پلیمر چیست؟
بر اساس تعریف دانشنامه Britannica، پلیمرها به هر دسته ای از مواد طبیعی یا مصنوعی گفته می شود که از مولکول های بسیار بزرگ تشکیل شده اند که به نام بزرگ مولکول ها (ماکرومولکول ها) شناخته می شوند. این مولکول ها در واقع از مولکول های کوچکی (واحدهای سازنده) به نام مونومرها تشکیل شده اند که با یکدیگر پیوند داده و یک زنجیره را تشکیل میدهند.
پلیمر در لغت به معنای بسپار است. بدین معنا که از تکه (پار) های فراوان تشکیل شده اند. و همانطور که پیش از این نیز به آن اشاره شد، به هرکدام از این تکه ها "مونومر" گفته می شود.
پلیمرها بسیاری از مواد تشکیل دهنده بدن موجودات زنده از قبیل پروتئین ها و اسیدهای آمینه را تشکیل میدهند. همچنین بسیاری از مواد مصنوعی تولید شده توسط انسان نیز از جنس پلیمرها هستند. از انواع رنگ ها و رزین ها گرفته تا پلاستیک ها و لاستیک ها.
انواع پلیمر
پلیمرها به روش های مختلفی تقسیم بندی می شوند. از روش های دسته بندی پلیمرها میتوان به نوع مونومرهای آنها و واکنش آنها نسبت به حرارت اشاره کرد. همچنین یکی دیگر از روش های دسته بندی پلیمرها، براساس ساختار شاخه ای آنها است.
کوپلیمر چیست؟
یکی از راه های تقسیم بندی پلیمرها، بر اساس مونومرهای آنها است. پلیمرها میتوانند تنها از یک نوع مونومر تشکیل شده باشند و یا ممکن است از ترکیب چندنوع مونومر ایجاد شده باشند. در صورتی که پلیمر از چند واحد تشکیل دهنده(مونومر) متفاوت تشکیل شده باشند، به آنها کوپلیمر (Copolymer) گفته می شود.
پلیمرهای ترموپلاستیک و ترموست
همچنین پلیمرها بسته به واکنشی که نسبت به گرما از خود نشان میدهند نیز به دو دسته پلیمرهای ترموست (Thermoset) و ترموپلاستیک (Thermoplastic) تقسیم می شوند. پلیمرهای ترموپلاستیک این امکان را دارند که با گرم شدن، نرم شده و تغییر شکل داده شوند. در ادامه نیز با سرد شدن مجددا سفت شده و شکل جدید را به خود می گیرند. این در حالیست که پلیمرهای ترموست با اعمال حرارت تخریب شده و اثری از ذوب شدن در آنها مشاهده نمی شود.
پلیمرهای خطی، شاخه ای و شبکه ای
ساختار پلیمرها میتوان به صورت کاملا خطی باشند. به این صورت که زنجیره آنها بدون هیچگونه شاخه جانبی باشد. (در تصویر قابل مشاهده است) پلیمرها ممکن است دارای شاخه های جانبی باشند و تنها در یک حط ادامه پیدا نکنند که این قبیل پلیمرها به پلیمرهای شاخه ای معروف هستند. در صورت که تعداد اتصالات عرضی پلیمرها (Cross-links) از حد خاصی بیشتر باشند و زنجیره ها دارای اتصالات عرضی بین خودشان باشند، در این حالت یک شبکه ایجاد می شود که به این دسته از پلیمرها، پلیمرهای شبکه ای گفته می شود.
پلیمرهای سنتزی و طبیعی
پلیمرها از نظر منشا تهیه آنها به دو دسته سنتزی و طبیعی تقسیم می شوند. پلیمرهای طبیعی دارای منشا طبیعی هستند و در طبیعت و بین موجودات زنده یافت میشوند و یا توسط موجودات زنده تولید می شوند. از این پلیمرها میتوان به انواع سلولزها و پروتئین ها اشاره کرد.
پلیمرهای سنتزی پلیمرهایی هستند که توسط انسان تولید میشوند و معمولا از فراورده های نفتی تهیه می شوند. از این قبیل پلیمرها میتوان به نایلون، پلی اتیلن، پلی استر، تفلون و اپوکسی اشاره کرد.
خواص پلیمرها
تنوع در مواد پلیمری بسیار زیاد است و از آنجایی که میتوان واحدهای سازنده آنها و همچنین چینش آنها را تغییر داد، در نتیجه میتوان پلیمرهایی با بازه گسترده ای از خواص را تولید کرد. حتی یک نوع پلیمر بسته به میزان اتصال های عرضی و همچنین وزن مولکولی آن، میتواند دارای خواص کاملا متفاوتی باشد. در نتیجه نکات زیادی در مورد پلیمرها وجود دارد که برای انتخاب پلیمر مورد نظر لازم است که ارزیابی شوند.
