X
تبلیغات
شیمی - پلیمر
پلیمر شنبه نوزدهم فروردین 1391 16:55

مقدمه

تصور جهان پيشرفته کنونی بدون وجود مواد پليمری مشکل می‌باشد. امروزه اين مواد جزيی از زندگی ما شده‌اند و در ساخت اشيای مختلف، از وسايل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقيق و پيچيده پزشکی و علمی بکار می‌روند. کلمه هاي پليمر از کلمه يونانی (Poly) به معنی چند و (Meros) به معنای واحد يا قسمت بوجود آمده است. در اين ميان ساختمان پليمرها با مولکولهای بسيار دراز زنجير گونه با ساختمان فلزات کاملاً متفاوت است. اين مولکولهای بلند از اتصال و بهم پيوستن هزاران واحد کوچک مولکولی موسوم به مونومر تشکيل شده‌اند. مواد طبيعی مانند ابريشم، لاک، قير طبيعی و سلولز ناخن داراي چنين ساختمان مولكولي هستند. البته تا اوايل قرن نوزدهم ميلادی توجه زيادی به مواد پليمری نشده بود، بوميان آمريکای مرکزی از برخی درختان شيرابه‌هايی استخراج می‌کردند که بعدها نام لاتکس به خود گرفت. در سال 1829 ميلادي، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبيعی با سولفور و حرارت دادن آن ماده‌ای قابل ذوب ايجاد می‌شود که می‌توان از آن محصولات مختلفی نظير چرخ ارابه يا توپ تهيه کرد. در سال 1909 ميلادی فنل فرمالدئيد موسوم به باکليت* بوسيله دكتر  لئو باكلند** ساخته شد که در تهيه قطعات الکتريکی، کليدها، پريزها، دستگاه تلفن و دسته وسايل  پخت و پز به مصرف رسيد، رزين فنل فرمالدهيد يك پليمر شبكه اي است (مقاومت گرمايي بالا از خصوصيات آنهاست). اين شيميدان بلژيكي رزينهاي اوره فرمالدئيد را هم به بازار عرضه كرد. [1]، [2]، [3] در اثنای جنگ جهانی دوم موادی مثل نايلون پلی اتيلن،
 آکريليک موسوم به پرسپکس به دنيا عرضه شد. شرکت دوپن در سال 1932 ميلادي نئوپرن را ابداع و به شکل تجارتی ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد. [4] بعضي از پليمرها مانند شيشه معمولي (معدني) هستند و مانند آن شبكه بلوري ندارند مانند پلي متيل متاكريلات، پلكسي گلاس، لوسيت. [5]

بشر نخستين آموخته بود چگونه الياف پروتئينی پشم و ابريشم و الياف سلولزی پنبه و کتان را عمل آورد، رنگرزی کند، ببافد و از لاستيک طبيعی برای ساختن اشياي کشسان و پارچه‌های ضد آب استفاده كند.
 پلی کلروپرن، نخستين لاستيک سنتزی است که در آمريکا تهيه شد و گسترش يافت. پلی بوتادين، نخستين
 کائوچوی سنتزی است که آلمانی‌ها بنام بونا- اس به مقدار کافی تهيه کردند. بوتيل کائوچو، يکی از چهار لاستيک سنتزی است که اکنون به مقدار كافي تهيه و مصرف می‌شود.

نخستين لاستيک مصنوعی، سلولوئيد* است که از سلولز تري نيترات و کافور توسط الكساندر پارکز** در سال 1865 ميلادي تهيه شد، اين ماده براي ساخت برس، شانه، فيلم عكاسي، چسب، الياف، لاك و شيشه ايمني اتومبيل بكار مي رفت. [2]، [3] ولی در سال 1930 ميلادي، عمل پليمريزاسيون و آلکيلاسيون کشف شد و در صنعت بکار گرفته شد. در اين دوران، آمونياک برای توليد مواد منفجره، تولوئن برای توليد TNT و بوتادين و استايرن برای توليد لاستيک مصنوعی به مقدار زيادی از نفت توليد شد. استات سلولز در سال 1894 ميلادي توسط بران دکرس سنتز شد و در سال 1905 ميلادي توسط ميلس کامل شد. رم در سال 1900 ميلادي، پليمريزاسيون ترکيبات آکريليک را آغاز کرد و در سال 1901 ميلادي، اسميت نخستين فتالات گليسرين (فتالات گليسريل) را تهيه کرد. در اواسط قرن بيستم در آلمان، اشتودينگر، قانون مهم ساختار مولکولهای بزرگ را وضع کرد. در سال 1934 ميلادي، کارخانه(ICI) ***موفق به تهيه مولکولهای بزرگ
 پلی اتيلن شد. شركت دوپن**** بطور منظم در زمينه تراکم مواد بررسيهايی انجام داد که در نتيجه، به تهيه پلی آميدها يعنی الياف نايلون نايل شد و الياف پلی آميد را از كاپرولاکتام تهيه کرد که به الياف پرلون شهرت يافت. [3]، [6]

