پلیمر چیست؟ پلیمر ها یا بزرگ مولکول یا بسپار درواقع مولکول ها و زنجیرهای بسیار بزرگی هستند که از تعداد زیادی واحد کوچکتر به نام مونومر و اتصال آن ها به هم تشکیل می شوند. کلمه پلیمر ریشه یونانی دارد و از دو بخش “پلی” یعنی چند و “مر” به معنی بخش یا قسمت ساخته شده است. قصد داریم در ادامه این مقاله به آشنایی با انواع پلیمر،کاربرد و خواص آن و همچنین انواع پلیمریزاسیون بپردازیم.
تفاوت پلیمر و مونومر
به کوچکترین واحد تکرارشونده پلیمر، مونومر می گویند. برای درک بهتر مثالی از تسبیح را در نظر بگیرید. اگر یک زنجیره تسبیح را پلیمر در نظر بگیریم، هرکدام از دانه های تشکیل هنده آن مونومر به حساب می آیند.
فرایند پلیمریزاسیون چیست؟
منظور از فرایند پلیمریزاسیون مجموعه ای از واکنش های شیمیایی است که سبب اتصال مونومرها به یکدیگر و ساخت زنجیره های طویل با جرم مولی بالا به نام پلیمر می شود. این فرایند به روش های مختلفی انجام می پذیرد. پلیمریزاسیون آنیونی، کاتیونی و رادیکالی از جمله این روش ها هستند. در ادامه به بررسی انواع پلیمر و کاربرد پلیمر ها می پردازیم.
انواع پلیمریزاسیون
طبق آنچه در ویکی پدیا آمده است؛ پلیمریزاسیون یا همان فرایند تبدیل مونومر به پلیمر در انواع مختلفی مثل مرحله ای، زنجیره ای، یونی و…صورت می گیرد.
| دسته بندی بر اساس محصولات واکنش پلیمریزاسیون | دسته بندی بر اساس محیط انجام واکنش پلیمریزاسیون |
| توده ای | تراکمی |
| امولسیونی | افزایشی |
| محلولی | مرحله ای- زنجیره ای |
برای آشنایی بیشتر با این فرایند در پلی استایرن چیست pdf زیر را رایگان دانلود کنید.
- دانلود فایل pdf فرایند پلیمریزاسیون
طبقه بندی انواع پلیمر
انواع پلیمرها را میتوان براساس ویژگی های زیر طبقه بندی کرد:
- طبقه بندی با توجه به منشا آن ها
- طبقه بندی با توجه به ساختار زنجیری
- طبقه بندی با توجه به نحوه واکنش آن ها نسبت به حرارت
- طبقه بندی با توجه به بلورینگی
- طبقه بندی با توجه به ویژگی های فیزیکی، ساخت و کاربرد ان ها
- طبقه بندی با توجه به آرایش تاکتیسیته
در ادامه به شرح هر دسته می پردازیم.
طبقه بندی با توجه به منشا تولید
اولین طبقه از انواع پلیمر که بررسی می کنیم طبقه بندی براساس منشا تولید آن ها است.پلیمر ها با توجه به اینکه توسط کدام عامل زیستی یا غیرزیستی ساخته می شوند در دو دسته طبیعی و مصنوعی قرار می گیرند.کاربرد پلیمرهای هر دسته نیز آمده است.
- پلیمر های طبیعی بزرگ مولکول های زیستی مثل پلی ساکاریدها، پروتئین ها و لاستیک های طبیعی هستند. این نوع از پلیمر ها به محیط زیست آسیبی وارد نمی کنند، تجزیه پذیر هستند و منشا زیستی دارند. همچنین در مهندسی پزشکی کاربردهایی از آن به چشم می خورد.
- پلیمرهای مصنوعی از سنتز و ترکیب مولکول های کوچک و ساخت مولکول های بزرگتر بدست می آید. به طور معمول اصلی ترین پایه های این نوع پلیمر نفت و گاز طبیعی است همچنین کربن و هیدروژن به وفور در آن یافت می شود. به عنوان مثال هایی از پلیمرهای مصنوعی به پلاستیک ، نایلون، پلی اتیلن و تفلون می توان اشاره کرد.
