المصطلح بوليمر يستخدم بشكل شائع في صناعة البلاستيك والمركبات ، وغالبا ما يكون مرادفا ل بلاستيك أو مادة صمغية. في الواقع ، تشتمل البوليمرات على مجموعة من المواد ذات خصائص متنوعة. توجد في السلع المنزلية الشائعة ، في الملابس والألعاب ، في مواد البناء والعزل ، وفي العديد من المنتجات الأخرى.
تعريف
البوليمر هو مركب كيميائي مع ارتباط الجزيئات ببعضها البعض في سلاسل طويلة ومتكررة. نظرًا لبنيتها ، فإن البوليمرات لها خصائص فريدة يمكن تخصيصها للاستخدامات المختلفة.
البوليمرات من صنع الإنسان وتحدث بشكل طبيعي. المطاط ، على سبيل المثال ، مادة بوليمرية طبيعية تم استخدامها منذ آلاف السنين. لها صفات مرنة ممتازة ، نتيجة لسلسلة بوليمر جزيئية تم إنشاؤها بواسطة الطبيعة الأم. بوليمر طبيعي آخر هو اللك ، وهو راتنج ينتج عن حشرة لاك في الهند وتايلاند ، والذي يستخدم كطلاء أولي ، مانع للتسرب ، وورنيش.
يعتبر البوليمر الطبيعي الأكثر شيوعًا على الأرض هو السليلوز ، وهو مركب عضوي موجود في جدران الخلايا في النباتات. يتم استخدامه لإنتاج المنتجات الورقية والمنسوجات والمواد الأخرى مثل السيلوفان.
تشتمل البوليمرات الاصطناعية أو الاصطناعية على مواد مثل البولي إيثيلين ، وهو البلاستيك الأكثر شيوعًا في العالم الموجود في العناصر بدءا من أكياس التسوق إلى حاويات التخزين ، والبوليستيرين ، والمواد المستخدمة في صنع الفول السوداني للتعبئة والتخلص منها كؤوس. بعض البوليمرات الاصطناعية مرنة (اللدائن الحرارية) ، بينما البعض الآخر جامد بشكل دائم (اللدائن الحرارية). لا يزال البعض الآخر له خصائص تشبه المطاط (المطاط الصناعي) أو يشبه ألياف نباتية أو حيوانية (ألياف صناعية). تم العثور على هذه المواد في جميع أنواع المنتجات ، من المايوه إلى أواني الطبخ.
الخصائص
اعتمادًا على الاستخدام المطلوب ، يمكن ضبط البوليمرات للاستفادة من بعض الخصائص المفيدة. وتشمل هذه:
- الانعكاسية: يتم استخدام بعض البوليمرات لإنتاج فيلم عاكس، الذي يستخدم في مجموعة متنوعة من التقنيات المتعلقة بالضوء.
- مقاومة التأثير: البلاستيك القوي الذي يتحمل التعامل القاسي مثالي للأمتعة والحالات الواقية ومصدات السيارات والمزيد.
- هشاشة: بعض أشكال البوليسترين صلبة وهشة وسهلة التشوه باستخدام الحرارة.
- شفافية: البوليمرات الشفافة ، بما في ذلك طين البوليمر ، غالبًا ما تستخدم في الفنون والحرف اليدوية.
- ليونة: على عكس البوليمرات الهشة ، يمكن أن تشوه البوليمرات الدكتايل دون أن تنهار. تشتهر المعادن مثل الذهب والألمنيوم والفولاذ ليونيتها. البوليمرات المطيلة ، على الرغم من أنها ليست قوية مثل البوليمرات الأخرى ، فهي مفيدة للعديد من الأغراض.
- مرونة: المطاط الطبيعي والاصطناعي له خصائص مرنة تجعله مثاليًا لإطارات السيارات والمنتجات المماثلة.
البلمرة
البلمرة هي عملية إنشاء البوليمرات الاصطناعية عن طريق الجمع بين صغيرة أحادي المعدن الجزيئات في سلاسل متصلة ببعضها البعض بواسطة روابط تساهمية. الشكلان الرئيسيان للبلمرة هما البلمرة المتدرجة والبلمرة المتسلسلة للنمو. والفرق الرئيسي بينهما هو أنه في بلمرة نمو السلسلة ، تتم إضافة جزيئات مونومر إلى جزيء السلسلة الواحدة في كل مرة. في البلمرة التدريجية ، ترتبط جزيئات مونومر متعددة مباشرة مع بعضها البعض.
إذا كان بإمكانك النظر إلى سلسلة بوليمر عن قرب ، فسترى أن البنية المرئية والخصائص الفيزيائية لسلسلة الجزيء تحاكي الخصائص الفيزيائية للبوليمر. على سبيل المثال ، إذا تضمنت سلسلة البوليمر روابط ملتوية بإحكام بين مونومرات يصعب كسرها ، فمن المرجح أن يكون البوليمر قويًا وصلبًا. من ناحية أخرى ، إذا كانت سلسلة البوليمر تشتمل على جزيئات ذات خصائص قابلة للتمدد ، فمن المحتمل أن يكون للبوليمر خصائص مرنة.
بوليمرات متصالبة
تتكون معظم البوليمرات التي يشار إليها عادة بالبلاستيك أو اللدائن الحرارية من سلاسل الجزيئات التي يمكن كسرها وإعادة ربطها. يمكن أن تنحني معظم أنواع البلاستيك الشائعة إلى أشكال جديدة عن طريق تطبيق الحرارة. كما يمكن إعادة تدويرها. على سبيل المثال ، يمكن إذابة زجاجات الصودا البلاستيكية وإعادة استخدامها لصنع منتجات تتراوح من زجاجات الصودا الجديدة إلى السجاد إلى سترات الصوف.
من ناحية أخرى ، لا يمكن للبوليمرات المتصالبة إعادة الارتباط بعد كسر الرابطة المترابطة بين الجزيئات. لهذا السبب ، غالبًا ما تظهر البوليمرات المتشابكة سمات مثل القوة العالية والصلابة الخصائص الحراريةوالصلابة.
في مركب FRP (بوليمر مقوى بالألياف) المنتجات ، يتم استخدام البوليمرات المترابطة بشكل متكرر ويشار إليها باسم الراتنج أو الراتنج بالحرارة. أكثر البوليمرات شيوعًا المستخدمة في المركبات البوليستر ، استر الفينيلو الايبوكسي.
أمثلة
تشمل البوليمرات الشائعة ما يلي:
- بولي بروبلين (PP): سجاد ، تنجيد
- البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE): أكياس البقالة
- البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE): زجاجات المنظفات ولعب الأطفال
- بولي (كلوريد الفينيل) (PVC): الأنابيب ، التزيين
- البوليسترين (PS): ألعاب ، رغوة
- Polytetrafluoroethylene (PTFE ، Teflon): مقالي غير لاصقة ، عزل كهربائي
- Poly (methyl methacrylate) (PMMA، Lucite، Plexiglas): واقيات للوجه ، مناور
- بولي (أسيتات فينيل) (PVAc): دهانات ومواد لاصقة
- بوليكلوروبرين (نيوبرين): بذلات رطبة