انواع پلیمر چیست؟ این سوالی است که در این مقاله قصد داریم با بررسی انواع پلیمر یعنی ترموپلاستیک، ترموست و الاستومر به پاسخ آن بپردازیم؛ با ما همراه باشید.
ماده اولیه پلیمر چیست؟
پلیمر که آن را با نام بسپار نیز می‌شناسیم حاوی یک استخوان بندی اصلی کربن همراه با اتم‌های هیدروژن می‌باشد؛ بنابراین اگر سوال این باشد که پلیمر چیست؟ در خصوص ماده اولیه آن می‌توان گفت پلیمر از زنجیره‌ای از اتم‌های کربن و هیدروژن تشکیل می‌شود. تنوع خواص این بسپارها با دو عامل مهم یعنی درجه پلیمریزاسیون (یعنی اندازه مولکول) و وجود شاخه‌های فرعی تعیین می‌گردد.
پلیمر از زنجیره‌ای از اتم‌های هیدروژن و کربن تشکیل می‌شود. این مواد در مقیاس کوچک (چند فاصله اتمی) دارای نظم بلوری خاصی می‌باشند اما در مقیاس بزرگ فاقد ساختمان بلوری هستند؛ در مجموع با شناخت مولکول‌ها و ترتیب آنها می‌توان به خواص پلیمر پی برد.
انواع پلیمر چیست؟
پلیمرها از نظر کاربرد در 3 دسته ترموپلاستیک، ترموست و الاستومر قرار می‌گیرند. در این میان ماده‌ای نظیر پشم شیشه نیز وجود دارد که نوعی پلیمر سیلیسی به شمار می‌رود. اما دسته بندی تنها در خصوص رفتار این مواد در مقابل حرارت است و چه بسا که پلیمرها از طرق مختلفی قابل دسته بندی هستند که عبارت اند از:
- انواع پلیمرها از لحاظ منشا
- از لحاظ واکنش به حرارت
- از لحاظ ساختار زنجیره‌ها
- از لحاظ بلورینگی
- انواع پلیمرها بر پایه مونومر
- از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی
- از لحاظ آرایش تاکتیسیته
در ادامه این مطلب درخواهیم یافت که انواع پلیمر چیست و کاربرد هر یک در چه مواردی می‌باشد.
انواع پلیمر بر اساس منشا آنها
در پاسخ به این سوال که منشا انواع پلیمر چیست باید سه مورد زیر را نام ببریم:
- پلیمر طبیعی: همچون پشم، ابریشم، پروتئین، سلولز، نشاسته، لاستیک طبیعی و…
- پلیمر سنتزی یا مصنوعی: مانند نایلون‌ها، رابرهای مصنوعی، پی وی سی، پلی اتیلن، پلی استر، تفلون و…
- پلیمر نیمه سنتزی: مانند سلولز استات، سلولز نیترات و…
پلیمرها از لحاظ منشا انها به 3 دسته طبیعی،سنتزی، نیمه سنتزی تقسیم می گردند.
پلیمر از نوع طبیعی:
پلیمرهایی هستند که تنها از مواد موجود در طبیعت ساخته شده اند مانند پشم، ابریشم، لاستیک طبیعی، سلولز، پروتئین، نشاسته و …
پلیمر تولیدی یا سنتزی مصنوعی:
پلیمرهایی که در آزمایشگاه از مولکول هایی با وزن مولکولی پایین ساخته می شوند. مانند نایلون ها، پلی اتیلن، پلی استر، رابرهای مصنوعی، پی وی سی، تفلون و …
پلیمر از نوع نیمه سنتزی:
پلیمرهایی که از اصلاح شیمیایی ساده پلیمرهای طبیعی به منظور اصلاح خواص ساخته می شوند. مانند سلولز استات، سلولز نیترات و …
انواع پلیمر بر پایه مونومر
انواع پلیمر بر پایه مونومر
انواع پلیمرها بر اساس نوع مونومرهایی که دارند به دو دسته هموپلیمر و کوپلیمر دسته بندی می‌شوند.
- همو پلیمر: شامل یک مونومر مشخص می‌شود. برای مثال پلی اتیلن تنها مونومر اتیلن را شامل می‌شود.