انواع پليمر

پليمرها را به سه گروه عمده تقسيم می‌کنند:

بيوپليمرها يا پليمرهای طبيعی: مانند سلولز (گلوكز بعنوان مونومر است)، نشاسته (گلوكز بعنوان مونومر است)، پروتئينها (پلي پپتيدها كه آمينو اسيدها در آنها بعنوان مونومر عمل مي كنند) شامل پروتئين هاي آلفا، بتا، كلاژن (اگر در آب ريخته شود به پروتئين ژلاتين تبديل مي شود)، هموگلوبين، انسولين، گاما گلوبين، آنزيمها مانند شيمو تريپسين*، پروتئين شبكيه چشم بنام ردوپسين**، نوكلئيك اسيدها و ... . [6]، [7]، [8]

پليمرهايي هم هستند كه با ايجاد تغييراتي در مواد طبيعي حاصل مي شوند مانند الياف سلولز دي نيترات (سلولز نيترات)، الياف ويسكوز (ابريشم ويسكوز) با نام شيميايي سلولز زانتات و به شكل نخ هاي ريون*** و فيلم هاي حفاظت كننده سلوفان،**** الياف استات سلولز (ابريشم استات). اين دسته از پليمرها در قليا حل
مي شوند و ناپايدار هستند. [6]، [9]

پليمرهای معدنی: مانند الماس ، گرافيت ، اکثر اکسيدهای فلزی و ...

پليمرهای سنتزی: منشأ اين پليمرها عموماً مونومرهايی از نفت خام و قطران زغال  سنگ است و ما با انجام فرايندهايی ، پليمرهای بسيار مفيد می‌سازيم که امروزه زندگی بدون آنها ممکن نيست. [8]

انواع پليمريزاسيون

پليمريزاسيون افزايشی: در اين نوع پليمريزاسيون ، از ترکيباتی که بند دوگانه (C ═ C) دارند، پليمر می‌سازند. [7]

پلی اتيلن                                                                              nC2H4 → (─ C2H4 ─)n
در اين واکنش، اتيلن در اثر حرارت به پلی اتيلن تبديل می‌شود. جرم مولکولی پلی اتيلن بين 1000 تا 20000 می‌تواند متفاوت باشد. يعنی بر حسب شرايط ، درجه پليمريزاسيون يعنی همان n مولکول پليمر را می‌توان کم يا زياد کرد.

آکريلان (اورلون)                                                n(CH2 ═ CHCN) → (─ CH2 ─ CHCN ─)n
اين پليمر نيز از مشتقات اتيلن است. مونومر اين پليمر ، سيانيد وينيل (آکريلو نيتريل) است.

پي وي سي                                               PVC  nCH2 ═ CHCl → (─ CH2 ─ CHCl ─)n
پلی وينيل کلرايد يا PVC  از پليمريزاسيون وينيل کلريد CH2 ═ CHCl بوجود می‌آيد.

