پلیمر چیست؟
واژه Polymer از دو واژه یونانی Poly به معنی «بسیار» و Mer به معنی «واحد» تشکیل شده است.
به زبان ساده، پلیمر مادهای است که از اتصال تعداد بسیار زیادی واحد کوچک به نام مونومر (Monomer) تشکیل میشود. این واحدها مانند حلقههای یک زنجیر به یکدیگر متصل شده و یک مولکول بزرگ با خواص کاملاً جدید ایجاد میکنند.
برای مثال، اگر یک مهره را مونومر در نظر بگیریم، رشتهای از هزاران مهره که به هم متصل شدهاند، همان پلیمر خواهد بود.
این ساختار زنجیرهای علت بسیاری از ویژگیهای منحصربهفرد پلیمرها مانند انعطافپذیری، مقاومت، سبکی و قابلیت شکلدهی است.
پلیمرها از چه زمانی شناخته شدند؟
اگرچه انسان هزاران سال است که از پلیمرهای طبیعی مانند چوب، پنبه، ابریشم، پشم و لاستیک طبیعی استفاده میکند، اما شناخت علمی پلیمرها نسبتاً جدید است.
در سال ۱۹۲۰ میلادی، شیمیدان آلمانی هرمان اشتاودینگر (Hermann Staudinger) نظریه زنجیرههای بلند مولکولی را مطرح کرد و ثابت کرد پلیمرها از مولکولهای بسیار بزرگی تشکیل شدهاند، نه تجمع مولکولهای کوچک.
این نظریه نقطه عطف علم پلیمر بود و بعدها برای همین دستاورد، اشتاودینگر موفق به دریافت جایزه نوبل شیمی شد.
از آن زمان تاکنون، علم پلیمر به یکی از مهمترین شاخههای مهندسی مواد و صنایع شیمیایی تبدیل شده است.
چرا پلیمرها اهمیت زیادی دارند؟
اگر بخواهیم تنها یک دلیل برای موفقیت پلیمرها بیان کنیم، آن قابلیت طراحی خواص است.
بر خلاف بسیاری از مواد سنتی، خواص یک پلیمر را میتوان با تغییر ساختار، افزودنیها یا فرآیند تولید متناسب با کاربرد موردنظر تنظیم کرد.
به همین دلیل است که امروزه هزاران گرید مختلف از مواد پلیمری در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
از مهمترین مزایای پلیمرها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
وزن کم
استحکام مناسب نسبت به وزن مقاومت شیمیایی بالا
مقاومت در برابر خوردگی قابلیت تولید انبوه
فرآیندپذیری آسان قیمت اقتصادی
امکان بازیافت بسیاری از پلیمرها
پلیمرها چگونه دستهبندی میشوند؟
پلیمرها را میتوان از دیدگاههای مختلف طبقهبندی کرد، اما متداولترین تقسیمبندی شامل سه گروه اصلی است.
۱. پلیمرهای طبیعی
این گروه بهصورت طبیعی در گیاهان، حیوانات یا موجودات زنده تولید میشوند.
مانند:
سلولز
نشاسته پنبه
ابریشم لاستیک طبیعی
پروتئینها DNA
۲. پلیمرهای نیمهمصنوعی
این مواد در اصل منشأ طبیعی دارند، اما برای بهبود خواص، تحت فرآیندهای شیمیایی قرار گرفتهاند.
مانند:
سلولز استات سلولز نیترات
۳. پلیمرهای مصنوعی
بخش عمده مواد اولیه صنایع پلاستیک در این گروه قرار میگیرند.
این پلیمرها معمولاً از مشتقات نفت، گاز طبیعی یا پتروشیمی تولید میشوند.
از شناختهشدهترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
پلیاتیلن (PE) پلیپروپیلن (PP)
پلیآمید (PA) پلیکربنات (PC)
پلیاستایرن (PS) پلیوینیل کلراید (PVC)
ABS PET
POM EVA
TPU
هرکدام از این پلیمرها خواص و کاربردهای متفاوتی دارند که در مقالات آینده بهصورت جداگانه بررسی خواهیم کرد.
پلیمرها در چه صنایعی استفاده میشوند؟
امروزه تقریباً هیچ صنعتی را نمیتوان بدون مواد پلیمری تصور کرد.
برخی از مهمترین کاربردهای پلیمرها عبارتاند از:
صنعت خودرو
صنایع بستهبندی لوازم خانگی
تجهیزات پزشکی صنایع برق و الکترونیک
صنایع ساختمانی کشاورزی
نساجی صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
تجهیزات صنعتی و مهندسی
در بسیاری از این صنایع، پلیمرها جایگزین فلز، چوب، شیشه یا سرامیک شدهاند و علاوه بر کاهش وزن، باعث افزایش بهرهوری و کاهش هزینه تولید نیز شدهاند.
آیا همه پلیمرها پلاستیک هستند؟
یکی از رایجترین برداشتهای نادرست این است که پلیمر و پلاستیک را یکسان میدانند.
در حالی که هر پلاستیک یک پلیمر است، اما هر پلیمر الزاماً پلاستیک نیست.
برای مثال، لاستیک طبیعی، سیلیکون، رزینهای خاص، الیاف مصنوعی و بسیاری از مواد زیستی نیز پلیمر محسوب میشوند، اما در دسته پلاستیکهای رایج قرار نمیگیرند.
جمعبندی
پلیمرها ستون فقرات بسیاری از صنایع مدرن هستند. تنوع بسیار بالا، قابلیت طراحی خواص، فرآیندپذیری مناسب و قیمت اقتصادی باعث شده است که این مواد به یکی از مهمترین گروههای مهندسی در جهان تبدیل شوند.
شناخت صحیح پلیمرها تنها برای متخصصان این حوزه ضروری نیست؛ بلکه تولیدکنندگان، مدیران خرید، فعالان بازرگانی، دانشجویان و حتی مصرفکنندگان نیز با آگاهی بیشتر از این مواد میتوانند انتخابهای دقیقتر و بهتری داشته باشند.
در مقالات بعدی وبلاگ PolySell بهصورت تخصصی و کاربردی به معرفی هر یک از پلیمرهای پرمصرف، ویژگیها، تفاوت گریدها، روشهای فرآوری، کاربردها و نکات مهم در انتخاب مواد اولیه خواهیم پرداخت
دیدگاه خود را بنویسید