En forgrenet (eller forgrenet ) polymer er en polymer som har minst et forgreningspunkt mellom sine to endegrupper , et forgreningspunkt (også kalt forgreningspunkt ) som er et punkt i en kjede som en sidekjede er festet til, også kalt forgrening eller hengende kjede . Sidekjeden sies å være et transplantat når sammensetningen er forskjellig fra hovedkjedens , et begrep valgt analogt med transplantater i botanikk.
I det spesifikke tilfellet av polymerer betegner en sidekjede en oligomer eller polymersubstituent festet til en makromolekylær kjede. Oligomere grener kan kalles korte grener og polymere grener kan kalles lange grener.
Sidekjeder av forgrenede polymerer bør ikke forveksles med sidegrupper (eller anheng) av lineære polymerer. I motsetning til sidekjeder er sidegrupper substituenter i en kjede som verken er oligomerer eller polymerer.
Avhengig av den mulige tilstedeværelsen av et pseudosenter, sies de forgrenede polymerene å være lineære eller kuleformede .
Viktigste forgreninger | Uten sekundære forgreninger | Med sekundære ikke-dendritiske forgreninger | Med sekundære dendrittiske forgreninger | |
---|---|---|---|---|
Forgrenede lineære polymerer : en lineær kjede bærer hovedgrenene. | Tilfeldig | Tilfeldige forgrenede polymerer uten sekundære forgreninger | Tilfeldige forgrenede polymerer med sekundære forgreninger | |
Regelmessig | Graftpolymerer, kampolymerer, børste- eller penselpolymerer | Dendroniserte polymerer (på engelsk) | ||
Globulære polymerer : en sentral kjerne bærer de viktigste konsekvensene. | Tilfeldig | Hyperforgrenede polymerer | ||
Regelmessig | Stjernepolymerer | Dendrimers |
I lineære polymerer bærer den lineære kjeden grenene. Disse kan være:
I en kulepolymer stammer grenene fra midten (eller pseudosentret) av polymeren. Disse forgreningene kan være:
Den følgende tabellen sammenligner de tre familiene av kulepolymerer:
Stjernepolymer | Hyperforgrenet polymer | Dendrimer | |
---|---|---|---|
Antall syntesetrinn | Et enkelt trinn: en- pottesyntese | Et enkelt trinn: en-pott-syntese | Flere trinn med rensing mellom hvert trinn |
Struktur | Regelmessig | Tilfeldig | Regelmessig og høysymmetrisk |
Hjerte | Senter | Pseudosenter | Senter |
Generasjon | Pseudogenerasjon | Generasjon | |
Tilkoblingsgrad (DB) | DB = 0 | 0 <DB <1 | Generelt er DB = 1 |
Polymolekularitetsindeks (I) | Polydisperse: I> 1.05 | Generelt monodispers: I mellom 1,00 og 1,05 |
Forgreningen av en polymer kan være frivillig eller ikke. Det kan finne sted under polymerisering eller kjemisk modifisering av polymerer . Det er to hovedmetoder for å syntetisere forgrenede polymerer : divergerende syntese og konvergent syntese.
Forgrening skjer spontant under polymerisasjonen, slik det er tilfelle med radikalpolymerisasjonen av etylen for å danne polyetylen med lav tetthet (PE-BD). For å forhindre at det kommer ut grener på polyetylenkjedene, er koordinativ polymerisering nødvendig.
Dannelsen av forgreninger er gjort:
De to tidligere nevnte metodene kan brukes:
De kuleformede polymerer er hentet fra monomerer av typen AB x :
Syntesen av globulære polymerer gjøres vanligvis:
Forgrenede polymerer kan være naturlige eller syntetiske .
Det er et veldig stort antall forgrenede polymerer produsert syntetisk, her er et eksempel: under fremstilling av polyetylentereftalat (PET) er det mulig å erstatte en liten del av etylenglykol med glyserol som har tre grupper hydroksyl (-OH). Denne trifunksjonelle enheten passer inn i kjeden og binder seg til tre karboksylgrupper (-COOH) for å danne et forgreningspunkt.
Den viktigste eiendomsendringen introdusert av grener er senking av krystallinitet fordi forgrenede polymerer ikke kan passe like lett som lineære polymerer i et krystallnett .