مواد پلیمری

[amirhossein toranjian]

مواد پلیمر
پلیمر از دو واژه "پلی" و "مر" ساخته شده که پلی یعنی چند و مر یعنی جز‌، مواد پلیمری دسته‌ای ازمواد شامل پلاستیک‌ها، لاستیک‌ها، رزین‌ها، چسب ها و.. می باشد.
مواد پلیمری دسته‌ای ازمواد شامل پلاستیک‌ها، لاستیک‌ها، چسب‌ها، رنگ‌ها، فوم‌ها، رزین‌ها و بسیاری دیگر از موادی که در زندگی روزمره کاربرد دارند، می‌باشد. این مواد در قرن بیستم وارد زندگی بشر شده و زمینه ساز تحولات زیادی در پیشرفت تکنولوژی و تغییر سبک زندگی بشر شده‌اند.

مواد پلیمری عمدتا از مشتقات نفت و گاز تولید می‌شوند؛ با این حال برخی ازمواد پلیمری پایه زیستی دارند یعنی از موادی ساخته می‌شوند که از طبیعت استخراج شده است. برخی دیگر از مواد پلیمری مستقیما ازطبیعت استخراج می‌شوند. به عنوان مثال کائوچوی طبیعی از شیره درختان کائوچو به دست می‌آید.

اجزا تشکیل دهنده پلیمرها:

[font=iransans]پلیمر از دو واژه "پلی" و "مر" ساخته شده است. پلی یعنی چند و مر یعنی جز‌. در واقع پلیمرها موادی هستند که ساختمان مولکول آن‌ها از تعداد زیادی اجزا تکرار شونده تشکیل شده است. به عنوان مثال پلی اتیلن  که پرکاربردترین پلیمر ساخت بشر است از گاز اتیلن ساخته می‌شود. بنابراین مولکول پلی‌اتیلن از تکرار واحدهای اتیلن تشکیل شده است. با چسبیدن مولکول‌های اتیلن به یکدیگر پلی‌اتیلن حاصل می‌شود. همچنین از چسبیدن مولکول‌های پروپیلن به یکدیگر مولکول پلی پروپلین حاصل می‌شود. به واحدهای تشکیل دهنده پلیمرها، که درواقع مرهای آن می‌باشند به اصطلاح، مونومر می‌گویند. مونو یعنی "یک" و مر یعنی "جز" ؛ پس مونومرها اجزا تک جزئی تشکیل دهنده پلیمرها می‌باشند. به عنوان مثال به اتیلن، مونومر اتیلن هم می‌گویند. همینطور به اجزا تشکیل دهنده پلی وینیل کلراید (پی وی سی)مونومر وینیل کلراید می‌گویند. به عمل چسباندن مولکول‌های مونومرها به هم و تشکیل پلیمر فرایند پلیمریزاسیون می‌گویند. در واحدهای پتروشیمی تولید کننده پلیمرها، فرایند پلیمریزاسیون انجام می‌شود و طی آن پلیمرها از مونومرها تشکیل می‌شوند.
[/font]
 

انواع پلیمرها:

اکثر پلیمرها از یک نوع مونومر تشکیل شده اند ولی برخی از آن‌ها از دو یا چند نوع مونومر به وجود می‌آیند. به پلیمرهایی که از یک نوع مونومر تولید می‌شوند، هموپلیمر و به پلیمرهایی که از دو یا چند نوع مونومر تولید می‌شوند، کوپلیمر می‌گویند. در بسیاری از موارد مونومر دوم در فرایند پلیمریزاسیون به منظور بهبود خواص پلیمر نهایی به مونومر اول افزوده می‌گردد.
کوپلیمرها خود در یک نوع دسته‌بندی به دو دسته رندوم کوپلیمر و بلاک کوپلیمر طبقه‌بندی می‌شوند. رندوم کوپلیمرها، کوپلیمرهایی هستند که در آن‌ها اجزا مونومری به صورت بی‌نظم در طول زنجیره پلیمر تکرار می‌شوند ولی بلاک کوپلیمرها، کوپلیمرهایی هستند که مونومرهای هم شکل در آن‌ها در کنار هم قرار گرفته‌اند. نمونه‌ای از بلاک کوپلیمرها پلی‌پروپیلن بلاک کوپلیمر است که در صنعت خودرو برای تولید سپر، داشبورد و دیگر تریم‌های داخل خودرو به شکل گسترده‌ای کاربرد دارد. نمونه‌ای از رندوم کوپلیمرها پلی‌پروپیلن رندوم کوپلیمر است که به شکل گسترده‌ای در تولید لوله‌های پلاستیکی ساختمانی به کار می‌رود.

دسته‌بندی پلیمرها:

پلیمرها به طور کلی به دو دسته بزرگ ترموپلاستیک‌ها و ترموست‌ها تقسیم‌بندی می‌شوند.

ترموپلاستیک ها:


ترموپلاستیک‌ها که به صورت ساده‌تر به آن‌ها پلاستیک یا مواد پلاستیک می‌گویند، دسته بزرگی از مواد پلیمری هستند که در صورت حرارت دیدن ذوب می‌شوند و بر اثر سرد شدن مجدد جامد می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که مواد پلاستیک مانند فلزات قابلیت بازیافت داشته باشند و بنابراین در صورت بازیافت نسبت به دیگر پلیمرها کمتر وارد محیط زیست شوند.
ترموست ها:
در حالی که ترموست‌ها پلیمرهایی هستند که در اثر حرارت ذوب نمی‌شوند بلکه سخت می‌شوند و یا می‌سوزند، بنابراین نمی‌توان آن‌ها را بازیافت کرد. به دلیل مسایل زیست محیطی تولید آن‌ها در مقایسه با پلاستیک‌ها رو به کاهش است. نمونه‌ای از ترموست‌ها ملامین است که در تولید ظروف ملامین به کار می‌رود. بسیاری از لاستیک‌ها، رنگ‌ها، رزین‌ها و چسب‌ها نیز ترموست می‌باشند.

