پلیمر، هر یک از دسته ای از مواد طبیعی یا مصنوعی متشکل از مولکول های بسیار بزرگ، به نام ماکرومولکول ها، که مضربی از واحدهای شیمیایی ساده تر به نام مونومر هستند. پلیمرها بسیاری از مواد موجود در موجودات زنده از جمله پروتئین ها، سلولز و اسیدهای نوکلئیک را تشکیل می دهند. علاوه بر این، آنها اساس مواد معدنی مانند الماس، کوارتز، فلدسپات و مواد دست ساز بشر مانند بتن، شیشه، کاغذ، پلاستیک و لاستیک را تشکیل می دهند.
کلمه پلیمر تعداد نامشخصی از واحدهای مونومر را مشخص می کند. هنگامی که تعداد مونومرها بسیار زیاد باشد، گاهی اوقات این ترکیب را پلیمر بالا می نامند. پلیمرها محدود به مونومرهایی با ترکیب شیمیایی یا وزن مولکولی و ساختار مشابه نیستند. برخی از پلیمرهای طبیعی از یک نوع مونومر تشکیل شده اند. با این حال، اکثر پلیمرهای طبیعی و مصنوعی از دو یا چند نوع مختلف مونومر تشکیل شده اند. چنین پلیمرهایی به عنوان کوپلیمر شناخته می شوند.
پلیمرها موادی هستند که از ترکیب تعداد زیادی از یک یا چند نوع واحد سازنده مولکولی به نام "مونومر" تشکیل شده‌اند. این مونومرها به طور شیمیایی به یکدیگر متصل میشوند و زنجیره‌های بلند و پیوسته‌ای به نام‌های "زنجیره پلیمری" یا "مولکول پلیمری" ایجاد می‌کنند. عملیاتی که به تشکیل این زنجیره‌ها منجر می‌شود، به نام "پلیمریزاسیون" معروف است.
1. **پلیمرهای طبیعی:**
- این نوع پلیمرها از منابع طبیعی گیاهی یا حیوانی مانند چوب، پنبه، لاتکس، و کراتین (که در موها و ناخن‌ها یافت می‌شود) به دست می‌آیند.
- مثال: پلیمر سلولز از چوب.
2. **پلیمرهای مصنوعی یا سنتزی:**
- این نوع پلیمرها از ترکیبات شیمیایی به دست می‌آیند و می‌توانند به دقت با توجه به نیازهای خاص تولید شوند.
- مثال: پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن و پلی‌وینیل کلراید (PVC) از پلیمرهای مصنوعی هستند.
پلیمرها به عنوان یکی از اصلی‌ترین کلاس‌های مواد در علوم مواد، شیمی، و صنایع پلیمری شناخته میشوند. آنها در تولید انواع محصولات از جمله پوشاک، بسته‌بندی‌ها، لوازم خانگی، خودروها، و موارد دیگر به کار می‌روند.
مونومر چیست؟
مونومر کوچکترین واحد تکرار شونده پلیمر است. مثلا اگر یک تسبیح را به عنوان یک زنجیر پلیمر در نظر بگیرید، دانه های تسبیح در حکم مونومر های آن هستند.
پلیمریزاسیون چیست؟
فرایندی است که در آن مولکول های مونومر به هم متصل شده تا یک مولکول بزرگ پلیمر را شکل دهند. پلیمریزاسیون فرایند به هم پیوند دادن مونومر ها از طریق یک سری واکنش های شیمیایی می باشد.
طبقه بندی انواع پلیمرها
پلیمرها را می توان از طرق مختلف دسته بندی کرد که مرسوم ترین آن ها به شرح ذیل می باشد. البته پلیمرها بسته به نوع ساخت و کاربردشان به دو نوع مهندسی و رایج نیز تقسیم بندی می شوند و هریک در بخش های جداگانه شرح داده شده اند.
الف) انواع پلیمرها از لحاظ منشا
ب) انواع پلیمرها از لحاظ واکنش به حرارت
پ) انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره ها
ت) انواع پلیمرها از لحاظ بلورینگی
ث) انواع پلیمرها بر پایه مونومر
ج) انواع پلیمرها از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی
چ)انواع پلیمرها از لحاظ آرایش تاکتیسیته
طبقه بندی بر اساس منشا
پلیمرها از لحاظ منشا به سه دسته طبیعی،سنتزی، نیمه سنتزی تقسیم می شوند.
انواع پلیمرها بر اساس رفتار در مقابل حرارت:
پلاستیک ها از لحاظ رفتار در مقابل حرارت به دو دسته ترموپلاستیک ها و ترموست ها تقسیم بندی می شوند.
