انواع پلیمر مصنوعی

پلیمرها یا بسپارها، به عنوان مولکول‌هایی که از ترکیب واحدهای کوچکتری به نام مونومر به وجود می‌آیند، از دوران‌های بسیار قدیم در زندگی انسان وجود داشته‌اند. امروزه، کاربردهای بسیاری برای این مواد در صنایع گوناگون وجود دارد و تقریبا هیچ صنعتی را نمی‌توان پیدا کرد که بدون استفاده از پلیمرها باشد.

بکارگیری این مواد در برخی صنایع، تحولات بزرگی ایجاد کرده است. به همین دلیل، می‌توان گفت که پلیمرها یکی از مهمترین مواد در صنایع مدرن هستند.

معرفی پلیمر مصنوعی

پلیمرهای مصنوعی، به دلیل اینکه در طبیعت به صورت کامل یافت نمی‌شوند و با استفاده از فرآیندهای شیمیایی تولید می‌شوند، ساختارهای بسیار متنوعی دارند. خصوصیات هر پلیمر، به واسطه وزن مولکولی مونومرهایش، نحوه پیوند بین زنجیره‌های آن، اندازه و شکل زنجیره‌ها و … تعیین می‌شود.

 با این حال، الگوهای ساختاری مشترکی وجود دارد که برای تعریف خصوصیات و ویژگی‌های پلیمرها بکار می‌روند. به این ترتیب، بیشتر پلیمرها دارای ویژگی‌ها و خصوصیات مشابهی هستند، اما با توجه به نوع ساختار و ویژگی‌هایشان، ممکن است در کاربردهای مختلف تفاوت داشته باشند. این موارد عبارتند از:

• هزینه تولید پایین، اما هزینه بازیافت بالا
• تراکم کم و مقاومت بالا
• مقاومت در برابر حمله مواد شیمیایی، مانند اسیدهای قوی (HF) و بازها (NaOH)
• فاقد باندهای رسانایی و کاربرد زیاد در عایق‌های الکتریکی

انواع پلیمرهای مختلف مصنوعی

در ادامه، انواع پلیمرهای مختلف مصنوعی معرفی خواهند شد.

• ترموپلاستیک

ترموپلاستیک‌ها، یک نوع پلیمر خطی یا کمی منشعب هستند و با اجرای عملیاتی در دماهای مختلف، رفتار آن‌ها تغییر می‌کند. به عبارت دیگر، با آوردن این پلیمرها به دماهای بالاتر، نیروهای بین مولکولی کاهش پیدا کرده و زنجیره‌های مولکولی با یکدیگر آزاد شده و موجب نرم شدن و قابل شکل‌گیری شدن آن‌ها می‌گردد.

 به دلیل این ویژگی، این نوع پلیمرها قابلیت بازیافت و شکل‌گیری دوباره را دارند. این پلیمرها دارای جرم مولکولی بالایی هستند و در فرآیندهای پردازش مختلف، با استفاده از دما، به راحتی شکل جدیدی به خود می‌دهند. بسیاری از این پلیمرها می‌توانند چندین بار ذوب شوند و دوباره به حالت  جامد درآیند و می‌توانند برای تولید قطعات مختلف با استفاده از روش‌های مختلف پردازش پلاستیک به کار رود.

• پلاستیک های مقاوم به حرارت

پلاستیک های مقاوم به حرارت، پلیمرهایی هستند که در برابر درجه حرارت بالا مقاومت دارند. این پلیمرها می توانند بدون تغییر شکل یا ذوب شدن به دلیل فعل و انفعالات قوی بین مولکولی در برابر اعمال دمای بالا مقاومت کنند. این پلاستیک ها شامل پلی آمید ها، پلیمرهای فنولی، پلیمرهای بیسفنول آ، پلیمرهای پلی سولفید و غیره می شوند.

• الاستومر ها

می توان گفت الاستومرها به پلیمرهایی گفته می شود که فشار بیرونی را بدون شکستن، تحمل می کنند، همچنین در مقابل فشار دچار تغییر شکل و یا بازگشت به حالت اصلی خود نخواهند شد. این پلیمرها به دلیل اینکه زنجیره های پلیمری آنها به هم متصل شده اند، این قابلیت را دارند. هنگامی که فشار بیش از حدی به الاستومر وارد می شود، ماده تحریف شده تمایل دارد تا زنجیره های خود را در یک آرایش کریستالی مرتب کند و سپس هنگامی که فشار برداشته می شود، پلیمر به آرایش اصلی خود باز می گردد.

