پلیمر چیست؟
پلیمر یا بزرگ مولکول یا بسپار، مولکول های بسیار بزرگی است که از اتصال چند صد مونومر به یکدیگر و تشکیل زنجیره های بلند شکل می گیرد. کلمه polymer ریشه یونانی دارد و از کلمه "پلی" به معنای چند و "مر" به معنی بخش یا قسمت تشکیل شده است.
مونومر چیست؟
مونومر کوچکترین واحد تکرار شونده پلیمر است. مثلا اگر یک تسبیح را به عنوان یک زنجیر پلیمر در نظر بگیرید، دانه های تسبیح در حکم مونومر های آن هستند.
پلیمریزاسیون چیست؟
فرایندی است که در آن مولکول های مونومر به هم متصل شده تا یک مولکول بزرگ پلیمر را شکل دهند. پلیمریزاسیون فرایند به هم پیوند دادن مونومر ها از طریق یک سری واکنش های شیمیایی می باشد.
طبقه بندی انواع پلیمرها
پلیمرها را می توان از طرق مختلف دسته بندی کرد که مرسوم ترین آن ها به شرح ذیل می باشد. البته پلیمرها بسته به نوع ساخت و کاربردشان به دو نوع مهندسی و رایج نیز تقسیم بندی می شوند و هریک در بخش های جداگانه شرح داده شده اند.
الف) انواع پلیمرها از لحاظ منشا
ب) انواع پلیمرها از لحاظ واکنش به حرارت
پ) انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره ها
ت) انواع پلیمرها از لحاظ بلورینگی
ث) انواع پلیمرها بر پایه مونومر
ج) انواع پلیمرها از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی
چ)انواع پلیمرها از لحاظ آرایش تاکتیسیته
طبقه بندی بر اساس منشا
پلیمرها از لحاظ منشا به سه دسته طبیعی،سنتزی، نیمه سنتزی تقسیم می شوند.
- پلیمر طبیعی: پلیمرهایی هستند که تنها از مواد موجود در طبیعت ساخته شده اند مانند پشم، ابریشم، لاستیک طبیعی، سلولز، پروتئین، نشاسته و ...
- پلیمر سنتزی یا مصنوعی: پلیمرهایی که در آزمایشگاه از مولکول هایی با وزن مولکولی پایین ساخته می شوند. مانند نایلون ها، پلی اتیلن، پلی استر، رابرهای مصنوعی، پی وی سی، تفلون و ...
- پلیمر نیمه سنتزی: پلیمرهایی که از اصلاح شیمیایی ساده پلیمرهای طبیعی به منظور اصلاح خواص ساخته می شوند. مانند سلولز استات، سلولز نیترات و ..
- انواع پلیمرها بر اساس رفتار در مقابل حرارت:
پلاستیک ها از لحاظ رفتار در مقابل حرارت به دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم بندی می شود ترموپلاستیک ها: ترموپلاستیک ها یا گرمانرم ها پلیمرهایی هستند که به راحتی در اثر حرارت در شکل های متنوع قالب گیری شده و سپس در دمای اتاق خنک شده و قابل استفاده خواهند بود. یعنی در معرض حرارت نرم شده و با خنک شدن مجددا سفت خواهند شد. مانند پلی اتیلن، پی وی سی، پلی پروپیلن، پلی استایرن و... - ترموپلاستیک ها شامل زنجیره های بلندی هستند که هریک نیز ممکن است گروه ها یا زنجیره های جانبی داشته باشند. در طول فرایند و شکل دهی آن ها بر اثر حرارت ترموپلاستیک ها دچار هیچ نوع واکنش شیمیایی نمی شوند. ترموپلاستیک ها وقتی که در معرض حرارت قرار می گیرند، قابلیت جریان یافتن دارند و به راحتی به شکل قالب های مختلف در می آیند.
ترموست ها: ترموست ها یا گرماسخت ها پلیمرهای سخت و غیر قابل ذوب در برابر حرارت هستند. این پلیمرها در اثر حرارت نرم نمی شوند و امکان قالب گیری مجدد آن ها وجود ندارد. ترموست ها پلیمرهایی دارای پیوند های عرضی هستند که قابلیت استفاده مجددا در آن ها وجود ندارد.
- در رزین های ترموست گروه های فعال مولکولی در طول فرایند ساخت، تشکیل پیوند های عرضی بین مولکول ها را می دهد. این پیوند های عرضی یا اصطلاحا پخت شدن ماده امکان نرم شدن ماده در اثر حرارت را نمی دهد. مواد ترموست عموما به صورت کامپاند های نیمه پلیمریزه شده یا مایع مخلوط پلیمر-مونومر عرضه می شوند تا واحدهای تولیدی بتوانند آن ها را به شکل محصول نهایی دراورده و سپس پخت کنند.
