سطح پلیمری

مواد پلیمری به دلیل ویژگی های متنوع، مقرون به صرفه بودن و تولیدات بسیار، کاربرد گسترده ای دارند. علم سنتز و ترکیب پلیمر امکان کنترل عالی خواص نمونه پلیمری را فراهم می کند. با این حال، فعل و انفعالات سطحی بسترهای پلیمری یک زمینه ضروری برای مطالعه در علومی نظیر بیوتکنولوژی، فناوری نانو و همچنین موارد مرتبط با کاربردهای پوششی می باشد. در این موارد، مشخصات سطح پلیمری و مواد و نیز نیروهای حاصل از آنها تا حد زیادی کاربرد و اعتبار آن را تعیین می کند. به عنوان مثال، در کاربردهای زیست پزشکی ( Bio Medical ) ، پاسخ بدن به مواد خارجی و در نتیجه سازگاری با آن ها، تحت تأثیر فعل و انفعالات سطحی می باشد. علاوه بر این، علم سطح بخش جدایی ناپذیر فرمولاسیون، ساخت و کاربرد پوشش ها می باشد.
یک ماده پلیمری را می توان با افزودن ذرات کوچک، الیگومرها و حتی سایر پلیمرها ( کوپلیمرهای پیوندی ) بر روی سطح، کاربردی کرد.
پیوند، در زمینه شیمی پلیمر، به افزودن زنجیره های پلیمری بر روی یک سطح اشاره دارد. اصطلاحاً در سازوکار «پیوند بر روی» ( grafting onto ) ، یک زنجیره پلیمری روی سطح خارجی یک محلول جذب می شود. در سازوکار گسترده تر «پیوند از» ( grafting from ) ، یک زنجیره پلیمری در سطح، شروع به تکثیر می کند. از آنجا که زنجیره های از پیش پلیمری شده در روش «پیوند بر روی» ( grafting onto ) ، از ترکیب ترمودینامیکی مطلوبی در محلول ( حجم هیدرودینامیکی تعادل ) برخوردار هستند، چگالی جذب آنها محدود می شود؛ بنابراین شعاع ژیراسیون ( چرخش ) پلیمر عامل محدود کننده تعداد زنجیره های پلیمری است که می تواند به سطح برسد و پیوند تشکیل دهد. تکنیک «پیوند از» ( grafting from ) ، این پدیده را دور می زند و تراکم زنجیرهای پلیمری که موفق به تشکیل پیوند می شوند را بیشتر می کند.
فرایندهای پیوند «بر روی» ( onto ) ، «از» ( from ) و «از طریق» ( through ) ، تمام راه های مختلف برای تغییر شیمیایی سطحی که به آن متصل می شوند را دارند. پیوند روی آن ( onto ) باعث می شود تا یک پلیمر از قبل شکل گرفته، به طور کلی به صورت یک «رژیم قارچ»، به سطح قطرات یا مهره ها در محلول بچسبد. به دلیل حجم بیشتر پلیمرهای پیچ خورده و فضاهای خالی بیشتر که باعث می شود، تراکم پیوند در حالت «بر روی» ( onto ) ، در مقایسه با حالت «از» ( from ) ، کمتر باشد. سطح مهره توسط پلیمر خیس می شود و فعل و انفعال در محلول باعث انعطاف پذیری پلیمر می شود. ترکیبات گسترده پلیمری که از سطح مهره پیوند زده شده یا پلیمری شده است به این معنی است که مونومر باید در محلول و به صورت حل شده وجود داشته باشد. این امر منجر به ایجاد پلیمری می شود که اثر متقابل مطلوبی با محلول دارد و به پلیمر امکان شکل گیری خطی تری را می دهد. از این رو سطح از تراکم پیوند بیشتری برخوردار است؛ زیرا دسترسی بیشتری به انتهای زنجیرها وجود دارد.