kopolimer

Kopolimer to polimer otrzymany z co najmniej dwóch różnych rodzajów monomerów, a więc zawierający w makrocząsteczkach co najmniej dwa rodzaje jednostek powtarzalnych. Jeżeli w polimerze występują trzy różne monomery, bywa on określany jako terpolimer; przykładem jest ABS, czyli kopolimer akrylonitrylu, butadienu i styrenu.

Kopolimery otrzymuje się w celu uzyskania zestawu właściwości trudnego do osiągnięcia w homopolimerach. Dobór monomerów, ich udziałów oraz architektury łańcucha pozwala wpływać m.in. na udarność, sztywność, twardość, przezroczystość, odporność chemiczną, odporność cieplną, przetwarzalność i właściwości powierzchniowe tworzywa.

Podstawowe typy budowy

• kopolimery statystyczne – jednostki pochodzące z różnych monomerów są rozmieszczone w łańcuchu w sposób zależny od przebiegu kopolimeryzacji, zwykle bez regularnego powtarzania sekwencji;
• kopolimery naprzemienne – jednostki dwóch monomerów występują kolejno po sobie w układzie zbliżonym do regularnego, np. A-B-A-B;
• kopolimery blokowe – łańcuch zawiera dłuższe segmenty, czyli bloki, zbudowane głównie z jednego rodzaju jednostek; do tej grupy należą m.in. styrenowe elastomery termoplastyczne TPE-S, takie jak SBS, SIS, SEBS, SEEPS czy SEPS;
• kopolimery szczepione – do głównego łańcucha polimerowego przyłączone są boczne łańcuchy o innym składzie.

Znaczenie właściwości

Właściwości kopolimeru nie są zwykle prostą średnią właściwości odpowiednich homopolimerów. Zmiana składu i struktury może prowadzić do materiałów o nowych cechach użytkowych. Przykładowo w tworzywie ABS poszczególne składniki pełnią różne funkcje: akrylonitryl poprawia odporność chemiczną i twardość, butadien zwiększa odporność na uderzenie, a styren sprzyja połyskowi i przetwarzalności. SAN, będący kopolimerem styrenu i akrylonitrylu, w porównaniu z polistyrenem ogólnego stosowania wykazuje lepszą odporność chemiczną i nieco wyższą odporność termiczną.

Kopolimery blokowe są szczególnie ważne w grupie elastomerów termoplastycznych. W przypadku TPE-S zmiana udziału poszczególnych bloków i warunków polimeryzacji pozwala uzyskać materiały o różnej twardości, podatności na odkształcenie, wytrzymałości na rozciąganie, odporności na ścieranie i właściwościach antypoślizgowych.

Przykłady kopolimerów stosowanych w przemyśle

• ABS – terpolimer akrylonitrylu, butadienu i styrenu, powszechnie stosowany jako tworzywo konstrukcyjne, m.in. w motoryzacji, AGD, elektronice i zabawkach;
• SAN – kopolimer styrenu i akrylonitrylu, wykorzystywany m.in. w artykułach gospodarstwa domowego, opakowaniach kosmetycznych i wyrobach wymagających przezroczystości oraz odporności chemicznej;
• kopolimery blokowe styrenowe, np. SBS, SIS, SEBS i SEPS – stosowane jako elastomery termoplastyczne;
• COC, czyli cykliczny kopolimer olefinowy – używany m.in. jako modyfikator polietylenu w opakowaniach oraz w zastosowaniach medycznych wymagających wysokiej czystości materiału;
• kopolimery poliwęglanowe – specjalistyczne materiały, które mogą łączyć wysoką udarność, odporność chemiczną i właściwości uniepalniające w zastosowaniach medycznych;
• kopolimery poliamidowe, w tym kopolimery polieterowo-poliamidowe – stosowane m.in. w obuwiu, sprzęcie medycznym, sportowym, kablach i włóknach.