ترموپلاستیک ها شامل زنجیره های بلندی هستند که هریک نیز ممکن است گروه ها یا زنجیره های جانبی داشته باشند. در طول فرایند و شکل دهی آن ها بر اثر حرارت ترموپلاستیک ها دچار هیچ نوع واکنش شیمیایی نمی شوند. ترموپلاستیک ها وقتی که در معرض حرارت قرار می گیرند، قابلیت جریان یافتن دارند و به راحتی به شکل قالب های مختلف در می آیند.
در رزین های ترموست گروه های فعال مولکولی در طول فرایند ساخت، تشکیل پیوند های عرضی بین مولکول ها را می دهد. این پیوند های عرضی یا اصطلاحا پخت شدن ماده امکان نرم شدن ماده در اثر حرارت را نمی دهد. مواد ترموست عموما به صورت کامپاند های نیمه پلیمریزه شده یا مایع مخلوط پلیمر-مونومر عرضه می شوند تا واحدهای تولیدی بتوانند آن ها را به شکل محصول نهایی دراورده و سپس پخت کنند.
به عبارت دیگر، ترموست ها از طریق روش هایی مانند گرمادهی یا تشعشع و ... پخت می شوند. فرایند پخت به علت همان پیوند های عرضی که به ان اشاره شد غیر قابل برگشت است. یعنی با گرم شدن مجدد برخلاف ترموپلاستیک ها این مواد به صورت جامد باقی می مانند تا جایی که شروع به تخریب کنند.
از مهمترین ترموست ها می توان به فنولیک ها، اوره، ملامین، اپوکسی، آلکیدها، پلی استرها، سیلیکون و یورتان اشاره کرد.
انواع پلیمرها از لحاظ ساختار زنجیره ها
از لحاظ ساختاری، پلیمر ها به سه دسته پلیمر های خطی، شاخه ای و دارای پیوند عرضی تقسیم می شوند.
انواع پلیمرها از لحاظ بلورینگی
پلیمر ها از لحاظ آرایش یافتگی زنجیره ها و بلورینگی به سه دسته کریستالی (بلورین)، آمورف (بی شکل) و نیمه بلورین تقسیم بندی می گردند.
انواع پلیمرها بر پایه مونومر
پلیمر ها بر اساس نوع مونومرهای تشکیل دهنده به دو دسته هموپلیمر و کوپلیمر طبقه بندی می شوند.
کوپلیمر ها از لحاظ قرارگیری مونومرها خود به چند دسته تقسیم میشوند. برای مشاهده مطلب کامل کوپلیمرها بر روی کوپلیمرها کلیک کنید.
انواع پلیمر ها از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی
پلیمرها از لحاظ کاربرد و خواص فیزیکی به 4 دسته پلاستیک، لاستیک یا الاستومر، الیاف و رزین تقسیم می شوند.
1- پلاستیک: پلیمرهایی که با استفاده از گرما و فشار به شکل مواد سخت و سفت تبدیل شده اند به پلاستیک معرف هستند و اکثرا نیمه بلورین می باشند. مانند PMMA، PE و ... نیروی بین مولکولی آن ها مابین الیاف و لاستیک هاست.
2-الاستومر ها یا لاستیکها: پلیمرهای جامد با خواص کشسانی مناسب و خاصیت الاستیسیته بالا هستند. در این نوع پلیمرها زنجیره های پلیمری توسط ضعیفترین نیروی بین مولکولی به هم متصل هستند و بخش اعظم ساختار آن ها آمورف می باشد. همین نیروی ضعیف بین مولکولی سبب خاصیت کسانی بالای آن ها می باشد. مانند رابرها و ...
3- الیاف یا فیبر ها: اگر پلیمررشته ای طولانی باشد که طول آن حداقل 100 برابر قطر آن باشد، به آن ها الیاف گفته می شود. این پلیمرها خواص کششی بسیار بالایی دارند و درجه کریستالی بالایی از خود نشان می دهندو مانند نایلون
4-رزین ها: پلیمرهایی با وزن مولکولی پایین می باشند که به عنوان چسب، درزگیر و .. کاربرد دارند. اکثرا به شکل مایع موجود هستند و معمولا برای بالابردت استحکام آن ها در حین کاربرد یا پس از آن، آن ها را پخت می کنند. مثلا چسب هایی که در مصارف عمومی استفاده می شود، پس از مدتی که در معرض هوا بود پخت و سخت می شود. به آن ها چسب های هوا پخت گفته می شود.
انواع پلیمرها از لحاظ آرایش تاکتیسیته:
تاکتیسیته به معنای قرارگیری گروه های جانبی در فضا می باشد.
1- ایزو تاکتیک: کانفیگوراسیون سر به دم که در آن گروه ها همه در یک طرف زنجیره قرار می گیرند را ایزو تاکتیک گویند.
2- اگر این گروه ها در هر دو طرف زنجیره و به شکل تصادفی قرار گیرند، به آن اتاکتیک گویند.
3- اگر گروه ها در دو طرف زنجیر به شکل یک در میان قرار گیرند به آن ها سیندیو تاکتیک گویند.
