پلیمر POLYMER

پلیمر ها

ما در زندگی روزمره‌ همواره با پلیمر سر و کار داریم. آن‌ها می‌توانند مصنوعی یا طبیعی باشند و اما هر طوری باشند همواره در کنار ما هستند، اما یک سؤال پیش می‌آید که واقعا پلیمر چیست؟

پلیمر

پلیمر چیست ؟

کلمه‌ی پلیمر یک کلمه‌ی یونانی است که از دو بخش (پلی) به معنای بسیار و (مر) به معنای پاره یا جز می‌باشد که معادل فارسی آن را می‌توان (بسپار) گذاشت. پلیمرها زنجیرهای طولانی هستند از یک یا چند منومر که به هم وصل می‌شوند و تولید یک مولکول درشت‌تر را می‌دهند. پلیمرها می‌توانند بنابر واکنششان به صورت‌های خطی (یعنی منومرها به صورت یک خط راست به هم وصل می‌شوند) یا به صورت شاخه‌دار (علاوه بر زنجیره اصلی شاخه‌هایی نیز اطراف آن است) و یا به صورت اتصال عرضی (شاخه‌ها نیز به هم وصل شوند) باشند.

همان‌طور که اشاره شد پلیمرها به دو صورت طبیعی و مصنوعی هستند. برای مثال:

پلیمر طبیعی:

پلی‌نوکلئوتیدها (DNA,RNA)، پلی‌ساکاریدها (سلولوز)، پلی‌پپتیدها و …. .

پلیمر مصنوعی:

لاستیک‌های مصنوعی، باکلیت‌ها، نایلون‌ها، پلی‌استرها و …. . پلیمر تفلون انواع تفلون ptfe

ساخت تفلون مراحل تولید ظروف تفلون

تفلون ضد سایش

تفلون ضد اسید

توسعه تفلون نسوز

پودر تفلون

سنتز پلیمرها

پلیمرها می‌توانند هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی تولید کرد؛ عملیات سنتز پلیمری را می‌توان به سه دسته‌ی: آزمایشگاهی، بیولوژیکی و سنتز پلیمرهای طبیعی اصلاح‌شده دسته‌بندی کرد.

سنتز آزمایشگاهی

سنتز آزمایشگاهی پلیمر می‌تواند به دو صورت پلیمریزاسیون (همان سنتز پلیمری) افزایشی (یا پلیمریزاسیون زنجیره‌ای) وپلیمریزاسیون تراکمی (یا پلیمریزاسیون مرحله‌ای) دسته‌بندی کرد.

پلیمریزاسیون افزایشی: در این واکنش، منومرها یکی یکی به هم متصل شده و مولکول درشت‌تری را تولید می‌کنند. این عمل تا جایی ادامه دارد که تمام منومرها مصرف شوند، پس هیچ یک از اتم‌ها یا مولکول‌ها هدر نمی‌رود و همگی به پلیمر تبدیل می‌شوند. (یعنی محصول جانبی نداریم وتنها پلیمر تولید می‌شود) مثال‌هایی از پلیمرهایی که بدین روش تولید می‌شوند: پلی‌اتن، نئوپان، پلی‌ونیل‌کراید (PVC) و …. . واکنش تولید پلی اتن:

پلی‌اتن <- اتن + اتن

پلیمریزاسیون تراکمی:

در این روش منومرهای مختلفی با هم واکنش می‌دهند تا به فرم پلیمری برسد. یعنی در ابتدا منومر ما مشخص نیست پس از انجام واکنش منومر ما تولید می‌شود. این واکنش می‌تواند میان دو یا چند منومر یا یک دیمر و یک منومر یا یک منومر و یک اولیگومر (مولکول‌های درشتی که تعداد منومرهای آن‌ها آن‌قدر نیست که که آن‌ها را پلیمر نامید) مثال‌هایی از پلیمرهایی که از این روش تولید می‌شوند: نایلون (پلی‌آمید)، داکرون، کولار و … . واکنش اولیه برای تولید منومر پلیمر پلی‌آمید در زیر آمده:

آب + گروه آمیدی <- دی‌آمین + دی کربوکسیلیک اسید

همان‌طور که مشاهده می‌کنید در واکنش‌های تراکمی برای تولید منومر همواره یک محصول جانبی که معمولا آب می‌باشد (برخی موارد HCl یا آمونیاک) تولید می‌شود.

سنتز بیولوژیکی

سنتزهای بیولوژیکی در حضور آنزیم‌ها ایجاد می‌شوند، مثل تولید DNA که از آنزیم‌ها سنتز شده است. بیوپلیمرها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: پلی‌ساکاریدها، پلی‌پپتیدها و پلی‌نوکلؤتیدها. عملیات پلیمریزاسیون بیولوژیکی به صورت طبیعی با حضور آنزیم‌های طبیعی انجام می‌گیرد. برای مثال: گلوکز یک قند ساده است که منومر پایه‌ی پلیمرهای نشاسته، سلولوز و گلیکوژن است.

سنتز پلیمرهای طبیعی اصلاح‌شده

پلیمرهای زیادی به صورت طبیعی وجود دارد که کاربرد بسیار زیادی در زندگی روزمره‌ی ما دارند. این پلیمرهای طبیعی در آزمایشگاه‌ها تولید می‌شوند؛ برای مثال: حرارت دادن لاستیک در حضور سولفور باعث تبدیل آن به لاستیک جوش‌خورده که دارای ویژگی جالبی است، می‌شود. یا واکنش نیتریک‌اسید با سلولوز (پنبه) وتولید نیترو‌سلولوز که به عنوان باروت بدون دود می‌شناسیم.

مشخصات پلیمر ها

پلیمرها به دلیل ویژگی‌هایی که دارند جایگاه متمایزی در علم شیمی دارند.

1) استحکام یک پلیمر بستگی به تعداد منومرها یعنی طول زنجیر آن‌ها، گروه‌های جانبی، اتصالات عرضی و شاخه‌هایش دارد.

2) اگر پلیمر تنها از یک نوع منومر تشکیل شده باشد به آن هموپلیمر گویند و در صورت وجود بیش از یک منومر در زنجیر پلیمر آن را کوپلیمر می‌نامند.

3) با افزایش طول زنجیر نقاط جوش، ذوب و ویسکوزیته (گرانروی) پلیمر افزایش می‌یابد.

4) اتصالات عرضی و پیوندهای میان مونومرها، باعث افزایش قدرت کشسانی پلیمر می‌شود.

5) پلیمرها دو صورت می‌باشند ترموپلاستیک (گرمانرم) و ترموست (گرماسخت). پلیمرهای ترموپلاستیک می تواند به صورت مایع شود و قابلیت شکل‌پذیری دارد و پس از این‌که سرد می‌شود قابل استفاده است، ولی پلیمرهای ترموست ذوب نمی‌شوند و در صورت حرارت دیدن پس از مدتی می‌سوزند و نابود می‌شوند.

6) پلیمرها به دلیل ساختار کریستالی که دارند دارای استحکام بالایی هستند.

7) پلیمرها قابلیت رنگ‌پذیری بالایی دارند به همین دلیل می‌توان آن‌ها را در رنگ‌های مختلف یافت

آشنایی با انواع زنجیره های پلیمری از لحاظ چیدمان منومر

در ویدئو زیر با نحوه چیدمان انواع مختلف پلیمرها آشنا می شوید