نفسر ماهية البوليمرات وتصنيفها وخصائصها وخصائصها. أيضا ، البوليمرات الطبيعية والاصطناعية.
ما هو البوليمر؟
في كيمياء، البوليمرات هي نوع من الجزيئات الكبيرة تتكون من سلاسل من وحدات أبسط ، تسمى المونومرات ، مرتبطة ببعضها البعض عن طريق روابط تساهمية. اسمها يأتي من اليونانية بوليس ("كثير") و مجرد ("قطعة").
هم بشكل عام الجزيئات المواد العضوية ذات الأهمية الهائلة في كل من العالم الطبيعي والصناعي. وتشمل هذه الجزيئات الحمض النووي في بلدنا الخلايا، نشا النباتات، ال نايلون ومعظم بلاستيك.
في نهاية القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين ، تم اكتشاف كيفية التلاعب بها. وهكذا حدث ثورة في التعامل مع المواد من قبل الشركة إلى الأبد. إنسانية.
- إذا تم تصنيف البوليمرات وفقًا لأصلها ، فيمكن أن تكون:
- البوليمرات الطبيعية. أصله بيولوجي.
- البوليمرات الاصطناعية. تم إنشاؤها بالكامل بواسطة كائن بشري.
- البوليمرات شبه الاصطناعية. يتم إنشاؤها عن طريق تحويل البوليمرات الطبيعية.
- إذا تم تصنيفها وفقًا لتكوينها ، فيمكننا التمييز بين:
- البوليمرات العضوية. لديهم سلسلة رئيسية من ذرات كربون.
- بوليمرات الفينيل العضوية. على غرار المواد العضوية ، ولكن مع الروابط المزدوجة بين الكربون والكربون. وهي تشمل البولي أوليفينات والستيريني والفينيل المهلجن والاكريليك.
- بوليمرات عضوية غير فينيل. لديهم ذرات أكسجين و / أو نيتروجين في سلسلتهم الرئيسية ، بالإضافة إلى ذرات الكربون. وهي تشمل البوليستر والبولي أميد والبولي يوريثان.
- بوليمرات غير عضوية. بناءً على عناصر أخرى مثل الكبريت (عديد الكبريتيدات) أو السيليكون (السيليكون).
- إذا تم تصنيفها حسب رد فعلها على زيادة درجة الحرارة، يمكننا التمييز بين:
- البوليمرات المرنة. تتشوه مع زيادة درجة الحرارة ، لكنها تستعيد شكلها الأصلي.
- البوليمرات الحرارية. عندما ترتفع درجة حرارتها تنهار كيميائيا. إنها لا تتشوه ، أي أن المادة لا تتدفق.
- بوليمرات لدن بالحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تذوب وتذهب إلى الحالة السائلة، ولكن عندما يبردوا ، يعودون إلى الحالة الصلبة.
البوليمرات الطبيعية
توجد البوليمرات الطبيعية على هذا النحو في طبيعة سجية، كيف الجزيئات الحيوية ص مجمعات سكنية التي يتكون منها جسم كائنات حية. يمثل ظهور البوليمرات الطبيعية في العالم نقطة مهمة في التعقيد الكيمياء الحيوية التابع الحياة.
وتشمل هذه الغالبية العظمى من بروتين, احماض نووية، السكريات (السكريات المعقدة ، مثل السليلوز النباتي والكيتين من الفطر) والمطاط أو المطاط النباتي.
البوليمرات الاصطناعية
تم إنشاء أول بوليمر اصطناعي في عام 1907: الباكليت ، مادة متينة ومنخفضة التكلفة. كلفة. يعود نجاحها الصناعي الكبير إلى حد كبير إلى تصنيعها البسيط وغير المكلف ، باستخدام الفينول والفورمالديهايد. تم إحراز تقدم كبير منذ ذلك الحين في الحصول على مواد جديدة وأكثر قوة من أصل عضوي ، لا سيما في صناعة البتروكيماويات.
يمكن إنشاء البوليمرات في المختبر عن طريق ضم مونومرات محددة في سلسلة ، باستخدام مدخلات عضوية أو غير عضوية ، في ظل ظروف درجة حرارة مضبوطة ، ضغط ووجود المحفزات. وبالتالي ، يتم إنشاء سلسلة أو تفاعل تدريجي ينتج عنه توليد مجمع.
خصائص وخصائص البوليمرات
بشكل عام ، البوليمرات سيئة الموصلات الكهربائيةوهذا هو سبب استخدامها غالبًا كعوازل في الصناعة الكهربائية ، على سبيل المثال ، البلاستيك كغلاف للكابلات. ومع ذلك ، هناك بوليمرات موصلة ، تم إنشاؤها في عام 1974 ، ولا تزال تطبيقاتها قيد الدراسة حتى اليوم.
من ناحية أخرى ، تعد درجة الحرارة عاملاً مهمًا في سلوك البوليمرات. في درجات الحرارة المنخفضة تصبح صلبة وهشة ، مثل الزجاج ، بينما في درجات الحرارة العادية تميل إلى ذلك مرونة. إذا ارتفعت درجة الحرارة باتجاهك نقطة الانصهار، يبدأ البعض في فقدان شكله والبعض الآخر يمكن أن يتحلل.
أمثلة على البوليمرات
بعض أشهر البوليمرات البشرية وأهمها هي:
- البولي فينيل كلورايد. يُعرف أيضًا باسم PVC ومع الصيغة العامة (C2H3Cl) n ، يتم الحصول عليه من بلمرة وحدات كلوريد الفينيل. إنه أحد مشتقات البلاستيك الأكثر تنوعًا المعروف ويستخدم لجميع أنواع التعبئة والتغليف والأحذية والطلاء والخراطيم وحتى الأنابيب.
- البوليسترين. يُعرف بـ PS ، ويتم الحصول عليه من مونومرات الستايرين ، ويمكن الحصول على نتائج متنوعة للغاية: شفافية أكثر أو أقل ، هشة إلى حد ما ، أو حتى متغيرات كثيفة جدًا ومقاومة للماء. تم تصنيعه لأول مرة في ألمانيا عام 1930 ومنذ ذلك الحين تم إنتاج حوالي 10.6 مليون طن سنويًا في العالم.
- ميتاكريلات. يُختصر بالاختصار PMMA ، وهو بلاستيك هندسي نموذجي ، وهو أحد أكثر البلاستيكات تنافسية من حيث تطبيقاته الصناعية ، نظرًا لشفافيته الشديدة ومقاومته.
- بولى بروبلين. يشار إليه في الاختصارات كـ PP ، وهو بوليمر لدن بالحرارة ، متبلور جزئيًا ومصنوع من البروبيلين أو البروبين. يتم استخدامه في تغليف غذاءوالأنسجة ومعدات المختبرات والأغشية أو الأفلام الشفافة لتغطية الأشياء.
- البولي يوريثين. يتم الحصول على هذه البوليمرات من خلال الجمع بين قواعد الهيدروكسيل وثنائي أيزوسيانات ، ويمكن أن تكون بالحرارة أو بالحرارة. كثيرا ما تستخدم في صناعة الأحذية ، لوحةوالألياف النسيجية التركيبية والتعبئة والواقي الذكري أو مكونات الآلات والمركبات.