تفلون: تفلون از پليمريزاسيون تترا فلوئورو اتيلن نتيجه مي شود.  [11]nCF2 ═ CF2 → (─ CF2 ─ CF2 ─ )n

کائوچو: کائوچو بر دو نوع است:

1- کائوچوی طبيعی: کائوچوی طبيعی که از شيره درختی بنام هوآ Hevea بدست می‌آيد، از پليمريزاسيون هيدروکربنی بنام 2- متيل - 1، 3- بوتادين معروف به ايزوپرن بوجود می‌آيد:

nCH2 ═ C (CH3) ─ CH ═ CH2 → (─ CH2 ─ C (CH3) ═ CH ─ CH2 ─)n

2- کائوچوی مصنوعی: چون در فرمول ساختمانی کائوچوی طبيعی پيوند دوگانه وجود دارد، بهمين دليل وقتی کائوچو را با گوگرد حرارت مي دهيم، اين مونومرها پيوند پاي (Л) خود را باز می‌کنند و با ظرفيتهای
آزاد شده، اتم گوگرد را می‌گيرند، در نتيجه کائوچو به لاستيک تبديل می‌گردد. اين كار بوسيله چارلز گودير*     صورت گرفت. حرارت دادن کائوچو با گوگرد و توليد لاستيک را اصطلاحاً ولکانيزاسيون** مي نامند و بهمين دليل لاستيک حاصل را نيز کائوچوی ولکانيزه مي گويند. ابونيت نوعي كائوچوي جامد غير كشسان است كه 30 درصد گوگرد دارد و بعنوان عايق در وسايل الكتريكي بكار مي رود. [10]

چند نوع کائوچوی مصنوعی ديگر نيز از موادی مانند 1، 3- بوتادين و جسمی بنام 2- کلرو - 1، 3- بوتادين معروف به کلروپرن به فرمول CH2 ═ CCl ─ CH ═ CH2  و جسم ديگری بنام 2، 3- دی متيل – 1، 3- بوتادين به فرمولC(CH3) ─ C(CH3) ═ CH2  CH2 ═ به تنهايی يا مخلوط درست شده‌اند. کلروپرن بسهولت پليمريزه شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی بنام نئوپرن تبديل می‌شود. [7]، [11]

پليمريزاسيون تراکمي (مرحله اي): اگر در يک پليمريزاسيون، بر اثر واکنش مونومرها با هم، مولکولهای کوچکH2O  و NH3 و ... خارج شوند، آن را پليمريزاسيون تراکمی می‌گويند. مثل پلميريزاسيون گلوکز
در توليد نشاسته و سلولز که منجر به خارج شدن آب می‌گردد و يا مثل ساخت نايلون که مانند مواد پروتئيني يك  پلی آميد است و از پليمريزاسيون يک آمين دو ظرفيتی NH2 ─ (CH2)6 ─ NH2 بنام
 هگزا متيلن دی آمين با يک اسيد دو ظرفيتی بنام آديپيك اسيد HOOC ─ (CH2)4 ─ COOH  بوجود
 می‌آيد. در اين عمل، عامل  OH─اسيد از دو طرف با هيدروژن گروه آمين NH2─ تشکيل آب داده و خارج می‌شود و باقيمانده‌ مولکولهای آنها با هم ، زنجير پليمر را بوجود می‌آورند. [7]

nNH2 ─ (CH2)6 ─ NH2 + nHOOC ─ (CH2)4 ─ COOH
 nH2O + (─ NH ─ (CH2)6 ─ N(H) ─ CO ─ (CH2)4 ─ CO ─)n                                                              نايلون

پليمريزاسيون اشتراکی (کوپليمريزاسيون): اگر در عمل پليمريزاسيون، دو مونومر مختلف با هم بطور مشترک يک پليمر را بوجود آورند، آن را کوپليمر می‌نامند. مثلا يک نوع لاستيک بنام بونا – اس (Buna-S) وجود دارد که از پليمريزاسيون دو جسم مختلف يکی بنام 1، 3- بوتادين CH2 ═ CH ─ CH ═ CH2  و
ديگری بنام وينيل بنزن (استايرن)C6H5 ─ CH ═ CH2  بوجود می‌آيد که قسمتی از فرمول ساختمانی آن به شکل زير است: [7]                                      ─ ─ CH2 ─ CH ═ CH ─ CH2 ─ CH(C6H5) ─ CH2

 

چند کاربرد مهم پليمرها

                                           

مواد پليمری کاربردهای وسيعی، از جمله در ساخت وسايل خانگی، اسباب بازيها، بسته بنديها، کيف و کفش، چمدان، ميز و صندلی، شيلنگها و لوله های انتقال آب، مواد پوششی بعنوان رنگها برای حفاظت از خوردگی و
 زينتی، لاستيکهای اتومبيل و بعنوان پليمرهای مهندسی با استحکام بالا حتی در دماهای نسبتاً بالا در ساخت اجزايی از ماشين آلات و بالاخره بعنوان چسب در اتصالات اغلب وسايل از يک جعبه بسيار ساده غلات گرفته تا هواپيمای پيشرفته بوئينگ 747 دارند.