- دسته سومی نیز وجود دارد که مابین دو دسته بندی قبلی جای می گیرد که پلیمرنیمه سنتزی نامیده می شود. این پلیمر ها به منظور استفاده بهینه از خاصیت ها، از اصلاح شیمیایی پلیمرهای طبیعی تهیه می شوند. مثل سلولز استات وسلولز نیترات.
طبقه بندی با توجه به ساختار زنجیری
انواع پلیمرها در طبقه بندی دیگر براساس ساختاره زنجیره ای خود به ۳ دسته پلیمر های خطی، شاخه ای و دارای پیوند عرضی(شبکه ای) تقسیم می شوند.
- در دسته بندی خطی قرارگیری مونومرها به نحوی است که هیج شاخه ای وجود نداشته باشد و مولکول ها در فاصله کمی از هم قرار دارند که موجب می شود نقطه ذوب و استحکام کششی بالایی بین آن ها ایجاد شود. مثل نایلون ها
- پلیمرهای شاخه ای نیز مانند خطی ها، زنجیره های بلندی هستند با این تفاوت که دارای شاخه های جانبی می باشند و نقطه ذوب،چگالی و استحکام کششی کمتری دارند.
- در این دسته سوم یعنی پلیمرهای شبکه ای، واحدهای تکرار شونده به یکدیگر متصل می شوند و شبکه های سه بعدی می سازند به همن دلیل سخت، سفت و شکننده هستند. مثل ملامین، رزین فرمالدهید و لاستیک های پخت شده .
طبقه بندی با توجه به نحوه واکنش نسبت به حرارت
در این بخش انواع پلیمرها در دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموست را بررسی می کنیم.
- ترموپلاستیک ( گرمانرم ها ) شامل زنجیره های بلندی هستند که در برابر حرارت در اشکال متفاوت قالب گیری و سپس در دمای اتاق خنک و قابل استفاده می شوند. مانند پلی اتیلن، پی وی سی، پلی پروپیلن و پلی استایرین . در حین فرایند فرم گرفتن، بر اثر حرارت ترموپلاستیک ها خود را درگیر واکنش شیمیایی نمی کنند.
- ترموست ها ( گرما سخت ها ) پلیمرهایی سخت هستند که در مقابل حرارت ذوب و یا نرم نمی شوند درواقع با گرم شدن مجدد تا زمانی که تخریب شوند جامد می مانند. از این رو نمی توان آن ها را مجددا قابل گیری کرد. مواد ترموست غالبا به صورت کامپاند های نیمه پلیمریزه شده یا مایع مخلوط پلیمر-مونومر عرضه می شوند تا واحد های تولیدی بتوانند آن ها را به شکل محصول نهایی در آورده و سپس پخت کنند. فنولیک ها، اوره، ملامین، اپوکسی، پلی استرها و سیلیکون مثالهایی از ترموست ها هستند.
طبقه بندی با توجه به بلورینگی
این طبقه بندی از انواع پلیمر ها را می توان در ۳ دسته بلورین، نیمه بلورین و آمورف در نظر گرفت.نام گذاری دیگری نیز برای دسته های بلورین و پلیمر آمورف وجود دارد که به ترتیب عبارتند از کریستالی و بی شکل.
- پلیمرهای بلورین پلیمرهایی هستند که زنجیره های مولکولی اش منظم و با آرایشی خاص در کنار هم قرار گرفته باشند. این نوع از پلیمر ها به دلیل ساختار و نحوه قرارگیری زنجیره ها استحکام بالایی نیز دارند.
- پلیمر آمورف یا بی شکل برخلاف دسته قبلی دارای زنجیره های نامنظم و نحوه قرارگیری تصادفی هسند. از ویژگی این دسته می توان به مقاومت کم در برابر حرارت و خزش بالا نام برد.
