شیمی مواد پلیمری

  • نویسنده موضوع MAHDIS
  • تاریخ شروع
  • پاسخ‌ها 4
  • بازدیدها 465
  • Tagged users هیچ

ساعت تک رمان

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
مواد پلیمری چیست؟
مواد پلیمری یا بسپار 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 گ*از 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:
گرانول یا دونه های رنگی مواد پلیمری


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 گ*از 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 پلی‌پروپیلن 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.

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.



 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
چارت دسته بندی مواد پلیمری


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

ترموپلاستیک ها
خودکارهای ابی و قرمز از جنس مواد ترموپلاستیک




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
ظروف ملامین به همراه غذا




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 ساختمان
  • صنایع بسته‌بندی
  • 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.


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
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:
در حال انداختن بطری اب معدنی در سطل زباله




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 ب*دن 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.


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
گونه‌های بسپار
شمار واحدهای تکرارشونده[۴] در یک مولکول بزرگ درجه بسپارش یا درجه پلیمریزاسیون نامیده می‌شود. بسپارهایی که تنها از یک نوع واحد تکرار شونده ساخته‌شده‌اند، جوربسپار[۵] و آنهایی که از چند گونه واحد تکرارشونده تشکیل شده‌اند، هم بسپار[۶] نامیده می‌شوند. گاهی لفظ ترپلیمر[۷] نیز برای محصولات حاصل از بسپارش سه تک‌پار به کار می‌رود. در عین حال، در مورد محصولاتی که با بیش از سه تک‌پار بسپارش شده‌اند، لفظ ناجوربسپار[۸] رایج است.

بیشتر مواد اساسی همچون پروتئین، چوب، کتین، لاستیک خام (کائوچو) و رزین‌ها بسپار هستند. بسیاری از مواد مصنوعی همچون پلاستیک‌ها، الیاف مصنوعی (نایلون، ریون)، چسب‌ها، شیشه و چینی مواد پلیمری هستند.



دسته‌بندی پلیمر

بسپارها به دو دسته بسپارهای طبیعی و بسپارهای مصنوعی تقسیم می‌شوند. البته بسپارها را به روش‌های مختلف دیگری نیز دسته‌بندی نیز می‌کنند. دسته‌بندی زیر بر اساس ساختار بسپار انجام شده‌است.

بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته گرمانرم‌ها (ترموپلاستیک‌ها)[۹] و گرماسختها[۱۰](ترموست‌ها) تقسیم می‌شوند. گرمانرم‌ها، پلیمرهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب می‌شوند در حالی که گرماسخت‌ها، بسپارهایی هستند که در اثر گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت‌ناپذیری تجزیه می‌شوند. بسپارها دارای خواص ویسکو الاستیک هستند و منشأ این پدیده، در گرمانرم‌ها گره خوردگی زنجیره‌ها و در گرماسخت‌ها گره خوردگی زنجیره‌ها و اتصالات شبکه‌ای آن‌ها در هم است.



آلیاژ سازی پلیمر

مهم‌ترین دلایل اقتصادی آلیاژسازی بسپارها، عبارتند از:

  1. بکارگیری بهتر و بیشتر از بسپارهای مهندسی، به وسیلهٔ آمیزش آن‌ها با گونه‌های ارزان قیمت.
  2. تهیه مواد با خواص مورد نظر.
  3. دست‌یابی به آلیاژهایی با کارایی بالا با استفاده از بسپارهایی که اثرات هم‌افزایی (Synergistic) دارند.
  4. تنظیم ترکیب درصد اجزاﺀ آلیاژ با مشخصات مورد نیاز مصرف‌کننده.
  5. بازیافت پسماندهای پلاستیک‌های مصرفی و وارد کردن آن‌ها در آلیاژسازی.
نکتهٔ مهمی که وجود دارد این است که انتخاب اجزا آمیزه باید به گونه‌ای باشد که مزایای پلیمر اول پوشانندهٔ معایب پلیمر دوم باشد.


