架橋とゲル化の違い

架橋とゲル化の重要な違いは、架橋がポリマー鎖間にイオン結合または共有結合を形成することであるのに対し、ゲル化はゲルを形成することである...

架橋とゲル化の決定的な違いは、架橋がポリマー鎖間にイオン結合または共有結合を形成することであるのに対し、ゲル化はゲルを形成することである。

高分子材料では、架橋は一般的なプロセスである。ゲル化もまた、架橋の一種である。ただし、具体的には単純な架橋高分子ではなく、ゲルを形成している。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 架橋とは 3. ゲル化とは 4. 横並び比較 - 表形式での架橋とゲル化の比較 5. まとめ

架橋は何ですか？

架橋とは、2本の高分子鎖の間に共有結合を形成することである。これらの結合には、イオン結合と共有結合があり、最も一般的なのは共有結合である。架橋高分子とは、高分子鎖の間に架橋を施した高分子のことである。これらの結合は、重合過程（高分子材料の形成）において形成される。また、重合終了後に架橋が形成されることもある。

架橋によって形成されたポリマーは、ポリマー鎖間の架橋が通常の分子間引力よりも強いため、安定で強固なものとなる。これらのポリマーには、合成されたものと天然に存在するものがある。架橋は、架橋試薬の存在下での化学反応により生成される。架橋ポリマーの代表的な例として、加硫ゴムがある。天然ゴムでは硬さや剛性が足りないため、ゴムを加硫している。ここで、ゴムに硫黄を加えて加熱すると、硫黄分子がゴムポリマー鎖に共有結合を形成し、鎖同士を結合させるのである。そして、ゴムは硬くて丈夫な素材に生まれ変わります。

架橋量は、材料1モルあたりの架橋の度合いを示す。架橋の程度は、膨潤試験により判定することができる。この実験では、材料を適当な溶媒の入った容器に入れる。そして、質量または体積の変化を測定する。ここで、架橋度が低いと、材料はより膨張する。

ゲル化は何ですか？

ゲル化とは、高分子混合物がゲルを形成する過程のことである。ここで、分岐したポリマーは、分岐間の接続を形成することになる。これは、大きなポリマーネットワークの形成につながる架橋である。このネットワーク形成の過程で、ゲル点と呼ぶ一点に巨視的な分子が形成される。ここで、混合物は流動性を失い、粘性を失う。同時に、非常に大きなサイズになります。系のゲルポイントは、粘度の急激な変化を観察することで容易に判断することができます。この無限網目物質が形成された後は、溶媒に溶けない「ゲル」と呼ぶことができる。ただし、ゲルは膨らみます。

ゲルには、物理的に結合する方法と化学的に架橋する方法の2つがあります。これらの方法では、ポリマー分子間の物理的な結合を利用したゲル化プロセスが行われる。物理的結合は、化学的に結合していないアトラクションを含むことができます。しかし、化学的な架橋プロセスでは、ポリマー分子間に共有結合が形成される。