• لاستیک گسترسامه
• 20 آذر 1401
• 171

پلیمر و خواص آن

 به طور مثال پلی اتیلن و ساختار مولکولی آن در شکل 1 نشان داده شده است. زنجیره پلی اتیلن می تواند از هزار تا ده هزار مونومر از گروه اتیلن ساخته شده باشد. افزایش تعداد مونومر اتیلن باعث ایجاد پلی اتیلن تجاری با ویژگی ها و وزن مولکولی متفاوت می شود پلیمرهای دیگر نیز همانند پلی اتیلن از واحدهای تشکیل دهنده مختلف تشکیل شده اند.

شکل 1: ساختار مولکولی پلی اتیلن

امروزه پلیمرها در صنایع مختلف از جمله صنایع نساجی، اسباب بازی، الکترونیک و اپتیک، هوافضا، خودروسازی، بسته بندی، کامپوزیت سازی و غیره حضور داشته و به عنوان پوشش و رنگ، چسب، ضربه گیر، فوم، زیست مواد و سایر موارد، مورد استفاده قرار می گیرند. پلیمرها در حالت کلی دارای ویژگی های بارزی نظیر وزن کم، قیمت تمام شده پایین، مقاومت در برابر محیط های خورنده، شکل پذیری و چقرمگی هستند. لیکن از لحاظ استحکام و سفتی چندان مناسب نبوده و همچنین در دماهای بالا کارایی ندارند. علاوه بر این در مواردی که به نفوذپذیری اندک نیاز است قابل استفاده نیستند. تقریبا تمامی پلیمرها به علت ماهیت آلی عایق جریان الکتریسیته و گرما هستند.

خواص پلیمر و محل استفاده آن ها

خواص گوناگون پلیمرها طیف گسترده ای از کاربردها را شامل می گردد. در کل می توان گفت که با وجود ضعف عمومی پلیمرها در خواص مکانیکی و مقاومت در برابر حرارت، از مهم ترین ویژگی پلیمرها که در صنعت کاربرد فراوان دارد و باعث شده از پلیمرها در صنایع استفاده فراوان شود عبارتند از: فرآیند پذیری و کل پذیری مناسب بدون نیاز به عملیات ثانویه مرسوم در صنایع فلزی و سرامیکی، وزن پایین، عدم شکست ناگهانی در تنش های مکانیکی، مقاومت در برابر اتلاف، عایق بودن در برابر الکتریسیته و صدا، مقاومت در برابر خوردگی بالا و امکان تولید مواد شفاف و رنگی.

هزینه تمام شده کم پلیمرها

اولین ویژگی مهم پلیمرها تولید صنعتی آن ها با هزینه های تمام شده پایین به علت استفاده از منابع عظیم نفتی در دنیا است. به عنوان مثال پلی الفین ها (نظیر پلی اتیلن ها و پلی پروپیلن ها) به عنوان پرکاربردترین پلیمرها از دو مونومر گازی اتیلن و پروپیلن تولید می شوند که این مواد از میادین گازی و واحدهای تقطیر جزء به جزء پالایشگاه های نفتی قابل استحصال هستند. نقطه ذوب پایین پلیمرها باعث شده که اکثر این مواد به راحتی در اثر حرارت ذوب شده و به شکل قالب خود درآیند؛ لذا قابلیت فرآیندپذیری مطلوبی دارند.

وزن پایین پلیمرها

وزن پایین ویژگی دیگر مناسب پلیمرها است که به عنوان مثال در کاهش مصرف انرژی در اجسام متحرک نقش بسزایی دارد. این مسأله به ماهیت زنجیرهای پلیمری برمیگردد که در آن نواحی آمورف به علت عدم شرکت در ساختارهای کریستالی با توجه به ممانعت فضایی منجر به تشکیل فضاهای خالی و در نتیجه کاهش چگالی می شود. پلیمرها به طور کلی چقرمه هستند و در برابر شکست از خود ماهیت کشسانی نشان می دهند. این یک قابلیت تقریبا منحصر بفرد در پلیمرها است. این مسأله باعث می شود تا این مواد در برابر تنش در وهله اول دچار شکست نشده و تنها تغییر شکل دهند. این موضوع در صنایع گوناگون بسیار حائز اهمیت است، چرا که این امکان را فراهم می آورد که زمان مشخصی برای تعویض قطعه موردنظر بدون تحمیل هزینه های اضافی در اثر وقوع سانحه وجود داشته باشد.

عایق حرارتی و الکتریکی بودن پلیمرها

پلیمرها بعضا عایق حرارتی و الکتریکی نیز هستند، چرا که زنجیره مولکولی آن ها از ترکیبات آلی شامل کربن و هیدروژن تشکیل شده اند و اساساً ماهیت قطبی یا حتی نیمه قطبی ندارند. بنابراین امکان عبور آزاد الکترون در آن ها غیرممکن خواهد بود.از ویژگی های دیگر پلیمرها می توان به مقاومت در برابر عبور صوت اشاره کرد. پلیمرها به علت ماهیت زنجیره پلیمری در تشکیل ساختارهای بلوری و آمورف قابلیت جذب بالای انرژی دارند لذا به عنوان عایق صوتی استفاده می شوند. پلیمرها قابلیت رنگ پذیری مناسبی دارند. از سوی دیگر در برابر محیط های شیمیایی و خورنده به دلیل میل ترکیبی پایین مقاوم هستند.

طبقه بندی پلیمرها

پلیمرها معمولاً مطابق شکل 2 به گونه های مختلفی دسته بندی می شوند. این دسته بندی های هفت گانه می تواند براساس منشأ تولید، سینتیک واکنش و شیمی سطح در روش سنتز، ساختار مولکولی، فرآیند و شکل فیزیکی، رفتار حرارتی و نوع مصرف محصول نهایی انجام پذیرد.

شکل2: تقسیم بندی پلیمرها