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS

MAHDIS

نویسنده انجمن + مدیر ارشد بازنشسته
نویسنده انجمن
مقام‌دار بازنشسته
تاریخ ثبت‌نام
2020-07-26
نوشته‌ها
7,768
لایک‌ها
16,278
امتیازها
163
سن
24
محل سکونت
Mystic Falls
کیف پول من
674
Points
0
افزودنی‌های بسپار
افزودنی‌های بسپار یک نوع از افزودنی‌های شیمیایی بتن می‌باشند، این مواد برای تصحیح خواص فرآورده‌های بسپاری به کار می‌رود. این مواد عبارتند از:

  • نرم‌کننده‌ها: نرم‌کننده‌ها[۱۱] افزودنی‌هایی هستند که انعطاف‌پذیری ماده‌ای را که به آن افزوده می‌شود را افزایش می‌دهد. این مواد علاوه بر صنعت پلیمر در بتون و سیمان نیز کاربرد دارد. نرم‌کننده‌های پلاستیک‌ها معمولاً از دستهٔ فتالات‌ها هستند که انعطاف‌پذیری و دوام پلاستیک را افزایش می‌دهند. عملکرد این مواد به این صورت است که با قرار گرفتن بین مولکول‌های مواد پلیمری فضاهای خالی را افزایش داده و موجب پایین آمدن دمای ذوب کریستالی[۱۲] و در نتیجه نرم‌تر شدن پلیمر می‌شود.
  • پایدارکننده‌ها
  • رنگدانه‌ها: رنگدانه‌ها[۱۳]موادی هستند که برای رنگ کردن و دادن خاصیت رنگی به پلیمر استفاده می‌شود و شامل رنگدانه‌های آلی و معدنی می‌شود.
    • رنگدانه‌های معدنی:[۱۴]
      رنگدانه‌های غیرآلی، نمک‌های فلزی و اکسیدها هستند. این عوامل رنگزا می‌توانند یک لایه از یک جسم پلاستیکی را با رفتار قابل پیش‌بینی رنگی کنند. اکثر این عوامل رنگزا دارای ذراتی با ابعاد میانگین بین ۰/۲ تا ۱/۰ مسلام.
تولیدکنندگان، رنگ‌های مرغوب را با زدودن ذرات بالاتر از ۵ میکرون، تولید می‌کنند. رنگدانه‌های غیرآلی به جز چند استثناء، مواد خام ارزان قیمت هستند که. به خاطر دوام نسبتاً پایین این رنگ‌ها، این رنگدانه‌ها همیشه بهترین کیفیت را ندارند.

    • رنگدانه‌های آلی:[۱۵] رنگدانه‌های آلی، گسترهٔ وسیعی از لحاظ پیچیدگی ساختاری دارند؛ که ساختار این مواد می‌تواند به سادگی کربن سیاه یا به پیچیدگی ساختار چهارتایی رنگدانه‌های فتالوسیانین[۱۶] باشد. استفاده از رنگدانه‌های آلی در آلیاژها و آمیخته‌های پلیمری به سرعت در حال افزایش است که این افزایش نتیجه‌ای از دیدگاه کاهش مصرف فلزات سنگین است. به‌طور نمونه، دوام رنگدانه‌های آلی ۱۰–۲۰ بار بیشتر از رنگ‌های غیرآلی مورد مقایسه‌است و این به خاطر این است که رنگ‌های آلی ذرات کوچکتری نسبت به رنگ‌های غیرآلی دارند.[۱۷]
  • پرکننده‌ها
  • آنتی استاتیک (عامل ضد الکتریسیته ساکن)
  • آنتی اکسیدانت (عوامل ضد اکسایش)
  • آنتی یو وی (پایدارکننده نوری)


رشته دانشگاهی پلیمر

رشته دانشگاهی پلیمر یکی از گرایشهای شیمی و مهندسی شیمی می‌باشد. این گرایش تا سال ۱۳۶۲ یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی بود اما در حال حاضر به عنوان یک رشته مستقل با دو گرایش صنایع پلیمر و تکنولوژی و علوم رنگ در دانشگاه‌ها و مراکز آموزش عالی ارائه می‌شود، البته هنوز نیز در شماری از دانشگاه‌های کشور مهندسی پلیمر یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی است.


 
انجمن رمان نویسی دانلود رمان
امضا : MAHDIS
بالا