioniske bindinger, metalliske bindinger eller intermolekylære krefter (IMF).I et tokomponentsystem dannes ikke-polymeroverflater når en positiv netto mengde energi kreves for å bryte selvinteraksjoner og danne ikke-selvinteraksjoner.Derfor er energien ved å blande positiv.Denne energimengden, som beskrevet av grenseflatespenning, varierer for ulike kombinasjoner av materialer.Men med polymeroverflater er underenhetene kovalent bundet sammen og bulkfasen til den faste overflaten tillater ikke måling av overflatespenning direkte.De intermolekylære kreftene mellom de store polymermolekylene er vanskelige å beregne og kan ikke bestemmes like lett som ikke-polymere overflatemolekylære interaksjoner.[2]De kovalent bundne underenhetene danner en overflate med forskjellige egenskaper sammenlignet med ikke-polymeroverflater.Noen eksempler på polymeroverflater inkluderer: polyvinylklorid (PVC), nylon, polyetylen (PE) og polypropylen (PP).Polymeroverflater har blitt analysert ved hjelp av en rekke teknikker, inkludert: skanningselektronmikroskopi, skanningstunnelmikroskopi og infrarød spektroskopi.

Ulike polymeroverflater har forskjellige sidekjeder på monomerene som kan bli ladet på grunn av adsorpsjon eller dissosiasjon av adsorbater.For eksempel har polystyrensulfonat monomerer som inneholder negativt ladede sidekjeder som kan adsorbere positivt ladede adsorbater.Polystyrensulfonat vil adsorbere mer positivt ladet adsorbat enn negativt ladet.Omvendt, for en polymer som inneholder positivt ladede sidekjeder, slik som poly(diallyldimetylammoniumklorid), vil negativt ladede adsorbater bli sterkt tiltrukket.

Strukturell

Avanserte polymerkompositter:Avanserte polymerkompositter brukes i styrking og rehabilitering av gamle strukturer.Disse avanserte komposittene kan lages ved hjelp av mange forskjellige metoder, inkludert prepreg, harpiks, infusjon, filamentvikling og pultrudering.Avanserte polymerkompositter brukes i mange flystrukturer, og deres største marked er innen romfart og forsvar.

Fiberforsterkede polymerer:Fiberforsterkede polymerer (FRP) brukes ofte av sivilingeniører i deres strukturer.FRP-er reagerer lineært-elastisk på aksial spenning, noe som gjør dem til et flott materiale for å holde en last.FRP-er er vanligvis i en laminatformasjon hvor hvert lag har ensrettede fibre, typisk karbon eller glass, innebygd i et lag av lett polymermatrisemateriale.FRP har stor motstand mot miljøpåvirkning og stor holdbarhet.

Polytetrafluoretylen:Polytetrafluoretylen (PTFE) er en polymer som brukes i mange bruksområder, inkludert non-stick belegg, skjønnhetsprodukter og smøremidler.PTFE er et hydrofobt molekyl som består av karbon og fluor.Karbon-fluorbindinger gjør at PTFE er et lavfriksjonsmateriale, som bidrar til høytemperaturmiljøer og er motstandsdyktig mot spenningssprekker.Disse egenskapene gjør at PTFE er ikke-reaktivt og brukes i et bredt spekter av applikasjoner.

Polymeradsorpsjon i porøse medier:Fysisk adsorpsjon og mekanisk inneslutning er to hovedårsaker til polymerretensjon i porøse medier.Lav polymerretensjon i reservoaret er avgjørende for suksessen til en polymer EOR-operasjon.