Adsorptie is de adhesie van ionen of moleculen aan het oppervlak van een andere fase. Adsorptie kan plaatsvinden via fysisorptie en chemisorptie.Ionen en moleculen kunnen aan vele soorten oppervlakken adsorberen, inclusief polymeeroppervlakken.Een polymeer is een groot molecuul dat bestaat uit zich herhalende subeenheden die met elkaar zijn verbonden door covalente bindingen.De adsorptie van ionen en moleculen aan polymeeroppervlakken speelt een rol bij veel toepassingen, waaronder: biomedische, structurele en coatings.
Polymeeroppervlakken verschillen van niet-polymeeroppervlakken doordat de subeenheden waaruit het oppervlak bestaat covalent aan elkaar zijn gebonden.Niet-polymeeroppervlakken kunnen worden gebonden door ionische bindingen, metaalbindingen of intermoleculaire krachten (IMF's).In een tweecomponentensysteem ontstaan niet-polymeeroppervlakken wanneer er een positieve netto hoeveelheid energie nodig is om zelfinteracties te verbreken en niet-zelfinteracties te vormen.Daarom is de energie van het mengen positief.Deze hoeveelheid energie, zoals beschreven door grensvlakspanning, varieert voor verschillende combinaties van materialen.Bij polymeeroppervlakken zijn de subeenheden echter covalent aan elkaar gebonden en de bulkfase van het vaste oppervlak maakt het niet mogelijk dat de oppervlaktespanning rechtstreeks wordt gemeten.De intermoleculaire krachten tussen de grote polymeermoleculen zijn moeilijk te berekenen en kunnen niet zo eenvoudig worden bepaald als moleculaire interacties op het oppervlak van niet-polymeren.[2]De covalent gebonden subeenheden vormen een oppervlak met verschillende eigenschappen in vergelijking met niet-polymeeroppervlakken.Enkele voorbeelden van polymeeroppervlakken zijn: polyvinylchloride (PVC), nylon, polyethyleen (PE) en polypropyleen (PP).Polymeeroppervlakken zijn geanalyseerd met behulp van een verscheidenheid aan technieken, waaronder: scanning-elektronenmicroscopie, scanning-tunnelingmicroscopie en infraroodspectroscopie.
Verschillende polymeeroppervlakken hebben verschillende zijketens op hun monomeren die geladen kunnen raken als gevolg van de adsorptie of dissociatie van adsorbaten.Polystyreensulfonaat heeft bijvoorbeeld monomeren die negatief geladen zijketens bevatten die positief geladen adsorbaten kunnen adsorberen.Polystyreensulfonaat zal meer positief geladen adsorbaat adsorberen dan negatief geladen.Omgekeerd zullen voor een polymeer dat positief geladen zijketens bevat, zoals poly(diallyldimethylammoniumchloride), negatief geladen adsorbaten sterk worden aangetrokken.
Structureel
Geavanceerde polymeercomposieten:Geavanceerde polymeercomposieten worden gebruikt bij het versterken en herstellen van oude structuren.Deze geavanceerde composieten kunnen worden gemaakt met behulp van veel verschillende methoden, waaronder prepreg, hars, infusie, filamentwikkeling en pultrusie.Geavanceerde polymeercomposieten worden in veel vliegtuigconstructies gebruikt en hun grootste markt bevindt zich in de lucht- en ruimtevaart en defensie.
Vezelversterkte polymeren:Vezelversterkte polymeren (FRP) worden vaak gebruikt door civiel ingenieurs in hun constructies.FRP's reageren lineair-elastisch op axiale spanning, waardoor ze een uitstekend materiaal zijn om een lading vast te houden.FRP's bevinden zich gewoonlijk in een laminaatformatie waarbij elke lamina unidirectionele vezels heeft, meestal koolstof of glas, ingebed in een laag licht polymeermatrixmateriaal.FRP's hebben een grote weerstand tegen blootstelling aan het milieu en een grote duurzaamheid.
Polytetrafluorethyleen:Polytetrafluorethyleen (PTFE) is een polymeer dat in veel toepassingen wordt gebruikt, waaronder antiaanbaklagen, schoonheidsproducten en smeermiddelen.PTFE is een hydrofoob molecuul bestaande uit koolstof en fluor.Koolstof-fluorverbindingen zorgen ervoor dat PTFE een materiaal met lage wrijving is, bevorderlijk is voor omgevingen met hoge temperaturen en bestand is tegen spanningsscheuren.Deze eigenschappen zorgen ervoor dat PTFE niet-reactief is en in een breed scala aan toepassingen wordt gebruikt.
Polymeeradsorptie in poreuze media:Fysische adsorptie en mechanische insluiting zijn twee belangrijke oorzaken van polymeerretentie in poreuze media.Een lage polymeerretentie in het reservoir is essentieel voor het succes van een polymeer-EOR-operatie.
Posttijd: 17 december 2018