چسب‌ها: همگی حاوی پليمر هستند يا پليمرها در حين سخت شدن چسب‌ها بوسيله واکنش شيميايی حاصل می‌شوند، پليمرها به چسب‌ها قدرت چسبندگی می‌دهند. می‌توان آنها را بصورت رشته‌هايی از واحدهای شيميايیِ همانند که بوسيله پيوند کووالانسی بهم متصل شده‌اند، در نظر گرفت. پليمرها در دماهای بالا روان می‌گردند و در حلال‌های مناسب حل می‌گردند. خاصيت روان شدن آنها در چسب‌های حرارتی و خاصيت حل شوندگی آنها در چسب‌های بر پايه حلال، يک امر اساسی می‌باشد.

فنوپلاستها: از متراکم شدن فنل با فرمالدئيد در محيط اسيدی يا بازی فنوپلاست يا رزين فنل- فرمالدئيد حاصل می‌شود. برای اين که چسب نجاری حاصل شود، در انتهای مولکول، بايد گروه OH ─ باشد. هر چه گروههای OH ─ بيشتر باشد، چسبندگی بيشتر خواهد بود. پس برای توليد چسب بهتر، بايد فرمالدئيد اضافی برداريم. بهترين چسب آن است که گروه فرمالدئيد آزاد داشته باشد.

آمينوپلاستها (آمينوپلاستيكها): اين پلاستيک‌ها از متراکم شدن اوره يا ملامين با فرمالدئيد در محيط اسيدی يا بازی بدست می‌آيند. چسب فنل فرمالدئيد بعلت بدبويی در بازار نيست، ولی اين چسب، در بازار موجود است. ملامين يا تركيب كربني 4، 6، 8- تری آمينو _ 1، 3، 5 _ تری آزيد (C3H6N6) با فرمالدئيد می‌تواند در محيط اسيدی يا بازی، واکنش چند تراکمی انجام دهد و برحسب شرايط تنظيم واکنش، پليمر يک بعدی ايجاد کند. وقتی که شرايط را با تنظيم PH در محيط اسيدی و دمای زياد تغيير دهيم، پليمر يک بعدی به سه بعدی تبديل می‌شود و همراه با 20 درصد کائولن تبديل به فرميکال می‌شود که ماده استخوانی روی ميزهای کابينتها است. حال اگر 40 - 30 درصد کربنات کلسيم اضافه کنيم، تبديل به زير سيگاری و مواد دير اشتعال پذير می‌شود که قيمت آن، فوق‌العاده افت می‌کند. اما قدرت مکانيکی آن بالا می‌رود. کليد و پريز برق بدون استثناء از اين ماده می‌باشد. الاستومرها و ترموپلاستها و چسب اپوكسي يا همان چسب دوقلو كه محصول تراكم
دي فنيلول پروپان (همان بيس فنول A* كه از تركيب فنول با استون بدست مي آيد) و اپي كلرو هيدرين است هم در زمره چسب ها هستند. يك قسمت چسب دوقلو ماده چسب دار است و ديگري يك ماده كاتاليزوري است كه موجب تغيير در ماده چسب دار و عمل چسبانندگي آن مي شود. نوار چسبها هم ممكن است از پارچه، كاغذ، طلق و يا PVC باشد كه به چسبهايي مانند چسبهاي كائوچويي و سريشم آغشته
شده اند. [9]

پلی آميد (نايلون): برای تهيه الياف، طناب، تسمه، البسه، پلاستيک صنعتی، جايگزين فلز در ساخت غلتک ياتاقان، بادامک، دنده و وسايل الکتريکی بکار می‌رود. نايلون بيش از ابريشم دوام دارد و از سال 1939 ميلادي جورابهاي نايلوني به بازار آمده اند. [4] الياف پلي آميدي در حلال هايي مانند كرزول، فنل، فرميك اسيد و محلول اسيدهاي معدني حل مي شوند، و در برابر بازها مقاوم تر هستند تا در برابر اسيدها. نايلونهاي 6 (پلي هگزا متيلن سباسيناميد)، 66 (پلي هگزا متيلن آديپاميد)، 7 (پلي آمينو انانت)، 11 (پلي آمينو ان دكانوئيك) و ... همگي پلي آميد هستند. [9]، [12]

