پلیمر چیست؟ آشنایی با انواع پلیمر و کاربردهای آن

پلیمر چیست؟ (What is a polymer) این سوالی است که اگر با دانش شیمی و مهندسی شیمی آشنایی نداشته باشید، نمی توانید پاسخ درستی به آن بدهید. برای آن که با پلیمر و انواع آن و همچنین کاربردهایی که دارد آشنا شوید، این مقاله را برای شما آماده کرده ایم. صرفا در نظر داشته باشید که پلیمرها چه کاربردهایی دارند و چگونه می توانید بهترین مدل پلیمر را تهیه کنید که کارایی ها و کاربردهای لازم را برای شما داشته باشد. در صورتی که نیاز به خرید این مواد و یا کسب حداقل آشنایی با آن ها دارید، می توانید به ادامه این مقاله توجه داشته باشید.

پلیمر چیست؟

نام پلیمر را با نام های بزرگ مولکول و یا بسپار نیز می شنوید. چند صد مونومر کوچک به یکدیگر پیوند می خورند و پلیمرها را می سازند. نام فرایندی که پلیمرها طی آن تشکیل می شوند نیز پلیمریزاسیون می باشد. به همین خاطر بهتر است این نکته را هم بدانید که پلیمرسازی می تواند اهمیت بسیار بالایی داشته باشد و تا زمانی که این مواد را به صورت دقیق نشناسید نمی توانید از آن ها استفاده های مناسبی نیز داشته باشید.

مونومر چیست؟

مونومر در واقع کوچکترین واحد تکرار شونده در یک پلیمر است. مثلا اگر یک تسبیح را به عنوان یک زنجیر پلیمر در نظر بگیرید، دانه های تسبیح به منزله مونومر های آن هستند.

فرآیند پلیمریزاسیون 

فرایندی است که در آن مولکول های مونومر به هم متصل شده تا یک مولکول بزرگ پلیمر را شکل دهند. پلیمریزاسیون فرایند به هم پیوند دادن مونومر ها از طریق یک سری واکنش های شیمیایی می باشد.

ویژگی های پلیمر چیست؟

ویژگی های مختلفی برای مواد پلیمری وجود دارد. این موضوع نشان می دهد که تمامی مواد پلیمری را می توانیم با کاربردهای مختلفی که دارند، مورد استفاده قرار دهیم. به طور مثال طبف بندی نامحدود از رنگ و شکل، امکان اضافه کردن انواع افزودنی ها، استفاده کردن در حوزه های مختلف و… از جمله مهم ترین ویژگی های پلیمرها می باشند.

طبقه بندی انواع پلیمرها

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.

• طبقه بندی از لحاظ منشا پیدایش آن ها
• طبقه بندی از لحاظ واکنش به حرارت
• طبقه بندی از لحاظ زنجیره های سازنده پلیمرها
• طبقه بندی از لحاظ پایه های مونومری
• طبقه بندی از لحاظ بلورینگی
• طبقه بندی از لحاظ کاربرد و انواع خواص فیزیکی
• طبقه بندی از لحاظ آرایش تاکتیسیته

دسته بندی پلیمر بر اساس منشا آنها

 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 پلیمرها بر پایه مونومر 

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 پلیمرها بر اساس رفتار حرارتی 

پلاستیک ها از لحاظ رفتار در مقابل حرارت  به دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم بندی می شوند.

ترموپلاستیک ها:

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.

ترموست‌ها:

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.

انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره 

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.

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.

کاربردهای پلیمر چیست؟

اما کاربردهایی که این مدل از مواد دارند نیز اهمیت ویژه ای دارد و باید به آن ها نیز بپردازیم تا بتوانیم به صورت دقیق و درستی مطمئن شویم که آیا کاربردهای این مواد همان چیزهایی است که ما لازم داریم یا خیر.

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.

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.

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.

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.

کلام پایانی

این مقاله را با سوال پلیمر چیست آغاز کردیم و سعی کردیم تا تمامی نکات مهم در خصوص پلیمرها را در این مقاله بیان کنیم. دانستن ویژگی ها، کاربردها و همچنین ماهیت این ماده می تواند اهمیت زیادی داشته باشد. به همین خاطر نیز نباید این نکات را نادیده بگیریم. البته پلیمرهای تولید شده در کارخانه های مختلف می توانند کیفیت های گوناگونی داشته باشند.

به طور مثال پلیمرهای شرکت مهندسی ایران پی یو گزینه های بسیار مناسبی برای خرید و استفاده هستند. این شرکت علاوه بر انواع پلیمرها به تولید انواع رزین های اپوکسی نیز می پردازد که کاربردهای بالایی در صنایع مختلف دارند. رزین ها را معمولا برای تولید انواع اکسسوری ها و تزئینات و همچنین پوشاندن لایه ای بسیاری از سطوح استفاده می کنند که دارای رنگ بندی های جذابی نیز می باشند.