- کوپلیمر: از 2 نوع مونومر مختلف تشکیل می‌شود. (مانند نایلون 66).
- ترپلیمر: اگر تعداد مونومرهای موجود به سه عدد افزایش برسد به آنها ترپلیمر می‌گویند.
پلیمرها بر اساس نوع مونومرهای تشکیل‌دهنده به دو دسته هموپلیمر و کوپلیمر تقسیم می‌شوند.
هموپلیمر:
پلیمری است که فقط از یک نوع مونومر تشکیل شده و فقط آن مونومر در زنجیره‌هایش تکرار شده است. به این نوع پلیمرها، هموپلیمر می‌گویند. به عنوان مثال، پلی‌اتیلن که تنها از مونومر پلی‌اتیلن تشکیل شده است، یا پلی‌وینیل کلراید که فقط از مونومر وینیل کلراید ساخته شده است.
کوپلیمر:
این نوع پلیمرها از دو نوع مختلف از مونومرها تشکیل شده و در واحدهای تکراری شان دو نوع مونومر موجود است. مثالی از این دسته پلیمرها، نایلون ۶۶ است که از دو نوع مختلف مونومر ساخته شده است. اگر تعداد مونومرها به سه عدد افزایش یابد، به آنها ترپلیمر گفته می‌شود، مانند ABS یا آکریلونیتریل بوتادین استایرن.
انواع پلیمر بر اساس رفتار حرارتی
پلیمرها از لحاظ رفتار در برابر حرارت به دو گروه ترموپلاستیک‌ها و ترموست‌ها تقسیم می‌شوند.
ترموپلاستیک ها (گرمانرم):
یا گرمانرم ها، مواد پلیمری هستند که به راحتی در نتیجه گرمای بالا قابل فرآیند شکل‌دهی به اشکال متنوع می‌شوند، سپس در دمای محیط خنک شده و برای استفاده آماده می‌شوند. این نوع مواد پلیمری مانند پلی اتیلن، پی وی سی، پلی پروپیلن، پلی استایرن و غیره هستند. آنها شامل زنجیره‌های بلندی هستند که هر یک ممکن است دارای گروه‌ها یا زنجیره‌های جانبی باشند. در طول فرآیند و شکل‌دهی، بر اثر گرما، این مواد پلیمری دچار هیچ نوع واکنش شیمیایی نمی‌شوند. زمانی که ترموپلاستیک ها به گرما تحت فشار قرار می‌گیرند، قابلیت جریان داشتن و به راحتی به اشکال مختلف قالب می‌گیرند.به راحتی با حرارت لازم در اشکال متنوعی قالب گیری می‌شود و پس از خنک شدن در دمای اتاق قابل استفاده خواهد بود. پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پی وی سی، پلی استایرن و… در این دسته قرار می‌گیرند.
ترموست‌ها (گرماسخت):
یا گرماسخت‌ها، نوعی از مواد پلیمری هستند که در برابر گرما مقاوم و غیر قابل ذوب هستند. این پلیمرها در دمای بالا نرم نمی‌شوند و امکان فرآیند قالب‌گیری مجدد آنها وجود ندارد. ترموست‌ها دارای پیوندهای عرضی هستند و قابلیت استفاده مجدداً در آنها وجود ندارد. ترموست‌ها پلیمرهای سختی هستند که در برابر حرارت غیر قابل ذوب می‌باشند. ترموست‌ها پلیمرهایی هستند که به علت پیوندهای عرضی، امکان استفاده مجدد در آنها وجود ندارد. به عبارت دیگر، ترموست‌ها با گرمادهی، تشعشع و روش‌های اینچنینی پخت می‌شوند. فرآورده‌هایی نظیر پلی استرها، فنولیک‌ها، اوره، اپوکسی، ملامین، آلکیدها، سیلیکون و یورتان در این لیست قرار می‌گیرند.
انواع پلیمر از لحاظ ساختار زنجیره
از نظر ساختاری، پلیمرها در 3 دسته خطی، شاخه‌ای و دارای پیوند عرضی تقسیم بندی می‌شوند.
