ساختار پلیمرها

Y

yasaman_mohamadi

عضو جدید

• Apr 30, 2008

• #1

ساختار پليمرها
اغلب پليمرهاي متداول از پليمريزاسيون مولكول هاي ساده آلي به نام «منومر» (Monomer)به دست مي آيد. براي مثال، پلي اتيلن(PE)پليمري است كه از پليمريزاسيون با افزايش (تركيب) چندين مولكول اتيلن به دست ميآيد. هر مولكول اتيلن «منومر» ناميده مي شود. با تركيب مناسبي از حرارت و فشار وكاتاليزور، پيوند دوگانه بين اتم هاي كربن شكسته می شود و پيوندی ساده و كووالانسيجايگزين آن مي شود. اكنون دو انتهاي آزاد اين منومر به راديكال هاي آزاد تبديل ميشود، به طوري كه هر اتم كربن يك تك الكترون دارد كه مي تواند به را ديكال هاي آزادديگر افزوده شود. از اينرو، در اتيلن دو محل (مربوط به اتم كربن) وجود دارد كه مولكول هاي ديگر مي توانند در آنجا بدان ضميمه شوند . اين مولكول - با کارايی انجامدادن واكنش - زيربناي پليمرهاست و به «مر» يا واحد تكراري موسوم است. واحد تكراريدر طول زنجير مولكول پليمر به تعداد دفعات زيادي تكرارمي شود. طول متوسط پليمر بهدرجه پليمريزاسيون يا تعداد واحدهاي تكراري در زنجير مولكول پليمر بستگي دارد. بنابراين، نسبت جرم مولكولي پليمر به جرم مولكولي واحد تكراري به عنوان (درجهپليمريزاسيون) تعريف شده است . با بزرگتر شدن زنجير مولكولي (در صورتي كه فقطنيروهاي بين مولكولي سبب اتصال مولكولها به يكديگر شود)، مقاومت حرارتي و استحكامكششي مواد پليمري هر دو افزايش مي يابد.به طور كلي، فرايند پليمريزاسيون ممکناست به صورتهاي مختلفي مانند افزايشي ، مرحله اي،… انجام گيرد. در پليمريزاسيونافزايشي، تعدادي از واحدهاي تكراري به يكديگر اضافه می شوند و مولكول بزرگتري به نامپليمر را توليد مي كنند. در اين نوع پليمريزاسيون، ابتدا در مرحله اول راديكالآزاد، با دادن انرژي (حرارتي - نوري) به مولكول هاي اتيلين با پيوند دوگانه و شكستپيوند دوگانه، به وجود مي آيد. سپس راديكال هاي آزاد با اضافه شدن به واحدهاي تكراريمراكز فعالي به نام آغازگر شكل مي گيرند و هر يك از اين مراكز به واحد هاي تكراريديگر اضافه می شود و رشد پليمر ادامه مي يابد. از نظر تئوري، درجه پليمريزاسيونافزايشي ممکن است نامحدود باشد كه در اين صورت مولكول زنجيره اي بسيار طويلي ازاتصال تعداد زيادي واحدهاي تكراري به يكديگر شكل مي گيرد؛ اما عملا رشد زنجير بهصورت نامحدود صورت نمي گيرد. هر چقدر که تعداد مراكز فعال يا آغازگرهاي شكل گرفتهبيشتر باشد، تعداد زنجيرها زيادتر و در نتيجه طول زنجيرها كوچكتر مي شود و بدين سبباست كه خواص پليمرها تغيير مي كند. البته سرعت رشد نيز در اندازه طول زنجيرها مؤثراست. هنگامي كه واحد هاي تكراري تمام و زنجيرها به يكديگر متصل شود، رشد خاتمه مييابد.از ديگر روشهاي پليمريزاسيون، پليمريزاسيون مرحله اي است كه در آن منومرهابا يكديگر واكنش شيميايي می دهند و پليمرهاي خطي را به وجود مي آورند. در بسياري ازواكنشهاي پليمريزاسيون مرحله اي، مولكول كوچكي به عنوان محصول فرعي شكل مي گيرد.اين نوع واكنشها گاهي پليمريزاسيون كندنزاسيوني(Condensation)نيز ناميده ميشود.

 

آخرین ویرایش توسط مدیر: Apr 30, 2008

C

chizarygh

عضو جدید

• Oct 4, 2009

• #2

سلام آيا پليمر غير آلي هم داريم ؟ يه توضيح كوچلو مي خواستم
مرسي

 

د

دوست خوب

عضو جدید

• Nov 21, 2009

• #3

chizarygh گفت:

سلام آيا پليمر غير آلي هم داريم ؟ يه توضيح كوچلو مي خواستم
مرسي

کلیک کنید تا باز شود...

اره عزیزم برا مثال الماس یا گرافیت که یه شبکه عظیم و محکمی دارند و یا اینکه مولکول های گوگرد رو با هم وارد واکنش میکنند تا با هم شبکه های پلیمری درست کنند اگه اشتباه نکنم

 

Y

yasaman_mohamadi

عضو جدید

• Jan 12, 2010

• #4

انواع پلیمرها :

انواع پلیمرها :

پلیمر :
اصولا هر کسی که سر رشته‌ای از شیمی دارد، فرق بین یک جسم ساده اورگانیک مانند بنزن و ... و یک جسم پلیمری را می‌داند. اولین و عمده‌ترین فرقی که بین این دو نوع ماده وجود دارد، جرم مولکولی آنهاست. پلیمرها جرم مولکولی بسیار بالا از 10000 تا چندین میلیون دارند. پس جرم مولکولی ، شاخص تمایز بین جسم ساده اورگانیک و اجسام پلیمری است.



