ساختار پليمرها: Polymer structure

ساختار پليمرها

اغلب پليمرهاي متداول از پليمريزاسيون مولكول‌هاي ساده آلي به نام منومر به دست مي‌آيند. براي مثال پلي اتيلن (PE) پليمري است كه از پليمريزاسيون با افزايش (تركيب) چندينمولكول اتيلن به دست مي آيد. هر مولكول اتيلن يك منومر ناميده مي‌شود. با تركيب مناسبي از حرارت, فشار و كتاليزور , پيوند دوگانه بين اتم‌هاي كربن شكسته شده و يك پيوند ساده كووالانسي جايگزين آن مي‌شود. اكنون دو انتهاي آزاد اين منومر به راديكال‌هاي آزاد تبديل مي‌شود, به طوري كه هر اتم كربن يك تك الكترون دارد كه مي تواند به راديكالهاي آزاد ديگر افزوده شود. از اين رو در اتيلن دو محل ( مربوط به اتم كربن) وجود دارد كه مولكولهاي ديگر مي توانند در آنجا بدان ضميمه شوند 
 اين مولكول با قابليت انجام واكنش , زير بناي پليمرها بوده و به (مر) يا بيشتر واحد تكراري موسوم است. واحد تكراري در طول زنجير مولكول پليمر به تعداد دفعات زيادي تكرارميشود. طول متوسط پليمر به درجه پليمرزاسيون يا تعداد واحدهاي تكراري در زنجير مولكول پليمر بستگي دارد.
بنابراين نسبت جرم مولكولي پليمر به جرم مولكولي واحد تكراي به عنوان (درجه پليمريزاسيون) تعريف شده است .با بزرگتر شدن زنجير مولكولي ( در صورتي كه فقط نيروهاي بين مولكولي سبب اتصال مولكولها به يكديگر شود) مقاومت حرارتي و استحكام كششي مواد پليمري هر دو افزايش مي يابند .
به طور كلي فرايند پليمريزاسيون مي‌تواند به صورتهاي مختلفي مانند افزايشي , مرحله‌اي و …. انجام گيرد. در پليمريزاسيون افزايشي , تعدادي از واحدهاي تكراري به يكديگر اضافه شده و مولكول بزرگتري را به نام پليمر توليد مي كنند . در اين نوع پليمريزاسيون ابتدا در مرحله اول راديكال آزاد, با دادن انرژي (حرارتي , نوري) به مولكول‌هاي اتيلين با پيوند دوگانه و شكست پيوند دوگانه , به وجود مي آيد .
سپس راديكال‌هاي آزاد با اضافه شدن به واحدهاي تكراري مراكز فعالي به نام آغازگر شكل مي‌گيرند و هر يك از اين مراكز به واحدهاي تكراري ديگر اضافه شده و رشد پليمر ادامه مي‌يابد . از نظر تئوري درجه پليمريزاسيون افزايشي مي تواند نامحدود باشد, كه در اين صورت مولكول زنجيره اي بسيار طويلي از اتصال تعداد زيادي واحدهاي تكراري به يكديگر شكل مي گيرد.
اما عملا رشد زنجير به صورت نامحدود صورت نمي گيرد . هر چه قدر تعداد مراكز فعال يا آغازگرهاي شكل گرفته بيشتر باشد , تعداد زنجيرها زيادتر و نتيجتا طول زنجيرها كوچكتر مي‌شود و بدين دليل است كه خواص پليمرها تغيير مي‌كند. البته سرعت رشد نيز در اندازه طول زنجيرها موثر است . هنگامي كه واحدهاي تكراري تمام و زنجيرها به يكديگر متصل شوند, رشد خاتمه مي‌يابد .
از ديگر روش‌هاي پليمريزاسيون, پليمريزاسيون مرحله‌اي است كه در آن منومرها با يكديگر واكنش شيميايي داده و پليمرهاي خطي را به وجود مي‌آورند. در بسياري از واكنش‌هاي پليمريزاسيون مرحله اي مولكول كوچكي به عنوان محصول فرعي شكل مي گيرد . اين نوع واكنش‌ها گاهي پليمريزاسيون كندنزاسيوني نيز ناميده مي‌شوند.

 

دانلود با لینک غیر مستقیم
حجم : 590KB
منبع : UJOZVEH.IR