Polymer ComplexityBecause of polyme

Polymer Complexity
Because of polymer complexity, property variability must be taken into consideration. In this section, we will discuss possible sources of polymer inconsistency and offer suggestions to recognize and reduce these errors.

Chemical or compositional heterogeneity refers to the chemical or structural difference among chains of the same polymer. Thus a measured property of a chemically heterogeneous sample will be an averaged value dependent upon sample source. For chemically homogeneous samples, property variability will not be a concern. In a similar fashion, polymers that are polydisperse in molecular weight have averaged property values, while monodisperse samples will give accurate data. Obviously, samples that are both chemically homogeneous and monodisperse will give the most accurate and precise values.

As compared to synthetic polymers, almost all nucleic acids and mammalian proteins are compositionally (chemically) homogeneous and monodisperse, if not there would be no life; biopolymers carry highly specific and selective information. Mammalian polysaccharides, for the most part, are also compositionally homogeneous, but are polydisperse in molecular weight; whereas plant polysaccharides are polydisperse. Chemically modified cellulose (cellulosics) are typically both compositionally heterogeneous and polydisperse in molecular weight. Starches (α-amylose and amylopectin), another major class of polysaccharides, are highly polydisperse in molecular weight, but quite compositionally homogeneous. In addition, amylopectin and many other polysaccharides are highly branched, which may further complicate listed property values.

Synthetic polymers can be quite complex and, as such, tabulated and measured property data must be interpreted with care. Homogeneous synthetic polymers are those produced from condensation polymerization reactions, in which all polymer chains are chemically indistinguishable from another. Even though these types of polymers show a finite polydispersity of two, accuracy and precision will not be compromised since all samples (and reference standards) will have the same degree of polydispersity. Lastly, synthetic polymers produced by addition polymerization (i.e., ionic, complex coordination catalytic, or free-radical copolymerization), will have the greatest amount of compositional heterogeneity, and with the exception of anionically polymerized samples, will also have a large molecular weight polydispersity. For these polymers, tabulated data must be interpreted with caution, unless users establish their own data sets with reference polymers obtained from the same polymerization conditions.

Sequence distribution or polymer microstructure is the next higher level of complexity in which the average arrangement of monomers along a chain is considered. The polymerization mechanism and reactivity ratios of monomers dictate this parameter. Monomers can be randomly arranged along chains in the case of statistic or random copolymers or in the extreme form a block copolymers. In any event, the microstructure of reference polymers should be defined when properties are listed.

Next in line of complexity is macromolecular architecture, or polymer configuration, in which the topological nature of the chain is of interest. Thus polymer branching can take on a wide range of configurations including short- and long-chain branching, and comb, star, and dendritic structures with or without comonomer segregation or blockiness. Because of the strong influence of polymer configuration on properties, this parameter needs to be defined, and care taken when comparing tabulated data to those of actual samples.

In summary, polymers may have up to two or more distributed characteristics depending on the number of different monomers used in the polymerization, the type of polymerization mechanism, and whether or not the sample was fractionated during isolation. As a rough estimate, polymer "complexity" increases exponentially with the number of distributive properties, making it more difficult to measure accurate polymer properties.

Some polymers are modified after polymerization; however, this process can be somewhat difficult to control. Because polymer chain segments can influence the chemistry of a neighboring groups. Chemical modifications are done mainly on cellulosics and other polysaccharides to tailor-make specific property characteristics. Thus tabulated property data given for cellulosics and polysaccharides represent average values of the entire sample ensemble of polymer chains that differ in composition. To complicate matters further, insoluble gels, comprised of three-dimensional networks, may form if chains are allowed to chemically or physically (via hydrogen bonding) react with one another, either during or after polymerization.

Post-polymerization processes are also accomplished via vulcanization, irradiation, or through the addition of a low molecular weight cross-linking agent. The resulting polymer (i.e., rubber, elastomer, resin, or gel) in essence, is one super or giant molecule approaching infinite molecular weight. These viscoelastic materials have wonderful consumer, industrial, and aerospace end-use applications when properly formulated.