انواع پلیمرها :
پلیمرها را به سه گروه عمده تقسیم می‌کنند:


· بیوپلیمرها یا پلیمرهای طبیعی مانند سلولز ، نشاسته ، پروتئینها و ...
· پلیمرهای معدنی مانند الماس ، گرافیت ، اکثر اکسیدهای فلزی و ...
· پلیمرهای سنتزی پلیمرهایی هستند که منشا آنها عموما مونومرهایی از نفت خام و قطران زغال سنگ است و ما با انجام فرآیندهایی ، پلیمرهای بسیار مفید می‌سازیم که امروزه زندگی بدون آنها ممکن نیست. با این فرایندها بطور کلی آشنا می‌شویم.
پلیمریزاسیون افزایشی :
در این نوع پلیمریزاسیون ، از ترکیباتی که بند دوگانه (C ═ C) دارند، پلیمر می‌سازند. مثل تولید پلی اتیلن از اتیلن.
پلی اتیلن :

C2H4 → (─ C2H4 ─)n​

در این واکنش ، اتیلن در اثر حرارت به پلی اتیلن تبدیل می‌شود. جرم مولکولی پلی اتیلن بین 1000 تا 20000 می‌تواند متفاوت باشد. یعنی بر حسب شرایط ، درجه پلیمریزاسیون یعنی همان n مولکول پلیمر را می‌توان کم یا زیاد کرد.
آکریلان :

n(CH2 ─ CHCN) → (─ CH2 ─ CHCN─)n​

این پلیمر نیز از مشتقات اتیلن است. مونومر این پلیمر ، سیانید ونیل (آکریکونیتریل) است.
PVC :

CH2 ═ CHCl → (─ CH2 ─ CHCl)n​

پلی وینیل کلراید یا PVC نیز از پلیمریزاسیون کلرید وینیل CH2 ═ CHCl بوجود می‌آید.

کائوچوی طبیعی:

کائوچوی طبیعی که از شیره درختی به نام Hevea بدست می‌آید، از پلیمریزاسیون هیدروکربنی به نام 2- متیل -3 , 1- بوتادین معروف به ایزوپرن به فرمول CH2 ═ C (CH3) ─ CH ─ CH2 بوجود می‌آید:

CH2 ═ C (CH3) ─ CH ─ CH2 → (─ CH2 ─ C CH3 ═ CH ─ CH3)n​

کائوچوی مصنوعی:

چون در فرمول ساختمانی کائوچوی طبیعی پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با گوگرد حرارت دهیم، این مونومرها پیوند پی خود را باز می‌کنند و با ظرفیتهای آزاد شده ، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد. حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ولکانیزاسیون (Vulcanization) می‌نامند و بهمین دلیل لاستیک حاصل را نیز کائوچوی ولکانیزه گویند.

چند نوع کائوچوی مصنوعی نیز ساخته‌اند که از موادی مانند 1,3- بوتادین و جسمی به نام 2- کلرو 3 , 1- بوتادین معروف به کلروپرن به فرمول CH2 ═ CHCl ─ CH ═ CH2 و جسم دیگری به فرمول CH2 ─ C(CH3) ─ C(CH3) ═ CH2 به نام 3 , 2- دی متیل – 3 , 1- بوتادین به تنهایی یا مخلوط درست شده‌اند.

کلروپرن بسهولت پلیمریزه شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام نئوپرن تبدیل می‌شود.
پلیمریزاسیون تراکمی :
اگر در یک پلیمریزاسیون ، بر اثر واکنش مونومرها با هم ، مولکولهای کوچکی مثل H2O و NH3 و ... خارج شوند، این نوع پلیمریزاسیون را تراکمی می‌نامند. مثل پلمیریزاسیون گلوکز در تولید نشاسته و سلولز که منجر به خارج شدن آب می‌گردد و یا مثل بوجود آمدن نایلون که مانند مواد پروتئینی یک پلی آمید است و پلیمر شدن یک آمین دو ظرفیتی به نام هگزا متیلن دی آمین به فرمول NH2 ─ (CH2)6 ─ NH2 با یک اسید دو ظرفیتی به نام اسید آدیپیک HOOC ─ (CH2)4 ─ COOH بوجود می‌آید. در این عمل ، عامل OH_ اسید از دو طرف با هیدروژن گروه آمین NH2_ تشکیل آب داده و خارج می‌شوند و باقیمانده‌های مولکولهای آنها با هم ، زنجیر پلیمر را بوجود می‌آورند. به شکل زیر:

... + NH2 ─ (CH2)4 ─ NH2 ─ HOOC ─ (CH2 ─ COOH + ...​

نایلون:

nH2O + (─ NH ─ (CH2)6 ─ N(H) ─ CO ─ (CH2)4 ─ CO ─)n​

پلیمریزاسیون اشتراکی (کوپلیمریزاسیون) :
اگر در عمل پلیمریزاسیون ، 2 مونومر مختلف با هم بطور مشترک پلیمر شوند و یک پلیمر را بوجود آورند، آن را کوپلیمر می‌نامند. مثلا یک نوع لاستیک وجود دارد، به نام بونا _ S که از پلیمریزاسیون دو جسم مختلف یکی به نام 3 , 1- بوتا دی‌ان CH2 ═ CH ─ CH ═ CH2 و دیگری به نام وینیل بنزن (استیرن) C6H5 CH ═ CH2 بوجود می‌آید که قسمتی از فرمول ساختمانی آن به شکل زیر است:

--CH2 ─ CH ═ CH ─ CH2 ─ CH(C6H5) ─ CH2—​