کاربرد پلیمرها:

پلیمرها خواص فیزیکی و مکانیکی جالب و جذابی دارند و این باعث توسعه روزافزون کاربرد این مواد در صنایع گوناگون و همچنین زندگی روزمره شده است.
پلیمرها در صنایع مختلف مانند:
صنایع خودرو
صنعت خودرو
صنایع دسته بندی
صنایع نساجی
صنایع لوازم خانگی
صنایع بهداشتی و دارویی
صنایع الکتریکی و الکترونیک
صنایع کشاورزی
صنایع نظامی
صنایع لوازم ورزشی 
صنعت حمل و نقل و ... به طور گسترده‌ای کاربرد دارند.

یکی از مهمترین ویژگی‌هایی که باعث کاربرد وسیع پلیمرها شده است، سبک بودن آن‌ها نسبت به دیگر مواد مانند فلزات و سرامیک‌ها است. سبک بودن پلیمرها باعث جایگزین شدن فلزات با مواد پلیمری در بسیاری از کاربردهای مربوط به صنعت حمل و نقل مانند صنعت خودرو و صنایع هوایی شده است چون با جایگزین کردن فلزات با مواد پلیمری وزن وسایل نقلیه کاهش می‌یابد و به این ترتیب مصرف سوخت کاهش می‌یابد.
در صنایع بسته‌بندی نیز سبک بودن مواد پلاستیک باعث کاهش هزینه بسته‌بندی مواد غذایی می‌شود.
در صنایع ورزشی و نظامی نیز سبک بودن نکته کلیدی در قابلیت استفاده مواد پلیمری است.
از دیگر ویژگی‌های پلاستیک‌ها، دمای ذوب پایین آن‌هاست. این ویژگی باعث می‌شود که با هزینه پایین بتوان آن‌ها را ذوب و سپس به اشکال مختلف قالبگیری کرد. بنابراین پلاستیک‌ها به شکل گسترده‌ای در صنایع گوناگون جایگزین دیگر مواد مانند فلزات، سرامیک‌ها، چوب، چرم، شیشه، مصالح ساختمانی سنتی و دیگر مواد سنتی شده‌اند.
عایق بودن مواد پلاستیک موجب کاربرد وسیع آن‌ها در صنایع مختلف مانند صنایع الکتریکی و الکترونیک در تولید انواع سیم و کابل و بوردها و بدنه لوازم الکتریکی و الکترونیک و لوازم خانگی شده است. از مواد پلاستیکی به دلیل عایق الکتریکی و حرارتی بودن، برای ساخت دسته ابزار آلاتی که در صنایع مختلف از جمله صنایع برق و ظروف آشپزخانه مورد استفاده قرار می‌گیرند، نیز استفاده می‌شود.
بهداشتی بودن پلیمرها کاربرد آن‌ها را در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی گسترش داده است. خواص مکانیکی خوب پلیمرها کاربرد آن‌ها را در تولید قطعات صنعتی توسعه داده است. شکل پذیری پلیمرها کاربرد آن‌ها را در بسیاری صنایع مانند صنایع نساجی و بسته‌بندی گسترش داده و افزون بر همه موارد فوق، برخی خواص فیزیکی تنها در پلیمرها یافت می‌شوند. نمونه‌ای از این خواص ویژه کریستال‌های مایع هستند که مصرف پلیمرها را به طور گسترده‌ای در تولید تلوزیون‌های او ال ای دی و چراغها و نمایشگرهای مختلف گسترش داده است.

پلیمرها و محیط زیست:

مواد پلیمری ساخت بشر باعث برانگیخته شدن حساسیت فعالان زیست محیطی شده است. دلیل این امر این است که با رها کردن بطری‌ها و قطعات پلاستیکی در طبیعت، این مواد تا هزاران سال در طبیعت باقی می‌مانند و حتی پس از قطعه قطعه شدن نیز تجزیه نشده و به همان شکل در طبیعت می‌مانند و یا توسط موجودات زنده مانند ماهی‌ها و پرندگان بلعیده شده و وارد بدن آن‌ها می‌شوند. برای رفع این نگرانی تولید ترموست‌ها کم‌تر شده و پلاستیک‌ها جایگزین بسیاری از آن‌ها شده است. به علاوه با بازیافت مواد پلاستیک می‌توان آن‌ها را بارها مورد استفاده مجدد قرار داد. این امر به شرطی امکان‌پذیر است که بطری‌ها و قطعات پلاستیکی به شکل مناسبی جمع‌آوری و بازیافت گردند. خوشبختانه تکنولوژی‌های بازیافت مواد پلاستیک روز به روز در حال پیشرفت است و باعث افزایش کیفیت محصولات حاصل از بازیافت شده است. اما نباید فراموش کرد که مهمترین نقش را در جلوگیری از آلودگی طبیعت، تک‌تک انسان‌ها بر عهده دارند. با افزایش فرهنگ استفاده درست از مواد پلاستیکی و تفکیک ضایعات و بازیافت می‌توان محیط زیست را از آلودگی حفاظت کرد.