The next level of polymer complexity is polymer blends and multicomponent systems. To adjust the glass-transition temperature, plasticizers are added, often times at high concentrations. To increase polymer strength, reinforced polymeric materials are used that consist of added inorganic material, the most common being carbon black or glass fibers. Laminated structures are also produced for increased material strength.

High-value added, specialty products with controlled molecular weight, branching, or architecture are being developed for high-technology industries, most notably electronic and optical devices, printing inks, and coatings in the aerospace industry. Because of their specialized uses, most of these polymeric materials are not listed in this compilation.

Kết quả (Việt) 2:

Polymer phức tạp
vì sự phức tạp của polymer, biến tài sản phải được đưa vào xem xét. Trong phần này, chúng tôi sẽ thảo luận về các nguồn có thể không thống nhất polymer và đề nghị cung cấp để nhận biết và giảm các lỗi này. Chemical hoặc không đồng nhất về thành phần liên quan đến hóa chất, sự khác biệt cơ cấu giữa các chuỗi polymer cùng. Vì vậy, một tài sản của một mẫu không đồng nhất về mặt hóa học đo được sẽ là một giá trị trung bình phụ thuộc vào nguồn mẫu. Đối với các mẫu đồng nhất về mặt hóa học, biến đổi bất động sản sẽ không phải là một mối quan tâm. Trong một thời trang tương tự, polyme được polydisperse trọng lượng phân tử có trung bình giá trị tài sản, trong khi các mẫu monodisperse sẽ cung cấp dữ liệu chính xác. Rõ ràng, những mẫu đồng nhất cả về mặt hóa học và monodisperse sẽ cung cấp cho các giá trị chính xác nhất và chính xác. Khi so sánh với các polyme tổng hợp, gần như tất cả các axit nucleic và protein động vật có vú là compositionally (hoá học) đồng nhất và monodisperse, nếu không thì sẽ không có sự sống; polyme sinh học mang thông tin rất cụ thể và chọn lọc. Polysaccharides động vật có vú, đối với hầu hết các phần, cũng là compositionally đồng nhất, nhưng là polydisperse trọng lượng phân tử; trong khi polysaccharides cây trồng là polydisperse. Cellulose biến đổi hóa học (xenlulô) thường cả compositionally không đồng nhất và polydisperse trọng lượng phân tử. Tinh bột (α-amylose và amylopectin), một lớp học chính của polysaccharides, được đánh giá cao polydisperse trọng lượng phân tử, nhưng khá compositionally đồng nhất. Ngoài ra, amylopectin và nhiều polysaccharides khác được đánh giá cao phân nhánh, trong đó có thể làm phức tạp thêm các giá trị tài sản được liệt kê. Polyme tổng hợp có thể khá phức tạp và, như vậy, lập bảng kê và dữ liệu đo tài sản phải được diễn giải một cách cẩn thận. Polyme tổng hợp đồng nhất là những người sản xuất từ phản ứng trùng ngưng tụ, trong đó tất cả các chuỗi polymer hóa không thể phân biệt khác. Mặc dù các loại polyme thấy một polydispersity hữu hạn hai, độ chính xác và độ chính xác sẽ không bị tổn hại kể từ khi tất cả các mẫu (và các tiêu chuẩn tham chiếu) sẽ có cùng một mức độ polydispersity. Cuối cùng, các polyme tổng hợp được sản xuất bằng cách bổ sung trùng hợp (ví dụ, ion, phức xúc tác phối hợp, hoặc đồng trùng hợp gốc tự do), sẽ có số tiền lớn nhất của sự không đồng nhất về thành phần, và với ngoại lệ của mẫu anionically polyme hóa, cũng sẽ có một polydispersity trọng lượng lớn phân tử . Đối với những polyme, dữ liệu trong bảng phải được giải thích một cách thận trọng, trừ khi người dùng