بررسی کامل پلیمر و انواع آن
کلمه پلیمر که بیشتر در صنایع پلاستیک و ترکیب‌های وابسته به این صنعت به‌کار می‌رود، به ماده شیمیایی اشاره دارد که از درشت مولکول‌ها و مولکول‌های کوچک در زنجیره‌های طولانی و تکرار شونده درست می‌شود. این مواد به‌صورت طبیعی و دست‌ساز وجود دارند و در صنایع مختلفی از پوشاک و اسباب بازی گرفته تا صنایع ساختمانی به‌صورت گسترده به‌کار می‌روند. در این مطلب از دوریس پلیمر، به‌طور کامل به این سوال پرتکرار پلیمر چیست می‌پردازیم و این ماده پرکاربرد را از جهات مختلف بررسی می‌کنیم.
پلیمر چیست؟
گفتیم که پلیمرها موادی هستند که از مولکول‌های بسیار بزرگ در زنجیره‌های تکرار شونده تشکیل می‌شوند. خود این مولکول‌های بزرگ که تشکیل‌دهنده پلیمر است و به ماکرومولکول‌ها معروف هستند، از کنار هم قرار گرفتن مولکول‌های کوچک‌تر یا مونومرها به وجود می‌آیند. در نهایت این مولکول‌ها هستند که در ساختارهای طولانی و تکرار شونده باعث ایجاد پلیمرها می‌شوند.
در یک تعریف ساده‌تر مونومرها از کنار هم قرار گرفتن مولکول‌ها کوچک درست می‌شوند و از کنار هم قرار گرفتن همین مونومرها ماده ارزشمند و پرکاربردی به نام پلیمر درست می‌شود. پلیمرها نه‌تنها برای کاربردهای مختلف تولیدی در صنایع به‌کار می‌روند، بلکه اساس ساخت بسیاری از مواد طبیعی مهم و ارزشمند مانند پروتئین و سلولز هستند.
اگر بخواهیم پلیمر چیست را در لغت معنی کنیم، باید بدانید که این واژه در واقع از دو واژه یونانی poly و mer که به معنی many و parts استفاده می‌شوند، درست شده که به معنای “بخش‌های بسیار” است. بهترین تعریف از عبارت “بخش‌های بسیار”، به همان زنجیره‌ی اتصالات مونومر با پیوند شیمیایی بر می‌گردد که از آن با عنوان ستون فقرات هم یاد می‌کنند. همان‌طور که پیداست مونومرها با روش‌های مختلفی در کنار هم قرار می‌گیرند که نتیجه آن تولید پلیمرهای مختلف است. به طور کلی، چهار دسته اصلی پلیمر وجود دارد که عبارتند از:
پلیمرهای rearrangement یا بازچیده‌شده.
پلیمرهای مصنوعی که به آن Synthetic گفته می‌شود.
Addition پلیمرها که به آن‌ها دسته پلیمرهای افزودنی هم گفته می‌شود.
پلیمرهای متراکم یا چگال که به آن condensation گفته می‌شود.
آشنایی با انواع پلیمر و طبقه‌بندی آن
در ادامه پلیمر چیست؟ باید ببینیم که انواع این ماده چه هستند. همان‌طور که گفتیم پلیمرها انواع مختلفی دارند که هر کدام دارای ویژگی‌ها، خواص، مزایا و معایب خاصی هستند و برای کاربردهای متفاوتی به‌کار می‌روند. انواع پلیمر عبارتند از:
پلیمر چیست؟ پلیمرها از مولکول‌های بسیار بزرگ تشکیل می‌شوند. برای اطلاع از انواع پلیمر و طبقه‌بندی آن‌ها، مزایا و معایب کلیک کنید.