پلی استر (گليپتال): اين پليمرهاي تراكمي در طی سه دهه اخير در تحقيقات بنيادی و صنايع شيميايی و دارويی بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند. پلي استرها جاذب آب نيستند (هيدروفوبيك)، از اين پليمرها در سيستم‌های آزاد سازی دارويی با رهايش کنترل شده يا در اتصالات مانند نخ‌های جراحی و ترميم شکستگی استخوانها و کپسولهای کاشتی و بطري هاي نوشابه و همچنين بصورت الياف، جهت تهيه انواع لباسهايي كه كش نمي آيند و چروك نمي شوند و بخوبي اتوي خود را نگه مي دارند، نخ لاستيک، بصورت لايه برای تهيه نوار ضبط صوت يا ديسكت هاي كامپيوتري و فيلم بکار می‌رود. از انواع پلي استرها مي توان از داكرون (الياف پلي اتيلن ترفتالات) نام برد كه از پليمريزاسيون بنزن – 1، 4- دي كربوكسيليك اسيد و الكل دو عاملي اتيلن گليكول نتيجه مي شود و بعنوان نوار مغناطيسي، كيسه هاي جوش آور غذا و فيلم عكاسي و اشعه ايكس، توپ بولينگ، دگمه هاي براق پيراهن، نماي درهاي چوب نما، پايه لامپ، رنگها، قطعات خودرو، پنكه، كلاه هاي ايمني و جوشكاري، تانك ذخيره مواد شيميايي بكار مي رود. [9]، [12]، [13]

پلی اتيلن: جامدي سفيد رنگ و مومي شكل است كه بصورت چگالي پايين(LDPE)  بشكل لايه ورقه در صنايع بسته بندی، کيسه پلاستيکی، الياف پارچه بافتنی، بسته ‌بندی غذای منجمد، پرده، پوشش پلاستيکی، عايق، سيم و کابل، لوله و بطريهای يکبار مصرف، پلی اتيلن با چگالی بالا  (HDPE)قابل مصرف در ظروف زباله‌ها، بطری، انواع مخازن، گالن هاي حمل آب و بنزين، لوله برای نگهداری و انتقال سيالات بکار می‌رود. آبفشان (پيست) آزمايشگاهي و استوانه مدرج (مزور) و فلاسك را هم از پلي اتيلن مي سازند. [4]

پلی پروپيلن: در ساخت صندوق، قطعات کوچک خودرو، اجزای سواری، اسکلت صندلی، اتاقک تلويزيون، فرش و موكت [13] بكار مي روند. در مقابل حرارت مقاومتي ندارند، هيدروفوب بوده در بعضي
از حلال  هاي غير قطبي نظير دكالين و تترالين (تترا هيدرو نفتالن) حل مي شوند، در برابر اسيدها و بازها مقاوم هستند.

آكريلان* (اورلون**): اين پليمر كه پلي آكريلو نيتريل هم ناميده مي شود، به پشم مصنوعي نيز موسوم است و از آن در ساخت پوشاك و منسوجات بهره گرفته مي شود. اين بسپار هيدروفوبيك بوده و در برابر اسيدها مقاوم است اما در برابر بازها بعلت صابوني شدن گروه نيتريل مقاومت خود را از دست مي دهد.

پلي وينيل كلرايد PVC : پي وي سي از نظر ميزان توليد بعد از پلي اتيلن قرار دارد و بعلت داشتن اتمهاي كلر، اشتعال پذيري كمتري از پلي اتيلن دارد، با وجود اين از سوختن آن گاز خطرناك و سمي هيدروژن كلريد توليد مي شود. از PVC در تهيه لوله هاي انتقال آب، فاضلاب، لوله انتقال گاز، روكش صندلي، شيلنگ آب، بطري شامپو، باراني، كيف و ... استفاده مي شود. [4]، [8]، [13] براي دادن انعطاف بيشتر به آن از وينيل استات استفاده مي شود و آن را براي كاربردهايي چون پوشش تانك، ورقه و صفحه گرامافون، تيوب، عايق سيم برق، فيلم، پرده حمام، كفپوش و كيف دستي مناسب مي سازند. [14]

