انواع پليمر و تعاريف
پليمر چيست؟
پليمر يا بزرگ مولكول يا بسپار، مولكول هاي بسيار بزرگي است كه از اتصال چند صد مونومر به يكديگر و تشكيل زنجيره هاي بلند شكل مي گيرد. كلمه polymer ريشه يوناني دارد و از كلمه "پلي" به معناي چند و "مر" به معني بخش يا قسمت تشكيل شده است.
مونومر چيست؟
مونومر كوچكترين واحد تكرار شونده پليمر است. مثلا اگر يك تسبيح را به عنوان يك زنجير پليمر در نظر بگيريد، دانه هاي تسبيح در حكم مونومر هاي آن هستند.
پليمريزاسيون چيست؟
فرايندي است كه در آن مولكول هاي مونومر به هم متصل شده تا يك مولكول بزرگ پليمر را شكل دهند. پليمريزاسيون فرايند به هم پيوند دادن مونومر ها از طريق يك سري واكنش هاي شيميايي مي باشد.
طبقه بندي انواع پليمرها
پليمرها را مي توان از طرق مختلف دسته بندي كرد كه مرسوم ترين آن ها به شرح ذيل مي باشد. البته پليمرها بسته به نوع ساخت و كاربردشان به دو نوع مهندسي و رايج نيز تقسيم بندي مي شوند و هريك در بخش هاي جداگانه شرح داده شده اند.
الف) انواع پليمرها از لحاظ منشا
ب) انواع پليمرها از لحاظ واكنش به حرارت
پ) انواع پليمرها از لحاظ ساختار زنجيره ها
ت) انواع پليمرها از لحاظ بلورينگي
ث) انواع پليمرها بر پايه مونومر
ج) انواع پليمرها از لحاظ كاربرد و خواص فيزيكي
چ)انواع پليمرها از لحاظ آرايش تاكتيسيته
طبقه بندي بر اساس منشا
پليمرها از لحاظ منشا به سه دسته طبيعي،سنتزي، نيمه سنتزي تقسيم مي شوند.
- پليمر طبيعي: پليمرهايي هستند كه تنها از مواد موجود در طبيعت ساخته شده اند مانند پشم، ابريشم، لاستيك طبيعي، سلولز، پروتئين، نشاسته و ...
- پليمر سنتزي يا مصنوعي: پليمرهايي كه در آزمايشگاه از مولكول هايي با وزن مولكولي پايين ساخته مي شوند. مانند نايلون ها، پلي اتيلن، پلي استر، رابرهاي مصنوعي، پي وي سي، تفلون و ...
- پليمر نيمه سنتزي: پليمرهايي كه از اصلاح شيميايي ساده پليمرهاي طبيعي به منظور اصلاح خواص ساخته مي شوند. مانند سلولز استات، سلولز نيترات و ...
انواع پليمرها بر اساس رفتار در مقابل حرارت:
پلاستيك ها از لحاظ رفتار در مقابل حرارت به دو دسته ترموپلاستيك ها و ترموست ها تقسيم بندي مي شوند.
- ترموپلاستيك ها: ترموپلاستيك ها يا گرمانرم ها پليمرهايي هستند كه به راحتي در اثر حرارت در شكل هاي متنوع قالب گيري شده و سپس در دماي اتاق خنك شده و قابل استفاده خواهند بود. يعني در معرض حرارت نرم شده و با خنك شدن مجددا سفت خواهند شد. مانند پلي اتيلن، پي وي سي، پلي پروپيلن، پلي استايرن و...
ترموپلاستيك ها شامل زنجيره هاي بلندي هستند كه هريك نيز ممكن است گروه ها يا زنجيره هاي جانبي داشته باشند. در طول فرايند و شكل دهي آن ها بر اثر حرارت ترموپلاستيك ها دچار هيچ نوع واكنش شيميايي نمي شوند. ترموپلاستيك ها وقتي كه در معرض حرارت قرار مي گيرند، قابليت جريان يافتن دارند و به راحتي به شكل قالب هاي مختلف در مي آيند.
- ترموست ها: ترموست ها يا گرماسخت ها پليمرهاي سخت و غير قابل ذوب در برابر حرارت هستند. اين پليمرها در اثر حرارت نرم نمي شوند و امكان قالب گيري مجدد آن ها وجود ندارد. ترموست ها پليمرهايي داراي پيوند هاي عرضي هستند كه قابليت استفاده مجددا در آن ها وجود ندارد.
در رزين هاي ترموست گروه هاي فعال مولكولي در طول فرايند ساخت، تشكيل پيوند هاي عرضي بين مولكول ها را مي دهد. اين پيوند هاي عرضي يا اصطلاحا پخت شدن ماده امكان نرم شدن ماده در اثر حرارت را نمي دهد. مواد ترموست عموما به صورت كامپاند هاي نيمه پليمريزه شده يا مايع مخلوط پليمر-مونومر عرضه مي شوند تا واحدهاي توليدي بتوانند آن ها را به شكل محصول نهايي دراورده و سپس پخت كنند.
به عبارت ديگر، ترموست ها از طريق روش هايي مانند گرمادهي يا تشعشع و ... پخت مي شوند. فرايند پخت به علت همان پيوند هاي عرضي كه به ان اشاره شد غير قابل برگشت است. يعني با گرم شدن مجدد برخلاف ترموپلاستيك ها اين مواد به صورت جامد باقي مي مانند تا جايي كه شروع به تخريب كنند.
از مهمترين ترموست ها مي توان به فنوليك ها، اوره، ملامين، اپوكسي، آلكيدها، پلي استرها، سيليكون و يورتان اشاره كرد.
انواع پليمرها از لحاظ ساختار زنجيره ها
از لحاظ ساختاري، پليمر ها به سه دسته پليمر هاي خطي، شاخه اي و داراي پيوند عرضي تقسيم مي شوند.
- پليمرهاي خطي: در اين نوع پليمر ها، مونومر ها به يكديگر متصل شده و تشكيل زنجيره هاي بلندي را مي دهند. در اين نوع پليمرها هيچگونه شاخه جانبي وجود ندارد و مولكول هاي آن ها به هم نزديك بوده و معمولا دانسيته، نقطه ذوب و استحكام كششي ان ها بالاست. مانند HDPEو نايلون
- پليمرهاي شاخه اي: اين دسته از پليمر ها داراي زنجيره هاي بلند و مستقيم هستند اما شاخه هاي جانبي متفاوتي نيز دارند. به همين علت مولكول هاي آن ها به طور نامنظم قرار گرفته و از همين رو دانسيته يا چگالي پايين تر، استحكام كششي و نقطه ذوب كمي دارند.
- پليمرهاي داراي پيوند هاي عرضي و شبكه اي: در اين دسته پليمرها، واحدهاي تكرار شونده با متصل شدن به يكديگر تشكيل شبكه هاي 3 بعدي را مي دهند. ارتباط بين آن ها از طريق پيون هاي عرضي شكل مي گيرد. و به دليل نوع متصل شدن واحدها و ساختار شبكه اي شان، سخت، سفت و شكننده هستند. از مهمترين آن ها مي توان به ملامين، رزين فرمالدهيد، لاستيك هاي پخت شده و ... اشاره كرد.
انواع پليمرها از لحاظ بلورينگي
پليمر ها از لحاظ آرايش يافتگي زنجيره ها و بلورينگي به سه دسته كريستالي (بلورين)، آمورف (بي شكل) و نيمه بلورين تقسيم بندي مي گردند.