پلیمر چیست؟| انواع و کاربردهای آن

پلیمرهای مصنوعی یکی از مواد اولیه پر مصرف برای ساخت قطعات مختلف هستند، از اعضای مصنوعی درون بدن گرفته، پلیمرهای دندانی، قطعات خودرو، لوازم ساختمان، تجهیزات ورزشی، الکتریکی تا محصولاتی که همه روزه با آن سرو کار داریم از جمله ظروف و بسته بندی پلاستیکی همه از پلیمر ساخته شده اند. پلیمرها بخش مهمی از اقتصاد جهانی را شکل داده اند. در این مقاله از پلینو به بررسی انواع پلیمرها پرداخته شده است.

 

 

 

پلیمر چیست؟

به دسته ای از مواد طبیعی یا مصنوعی (سنتزی) متشکل از مولکول‌های بسیار بزرگ (ماکرومولکول ها)، که مضربی از واحدهای شیمیایی ساده تر به نام مونومر هستند پلیمر می‌گویند. پلیمرها بسیاری از مواد موجود در موجودات زنده از جمله پروتئین‌ها، سلولز و اسیدهای نوکلئیک را تشکیل می دهند. علاوه بر این، پلیمرها پایه و سنگ‌ بنای بسیاری از مواد معدنی مانند الماس، کوارتز، فلدسپات و مواد دست ساز بشر مانند بتن، شیشه، کاغذ، پلاستیک و لاستیک می‌باشند. کلمه "پلیمر" یا گاهی اوقات "ماکرومولکول" از یونانی کلاسیک poly به معنای "بسیار" و meres به معنای "قطعات" مشتق شده است. مولکول پلیمر وزن مولکولی بسیار بالایی دارد (بین 10000-1000000 گرم بر مول) و از چندین واحد ساختاری تشکیل شده است که معمولاً توسط پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل می شوند. هنگامی که تعداد مونومرها بسیار زیاد باشد، گاهی اوقات این ترکیبات را پلیمرهای درجه بالا یا گرید بالا می‌نامند. برخی از پلیمرهای طبیعی و سنتزی از یک نوع مونومر ثابت تشکیل شده‌اند. با این حال پلیمرها همیشه محدود به مونومرهایی با ترکیب شیمیایی یا وزن مولکولی و ساختار مشابه نیستند. اکثر پلیمرهای طبیعی و مصنوعی از دو یا چند نوع مختلف مونومر تشکیل شده اند که در چنین حاالتی به عنوان کوپلیمر شناخته می شوند.

تاریخچه پلیمرها و حضور آن در زندگی روزمره

از سال‌ها پیش مردم از پلیمرها در زندگی روزمره خود استفاده می‌کردند، اما تقریباً تا جنگ جهانی دوم به خوبی آن را نمی‌شناختند. در سال‌های گذشته مواد نسبتا کمی برای ساخت کالای مورد نیاز برای زندگی متمدن موجود بود. برای بیشتر ساخت و سازها از  فولاد، شیشه، چوب، سنگ، آجر و بتن و برای تولید لباس و پارچه از پنبه، گیاهان، کنف و چند محصول کشاورزی دیگر استفاده می‌شد. پیشرفت زندگی بشر و افزایش تقاضا برای محصولات تولیدی باعث ایجاد نسل جدیدی از مواد شد. این مواد جدید، مواد پلیمری بودند و تقریب میزان حضور آنها در زندگی روزمره کنونی تقریبا غیرقابل محاسبه است. لباس های ساخته شده از الیاف مصنوعی، فنجان های پلی اتیلن، فایبرگلاس، قطعات مکانیکی پلاستیکی، کیسه‌های پلاستیکی، رنگ‌های پلیمری، چسب اپوکسی، بالشتک فوم پلی اورتان، دریچه های قلب سیلیکونی و ظروف پخت و پز با روکش تفلون تنها تعدادی از محصولات ساخته شده از پلیمرها در اطراف ما هستند. این لیست تقریبا تمام نشدنی است.

پلیمرها از طریق واکنش شیمیایی مونومرها به دست می آیند. مونومرها توانایی واکنش با مولکول دیگری از همان نوع یا نوع دیگر را در شرایط مناسب برای تشکیل زنجیره پلیمری دارند. این فرآیند در طبیعت منجر به تشکیل پلیمرهای طبیعی شده است، در حالی که پلیمرهای مصنوعی ساخته دست بشر هستند. می‌توان گفت از ابتدای هستی پلیمرها در دنیای طبیعی اطراف ما وجود داشته اند (مانند سلولز، نشاسته و لاستیک طبیعی). مواد پلیمری ساخت دست بشر از اواسط قرن نوزدهم میلادی مورد مطالعه قرار گرفتند. اما امروزه صنعت پلیمر به سرعت توسعه یافته است و از مجموع صنایع مس، فولاد، آلومینیوم و برخی دیگر از صنایع بزرگتر شده است. پلیمرهای طبیعی و مصنوعی به طور قابل توجهی در آسایش و تسهیل زندگی انسان نقش دارند و مسئولیت خود زندگی، دارو، تغذیه، ارتباطات، حمل و نقل، آبیاری، ظرف، پوشاک، ثبت تاریخ، ساختمان ها، بزرگراه ها و غیره را بر عهده دارند. تصور جامعه بشری بدون پلیمرهای مصنوعی و طبیعی دشوار است. در نتیجه جای تعجب ندارد که تقریباً همه دانشمندان مواد و بیش از نیمی از شیمیدانان و مهندسان شیمی، تعداد زیادی از فیزیکدانان، فناوران نساجی، مهندسان مکانیک، داروسازان و سایر گروه های علمی در پروژه های تحقیق و توسعه مرتبط با پلیمرها مشارکت دارند. علاوه بر این، صنایع آرایشی و بهداشتی، داروسازی، زیست پزشکی، زیست‌شناسی مولکولی، بیوشیمی و بیوفیزیک از دیگر رشته‌ها و صنایعی هستند که از پلیمرها و شیمی پلیمرها در توسعه حوزه‌های جدید خود بهره فراوانی می‌برند.

در شکل زیر نمودار مصرف پلیمرها در صنایع مختلف نشان داده شده است.

پلیمرهای طبیعی

 

اطلاعات بیشتر را می‌توانید در کتاب راهنمای جامع تولید پی وی سی به قلم دکتر شایان خاموشی مطالعه فرمایید.