Kruisvernetting

Kruisvernetting is het proces waarbij polymeren worden omgevormd tot een netwerk door het vormen van verbindingen tussen de lange ketens. Dit gebeurt vaak door chemische bindingen tussen functionele groepen, maar kan ook plaatsvinden via fysische interacties. Het resultaat is een netwerk dat vaak insolubiel is, minder vervormbaar en een gel- of vaste structuur kan vormen.

Er bestaan chemische kruisvernetting en fysische kruisvernetting. Chemische kruisvernetting gebruikt reactieve groepen en koppelaars die covalente bindingen vormen tussen ketens, bijvoorbeeld door epoxides, aldehyden of difunctionele verbindingen. Fysische kruisvernetting berust op ionische interacties, hydrogenbinding of andere supramoleculaire relaties en is vaak reversibel onder bepaalde omstandigheden.

Toepassingen zijn onder andere thermische netwerken in kunststoffen en rubber, hydrogelmaterialen voor medische toepassingen (wondverband, drugafgiftesystemen) en coatings of membranen. In verschillende industrieën wordt kruisvernetting toegepast om mechanische sterkte, temperatuurbestendigheid en wateropname te sturen. De mate en aard van de kruisverbinding bepalen de eigenschappen van het eindproduct, zoals stijfheid, elasticiteit en oplosbaarheid.

Veel voorkomende voorbeelden zijn vulkanisatie van rubber met zwavel; crosslinking van polyurethaan, epoxy- of polymeerresins met harders; en ionische kruisvernetting zoals calciumverbindingen die alginaatnetwerken vormen.

Kruisvernetting is daarmee een sleutelprincipe in polymerenkunde en materialenonderzoek, waardoor de eigenschappen van polymeren kunnen worden afgesteld door de aard en hoeveelheid van de koppelingen te regelen.