پلي وينيل الكل (وينال***) : اين پليمر را از پليمريزاسيون وينيل استات تهيه مي كنند، بدين ترتيب كه محصول پلي وينيل استات را صابوني كرده به پلي وينيل الكل تبديل مي كنند. الياف پلي وينيل الكل در آب محلول هستند كه براي از بين بردن اين نقص آن را با استالدهيد يا فرمالدهيد تركيب مي كنند (استاليزاسيون) و به استال تبديل مي كنند كه در اين صورت در آب ديگر محلول نخواهد بود. در برابر اسيدها و بازها تا حدي مقاوم هستند و بعلت داشتن گروه هيدروكسيل مثل الياف پنبه جاذب الرطوبه هستند. [9]

پلی استايرن: اين پليمر بصورت گسترده‌ای در ساخت رزينهايی مانند عايقها و قايقهای فايبر گلاس در توليد لاستيک، مواد حد واسط رزينهای تعويض يونی و در توليد کوپليمرهايی مانند  SBR(پليمري از 1، 3-بوتادين و استايرن كه در ساخت تاير اتومبيل با كائوچوي طبيعي رقابت مي كند) معروف به بونا - اس و
NBR  (يا همان  (SAN (لاستيكي از مونومرهاي آكريلو نيتريل و بوتادين كه در برابر حلالهاي آلي مقاوم است) و وارد كردن استايرن در زنجير NBR يعني تشكيل لاستيك ABS  کاربرد دارد. [3]، [5] محصولات توليدی از استايرن در بسته بندی، عايق الکتريکی - حرارتی، لوله‌ها، قطعات اتومبيل، فنجان، مواد اسفنجی، وسايل نوری، وسايل خانگی، اسباب بازی، مبلمان و ظروف يكبار مصرف [13]، لايه يخچال، لوله تخليه فاضلاب و تهويه، ظروف حمل و نقل، كالاهاي ورزشي، چمدان، قطعات تلويزيون و ديگر موادی که در
 ارتباط با مواد غذايی می‌باشند، بکار می‌رود. [14]

تفلون: اين پليمر نمي سوزد و تحت تأثير هيچ حلالي قرار نمي گيرد، مقاوم در مقابل حرارت بوده و هادي خوب گرماست، [8] در محدوده دمايي 250- تا 250+ از بين نمي رود، تفلون بسيار لغزنده است و بدليل
 ضريب اصطکاک پايينی که دارد بعنوان پوشش برای جلوگيری از چسبيدن مواد غذايی در وسايل پخت و پز مانند ماهي تابه، ديگ و سيني هاي شيريني پزي استفاده می شود (ظروف نچسب). [4]، [7]

لاستيکهای سيليکون: مخلوط بسپار کانی- آلی هستند که از پليمريزاسيون انواع سيلانها و سيلوکسانها بدست می‌آيند. با وجود گران بودن مقاومت قابل توجه در برابر گرما دارند كه به استفاده انحصاري از اين لاستيکها در مصارف دماي بالا منجر شده است. اين ترکيبات اشتعال پذيری نسبتاً پايين، گرانروی کم در درصد بالای رزين، عدم سميت، خواص بالای دی الکتريک، انحلال ناپذيری در آب و الکلها و ... دارند بدليل همين خواص ترکيبات سيليکون بعنوان سيال هيدروليک و انتقال گرما، روان کننده و گريس، دزدگير، مصارف برقی، رزينهای لايه کاری و پوشش و لعاب مقاوم در برابر الكلها و دمای بالا و مواد صيقل کاری قابل استفاده‌اند،
 بيشترين مصرف اين پليمرها در صنايع هوا فضاست. الياف پنبه نسوز* از سيليكاتهايي كه ساختار زنجيري و رشته اي دارند، تشكيل شده اند. [2]، [9]