پلیمرهای خطی:
در این نوع از پلیمرها، مونومرها به یکدیگر پیوسته و زنجیره‌های بلندی را ایجاد می‌کنند. در این نوع پلیمرها، هیچ شاخه جانبی‌ای وجود ندارد و مولکول‌های آنها به هم نزدیک بوده و معمولاً دارای چگالی، نقطه ذوب و استحکام کششی بالایی هستند. موادی همچون پلی اتیلن با دانسیته بالا و نایلون در این دسته قرار می‌گیرند. دانسیته، نقطه ذوب و استحکام کششی بالا دارند.
پلیمرهای شاخه‌دار:
این نوع از پلیمرها دارای زنجیره‌های بلند و مستقیم هستند، اما شاخه‌های جانبی متفاوتی نیز دارند. به همین دلیل، مولکول‌های آنها به طور نامنظم قرار گرفته و از همین رو دارای چگالی یا دانسیته پایین‌تر، استحکام کششی و نقطه ذوب کمی هستند.
پلیمرهای دارای پیوندهای عرضی و شبکه‌ای:
در این دسته از پلیمرها، واحدهای تکراری با یکدیگر به صورت شبکه‌های سه‌بعدی متصل می‌شوند و ارتباط بین آنها از طریق پیوندهای عرضی شکل می‌گیرد. به دلیل ساختار شبکه‌ای و نوع متصل شدن واحدها، این پلیمرها سخت، سفت و شکننده هستند. از مهم‌ترین این پلیمرها می‌توان به ملامین، رزین فرمالدهید، لاستیک‌های پخت‌شده و غیره اشاره کرد. ساختار شبکه‌ای سخت، سفت و شکننده
انواع پلیمر از لحاظ بلورینگی
اگر به دنبال پاسخ جامعی برای این سوال که انواع پلیمر چیست هستیم، باید به بلورینگی این مواد نیز اشاره کنیم. پلیمرها از نظر آرایش یافتگی زنجیره‌ها و بلورینگی در سه گروه کریستالی یا بلورین)، آمورف یا بی شکل و نیمه بلورین تقسیم بندی می‌شوند.
- بلورین: دارای زنجیره‌های پلیمری بسیار منظم و مستحکمی هستند که دارای دمای ذوب نیز می‌باشند.
- آمورف: شامل زنجیره‌های مولکولی غیر منظمی هستند و از همین روی از انعطاف پذیری بالایی برخوردار می‌باشند.
- نیمه بلورین: در حالت نیمه بلورین در کنار آمورف و نا نظم، نواحی بلورین نیز مشاهده می‌شود.
پلیمرها بر اساس آرایش زنجیره‌های مولکولی و درجه بلورینگی به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند: بلورین (کریستالی)، آمورف (بی‌شکل)، و نیمه بلورین.
بلورین (کریستالی)
آرایش زنجیره‌ها: منظم و با ساختاری خاص.
ویژگی‌ها: زنجیره‌های مولکولی درهم قفل شده و استحکام بالایی دارند. این پلیمرها دمای ذوب مشخصی دارند که با Tm نشان داده می‌شود.
آمورف (بی‌شکل)
آرایش زنجیره‌ها: تصادفی و غیرمنظم.
ویژگی‌ها: دارای الاستیسیته و انعطاف‌پذیری بالا هستند. نقطه ذوب ندارند و دمای جریان یافتن آنها با Tg یا دمای انتقال شیشه‌ای مشخص می‌شود. ویژگی‌های مهم شامل مقاومت حرارتی و پایداری ابعادی پایین‌تر است.
نیمه بلورین
ترکیبی از مناطق بلورین و آمورف: پلیمرها به‌طور کامل بلورین یا آمورف نیستند. پلیمرهای آمورف می‌توانند تا 90 درصد آمورف و پلیمرهای بلورین تا 80 درصد بلورین باشند.
این طبقه‌بندی‌ها به توضیح ویژگی‌ها و کاربردهای مختلف پلیمرها کمک می‌کند.
انواع پلیمر از نظر کاربرد و خواص فیزیکی
- پلاستیک: معمولاً نیمه بلورین هستند و از طریق گرما و فشار به مواد سفت و سخت تبدیل می‌شود.
