up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله مواد پليمري PDF
QR code - مواد پليمري

مواد پليمري

بشر با تلاش براي دستيابي به مواد جديد, با استفاده از مواد ألي (عمدتا هيدروکربنها) موجود در طبيعت به توليد مواد مصنوعي نايل شد. اين مواد عمدتا شامل عنصر کربن , هيدروژن, اکسيژن, نيتروژن و گوگرد بوده و به نام مواد پليمري معروف هستند. مواد پليمري يا مصنوعي کاربردهاي وسيعي , از جمله در ساخت وسايل خانگي , اسباب بازيها, بسته بنديها , کيف و چمدان , کفش , ميز و صندلي , شلنگها و لوله هاي انتقال أب , مواد پوششي به عنوان رنگها براي حفاظت از خوردگي و زينتي , لاستيکهاي اتومبيل و بالاخره به عنوان پليمرهاي مهندسي با استحکام بالا حتي در دماهاي نسبتا بالا در ساخت اجزايي از ماشين ألات, دارند.
پليمرها خواص فيزيکي و مکانيکي نسبتا خوب و مفيدي دارند . أنها داراي وزن مخصوص پاييين و پايداري خوب در مقابل مواد شيميايي هستند. بعضي از أنها شفاف بوده و مي توانند جايگزين شيشه ها شوند. اغلب پليمرها عايق الکتريکي هستند. اما پليمرهاي خاصي نيز وجود دارند که تا حدودي قابليت هدايت الکتريکي دارند . عايق بودن پليمرها به پيوند کووالانسي موجود بين اتمها در زنجيرهاي مولکولي ارتباط دارد. اما تحقيقات انجام شده در سالهاي اخير نشان داد که امکان ايجاد خاصيت هدايت الکتريکي در امتداد محور مولکولها وجود دارد. اين نوع پليمرها اساسا از پلي استيلن تشکيل شده اند. با نفوذ دادن عناصري مانند فلزات قليايي يا هالوژنها (فرايند دوپينگ) به زنجيرهاي مولکولي پلي استيلن به ترتيب نيمه هاديهاي پليمري از نوع N و P به دست مي أيند. افزودن عناصر يا دوپينگ سبب مي شود که الکترونها بتوانند در امتدا د اتمهاي کربن در زنجير حرکت کنند. تفلون از مواد پليمري است که به دليل ضريب اصطکاک پاييني که دارد به عنوان پوشش براي جلوگيري از چسبيدن مواد غذايي در وسايل پخت و پز لستفاده مي شود.
● ساختار پليمرها
اغلب پليمرهاي متداول از پليمريزاسيون مولکولهاي ساده ألي به نام منومر به دست مي أيند. براي مثال پلي اتيلن (PE) پليمري است که از پليمريزاسيون با افزايش (ترکيب) چندين مولکول اتيلن به دست مي أيد. هر مولکول اتيلن يک منومر ناميده مي شود. با ترکيب مناسبي از حرارت, فشار و کتاليزور , پيوند دوگانه بين اتمهاي کربن شکسته شده و يک پيوند ساده کووالانسي جايگزين أن مي شود. اکنون دو انتهاي أزاد اين منومر به راديکالهاي أزاد تبديل ميشود, به طوري که هر اتم کربن يک تک الکترون دارد که مي تواند به را ديکالهاي آزاد ديگر افزوده شود. از اين رو در اتيلن دو محل ( مربوط به اتم کربن) وجود دارد که مولکولهاي ديگر مي توانند در آنجا بدان ضميمه شوند . اين مولکول با قابليت انجام واکنش , زير بناي پليمرها بوده و به (مر) يا بيشتر واحد تکراري موسوم است. واحد تکراري در طول زنجير مولکول پليمر به تعداد دفعات زيادي تکرارميشود. طول متوسط پليمر به درجه پليمرزاسيون يا تعداد واحدهاي تکراري در زنجير مولکول پليمر بستگي دارد. بنابراين نسبت جرم مولکولي پليمر به جرم مولکولي واحد تکراي به عنوان (درجه پليمريزاسيون) تعريف شده است . با بزرگتر شدن زنجير مولکولي ( در صورتي که فقط نيروهاي بين مولکولي سبب اتصال مولکولها به يکديگر شود) مقاومت حرارتي و استحکام کششي مواد پليمري هر دو افزايش مي يابند.
به طور کلي فرايند پليمريزاسيون مي تواند به صورتهاي مختلفي مانند افزايشي , مرحله اي و …. انجام گيرد.در پليمريزاسيون افزايشي , تعدادي از واحدهاي تکراري به يکديگر اضافه شده و مولکول بزرگتري را به نام پليمر توليد مي کنند. در اين نوع پليمريزاسيون ابتدا در مرحله اول راديکال آزاد, با دادن انرژي (حرارتي , نوري) به مولکولهاي اتيلين با پيوند دوگانه و شکست پيوند دوگانه , به وجود مي آيد. سپس راديکالهاي آزاد با اضافه شدن به واحدهاي تکراري مراکز فعالي به نام آغازگر شکل ميگيرند و هر يک از اين مراکز به واحدهاي تکراري ديگر اضافه شده و رشد پليمر ادامه مي يابد . از نظر تئوري درجه پليمريزاسيون افزايشي مي تواند نامحدود باشد, که در اين صورت مولکول زنجيره اي بسيار طويلي از اتصال تعداد زيادي واحدهاي تکراري به يکديگر شکل مي گيرد. اما عملا رشد زنجير به صورت نامحدود صورت نمي گيرد.هر چه قدر تعداد مراکز فعال يا آغازگرهاي شکل گرفته بيشتر باشد , تعداد زنجيرها زيادتر و نتيجتا طول زنجيرها کوچکتر ميشود و بدين دليل است که خواص پليمرها تغيير مي کند. البته سرعت رشد نيز در اندازه طول زنجيرها موثر است . هنگامي که واحدهاي تکراري تمام و زنجيرها به يکديگر متصل شوند, رشد خاتمه مي يابد.
از ديگر روشهاي پليمريزاسيون, پليمريزاسيون مرحله اي است که در آن منومرها با يکديگر واکنش شيميايي داده و پليمرهاي خطي را به وجود مي اورند. در بسياري از واکنشهاي پليمريزاسيون مرحله اي مولکول کوچکي به عنوان محصول فرعي شکل مي گيرد . اين نوع واکنشها گاهي پليمريزاسيون کندنزاسيوني نيز ناميده مي شوند.