آشنایی با انواع پلیمر و طبقه‌بندی آن
در ادامه پلیمر چیست؟ باید ببینیم که انواع این ماده چه هستند. همان‌طور که گفتیم پلیمرها انواع مختلفی دارند که هر کدام دارای ویژگی‌ها، خواص، مزایا و معایب خاصی هستند و برای کاربردهای متفاوتی به‌کار می‌روند. انواع پلیمر عبارتند از:
PE یا پلی اتیلن‌ها
برای پرداختن به پلیمر چیست باید از پلی اتیلن‌ها شروع کنیم. پلی اتیلن‌ها از متداول‌ترین موادی هستند که از پلیمر تشکیل می‌شوند. به‌زبان ساده، پلی اتیلن از 2 اتم کربن و 4 اتم هیدروژن تشکیل می‌شود و بسته به نوع قرارگیری این عناصر در زنجیره مولکولی، اشکال مختلفی دارد. از آنجایی‌که پلی اتیلن از تکرار قرارگیری یک نوع مولکول یعنی اتیلن ساخته‌شده به آن هموپلیمر هم گفته می‌شود. از مزیت‌های پلی اتیلن در دسترس بودن، قیمت مقرون‌به‌صرفه، چگالی پایین، مقاومت در برابر حلال‌ها و اسیدهای رقیق، مقاومت مطلوب در برابر پارگی و داشتن مدل‌های شفاف است. این ماده کاربردهای متفاوتی دارد از جمله:
- صنایع پوشاک
- صنایع پزشکی
- بسته‌های مواد غذایی و خوراکی
- لوله و اتصالات و…
PP یا پلی پروپیلن‌ها
PP در واقع یک نوع پلیمر افزودنی از ترموپلاستیک محسوب می‌شود که ترکیبی از مونومرهای پروپیلن است. این نوع از پلیمر هم مانند سایر انواع این ماده به‌صورت گسترده‌ای در صنایع و کاربردهای مختلف استفاده می‌شود. پلی پروپیلن شامل 3 اتم کربن و 6 اتم هیدروژن است. از ویژگی‌های این نوع پلیمر می‌توان به انعطاف‌پذیری، مقاومت بالا در برابر خوردگی، عایق مناسب الکتریکی، مقاومت در برابر پارگی و سوراخ‌شدن، مقاومت خوب شیمیایی اشاره کرد. این ماده هم دارای انواع مات و شفاف است و در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شود که شامل:
- صنایع بسته‌بندی
- تولید سفیدکنندهها و شوینده‌ها
- صنایع پزشکی در تولید ابزار و قرص
PET یا پلی اتیلن ترفتالات
در ادامه رسیدن به جواب روشنی برای پلیمر چیست به PET می‌رسیم. پلی اتیلن ترفتالات یکی دیگر از انواع پلیمر است که به‌دلیل دوام آوردن در محیط‌های با دمای بالا کاربردهای فراوانی دارد. این نوع از پلیمر ماده‌ای سبک، قوی و شفاف است که کاربردهای منحصربه‌فردی دارد.
ماده PET که به آن PETE هم می‌گویند شامل دو عنصر اصلی اتیلن گلیکول و اسید ترفتالیک است که به‌صورت زنجیره‌ی پلیمری به هم وصل می‌شوند. از ویژگی‌های این ماده ارزشمند و پرکاربرد باید به استحکام و سختی بالا، وزن کم، عایق خوب الکتریکی، نفوذپذیری کم گاز‌ها و مقاومت در برابر پارگی اشاره کرد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای پلی اتیلن ترفتالات عبارتند از:
- ظروف پلاستیکی محصولات غذایی
- روغن‌ها
- شوینده‌های مایع
- پاک‌کننده‌ها و سفیدکنندهها
PA یا پلی آمید
پلی آمید یا نایلون هم یکی دیگر از انواع پلیمرهای پرکاربرد در صنعت است که در ادامه مفهوم پلیمر چیست، باید بشناسید. ویژگی‌هایی مانند توانایی جذب رطوبت مناسب، توانایی حفظ گرمای پایین، مقاومت شیمیایی و گرمایشی مناسب، مقاومت بالا در برابر ضربه، استحکام کششی مناسب باعث‌شده از این ماده در کاربردهای منحصربه‌فردی به‌کار رود از جمله:
- صنایع نساجی
- نخ و فرش
- ظروف و ابزار آشپزخانه
- صنایع پوشاک
- صنایع خودرو
PVC یا پلی وینیل کلورید
پی‌وی‌سی یکی متداول‌ترین انواع پلیمر در سطح جهان است. این ماده در بسیاری از تجهیزات پلاستیکی متداول به‌کار می‌رود. از ویژگی‌های PVC باید به دوام بالا، مقاومت مطلوب در برابر ضربه، چگالی بالا، قیمت مقرون‌به‌صرفه و اقتصادی و همین‌طور سختی بالا اشاره کرد. از این ماده در کاربردهای زیر استفاده می‌شود:
- صنایع ساختمان‌سازی
- تجهیزات پزشکی
- صنایع برق و الکترونیک
- صنعت خودروسازی
- ساخت لوله و اتصالات
PVdc یا پلی وینیل دی ان کلرید
یکی دیگر از انواع پلیمرها که باید در ادامه پلیمر چیست بشناسید، PVdc ها هستند. این ماده از تری‌کلرواتان به‌دست می‌آید و از فرایند هیدروژن‌زدایی HCL تشکیل می‌شود. PVdc انعطاف‌پذیری بالایی دارد. همچنین این ماده دارای سازگاری و دوام بالا، عایق خوب الکتریکی، مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی و روغن‌ها و مقاومت بسیار خوب در برابر آتش است. از این ماده به‌صورت گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شود، از جمله:
- صنایع بسته‌بندی
- تولید تمیز‌کننده‌ها و سفیدکنندهها
- تجهیزات پلاستیکی
- تولید انواع لوله و اتصالات
PS یا پلی استایرن‌ها
این نوع از پلیمرها هم از کنار هم قرار گرفتن مونومرهای استایرن تولید می‌شوند و در واقع نوع دیگری از پلیمرهای ترموپلاستیک محسوب می‌شود. از ویژگی‌های این ماده باید به عایق مناسب الکتریکی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و اسیدها اشاره کرد. از این ماده همچنین برای تولید مواد با خواص بهبود یافته استفاده می‌شود.