thiết lập bộ dữ liệu của riêng mình với các polyme tham chiếu thu được từ các điều kiện trùng hợp tương tự. Phân phối trình tự hoặc vi polymer là cấp trên trực tiếp của sự phức tạp trong đó sự sắp xếp trung bình của monome cùng một chuỗi được xem xét. Tỷ lệ cơ chế trùng hợp và phản ứng của các monome dictate tham số này. Monome có thể được sắp xếp ngẫu nhiên dọc theo chuỗi trong trường hợp thống kê hoặc copolyme ngẫu nhiên hoặc theo hình thức cực đoan một copolyme khối. Trong mọi trường hợp, các vi của polyme tài liệu tham khảo cần được xác định khi tài sản được liệt kê. Tiếp theo trong dòng phức tạp là kiến trúc phân tử, cấu hình hoặc polymer, trong đó bản chất tô pô của chuỗi được quan tâm. Do đó phân nhánh polymer có thể đi trên một loạt các cấu hình bao gồm ngắn hạn và phân nhánh chuỗi dài, và chải, ngôi sao, và các cấu trúc hình cây có hoặc không có sự phân biệt hoặc comonome blockiness. Do ảnh hưởng mạnh mẽ của cấu hình polymer về tính năng, thông số này cần phải được xác định, và chăm sóc thực hiện khi so sánh dữ liệu trong bảng để những người mẫu thực tế. Tóm lại, polyme có thể có đến hai hoặc đặc điểm phân bố nhiều hơn tùy thuộc vào số lượng khác nhau monome được sử dụng trong các phản ứng trùng, các loại cơ chế trùng hợp, và có hoặc không mẫu được phân đoạn trong quá trình cô lập. Như một ước tính, polymer "phức tạp" tăng theo cấp số nhân với số tài sản phân phối, làm cho nó khó khăn hơn để đo lường tính chất polymer chính xác. Một số polyme được sửa đổi sau khi trùng hợp; Tuy nhiên, quá trình này có thể hơi khó để kiểm soát. Bởi vì phân đoạn chuỗi polymer có thể ảnh hưởng đến tính chất hóa học của một nhóm láng giềng. Sửa đổi hóa học được thực hiện chủ yếu trên xenlulo và polysaccharides khác để chỉnh-thực hiện đặc tính tài sản cụ thể. Dữ liệu tài sản do đó lập bảng cho xenlulo và polysaccharides đại diện cho các giá trị trung bình của toàn bộ quần áo đồng bộ mẫu của chuỗi polymer khác nhau về thành phần. Để vấn đề phức tạp hơn nữa, gel tan trong nước, bao gồm mạng lưới ba chiều, có thể hình thành nếu chuỗi được phép hóa học hay vật lý (thông qua liên kết hydro) phản ứng với nhau, trong hoặc sau khi trùng hợp. Quy trình Post-trùng hợp cũng được thực hiện thông qua lưu hóa , chiếu xạ, hoặc thông qua việc bổ sung một lượng phân tử chất tạo liên kết ngang thấp. Kết quả các polymer (ví dụ, cao su, chất đàn hồi, nhựa, hoặc gel) trong bản chất, là một trong những siêu hay phân tử khổng lồ tiếp cận trọng lượng phân tử vô hạn. Những vật liệu đàn nhớt có người tiêu dùng tuyệt vời, các ứng dụng công nghiệp, hàng không vũ trụ và sử dụng cuối cùng khi cấu tạo đúng cách. Các cấp độ tiếp theo của sự phức tạp polymer là hỗn hợp polymer và hệ thống đa thành phần. Để điều chỉnh nhiệt độ kính chuyển, dẻo được thêm vào, thường lần ở nồng độ cao. Để tăng cường độ polymer, vật liệu polymer gia cố được sử dụng mà bao gồm vật liệu vô cơ gia tăng, là sợi carbon màu đen hoặc kính phổ biến nhất. Cấu trúc nhiều lớp cũng được sản xuất để tăng sức mạnh vật chất. Cao giá trị gia tăng, các sản phẩm đặc sản với trọng lượng phân tử được kiểm soát, phân nhánh, hoặc kiến trúc đang được phát triển cho các ngành công nghiệp công nghệ cao, đặc biệt là các thiết bị điện tử và quang học, mực in, và các lớp phủ trong không gian vũ trụ ngành công nghiệp. Do sử dụng chuyên môn của họ, hầu hết các vật liệu polyme không được liệt kê trong quá trình biên dịch.