نمونه برداري خاک: هدف:تجزيه وشناخت خاک و در نتيجه مورد استفاده قرار دادن آن است 1.تقسيم بندي زمين:بر اساس نوع زمين ونوع گياه وشيب يا مسطح بودن 2.نمونه ...

● نانو دانش و فنون مقياس نانو در اين نوشتار با دو دسته از مواد هوشمند نوع اول آشنا خواهيم شد که آشنايي با آنها ديد مناسبي از نحوه عملکرد ساير مواد اين ...

بشر با تلاش براي دستيابي به مواد جديد, با استفاده از مواد ألي (عمدتا هيدروكربنها) موجود در طبيعت به توليد مواد مصنوعي نايل شد. اين مواد عمدتا شامل عنص ...

هواپيماهاي هوشمند، خانههاي باهوش، بافتهاي حافظهدار شکلي، ميکرو ماشينها، سازههاي خودآرا و رنگهاي نانويي متغير کلماتي هستند که از سال ۱۹۹۲ و با تجاري شد ...

كانابيس (حشيش يا ماري جوانا) از ۵۰۰۰ سال پيش هم براي مقاصد تفريحي و هم براي مقاصد طبي مورد استفاده بود. اين ماده كه منشأ آن را چين يا آشور دانسته اند، ...

پژوهشگران سيمان جديدي توليد کرده اند که با جذب گسترده گاز کربنيک، تاثيرات گرمايش جهاني را کاهش مي دهد به لطف نوآوري مهندسان بريتانيايي, سيمان که هم اک ...

جهان امروز بر خلاف دنياي ديروز که تمام توجهش به صنايعي چون نفت و انرژي بود، به سمت فن آوري اطلاعات، مواد جديد، بيوتکنولوژي، نانوتکنولوژي و الکترونيک گ ...

فرآورده هاي نفتي از پرمصرف ترين مواد شيميايي در دنياي مدرن امروز محسوب مي شوند. با توجه به حجم عظيم سوختي که براي توليد نيرو در اتومبيل ها و ايجاد حرا ...

دانلود نسخه PDF - مواد پليمري