korsbindningar

Korsbindningar är kemiska länkar som förbinder polymerkedjor eller molekyler och bildar nätverk. Genom korsbindningar får material ökad mekanisk styrka, bättre termisk stabilitet och ofta minskad löslighet. Korsbindningar kan vara kovalenta, joniska eller icke-kovalenta (t.ex. vätebindingar) och kan vara permanenta eller reversibla.

Kovalenta korsbindningar bildas när två eller flera funktionella grupper reagerar och bildar starka covalenta band mellan kedjorna. Vanliga metoder är användning av bifunktionella eller polyfunktionella reagenser som kopplar ihop kedjorna. Exempel finns i vulkanisering av gummi med svavel, proteinkorsbindningar som glutaraldehyd som korsar proteiner, eller epoxider som kopplar samman längre polymerkedjor. Enzymatiska vägar, som transglutaminas i biologiska material, kan också skapa kovalenta korsbindningar.

Icke-kovalenta eller fysiska korsbindningar uppstår genom mindre starka krafter som vätebindingar, hydrofob interaktion, joniska interaktioner eller kristallisation. Dessa korsbindningar är ofta reversibla och temperatur- eller pH-beroende, vilket gör materialen mer deformabla eller återställda vid omgivande förändringar.

Biologiskt spelar korsbindningar en central roll i vävnaders mekaniska egenskaper. Kollagen och elastin bildar nätverk genom enzymatiska och spontana korsbindningar som påverkar styrka och elasticitet. Åldrande och vissa sjukdomar kan öka korsbindningar och därigenom stelna vävnader.

Industriellt används korsbindningar för att tillverka hydrogeler, tätnings- och härdglas, resiner och gummi. Mätningar av korsbindningsgrad, svällning och mekanisk respons används för att karakterisera materialets egenskaper och anpassa dem efter applikationen.