جمعه , آبان ۲۵ ۱۳۹۷
معماری

پلیمر

پلیمرها ممکن است آلی (organic ) ،غیرآلی (inorganic)یا آلی ـ فلزی (organometallic )باشند و ازدیدگاه نحوه ی به وجود آمدن ممکن است مصنوعی یا طبیعی باشند.

پلیمرهای غیرآلی که به صورت طبیعی وجود دارند شامل :الماس ها، گرافیت، کوارتز، تالک و … می شوند .
پلیمرهای آلی که به صورت طبیعی یافت می شود عبارت اند از: پلی ساکاریدها (پلی کربوهیدرات ها ) مانند :نشاسته و سلولز، نوکلئیک اسیدها و پروتئین ها.
پلیمرها از اتصال منومرها تحت شرایط خاص تولید می شوند. این فرایند به نام پلیمریزاسیون نامیده می شود و به دو صورت تراکمی و زنجیره ای انجام می گردد.

انواع روشهای پلیمریزاسیون:

۱- زنجیره ای یا افزایشی

رادیکال آزاد
یونی
کوپلیمریزاسیون
فضا گزین

۲- تراکمی یا مرحله ای

واکنشهای پلیمرهای تراکمی
پلیمرهای تراکمی ترکیباتی هستند که از مونومرهای چندعاملی توسط انواع گوناگون واکنش های تراکمی در شیمی آلی حاصل می شوند این واکنش ها با حذف مولکولهای کوچکتری چون آب همراه می باشند.

مثالی از پلیمرهای تراکمی پلی آمیدها هستند که از ترکیب دی آمین و دی اسید با حذف مولکول آب بدست می آیند انجام واکنش به شکل زیر است:

شکل۱: واکنش تراکمی

یکی از مهمترین گروه مواد پلیمری تولیدی از این نوع پلیمریزاسیون، خانواده نایلونها است. در حقیقت واژه نایلون اولین بار توسط شرکت دوپان امریکا به پلیمر تراکمی ساخته شده از واکنش اسیدهای دوعاملی با آمینهای دوعاملی اطلاق شد. این واکنش، بخشی از کار تحقیقاتی کاروترز درباره پلیمریزاسیون بود. واژه نایلون به تدریج به سایر پلیمرهای وابسته نیز تعمیم یافت. به طورکلی، این مواد، پلی آمید هستند ولی مجموعه مشخصی از پروتئینها نیز در زمره پلی آمیدها قرار می گیرند. به همین علت واژه نایلون متمایزکننده پلی آمیدهای مصنوعی از سایر پلی آمیدها است.

در طول بسیاری از واکنشهای پلیمریزاسیون مرحله ای، حلقه های برخی از مولکولهای حلقوی دارای قابلیت باز شدن و اتصال به مولکولهای موجود در واکنش و در نتیجه تولید زنجیره های پلیمری هستند. به عبارت دیگر در بسیاری از موارد، می توان به وسیله فرایند پلیمریزاسیون حلقه گشا، از یک مونومر حلقوی به یک پلیمر سنگین خطی رسید. این پلیمرها از نوع تراکمی هستند، اگرچه هیچ مولکول کوچکی نیز جذب نمی شود و انتقال هیدروژن نیز صورت نمی گیرد.

واکنشهای پلیمریزاسیون زنجیره ای:
در پلیمریزاسیونهای زنجیره ای وجود یک مرکز فعال برای شروع واکنش لازم و ضروری می باشد. به همین دلیل در این نوع واکنشها حضور شروع کننده عمدتاً ضروری است. نوع شروع کننده خصوصیات مرکز فعال را تعیین می کند. این مرکز فعال می تواند رادیکال آزاد، کاتیون، آنیون و یا مراکز یونی ویژه مانند کاتالیزورهای کوردینانسیونی (مانند زیگلر – ناتا) باشد (هر چند به تازگی تصویر واحد قابل توجهی از آنچه که در محل کاتالیزور رخ می دهد ارائه شده است). برخلاف واکنشهای مرحله ای، که عموماً به دو یا سه دسته محدود (مانند پلیمریزاسیونهای خطی و یا حلقه ای) تقسیم بندی می شوند، پلیمریزاسیونهای زنجیره ای به چند گروه توده ای، محلولی، تعلیقی و امولسیونی تقسیم بندی می گردند.

پلیمرها از لحاظ شرایط دمایی به دو گروه گرمانرم (ترموپلاستیک) و گرماسخت (ترموست) تقسیم می شوند:

گرما نرم
پلیمر های گرما نرم ( thermoplastic ) پلیمر های که با تغییرات دما سخت یا نرم می شود.

این پلیمرها را می توان بطور مکرر با اعمال گرما نرم کرد و مجدداً به وسیله سرد کردن سخت کرد بدون آنکه در ماهیت تغییری خاص حاصل شود.

این پلیمرها قابلیت بازیافت را داشته و میتوان آنها دوباره به چرخه تولید باز گردانید.

پلیمرهای پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP)، پلی آمیدها، استال و … از این نوع می باشند.

پلیمرهای گرمانرم با توجه به اسختار شیمیایی آنها به دو حالت بی شکل (آمورف) و کریستالین تقسیم می شوند. در شکل زیر این تقسیم بندی نشان داده شده است:

شکل۲: دسته بندی پلیمرها بر اساس خواص گرمایی و نوع ساختار مولکولی

همچنین در جدول زیر تفاوت های پلیمرهای آمورف و کریستالین آمده است:

پلیمرهای آمورف پلیمر های کریستالی
نرم شدن در رنج بزرگی از دما نقطه ذوب مشخص و تیز
دانسیته ویژه کمتر دانسیته ویژه بزرگتر
مدول و استحکام کششی کمتر مدول و استحکام کششی بیشتر
مقاومت خستگی کمتر مقاومت خستگی بیشتر
شفافیت کدر هستند
مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر ترک کمتر مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر ترک بیشتر

گرما سخت

پلیمر های گرما سخت (thermoset) که به موادی گفته می شود که پس از شکل داده شدن در حالت نهایی خود غیر قابل ذوب و انحلال ناپذیر باشند.

این مواد را نمیتوان مجدداً به کمک گرما ذوب کرد مانند رزینهای ملامین، فنولیک‏ها، اپوکسی‏ها .

همچنین پلیمرها از لحاظ ساختار شیمیایی به سه گروه زیر تقسیم می شوند:

الف- پلیمر خطی

ب- پلیمر شاخه ای

ج- پلیمر کراسلینک شده یا شبکه ای

شکل۳: پلیمرها بر اساس ساختار مولکولی الف) خطی ب) شاخه ای ج) شبکه ای

پلیمرها دارای گستری وسیعی از خواص مکانیکی هستند. این رفتار وابسته به مقدار کریستالیتی، درجه کراسلینک شدن و دمای ذوب آنها است. افزایش مقدار کریستالیتی و درجه کرسلینک شدن باعث افزایش خواص مکانیکی میگردد.

پلیمرها از لحاظ گستره خواص مکانیکی به ۴ گروه اصلی تقسیم بندی می شوند:

الاستومرها
پلاستیک ها
الیاف
کامپوزیت ها

در شکل زیر خواص مکانیکی آنها مقایسه شده است:

منبع: بسپاران

متن کامل در: http://inpia.ir/shownews/5190

درباره ی torbat

همچنین ببینید

علوم تجربی نهم | آزمایش واکنش پذیری فلزات ( ۷ فلز ) با محلول کات کبود

انجام آزمایش واکنش پذیری فلزات ( ۷ فلز ) داخل محلول کات کبود این آزمایش …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قالب وردپرس