- دسته آخر پلیمرهای نیمه بلورین هستند. در حقیقت بیشتر پلیمرها شامل هر دو دسته بالا می شوند؛ یعنی قسمت هایی از آن ها بلوری و قسمت هایی بی شکل است و به طور کلی به ندرت پیش می آید که پلیمری به صورت کامل آمورف یا بلوری باشند.
طبقه بندی با توجه به ویژگی های فیزیکی، ساخت و کاربرد آن ها
انواع پلیمر ها را از لحاظ ویژگی های فیزیکی، ساخت و کاربرد ان ها به ۴ دسته کلی پلاستیک، لاستیک، الیاف و رزین تقسیم می کنند.
- پلاستیک ها درواقع پلیمرهایی هستند که در اثر گرما و فشار، سخت و سفت شده اند. معمولا پلاستیک ها در دسته بندی نیمه بلورین قرار می گیرند و از نظر نیروی بین مولکولی بین دو دسته الیاف و لاستیک قرار می گیرند. مثل PMMA و PE
- دسته دوم پلیمرهایی با نیروی بین مولکولی ضعیف هستند که خاصیت کشسانی و الاستیسیته بالا دارند. این پلیمر ها لاستیک یا همان الاستومر نام گذاری شده اند. معمولا در دسته بندی آمورف از لحاظ بلورینگی قرارمی گیرند.
- الیاف یا فیبرها دسته سومی هستند که بررسی خواهیم کرد. این پلیمرها بسیار طویل هستند و طولی حدود ۱۰۰ برابر قطر خود دارند. از ویژگی آن ها به خاصیت کشسانی و درجه کیستالی بالا می توان اشاره کرد. مانند نایلون ها.
- پلیمرهایی که وزن بسیار کم دارند، معمولا به شکل مایع هستند و برای افزایش استحکام آن ها را می پزند، رزین می گویند. مانند چسب های هوا پخت. از رزین ها در صنایع دستی امروزه بسیار استفاده می شود و محبوب واقع شده اند.
طبقه بندی با توجه به آرایش تاکتیسیته
درواقع مفهوم تاکتیسیته، قرارگیری گروه های جانبی در فضا است. می توان پلیمرها را بر اساس نحوه قرارگیربی در فضا به ۳ دسته ایزو تاکتیک، اتاکتیک و سیندیوتاکتیک تقسیم کرد.
- اگر همه گروه ها در یک سمت ز زنجیر جی گیرند ایزو تاکتیک نامیده می شوند.
- اگر گروه ها به صورت تصادفی در دو طرف زنجیره قرار گیرند، اتاکتیک نامیده می شوند.
- دسته سوم حالتی است که گروه ها در دو طرف زنجیر و در آرایش یک درمیان قرار گیرند، به این دسته سیندیوتاکتیک گویند.
خلاصه متن
جدول زیر به طور خلاصه انواع پلیمر و تمام آنچه تا این بخش مقاله مطرح شد را بیان می کند.
| طبقه بندی بر اساس آرایش تاکتیسیته | طبقه بندی بر اساس ویژگی های فیزیکی | طبقه بندی بر اساس بلورینگی | طبقه بندی بر اساس واکنش در برابر حرارت | طبقه بندی بر اساس ساختار زنجیری | طبقه بندی بر اساس منشا |
| ایزو تاکتیک | پلاستیک | بلورین(کریستالی) | ترموپلاستیک (گرمانرم) | خطی | طبیعی |
| اتاکتیک | لاستیک | آمورف(بی شکل) | ترموست(گرماسخت) | شاخه ای | مصنوعی(سنتزی) |
| سیندیوتاکتیک | الیاف | نیمه بلورین | پیوندعرضی(شبکه ای) | نیمه سنتزی | |
| رزین |
مفتخریم که تا انتهای مقاله همراه ما بودید و با انواع پلیمر، کاربرد پلیمرو خواص آن آشنا شدید و دیدید که پلیمر چیست؟ و با مونومر چه تفاوتی دارد.
بدون دیدگاه