- الاستومرها یا لاستیک‌ها: پلیمرهای جامدی هستند که از خواص کشسانی مناسب و خاصیت الاستیسیته بالا برخوردار می‌باشند.
- الیاف یا فیبرها: این پلیمرها دارای خواص کششی و درجه کریستالی بالایی می‌باشند.
- رزین‌ها: این پلیمرها با وزن مولکولی پایین معمولاً به عنوان چسب، درزگیر و… کاربرد دارند.
انواع پلیمر از نظر آرایش تاکتیسیته
به نحوه قرارگیری گروه‌های جانبی در فضا تاکتیسیته گفته می‌شود. به عنوان آخرین بخش از مقاله ” انواع پلیمر چیست” می‌توانیم انواع پلیمر را از نظر آرایش تاکتیسیته به موارد زیر تقسیم نماییم:
- ایزو تاکتیک: گروه‌ها همه در یک طرف زنجیره قرار می‌گیرند.
- آن اتاکتیک: گروه‌ها در هر دو طرف زنجیره و به شکل تصادفی قرار می‌گیرند.
- سیندیو تاکتیک: گروه‌ها در دو طرف زنجیره به شکل یک در میان قرار می‌گیرند.
پلیمرها را می توانیم به شکل های مختلفی آن ها طبقه بندی کرد. هر کدام از این طبقه بندی ها و ویژگی ها می توانند کاربردهای متفاوتی را در صنایع مختلف داشته باشند. بنابراین به این موضوع حتما توجه داشته باشید و این نکته را در نظر بگیرید که کدام یک از آن ها می تواند کارایی های مناسب تری را برای شما داشته باشد.
- انواع پلیمر از لحاظ منشا پیدایش آن ها
- انواع پلیمر از لحاظ واکنش به حرارت
- انواع پلیمر از لحاظ زنجیره های سازنده پلیمرها
- انواع پلیمر از لحاظ پایه های مونومری
- انواع پلیمر از لحاظ بلورینگی
- انواع پلیمر از لحاظ کاربرد و انواع خواص فیزیکی
- انواع پلیمر از لحاظ آرایش تاکتیسیته
کاربرد پلیمر چیست ؟
اما کاربرد پلیمر نیز اهمیت ویژه ای دارد و باید به آن ها نیز بپردازیم تا بتوانیم به صورت دقیق و درستی مطمئن شویم که آیا کاربرد پلیمر همان چیزهایی است که ما لازم داریم یا خیر.
کاربرد پلیمر در صنایع غذایی
یکی از مهم ترین کاربردهایی که پلیمرها دارند، مربوط به استفاده از آن ها در صنایع غذایی می شود. پلیمرها را برای تولید بطری های نوشیدنی و آب، ظرف های یک بار مصرف، ظرف های بسته بندی و… استفاده می کنند.
کاربرد پلیمر در حمل و نقل
حتی در حوزه حمل و نقل نیز از پلیمرها می توانیم استفاده کنیم. حمل و نقل های ریلی، عمومی، نظامی و حتی هوایی همگی می توانند از این محصولات استفاده کامل و کافی را ببرند.
کاربرد پلیمر در حوزه پزشکی
در حوزه پزشکی و تولید انواع ابزارهای مخصوص پزشکی به راحتی می توانیم از انواع پلیمرها استفاده کنیم. نانوپلیمرها در تولید داروها، پوشش دهی زخم ها، مهندسی بافت ها و… کاربردهای بسیار زیادی دارند. به همین دلیل نیز استفاده های فراوانی از آن ها می شود.
کاربرد پلیمر در حوزه ساختمانی
مورد بعدی در خصوص حوزه های ساختمانی است. در این حوزه ها نیز از پلیمرها برای کاربردهایی همچون تولید بتن با عملکرد بالا، کاهش دادن هزینه های مصرفی ساختمان ها، پوشش های ضد حریق و… استفاده می کنیم.
سخن پایانی
شرکت ایران پی یو با سال‌ها تجربه در حوزه فروش انواع رزین‌ها و سیلیکون‌های مرغوب از جمله سیلیکون‌های قالب گیری و همچنین انواع متریال‌های هنری، به صورت آنلاین و حضوری جهت خدمت رسانی حاضر است.
