پلیمر چیست؟

ما در زندگی روزمره امان همواره با پلیمر سر و کار داریم. آن ها می توانند مصنوعی یا طبیعی باشند و اما هر طوری باشند همواره در کنار ما هستند، اما یک سؤال پیش می آید که واقعا پلیمر چیست؟

کلمه ی پلیمر یک کلمه ی یونانی است که از دو بخش به معنای بسیار و به معنای پاره یا جز می باشد که معادل فارسی آن را می توان گذاشت. پلیمرها زنجیرهای طولانی هستند از یک یا چند منومر که به هم وصل می شوند و تولید یک مولکول درشت تر را می دهند. پلیمرها می توانند بنابر واکنششان به صورت های خطی یا به صورت شاخه دار و یا به صورت اتصال عرضی باشند.

همان طور که اشاره شد پلیمرها به دو صورت طبیعی و مصنوعی هستند. برای مثال: پلیمر طبیعی: پلی نوکلئوتیدها (DNA,RNA)، پلی ساکاریدها (سلولوز)، پلی پپتیدها و ….. پلیمر مصنوعی: لاستیک های مصنوعی، باکلیت ها، نایلون ها، پلی استرها.

سنتز پلیمرها

پلیمرها می توانند هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی تولید کرد؛ عملیات سنتز پلیمری را می توان به سه دسته ی: آزمایشگاهی، بیولوژیکی و سنتز پلیمرهای طبیعی اصلاح شده دسته بندی کرد.

سنتز آزمایشگاهی

سنتز آزمایشگاهی پلیمر می تواند به دو صورت پلیمریزاسیون افزایشی وپلیمریزاسیون تراکمی دسته بندی کرد.

پلیمریزاسیون افزایشی: در این واکنش، منومرها یکی یکی به هم متصل شده و مولکول درشت تری را تولید می کنند. این عمل تا جایی ادامه دارد که تمام منومرها مصرف شوند، پس هیچ یک از اتم ها یا مولکول ها هدر نمی رود و همگی به پلیمر تبدیل می شوند. مثال هایی از پلیمرهایی که بدین روش تولید می شوند: پلی اتن، نئوپان، پلی ونیل کراید (PVC) واکنش تولید پلی اتن:

پلیمریزاسیون تراکمی: در این روش منومرهای مختلفی با هم واکنش می دهند تا به فرم پلیمر برسد. یعنی در ابتدا منومر ما مشخص نیست پس از انجام واکنش منومر ما تولید می شود. این واکنش می تواند میان دو یا چند منومر یا یک دیمر و یک منومر یا یک منومر و یک اولیگومر مثال هایی از پلیمرهایی که از این روش تولید می شوند: نایلون (پلی آمید)، داکرون، کولار و …. واکنش اولیه برای تولید منومر پلیمر پلی آمید در زیر آمده:

آب + گروه آمیدی <- strong="">

همان طور که مشاهده می کنید در واکنش های تراکمی برای تولید منومر همواره یک محصول جانبی که معمولا آب می باشد (برخی موارد HCl یا آمونیاک) تولید می شود.

سنتز بیولوژیکی

سنتزهای بیولوژیکی در حضور آنزیم ها ایجاد می شوند، مثل تولید DNA که از آنزیم ها سنتز شده است. بیوپلیمرها به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: پلی ساکاریدها، پلی پپتیدها و پلی نوکلؤتیدها. عملیات پلیمریزاسیون بیولوژیکی به صورت طبیعی با حضور آنزیم های طبیعی انجام می گیرد. برای مثال: گلوکز یک قند ساده است که منومر پایه ی پلیمرهای نشاسته، سلولوز و گلیکوژن است.

سنتز پلیمرهای طبیعی اصلاح شده

پلیمرهای زیادی به صورت طبیعی وجود دارد که کاربرد بسیار زیادی در زندگی روزمره ی ما دارند. این پلیمرهای طبیعی در آزمایشگاه ها تولید می شوند؛ برای مثال: حرارت دادن لاستیک در حضور سولفور باعث تبدیل آن به لاستیک جوش خورده که دارای ویژگی جالبی است، می شود. یا واکنش نیتریک اسید با سلولوز (پنبه) وتولید نیترو سلولوز که به عنوان باروت بدون دود می شناسیم.

مشخصات پلیمرها

• استحکام یک پلیمر بستگی به تعداد منومرها یعنی طول زنجیر آن ها، گروه های جانبی، اتصالات عرضی و شاخه هایش دارد.
• 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 می نامند.
• با افزایش طول زنجیر نقاط جوش، ذوب و ویسکوزیته (گرانروی) پلیمر افزایش می یابد.
• اتصالات عرضی و پیوندهای میان مونومرها، باعث افزایش قدرت کشسانی پلیمر می شود.
• پلیمرها دو صورت می باشند ترموپلاستیک (گرمانرم) و ترموست (گرماسخت). پلیمر ترموپلاستیک می تواند به صورت مایع شود و قابلیت شکل پذیری دارد و پس از این که سرد می شود قابل استفاده است، ولی پلیمرهای ترموست ذوب نمی شوند و در صورت حرارت دیدن پس از مدتی می سوزند و نابود می شوند.
• پلیمرها به دلیل ساختار کریستالی که دارند دارای استحکام بالایی هستند.
• پلیمرها قابلیت رنگ پذیری بالایی دارند به همین دلیل می توان آن ها را در رنگ های مختلف یافت.