مصطلح البولمير
يستخدم مصطلح "البوليمر" بشكل شائع اليوم في صناعة البلاستيك والمواد المركبة ، وغالبًا ما يستخدم كمرادف لكلمة "البلاستيك" أو "الراتنج". في الواقع ، تشتمل البوليمرات على مجموعة من المواد ذات مجموعة متنوعة من الخصائص الفريدة. توجد في:
- السلع المنزلية الشائعة .
- في الملابس والألعاب .
- في مواد البناء والعزل .
وفي العديد من المنتجات الأخرى.
تعريف البوليمر
البوليمر مركب كيميائي له جزيئات مرتبطة ببعضها البعض في سلاسل متكررة. بسبب تركيبتها ، البوليمرات لها خصائص فريدة يمكن تخصيصها للاستخدامات المختلفة.
- البوليمرات كلا من صنع الإنسان والتي تحدث بشكل طبيعي. المطاط ، على سبيل المثال ، مادة بوليمرية طبيعية يستخدمها الإنسان منذ آلاف السنين.
- لديها صفات مرنة ممتازة ، نتيجة لسلسلة البوليمر الجزيئية التي أنشأتها الطبيعة الأم.
- البوليمر الطبيعي الآخر هو اللك ، وهو راتنج ينتج عن حشرة اللك في الهند وتايلاند ، والذي يستخدم كأداة أولية ، ومانعة للتسرب ، وورنيش.
- البوليمر الطبيعي الأكثر شيوعًا على الأرض هو السليلوز ، وهو مركب عضوي موجود في جدران خلايا النباتات.
- يتم استخدامه لإنتاج المنتجات الورقية ، والمنسوجات ، وغيرها من المواد مثل السيلوفان.
- تشتمل البوليمرات الاصطناعية أو الاصطناعية على مواد مثل البولي إيثيلين (البلاستيك الأكثر شيوعًا في العالم ، الموجود في كل شيء بدءًا من أكياس التسوق وحتى حاويات التخزين) والبوليسترين (المادة المستخدمة في تصنيع الفول السوداني والأكواب القابلة للتصرف).
- بعض البوليمرات الاصطناعية مرنة (لدائن حرارية) ، في حين أن بعضها الآخر جامد بشكل دائم (بالحرارة). لا يزال ، البعض الآخر لديه خصائص تشبه المطاط (المطاط الصناعي) أو تشبه الألياف النباتية أو الحيوانية (الألياف الاصطناعية).
- تم العثور على هذه المواد في جميع أنواع المنتجات في جميع أنحاء العالم ، من المايوه إلى المقالي.
اعتمادًا على الاستخدام المرغوب فيه ، يمكن ضبط البوليمرات لتحسين خصائص معينة مفيدة. وتشمل هذه:
- الانعكاسية: تستخدم بعض البوليمرات لإنتاج غشاء عاكس ، والذي يستخدم في مجموعة متنوعة من التقنيات ذات الصلة بالضوء.
- مقاومة الصدمات: تعتبر المواد البلاستيكية القوية التي يمكنها تحمل المناولة الخشنة مثالية للأمتعة والحالات الواقية ومصدمات السيارات وغيرها.
- الهشاشة: بعض أشكال البوليسترين صلبة وهشة ، ومن السهل تشويه هذه المواد باستخدام الحرارة.
- الشفافية: غالبًا ما تستخدم البوليمرات الشفافة ، بما في ذلك طين البوليمرات ، في الفنون والحرف اليدوية.
- المرونة: على عكس البوليمرات الهشة ، البوليمرات الدكتايلية هي تلك التي يمكن تشويهها دون الانهيار. المعادن مثل الذهب والألومنيوم والفولاذ معروفة بمدى ليومها ، ولا تزال البوليمرات الدكتايلية ، رغم أنها ليست بنفس القوة ، مفيدة لعدة أغراض.
- المرونة: تتميز المطاط الطبيعي والاصطناعي بخصائص مرنة تجعلها مثالية لإطارات السيارات وغيرها من المنتجات.
التبلمر
البلمرة هي عملية إنشاء بوليمرات اصطناعية من خلال الجمع بين العديد من جزيئات المونومر الصغيرة في سلاسل موصولة معاً بواسطة روابط تساهمية.
هناك نوعان رئيسيان من البلمرة: البلمرة خطوة النمو والبلمرة المتسلسلة النمو. الفرق الرئيسي بين الاثنين هو أنه في بلمرة نمو السلسلة ، تضاف جزيئات مونومر إلى جزيء السلسلة في وقت واحد. في حالة بلمرة خطوة النمو ، ترتبط جزيئات المونومر مباشرة مع بعضها البعض.
إذا نظرت إلى سلسلة بوليمر عن قرب ، فسترى أن التركيب البصري والخصائص الفيزيائية لسلسلة الجزيء تحاكي الخصائص الفيزيائية الفعلية للبوليمر.
على سبيل المثال ، إذا كانت سلسلة البوليمر تتكون من روابط ملتوية بإحكام بين المونومرات التي يصعب كسرها ، فإن فرص البوليمر ستكون قوية وصعبة. من ناحية أخرى ، إذا كانت سلسلة البوليمر مكونة من جزيئات ذات خصائص مطولة ، فمن المحتمل أن يكون للبوليمر خصائص مرنة أيضًا.
البوليمرات المتقاطعة
تتكون معظم البوليمرات التي يشار إليها عادةً بالبلاستيك أو اللدائن الحرارية من سلاسل جزيء يمكن تكسيرها وإعادة ربطها. إذا كنت تفكر في معظم أنواع البلاستيك الشائعة ، فيمكن أن تنحني في أشكال جديدة عن طريق استخدام الحرارة. ويمكن أيضا إعادة تدويرها. على سبيل المثال ، يمكن إذابة زجاجات الصودا البلاستيكية وإعادة استخدامها لجعل كل شيء من زجاجات الصودا الجديدة إلى السجاد والسترات الصوفية.
من ناحية أخرى ، لا يمكن إعادة ربط البوليمرات المتصالبة بعد كسر الرابطة المتصالبة بين الجزيئات. لهذا السبب ، غالبًا ما تظهر البوليمرات المتصالبة الخواص المرغوبة مثل القوة الأعلى والصلابة والخواص الحرارية والصلابة.
في منتجات FRP (الألياف المقواة بالألياف) ، تستخدم البوليمرات المتقاطعة بشكل شائع ، ويشار إليها باسم الراتنج أو الراتنج بالحرارة. البوليمرات الأكثر شيوعًا المستخدمة في المركبات هي البوليستر والفينيل استر والإيبوكسي.
أمثلة شائعة
البوليمرات الشائعة المستخدمة اليوم تشمل:
- مادة البولي بروبيلين (PP): السجاد والمفروشات
- البولي اثيلين منخفض الكثافة (LDPE): أكياس البقالة
- البولي اثيلين عالية الكثافة (HDPE): زجاجات المنظفات ، ولعب الأطفال
- بولي (كلوريد الفينيل) (PVC): الأنابيب ، التزيين
- البوليسترين (PS): اللعب ، رغوة
- Polytetrafluoroethylene (PTFE ، تفلون): المقالي غير لاصقة ، والعزل الكهربائي
- بولي (خلات الفينيل) (PVAc): الدهانات والمواد اللاصقة
- بولي كلوروبرين (النيوبرين): ملابس الغوص.