تحقیق تكنولوژي پليمرها

تكنولوژي پليمرها
مباني شيمي پليمرها
1-1    مقدمه
واژه پليمر از كلمات يوناني پلي1 به معني بسيار و مر2 به معني قسمت، قطعه يا پاره گرفته شده است. به همين علت در واژه نامه هاي فارسي در بسياري مواقع بسپار ناميده مي شود. در حقيقت اين واژه به مولكول هاي بسيار بزرگي اطلاق مي شود كه از واحدهاي متعدد و داراي اتصالات داخلي ساخته شده باشند. به عبارت ديگر مي توان گفت كه پليمر مولكول بزرگي است كه از تعداد زيادي مولكول هاي كوچك تر ساخته شده است. مولكول هاي كوچكي كه به عنوان قطعات سازنده اين مولكول هاي بزرگ به كار مي روند مونومر و يا تكپار ناميده مي شوند. مولكول هاي بزرگ به دست آمده ممكن است خطي، نسبتاً شاخه دار يا داراي اتصالات داخلي متعددي باشند. در صورت وجود اتصالات داخلي، شبكه اي بزرگ و سه بعدي ايجاد خواهد شد. بيشتر پليمرهاي صنعتي ماهيت آلي دارند و شامل تركيبات كوالانسي كربن هستند. ساير عناصر موجود در پليمرها عبارتن از هيدروژن، اكسيژن، كلر، فلوئور، فسفر و گوگرد همگي مي توانند به ايجاد پيوندهاي كوالانسي با كربن، با قطبيت هاي مختلف، ايجاد كنند طبق ويژگي هاي تركيبات كوالانسي، مولكول هاي پليمر، علاوه بر نيروهاي والانس اوليه، تحت تأثير نيروهاي ثانويه بين مولكولهي نيز قرار مي گيرند. اين نيروها عبارت اند از:
•    نيروي دوقطبي بين دو سر پيوندهاي قطبي كه بار مخالف دارند؛
•    نيروي انتشار كه در اثر توزيع ابر الكتروني در اطراف هر اتم در مولكول پليمر ايجاد مي شود؛
•    پيوند هيدروژني كه در اثر وجود دو قطبي هاي شديد بين اتم هاي هيدروژن سبب جهت گيري خاصي در مولول ها مي شود و اين جهت گيري براي انجام عمليات خاص پروتئين ها در فرآيندهاي حياتي بيوشيميايي، اهميت خاصي دارد.
براي توليد مواد پليمري، واكنش هاي پليمريزاسيون مختلفي با سرعت واكنش خاص خود وجود دارند. سرعت واكنش نيز از محيط واكنش (شامل عواملي مانند دما، فشار، حلال، شروع كننده و كاتاليزور) متأثر است. همچنين محيط واكنش تأثير به سزايي در توزيع وزن مولكولي و ساختار فيزيكي محصول نهايي دارد.
برخي مواقع، تعداد كربن هاي موجود در زنجيره هاي پليمري نشانگر ساختار مولكولي و رفتار فيزيكي پليمرها است.


جدول 1-1: رابطه بين تعداد كربن هاي موجود در زنجيره با ساختار برخي پليمرها
    تعداد كربن در زنجيره               حالت فيزيكي
              1-4
              5-11
              9-16
              16- 25
              25-50
        3000-30000                        گاز
               مايع
مايع با ويسكوزيته متوسط (نفت)
مايع با ويسكوزيته زياد (گريس)
        جامد (پارافين)
        جامد (پليمر)   

1-2    مهندسي پليمريزاسيون
اگر چه مبناي آگاهي از ساختار علم پليمرها اطلاع از شيمي واكنش هاي پليمري استع اين آگاهي و دانش به آزمايشگاه منحصر است و در بسياري از مواقع به دليل پيچيدگي رفتار پليمرها، اين مواد توليدي در آزمايشگاه، درمقياس صنعتي قابل توليد نيستند.