پلی استایرن‌ها در صنایع مختلف بسیار پرکاربرد هستند که از آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنایع پزشکی برای تولید تجهیزات
- تولید انواع عایق
- صنایع بسته‌بندی به‌خصوص بسته‌بندی غذایی
- تولید ظروف پلاستیکی آشپزخانه
- صنایع خودروسازی
PC یا پلی کربنات‌ها
پلی کربنات‌ها گروه دیگری از پلیمرها هستند که در ساختار خود گروه‌های کربناته دارند. از ویژگی‌های این ماده باید به منعطف بودن در دمای محیط، بدون ایجاد شکستگی، پایداری بسیار خوب، مقاومت و سختی بسیار بالا اشاره کرد. این ماده دارای دو نوع مات و کاملا شفاف است و در صنایع مختلفی استفاده می‌شود که عبارتند از:
- ساخت عینک
- صنایع پزشکی برای تولید دستگاه‌ها
- وسایل حفاظتی مانند کلاه ایمنی
- صنایع روشنایی برای ساخت تجهیزات روشنایی و نورپردازی
پلیمرهای دسته طبیعی
همان‌طور که گفتیم پلیمرها در انواع طبیعی و ساخت بشر موجود هستند. پلیمرهای طبیعی نوع دیگری از پلیمرهای پرکاربرد هستند که در طول روز با آن‌ها برخورد می‌کنیم. این ماده، همان‌طور که مشخص است بدون دخالت انسان و در دل طبیعت ایجاد می‌شود. پلیمرهای دسته طبیعی بر پایه آب ساخته می‌شوند و از جمله مثال‌های آن می‌توان به پشم، مو، ناخن، کلاژن، پروتئین و DNA اشاره کرد.
خواص پلیمرها
خواص پلیمر چیست؟ پلیمرها سه دسته خواص مکانیکی، شیمیایی و نوری دارند که بهتر است قبل از استفاده، با آن‌ها آشنا باشید. این خواص عبارتند از:
خواص مکانیکی
یکی از خواص مکانیکی پلیمرها مقاومت کششی مطلوب است. باید بدانید که این خاصیت پلیمرها با افزایش طول زنجیره این مواد افزایش پیدا می‌کند. همچنین باید بدانید که پلیمرها عموما ذوب نمی‌‌شوند، بلکه از حالت بلوری به حالت شبه بلوری تغییر می‌کنند.
خواص شیمیایی پلیمر چیست؟
یکی از این خواص شیمیایی پلیمرها انعطاف‌پذیری است که به‌واسطه وجود زنجیره‌های جانبی دوقطبی- دوقطبی در پلیمر وجود دارد. علاوه‌براین، پلیمرهایی که نیروهای واندروالس دارند، در واقع پلیمرهایی ضعیف با نقطه ذوب پایین هستند.
خواص نوری
منظور از خواص نوری پلیمر چیست؟ ضریب شکست در داخل پلیمرها با تغییر دما، تغییر می‌کند. به‌همین دلیل است که برای استفاده از طیف‌سنجی و کاربردهای تحلیلی در لیزر از این پلیمرها استفاده می‌شود.
مزایا و معایب پلیمر
یک سوال مهم دیگر این است که مزایا و معایب پلیمر چیست؟ پلیمرها هم مانند هر ماده دیگری دارای مزایا و معایب منحصربه‌فردی هستند. برخی از مهم‌ترین مزایا و معایب این مواد عبارتند از:
مزایا
- مقاومت در برابر ضربه
- مقاومت در برابر مواد شیمیایی
- شفافیت
- وزن سبک
- قیمت پلیمر مقرون‌به‌صرفه با وجود کاربردهای فراوان
- انعطاف پذیری بسیار خوب
- قابلیت کشسانی مطلوب
معایب
- شکنندگی
- نداشتن نقطه ذوب مشخص
- امکان سوختن در دمای بالا
- داشتن ساختار بی‌شکل و بلوری
- آلودگی زیست محیطی
سوالات متداول
- پلیمر چیست؟
پلیمرها موادی هستند که از واحدهای تکرارشونده مونومر تشکیل می‌شود. - چه انواعی از پلیمر وجود دارد؟
پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌وینیل کلراید، پلی‌استایرن، پلی‌اتر، پلی‌کربنات، پلی‌آمید، پلی‌اتیلن ترفتالات، پلی‌متیل متا‌آکریلات و پلیمرهای طبیعی. - پلیمر چه تاثیری بر محیط زیست دارد؟
استفاده بی‌رویه و دور ریختن آن‌ها باعث آسیب به طبیعت و کاهش تنوع زیستی می‌شود.