به عبارت دیگر، ترموست ها از طریق روش هایی مانند گرمادهی یا تشعشع و ... پخت می شوند. فرایند پخت به علت همان پیوند های عرضی که به ان اشاره شد غیر قابل برگشت است. یعنی با گرم شدن مجدد برخلاف ترموپلاستیک ها این مواد به صورت جامد باقی می مانند تا جایی که شروع به تخریب کنند.
از مهمترین ترموست ها می توان به فنولیک ها، اوره، ملامین، اپوکسی، آلکیدها، پلی استرها، سیلیکون و یورتان اشاره کرد.
انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره ها
از لحاظ ساختاری، پلیمر ها به سه دسته پلیمر های خطی، شاخه ای و دارای پیوند عرضی تقسیم می شوند.
انواع پلیمرها بر اساس رفتار در مقابل حرارت:
پلاستیک ها از لحاظ رفتار در مقابل حرارت به دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم بندی می شوند.
- ترموپلاستیک ها: ترموپلاستیک ها یا گرمانرم ها پلیمرهایی هستند که به راحتی در اثر حرارت در شکل های متنوع قالب گیری شده و سپس در دمای اتاق خنک شده و قابل استفاده خواهند بود. یعنی در معرض حرارت نرم شده و با خنک شدن مجددا سفت خواهند شد. مانند پلی اتیلن، پی وی سی، پلی پروپیلن، پلی استایرن و...
ترموپلاستیک ها شامل زنجیره های بلندی هستند که هریک نیز ممکن است گروه ها یا زنجیره های جانبی داشته باشند. در طول فرایند و شکل دهی آن ها بر اثر حرارت ترموپلاستیک ها دچار هیچ نوع واکنش شیمیایی نمی شوند. ترموپلاستیک ها وقتی که در معرض حرارت قرار می گیرند، قابلیت جریان یافتن دارند و به راحتی به شکل قالب های مختلف در می آیند.
- ترموست ها: ترموست ها یا گرماسخت ها پلیمرهای سخت و غیر قابل ذوب در برابر حرارت هستند. این پلیمرها در اثر حرارت نرم نمی شوند و امکان قالب گیری مجدد آن ها وجود ندارد. ترموست ها پلیمرهایی دارای پیوند های عرضی هستند که قابلیت استفاده مجددا در آن ها وجود ندارد.
در رزین های ترموست گروه های فعال مولکولی در طول فرایند ساخت، تشکیل پیوند های عرضی بین مولکول ها را می دهد. این پیوند های عرضی یا اصطلاحا پخت شدن ماده امکان نرم شدن ماده در اثر حرارت را نمی دهد. مواد ترموست عموما به صورت کامپاند های نیمه پلیمریزه شده یا مایع مخلوط پلیمر-مونومر عرضه می شوند تا واحدهای تولیدی بتوانند آن ها را به شکل محصول نهایی دراورده و سپس پخت کنند.
به عبارت دیگر، ترموست ها از طریق روش هایی مانند گرمادهی یا تشعشع و ... پخت می شوند. فرایند پخت به علت همان پیوند های عرضی که به ان اشاره شد غیر قابل برگشت است. یعنی با گرم شدن مجدد برخلاف ترموپلاستیک ها این مواد به صورت جامد باقی می مانند تا جایی که شروع به تخریب کنند.
از مهمترین ترموست ها می توان به فنولیک ها، اوره، ملامین، اپوکسی، آلکیدها، پلی استرها، سیلیکون و یورتان اشاره کرد.
انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره ها
از لحاظ ساختاری، پلیمر ها به سه دسته پلیمر های خطی، شاخه ای و دارای پیوند عرضی تقسیم می شوند.
- پلیمرهای خطی: در این نوع پلیمر ها، مونومر ها به یکدیگر متصل شده و تشکیل زنجیره های بلندی را می دهند. در این نوع پلیمرها هیچگونه شاخه جانبی وجود ندارد و مولکول های آن ها به هم نزدیک بوده و معمولا دانسیته، نقطه ذوب و استحکام کششی ان ها بالاست. مانند HDPEو نایلون
- پلیمرهای شاخه ای: این دسته از پلیمر ها دارای زنجیره های بلند و مستقیم هستند اما شاخه های جانبی متفاوتی نیز دارند. به همین علت مولکول های آن ها به طور نامنظم قرار گرفته و از همین رو دانسیته یا چگالی پایین تر، استحکام کششی و نقطه ذوب کمی دارند.
- پلیمر های دارای پیوند عرضی و شبکه ای: در این دسته پلیمرها، واحدهای تکرار شونده با متصل شدن به یکدیگر تشکیل شبکه های 3 بعدی را می دهند. ارتباط بین آن ها از طریق پیون های عرضی شکل می گیرد. و به دلیل نوع متصل شدن واحدها و ساختار شبکه ای شان، سخت، سفت و شکننده هستند. از مهمترین آن ها می توان به ملامین، رزین فرمالدهید، لاستیک های پخت شده و ... اشاره کرد.
دیدگاه خود را بنویسید