وزن مولکولی
یکی از مهمترین ویزگی پلیمرها وزن مولکولی آنها است. بسته به تعداد واحدهای سازنده که با یکدیگر پیوند داده و در کتار همدیگر قرار گرفته اند، وزن مولکولی تعیین می شود. به این معنا که هرچه تعداد مونومرهای یک زنجیره پلیمری بیشتر باشد، وزن مولکولی آن بیشتر است. و در نتیجه آن، خواص مکانیکی پلیمر کاملا متفاوت خواهد بود. به طور کلی با افزایش وزن مولکولی، خواص مکانیکی مانند مدول یانگ و استحکام افزایش خواهد یافت.
وزن مولکولی یک پلیمر در واقع مجموع وزن اتمی های تمام اتم های تشکیل دهنده آن پلیمر است. البته لازم به ذکر است که معمولا زنچیره های مختلف در یک پلیمر، دارای وزن مولکولی های مختلفی هستند و وقتی درباره وزن مولکولی آنها صحبت می شود، معمولا منظور وزن مولکولی میانگین است. اما هرچه پراکندگی وزن مولکولی بین زنجیره های مختلف پلیمر کمتر باشد، آن پلیمر از کیفیت بالاتری برخوردار است. (زیرا خواص آن بیشتر قابل پیشبینی هستند)
دمای شیشه ای شدن
برخی پلیمرها با غیر از دمای ذوب، دمای دیگری به نام دمای شیشه ای شدن دارند که با Tg نمایش داده میشود. در بالای این دما معمولا پلیمر ها حالتی نرمتر پیدا میکنند. زیر دمای Tg پلیمرها معمولا ساختاری کریستالی و شکننده دارند. این موضوع و دمای کاری پلیمر اهمیت خیلی زیادی در انتخاب آن دارد.
کاربردپلیمرها
پلیمرها امروزه تقریبا در تمامی بخش های زندگی ما حضور دارند. عملا بدون آنها زندگی ما غیر ممکن می بود. در نتیجه صحبت درباره کاربردهای آن بسیار سخت است. چون عملا همه جا کاربرد دارند. گسترش استفاده از پلیمر ها بدلیل خواص فوق العاده آنها از قبیل چگالی پایین، قیمت پایین، خواص حرارتی و الکترکی مناسب(عایق بودن)، مقاومت زیاد در برابر مواد شیمیایی و خوردگی و مصرف انرژی نسبتا پایین برای سنتز و تولید آنها.
برای یک کاربرد خاص، خواص پلیمرها میتوانند کاملا تنظیم شده یا ارتقا پیدا کنند. همچنین امکان ساخت کامپوزیت ها با آنها نیز وجود دارد که دست تولیدکننده را در تنظیم خواص بیش از پیش باز می گذارد.
با وجود آنکه صحبت درباره کاربردهای آنها سخت است، اما در ادامه سعی شده است تا لیستی از کاربردهای پلیمرها ارائه شود:
- لباس ها: پلی استر ها، کفش ها، توپ های ورزشی، بخش زیادی از ابزارهای ورزشی
- فناوری های الکترونیک: بوردهای الکترونیکی، قطعات الکترونیکی، ترانزیستورها و ...
- بسته بندی: بخش بسیار بزرگی از صنعت بسته بندی بر عهده پلیمرها است. از بسته بندی مواد غذایی گرفته تا بطری ها
- عایق ها: ساخت عایق های الکتریکی و حرارتی
- ساخت و ساز: لوله های پلاستیکی و پلیکا، پنجره های PVC و ...
- رنگ، رزین، چسب: انواع چسب ها، پوشش ها و رنگ ها همگی از جنس پلیمری هستند.
- قطعات خودرو: تقریبا تمام قطعات داخلی(داخل اتاق) خودرو از جنس پلیمری هستند. از قبیل صندلی ماشین، داشبورد، فرمان، شبشه پاک کن و ...
- وسایل خانه: سطل، جارو، مبلمان و ...
- کاربردهای پزشکی: سرنگ، پروتز، ژل، انواع داروها، کشت سلول و بافت، لنز تماسی و ....
- وسایل بهداشت فردی: پوشک ها، مسواک و ...
- جوهر پرینت سه بعدی
فروش پلیمرها
انواع مختلفی از پلیمرها در فروشگاه تمادکالا با گریدهای مختلف آزمایشگاهی و صنعتی به فروش می رسند. در همین صفحه لیستی از پلیمرهای مختلف قابل خریداری در تمادکالا آمده است.