لاستيک اورتان**: اين پليمرها از واکنش برخی پلی گليکولها با دی ايزوسياناتهای آلی بدست می‌آيند. مصرف اصلی اين نوع پليمرها توليد اسفنج انعطاف پذير و الياف کشسان است. در ساخت مبلمان، تشک، عايق، نوسانگير و ... بکار می‌روند. ظهور نخ کشسان اسپندکس از جنس پلی اورتان بدليل توان بالای نگهداری اين نوع نخ گستردگي كاربرد پوشاک ساپورت را باعث شده است. [15]، [16]، [17] اسفنجهاي پلي اورتان را مي توان بصورت اسپري به هر سطحي افشاند. [2]

تاينوتيوفن***: پليمر جديدي است كه مي تواند بعنوان ترانزيستور در كاربردهاي الكتروني با سيليسيم
بي شكل، رقابت داشته باشد. كارايي الكتروني اين پليمر نسبت به بسپارهاي ديگر حدود شش برابر است چرا كه ساختار آن به گونه اي طراحي شده است كه در آن الكترونها آزادي عمل بيشتري داشته باشند. [18]

خواص و خصوصيات فيزيكي پليمرها

پليمرها خواص فيزيکی و مکانيکی نسبتاً خوب و مفيدی دارند. آنها دارای وزن مخصوص پايين و پايداری خوب در مقابل مواد شيميايی هستند. بعضی از آنها شفاف بوده و می توانند جايگزين شيشه ها شوند. اغلب پليمرها عايق الکتريکی هستند. اما پليمرهای خاصی نيز وجود دارند که تا حدودی قابليت هدايت الکتريکی دارند. عايق بودن پليمرها به پيوند کووالانسی موجود بين اتمها در زنجيرهای مولکولی ارتباط دارد. اما تحقيقات انجام شده در سالهای اخير نشان داد که امکان ايجاد خاصيت هدايت الکتريکی در امتداد محور مولکولها وجود دارد. اين نوع پليمرها اساساً از پلی استيلن تشکيل شده اند. با نفوذ دادن عناصری مانند فلزات قليايی يا هالوژنها (فرايند دوپينگ) به زنجيرهای مولکولی پلی استيلن بترتيب نيمه هاديهای پليمری از نوع
N و  Pبدست می آيند. دوپينگ سبب می شود که الکترونها بتوانند در امتداد اتمهای کربن در زنجير حرکت کنند.  پليمرها از نظر خواص به سه دسته عمده تقسيم بندی می‌شوند.

1- توموپلاستها (ترموستها): پليمرهايی هستند که در اثر فشار، تغيير شکل* می‌دهند و بعد از حذف نيروی خارجی، اين تغيير شکل، همچنان باقی می‌ماند. بعبارت ديگر اين پليمرها، خاصيت پلاستيسيته دارند. اين پليمرها در اثر گرما بتدريج نرم می‌شوند. با افزايش دما به حالت مذاب در می‌آيند. بعد از حذف گرما به حالت فيزيکی جامد خود تبديل می‌شوند. اين خصلت، کاربرد صنعتی اين نوع پليمرها را تضمين می‌کند. اگر ترموپلاستيکی را بصورت پودر يا حلقه‌های کوچک در آوريم و سپس حرارت دهيم، ابتدا نرم و سپس مذاب و ويسکوز می‌شود و اگر آنرا در قالب بگيريم، شکل قالب را به خود می‌گيرد و اين علت کاربرد بسيار زياد اين مواد است. چسب هاي پلي آكريل و سيانو آكريلات ها كه به چسب فوري معروف هستند، از اين جمله اند.

2- الاستومرها: پليمرهايی هستند که در اثر نيروی خارجی تغيير شکل پيدا می‌کنند. بعد از حذف نيروي خارجي، تغيير شکل از بين می‌رود و دوباره به حالت اوليه باز می‌گردند. اين پليمرها در اثر گرما، نرم می‌شوند، ولی برخلاف ترموستها به حالت ويسکوز يا مايع سيال در نمی‌آيند. موقعی که اين پليمرها در اثر حرارت نرم شدند، آنرا با اضافه کردن افزودنيهای مورد نياز در داخل قالب پخت می‌کنند. عمليات پخت را curing گويند. چسب لاستيك كه محلول كائوچو در بنزين يا بنزن يا كربن تتراكلريد است و چسب اوهو و مانند آنها از مشتقات وينيلي در حلال هايي نظير استون و استو استيك اسيد حاصل مي شود، از اين زمره اند.

