معرفی کامل انواع پلیمرها، خواص و کاربرد های آن ها

پلیمرها مولکول­ های بزرگی هستند که از واحدهای ساختاری تکرار شونده تشکیل شده ­اند که به عنوان مونومر نیز شناخته می­شوند. این مولکول­ ها از زنجیره­ های طولانی واحدهای تکرار شونده تشکیل شده ­اند که توسط پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل شده ­اند. پلیمرها در زندگی روزمره ما همه جا وجود دارند و کاربردهای صنعتی، پزشکی و تکنولوژیکی متعددی دارند.

پلیمرها به دو دسته اصلی تقسیم می ­شوند: پلیمرهای مصنوعی و پلیمرهای طبیعی. پلیمرهای مصنوعی ساخته دست بشر هستند و شامل مواردی مانند پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن و پی وی سی می­ باشند. پلیمرهای طبیعی در طبیعت یافت می ­شوند و شامل موادی مانند سلولز، کیتین و ابریشم می­ شوند.

پلیمرها از طریق فرآیندی به نام پلیمریزاسیون تشکیل می­شوند. دو نوع اصلی پلیمریزاسیون وجود دارد: پلیمریزاسیون افزایشی و پلیمریزاسیون تراکمی. پلیمریزاسیون افزایشی شامل ترکیب مونومرها از طریق افزودن مونومرهای غیراشباع است، در حالی که پلیمریزاسیون تراکمی شامل ترکیب مونومرها با حذف یک مولکول کوچک مانند مولکول آب است.

پلیمرها را بر اساس خواص آنها نیز می­توان طبقه بندی کرد، مانند ترموپلاستیک ­ها، ترموست­ ها و الاستومرها. ترموپلاستیک ­ها پلیمرهایی هستند که می­توانند چندین بار ذوب شوند و بدون تخریب قابل توجهی از خواص آن­ها به شکل دیگری تغییر شکل دهند. نمونه ­هایی از ترموپلاستیک­ها عبارتند از پلی اتیلن و پی وی سی. از طرف دیگر ترموست­ها پلیمرهایی هستند که به طور برگشت ناپذیری از طریق یک واکنش شیمیایی پخت می­شوند که منجر به تشکیل یک ساختار صلب و متقاطع می­شود. نمونه ­هایی از ترموست­ها عبارتند از رزین­ های اپوکسی و فنولیک. الاستومرها پلیمرهایی هستند که خاصیت ارتجاعی بالایی از خود نشان می­دهند و در کاربردهایی مانند نوارهای لاستیکی و تایرها استفاده می­شوند.

پلیمرها کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارند. در صنعت خودروسازی از پلیمرها برای ساخت بدنه خودرو، قطعات داخلی و لاستیک استفاده می­شود. در صنعت ساخت و ساز، از پلیمرها برای تولید لوله، عایق و مصالح سقف استفاده می­شود. در صنعت پزشکی، از پلیمرها برای ساخت وسایل پزشکی، ایمپلنت­ ها و سیستم­ های دارورسانی استفاده می­شود. در صنعت بسته بندی از پلیمرها برای تولید ظروف و فیلم استفاده می­شود.

استفاده از پلیمرها نیز چالش­ های خاصی را نیز ایجاد می­کند. پلیمرها زیست تخریب پذیر نیستند، به این معنی که به راحتی در محیط تجزیه نمی­شوند. این می­تواند منجر به آلودگی و آسیب به اکوسیستم شود. علاوه بر این، برخی از پلیمرها می­توانند موادی سمی هنگام قرار گرفتن در معرض گرما یا اشعه ماوراء بنفش آزاد کنند که برای سلامت انسان مضر باشد.

پلیمرهای مصنوعی

پلیمرهای مصنوعی ساخته دست بشر هستند و از طریق واکنش ­های شیمیایی مختلف ایجاد می شوند. این پلیمرها کاربردهای صنعتی، پزشکی و تکنولوژیکی متعددی دارند. در اینجا چند نمونه از پلیمرهای مصنوعی آورده شده است:

الف) پلی اتیلن (PE)

پلی اتیلن یکی از رایج ترین پلیمرهای مورد استفاده است. این یک پلیمر ترموپلاستیک است که در کاربردهای مختلفی از جمله بسته بندی، لوله و عایق استفاده می­شود. پلی اتیلن از طریق پلیمریزاسیون مولکول­ های اتیلن تشکیل می­شود و انواع مختلفی از جمله پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) دارد.

ب) پلی پروپیلن (PP)

پلی پروپیلن یکی دیگر از پلیمرهای ترموپلاستیک است که معمولاً در کاربردهای مختلفی مانند بسته بندی، قطعات خودرو و منسوجات استفاده می­شود. این پلیمر از طریق پلیمریزاسیون مولکول­های پروپیلن ایجاد می­شود.

