polymeerissä

Polymeerissä tarkoittaa inessiivimuotoa polymeeriä. Termiä käytetään kuvaamaan tilaa, jossa jokin aine on sijoittunut polymeerimatriisiin tai liukenee siihen. Tämä näkökulma on keskeinen polymeerien tutkimuksessa, kun tarkastellaan ilmiöitä kuten diffuusiota, sorptiota, turvotusta ja kuljetusta polymeerissä.

Diffuusio polymeerissä kuvaa pienmolekyylien liikettä polymeerimatriisissa. Liikkuvuus riippuu lämpötilasta ja polymerin rakenteesta: amorfisissa polymeereissä penetrantit voivat liikkua helpommin kuin kidealueilla; crosslinking ja turvotus voivat hidastaa diffuosiota. Sorptio tarkoittaa aineen sitoutumista polymeeriin, ja siihen vaikuttavat sekä absorptio että adsorptio. Usein polymeerissä tapahtuva sorptio ja diffuusio riippuvat toisistaan, ja malleja kuten Flory–Huggins sekä ns. dual-mode sorptio käytetään kuvaamaan olennaisia ominaisuuksia.

Mittauksia ja sovelluksia: Sorptio- ja diffuusiotutkimuksia tehdään gravimetrisillä sorptiokäyrillä, permeabiliteetti- ja paine-/lämpötilakäyrillä sekä NMR-diffusometriikalla. Tuloksia hyödynnetään esimerkiksi pakkausteollisuudessa, lääkeainetoteutuksessa sekä biopohjaisissa materiaaleissa, joissa kontrolloitu kuljetus on tärkeää.

Haasteet: Diffuusio ja sorptio ovat herkkiä lämpötilalle, paineelle ja polymeerin rakenteelle. Plastisoituminen, turvotus sekä materiaalin heterogeenisyys voivat vaikuttaa ennustettavuuteen ja mekanisia ominaisuuksia.