3- ترموسيتينگها: پليمرهايی هستند که در اثر گرما نرم نمی‌شوند، بلکه با افزايش دما،  سختتر و محکمتر می‌شوند و با بالا رفتن بيشتر دما، درجه سختی آنها افزايش مي يابد. اين پليمرها برای قالب گيری، درون قالب ريخته می‌شوند و قالب گيری می‌شوند. گاهی ممکن است فرايند پليمريزاسيون نيز همزمان درون قالب انجام شود و بعد از پليمريزاسيون، پليمر شکل قالب را به خود می‌گيرد (ملامين از اين دسته است).

مقايسه ترموستها، الاستومرها و ترموسيتينگها از نظر ساختمان: ترموستها و الاستومرها، پليمرهای يک ‌بعدی هستند. بنابراين در حلال‌های مرسوم شيميايی که بسته به نوع ساختمان پليمر تعيين می‌شود، حل می‌گردند. اما ترموسيتينگها، جزو پليمرهای سه بعدی يا مشبک می‌باشند و بنابراين در هيچ حلالی حل نمی‌شوند. [19]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع

[1] شيمي آلي، جلد دوم، موريسون – بويد، ترجمه مهدي بكاولي – محمد رحيمي زاده – مجيد هروي، نشر مشهد، چاپ اول ارديبهشت 1369

[2] شيمي و تكنولوژي پلاستيكها، والتر اي. درايور، ترجمه عيسي ياوري – موسي قائمي، مركز نشر دانشگاهي، چاپ اول 1370

[3] بسپارها: شيمي و فيزيك مواد جديد، جي. ام. جي. كاوي، ترجمه غلامرضا بخشنده – كاظم سبحان منش، مركز نشر دانشگاهي، چاپ اول 1367

[4] شيمي 1 و 2 دوره پيش دانشگاهي، 1379

[5] شيمي آلي، جلد اول، موريسون – بويد، ترجمه مهدي بكاولي – محمد رحيمي زاده – مجيد هروي، نشر مشهد، چاپ اول ديماه 1368

[6] شيمي آلي، جلد سوم، موريسون – بويد، ترجمه مهدي بكاولي – محمد رحيمي زاده – مجيد هروي، نشر مشهد، چاپ اول 1369

[7] شيمي سال چهارم دبيرستان، 1367

[8] طلاي سياه، زهرا ارزاني – سيدمحمد اولايي، چاپ اول پاييز 1381

[9] شيمي و اجتماع، محمدرضا ملاردي – احمد نصيراحمدي، چاپ دوم 1370

[10] شيمي (معدني – آلي)، حسام اميني – مسعود روحي لاريجاني، چاپ ششم 1366

[11] آموزش قدم بقدم سال چهارم دبيرستان، علي اكبر شاملي

[12] اصول بسپارش، جورج اديان، جلد اول، ترجمه حسين اميديان – مهدي وفائيان، مركز نشر دانشگاهي، چاپ اول 1369

[13] شيمي 1 سال اول دبيرستان، 1385

[14] اصول بسپارش، جورج اديان، جلد دوم، ترجمه حسين اميديان – مهدي وفائيان، مركز نشر دانشگاهي، چاپ اول 1371

[15] مهندسی پلاستيک، آر. جی. کرافورد ، ترجمه مهرداد کوکبی

[16] پلاستيکهای صنعتی، مهندس شيرين خسروی

[17] مواد پلاستيک، حسين اميديان

[18] مجله رشد آموزش شيمي، شماره 80، دوره بيستم شماره 3، بهار 1386

 



* Bakelite

** Dr. Leo Baekeland

* Celluloid

** A. Parkes

*** بوسيله آر. او. گيبسون  R. O. Gibsonو جي اسوالو J. Swallow

**** بوسيله دبليو. اچ. كارودرز W. H. Carothers

* Chymotrypsin

** Rhodopsin

*** Rayon

**** Cellophane

* Charles Goodyear

** Vulcanization

* A نماد استون است

* Acrilan

** Orlon

*** Vinal

* Asbestos

** Urethane

*** Thienothiophene

* Deformation

نوشته شده توسط کریم زحمت کش  | لینک ثابت |

 

امارگیر حرفه ای سایت

سایت خدماتی نایت اسکین - امارگیر سایت