ج) پلی استایرن (PS)

پلی استایرن یک پلیمر ترموپلاستیک است که معمولا در تولید لیوان­ ها، بشقاب­ ها و مواد بسته بندی یکبار مصرف استفاده می­شود. پلی استایرن از طریق پلیمریزاسیون مولکول­ های استایرن ایجاد می­شود.

د) پلی وینیل کلراید (PVC)

پلی وینیل کلراید یک پلیمر ترموپلاستیک است که معمولا در تولید لوله ­ها، کفپوش­ ها و وسایل پزشکی استفاده می­شود. PVC از طریق پلیمریزاسیون مولکول­ های وینیل کلرید ایجاد می­شود.

پلیمرهای طبیعی

پلیمرهای طبیعی در طبیعت یافت می­شوند و کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارند. در اینجا چند نمونه از پلیمرهای طبیعی آورده شده است:

الف) سلولز

سلولز یک پلیمر طبیعی است که در دیواره سلولی گیاهان یافت می­شود. این پلیمر معمولاً در تولید کاغذ، منسوجات و محصولات مختلف دیگر استفاده می­شود.

ب) کیتین

کیتین یک پلیمر طبیعی است که در اسکلت بیرونی حشرات و سخت پوستان یافت می­شود. معمولاً در تولید پانسمان زخم و بخیه ­های جراحی استفاده می­شود.

ج) ابریشم

ابریشم یک پلیمر طبیعی است که توسط کرم ابریشم تولید می­شود. معمولاً در تولید منسوجات مانند پوشاک و ملحفه استفاده می­شود.

ترموپلاستیک­ ها:

ترموپلاستیک­ ها پلیمرهایی هستند که می­توانند چندین بار ذوب شوند و بدون تخریب قابل توجهی از خواص آن ها به شکل دیگری تغییر شکل دهند. در اینجا چند نمونه از ترموپلاستیک­ ها آورده شده است:

الف) پلی اتیلن

پلی اتیلن یک ترموپلاستیک است که معمولا در کاربردهای مختلفی مانند بسته بندی، لوله و عایق استفاده می­شود.

ب) پلی پروپیلن

پلی پروپیلن یکی دیگر از مواد ترموپلاستیک است که معمولا در کاربردهای مختلفی مانند بسته بندی، قطعات خودرو و منسوجات استفاده می­شود.

ج) پلی کربنات (PC)

پلی کربنات یک ترموپلاستیک است که معمولا در تولید قطعات الکترونیکی، عدسی­ های عینک و قطعات خودرو استفاده می­شود.

ترموست ­ها:

ترموست­ها پلیمرهایی هستند که به طور برگشت ناپذیری از طریق یک واکنش شیمیایی پخت می­شوند که منجر به تشکیل یک ساختار صلب و متقاطع می­شود. در اینجا چند نمونه از ترموست­ها آورده شده است:

الف) اپوکسی

اپوکسی یک ترموست است که معمولاً در تولید چسب‌ها، پوشش‌ها و کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود.

ب) فنولیک

فنولیک یک ترموست است که معمولاً در تولید پوشش‌ها، چسب‌ها و لمینت‌ها استفاده می‌شود.

ج) پلی استر

پلی استر یک ترموست است که معمولاً در تولید فایبرگلاس و پلاستیک­ های تقویت شده استفاده می­شود.

الاستومرها:

الاستومرها پلیمرهایی هستند که خاصیت ارتجاعی بالایی از خود نشان می­دهند و پس از کشش یا فشرده شدن می­توانند به شکل اولیه خود بازگردند. در اینجا چند نمونه از الاستومرها آورده شده است:

الف) لاستیک طبیعی

لاستیک طبیعی پلیمری است که از شیره درختان لاستیک به دست می آید. این پلیمر معمولاً در تولید لاستیک، نوار لاستیکی و محصولات مختلف دیگر استفاده می­شود.

ب) سیلیکون

سیلیکون پلیمری است که معمولا در تولید محصولات مختلف مانند درزگیرها، چسب ها و ایمپلنت­های پزشکی استفاده می­شود.

ج) نئوپرن

نئوپرن یک الاستومر مصنوعی است که معمولاً در تولید دستکش و محصولات مختلف دیگر استفاده می­شود.

در نتیجه، پلیمرها دارای نقشی حیاتی در صنایع هستند و کاربردهای متعددی دارند. آنها می­توانند مصنوعی یا طبیعی، ترموپلاستیک یا ترموست و الاستومر باشند. درک خواص و ویژگی ­های انواع مختلف پلیمرها برای توسعه مواد جدید و بهبود یافت ه­ای ضروری است که بتوانند نیازهای رو به رشد جامعه مدرن را برآورده کنند.