• پلیمرهای الیاف

پلیمرهای الیاف به دلیل تراکم و تقارن بالای زنجیره‌های پلیمری و نیز میل تعامل با یکدیگر بین آنها، قابلیت کشش و انعطاف پذیری کمی دارند. به عبارت دیگر، این پلیمرها با تشکیل یک ساختار خطی و کریستالی، مقاومت مکانیکی مناسبی خواهند داشت. این دسته از پلیمرها شامل پلی استرها، پلی آمیدها، پلی اولفین ها و سایر مواد مشابه هستند.

مقایسه لاستیک مصنوعی و طبیعی

لاستیک طبیعی از شیوه درختی تهیه می‌شود و چسبناک بوده و به سرعت از بین می‌رود. با استفاده از گوگرد، لاستیک طبیعی را به حالت ارتجاعی در می‌آورند. اما لاستیک مصنوعی با ترکیب مواد اولیه مختلف تهیه می‌شود و خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی آن نسبت به لاستیک طبیعی بسیار متفاوت است و پس از بین رفتن ویژگی‌های آن به سختی تجزیه می‌شود. به همین دلیل، تجزیه لاستیک مصنوعی برای انسان و طبیعت مضر است.

شیوه تولید لاستیک مصنوعی

لاستیک مصنوعی یک نوع پلیمر است که از زنجیره‌های پلی‌ایزوپرن تشکیل شده است و در صنعت لاستیک سازی و سایر صنایع از آن استفاده می‌شود. برای تولید لاستیک مصنوعی، زنجیره‌های پلی‌ایزوپرن منفرد به کمک فرآیند شیمیایی ولکانیزاسیون به یکدیگر متصل شده و در نتیجه مواد سخت‌تر و مقاوم‌تری به دست می‌آید. در این فرآیند، گوگرد نیز به عنوان یک عامل ولکانیزاسیون استفاده می‌شود.

برای تولید لاستیک مصنوعی، فرآیند پیچیده‌ای شامل تجهیزات و فناوری‌های پیشرفته صورت می‌گیرد. پس از انجام ولکانیزاسیون، لاستیک مصنوعی قابلیت بازگشت به حالت اولیه خود را ندارد و فرآیند برگشت‌ناپذیر است.

سخن آخر

پلیمرهای طبیعی و مصنوعی در زندگی انسانی به عنوان مواد مهمی،مورد استفاده قرار می‌گیرند. پروتئین‌ها، اسیدهای آمینه، DNA و RNA نمونه‌هایی از پلیمرهای طبیعی هستند که در صنایع مختلفی مانند غذایی، دارویی و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اما پلیمرهای مصنوعی اغلب از نفت تولید شده و با ترکیب چندین ماده اولیه ساخته می‌شوند. این نوع پلیمرها برای زندگی انسان مضر هستند و با فرهنگ‌سازی و آگاهی دادن به افراد در کشورهای جهان اول، به تدریج از زندگی انسانی کنار گذاشته می‌شوند. اما باید امیدوار بود که در آینده، این نوع مواد به طور کلی از زندگی بشر حذف شوند.

سوالات متداول

تعریف پلیمر مصنوعی چیست؟

پاسخ: پلیمر مصنوعی ماده‌ای است که توسط انسان ساخته شده و از مولکول‌های بزرگ پلیمری تشکیل شده است.

روش تولید پلیمرهای مصنوعی را بیان کنید؟

پاسخ: پلیمرهای مصنوعی از طریق فرآیند پلیمریزاسیون ساخته می‌شوند، که در آن، مولکول‌های کوچک متعددی با هم ترکیب می‌شوند تا مولکول‌های بزرگتری به دست آید.

 انواع پلیمرهای مصنوعی را بیان کنید؟

پاسخ: پلیمرهای مصنوعی زیادی یافت می شوند، از جمله پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌وینیل کلراید، پلی‌اتر، نایلون، پلی‌استایرن و …

برای چه مواردی از پلیمرهای مصنوعی استفاده می‌شود؟

پاسخ: پلیمرهای مصنوعی برای تولید محصولات متنوعی مانند بطری‌ها، کیسه‌های خرید، لوازم التحریر، قطعات الکترونیکی و صنایع خودروسازی استفاده می‌شوند.

آیا پلیمرهای مصنوعی برای محیط زیست خطرناک هستند؟

پاسخ: پلیمرهای مصنوعی در برخی موارد به درد محیط زیست نمی‌خورند، به دلیل عدم تجزیه پذیری و بازیافت ساده آنها. با این حال، پلاستیک‌های قابل بازیافت و بیوپلیمرهای قابل تجزیه پذیر هستند که برای محیط زیست مضرر نیستند.