Gelfracties

Gelfracties, in polymerkunde ofte gel fraction genoemd, is het gedeelte van een polymeernetwerk dat onoplosbaar blijft nadat het is geëxtraheerd met een geschikte oplosmiddel. Het dient als maat voor de mate van kruislinging in een hydrogel of ander netwerk. De gelfractiewaarde geeft aan welk deel van de oorspronkelijke polymeren daadwerkelijk is geïntegreerd in het netwerk en dus niet uit elkaar oplost.

Meetprocedure (in het kort): het polymeer-netwerk wordt gesynthetiseerd en in droge toestand gewogen om de initiële massa W0 vast te stellen. Vervolgens wordt het netwerk langdurig geëxtraheerd in een passend oplosmiddel (bijv. via Soxhlet of langdurig uitwriemelen) om de oplosbare fractie te verwijderen. Na extractie wordt het overblijvende, droge gel-gecontroleerd gewogen als Wg. De gelfractie wordt berekend als Gelfractie = Wg / W0, vaak uitgedrukt als percentage. De resterende oplosbare fractie noemt men de solfractie, en gelfracties en solfracties samen vertegenwoordigen de gehele massa van het netwerk bij begin.

Betekenis en toepassingen: de gelfractie geeft inzicht in de netwerkstructuur en kruislinging, en beïnvloedt mechanische eigenschappen, swelling en diffusie in hydrogels en kunststoffen. Een hogere gelfractie duidt op meer kruisbinding en een stevigere, minder swellende structuur; een lagere gelfractie wijst op meer niet-vernet polymeer en mogelijk zwakkere eigenschappen. Het wordt toegepast bij kwaliteitscontrole en bij vergelijking van syntheseomstandigheden (verhouding monomeren, kruislinker, polymerisatie-temperatuur en -tijd).

Beperkingen: de gemeten gelfractie hangt af van het gekozen oplosmiddel en de testomstandigheden; sommige fysieke entanglementen tellen mogelijk niet als daadwerkelijk kruislinking. Het blijft een indirecte maat voor netwerkdichtheid en moet vaak samen met swellingstoffen en mechanical properties worden geïnterpreteerd.