ristisidonnaiset

Ristisidonnaiset ovat polymeerimateriaaleja, joissa yksittäiset polymeriketjut ovat kiinnittyneet toisiinsa muodostamalla kolmiulotteisen verkkomaisen rakenteen. Tällainen ristisidonta muuttaa materiaalin ominaisuuksia merkittävästi verrattuna lineaarisiin polymeereihin: verkko rajoittaa liikettä, jolloin aineesta tulee jäykempää, vähemmän liukoista ja usein paremmin lämpötilan kestoa kestävästi.

Ristisidonta voi olla kemiallista tai fysikaalista. Kemiallisessa ristikkäisidonnassa muodostuvat sidokset ovat kovalenttisia, mikä luo kestäviä verkkoja. Fysikaalinen ristikkäisyys perustuu esimerkiksi vahvoihin hiili- ja van der Waals -vuorovaikutuksiin, ionisiin yhteyksiin tai kiteytymiseen ja mikroskooppisiin entanglement-sidoksiin. Ristisidonta voidaan saada aikaan erilaisilla reaktioreaktiolla, lämpöä, säteilyä (UV, γ) tai kemiallisilla ristikkäinnöittäjillä käytännön sovelluksissa.

Ominaisuuksiltaan ristissidonnaiset ovat yleensä jäykempiä, korkeammasti lämpötilan kestoa kestäviä ja vähemmän haavoittuvia vettä vastaan kuin lineaariset polymeerit. Tiheämpi ristikkäisyys lisää lujuutta ja muodonmuutosten kestoa, kun taas matalampi ristikkäisyys antaa suuremman venyvyyden ja joustavuuden. Materiaalin käyttäytymistä säätelee ristikkäisyyden tiheys sekä verkoa ylläpitävien sidosten laadukkuus.

Tärkeitä sovelluksia ovat termostopit sekä jäykät pinnoitteet ja lakat, komposiitit sekä erikoispinnoitteet, elastomeerit kuten vulkanisoitu kumi, geelit ja hydrogeelit. Ristisidonnaisuutta voidaan mitata esimerkiksi geeliosuuden (gel fraction) ja laajenemiskäyttäytymisen (swelling) kokein, sekä mekanisilla ja lämpöominaisuuksilla (DMA, DSC).