المحتوى
البوليمر هو مصطلح عام لأي جزيء يكون عبارة عن سلسلة طويلة من الأجزاء الصغيرة المتكررة. في الصناعة ، يُنظر إلى البوليمرات عمومًا على أنها مواد بلاستيكية ، نظرًا لأن المواد الاصطناعية المختلفة ، مثل هذه ، عبارة عن بوليمرات مشتقة من البترول. ومع ذلك ، هناك العديد من البوليمرات المختلفة (الطبيعية والاصطناعية) المصنوعة من أجزاء مختلفة. في كثير من الأحيان ، يحدد نوع سلسلة البوليمر خصائصها.
الهيكل العام للبوليمرات
تتكون البوليمرات من سلاسل طويلة ومتكررة من المونومرات ، وهي أصغر أجزاء منها. العديد من البوليمرات الشائعة مصنوعة من البترول والهيدروكربونات الأخرى ، بينما بعضها يحدث بشكل طبيعي. على سبيل المثال ، يتكون البولي إيثيلين الاصطناعي من سلسلة من جزيئات الإيثيلين ، بينما يتكون النشا ، الذي يحدث بشكل طبيعي ، من سلاسل طويلة من جزيئات الجلوكوز. تحتوي بعض سلاسل البوليمر على بضع مئات من الوحدات فقط ، في حين أن البعض الآخر لديه القدرة على أن يكون لانهائيًا. جزيئات المطاط الطبيعي ، على سبيل المثال ، متشابكة للغاية بحيث يمكن اعتبار الشريط المطاطي بأكمله جزيء بوليمر كبير.
البوليمرات الخطية
أبسط البوليمرات هي بوليمرات خطية ، وهي مجرد سلاسل تكون فيها جميع المونومرات على خط واحد. مثال على البوليمر الخطي هو التفلون ، المصنوع من رباعي فلورو إيثيلين ، وهو عبارة عن شريط مفرد من وحدات مصنوعة من ذرتين كربون وأربع ذرات فلور. عندما تتشكل ، يمكن لهذه البوليمرات الخطية أن تخلق شرائط أو أليافًا أو تشكل شبكة يمكن أن تكون قوية جدًا ومقاومة.
بوليمرات متفرعة
تحدث البوليمرات المتفرعة عندما تتفرع مجموعات من الوحدات من السلسلة الطويلة. تُعرف هذه الفروع بالسلاسل الجانبية ويمكن أن تكون أيضًا مجموعات طويلة من الهياكل المتكررة. لا يزال من الممكن تصنيف هذه البوليمرات بالطريقة التي تتفرع بها من السلسلة الرئيسية. تُعرف البوليمرات ذات الفروع المتعددة باسم المتشعبات ، وهي جزيئات يمكن أن تشكل شبكات عند تبريدها. هذا يمكن أن يجعل البوليمر قويًا في نطاق درجة حرارة مثالي. ومع ذلك ، عند تسخينها ، تنعم البوليمرات الخطية والمتفرعة عندما يتجاوز اهتزاز درجة الحرارة قوى الجذب بين الجزيئات.
البوليمرات المتقاطعة
يُعرف نوع إضافي من البوليمرات بالبوليمر المتشابك. يشكل هذا البوليمر سلاسل طويلة ، متفرعة أو خطية ، والتي يمكن أن تشكل روابط تساهمية بين جزيئاتها. نظرًا لأن البوليمرات المتشابكة تشكل هذه الروابط التي تكون أقوى بكثير من القوى بين الجزيئات التي تجذب سلاسل البوليمر الأخرى ، فإن النتيجة تكون مادة أقوى وأكثر استقرارًا. مثال على ذلك هو عندما يتم فلكنة المطاط الطبيعي ، مما يعني أنه تم تسخينه بحيث تشكل جزيئات الكبريت في السلاسل روابط مع بعضها البعض. يمكن ملاحظة هذا الاختلاف في القوة عند مقارنة صلابة ومتانة إطار السيارة والأشرطة المرنة.