Что такое полимеры?
В этом разделе мы рассмотрим распространенные проблемы и трудности, встречающиеся при 3D-печати с точки зрения материаловедения. Идея страницы — предоставить более научное понимание общих проблем, чтобы их было легче преодолеть.
Для начала важно понять, какой материал используется в 3D-печати: полимеры
Полимеры — это большие молекулы, или «макромолекулы», образованные большим количеством повторяющихся звеньев, известных как «мономеры», в процессе полимеризации. Процесс полимеризации связывает молекулы мономеров в химической реакции, формируя «скелет» полимера.
Тип образуемых полимеров может варьироваться в зависимости от химии и состава мономерных соединений, которые их формируют. Связи, создаваемые между мономерами, будут определяться как ковалентные связи.
Полимеры можно разделить на 2 семейства: термореактивные и термопласты.
Термореактивные полимеры — это полимеры, которые необратимо отвердевают из мягкого твердого состояния или вязкой жидкой преполимерной массы в твердый полимер. Процесс отверждения также известен как сшивание, которое происходит посредством химической реакции, связывающей все мономеры и преполимеры для образования сетчатой структуры. Отвержденный термореактивный полимер больше нельзя расплавить и обычно его нельзя термически переработать.
Термопласты — это материалы, которые становятся мягкими при нагревании и твердеют при охлаждении. Термопласты можно нагревать, формовать и охлаждать многократно с минимальными изменениями в их химии или механических свойствах. В отличие от термореактивных полимеров, где каждая полимерная цепь связана с другими ковалентными связями, у термопластов полимерные цепи связаны между собой более слабыми связями, которые будут определяться как нековалентные связи.
Полимеры также можно разделить на две основные категории в зависимости от их микроструктуры:
Аморфные и полукристаллические
Один из способов идентификации разных термопластов — через их микроструктуру, которая может определять свойства и поведение полимера.
Аморфные
Аморфные полимеры характеризуются отсутствием дальнего упорядочения. Это означает, что полимерные цепи ориентированы случайным образом.
В общем, прозрачные пластики часто изготовляют из аморфных полимеров, таких как ПММА, ПС и ПК.
Полукристаллические
Полукристаллические полимеры характеризуются наличием упорядоченной структуры с структурными областями, известными как «кристаллы».
Кристаллы — это упорядоченная и плотно упакованная группа полимерных цепей. Кристаллические и аморфные области сосуществуют в полукристаллических полимерах, отсюда и приставка «полу». Доля кристаллизованных областей определяется степенью кристалличности. Особенностью полукристаллических полимеров является то, что эта степень кристалличности может сильно влиять на их механические и термические свойства.
Последнее обновление
Это было полезно?