logo

logo

logo

logo

logo

التبلمر

تبلمر

Polymerization -

التبلمر

فواز الديري

ترتيب الوحدات المتكررة في البوليمرات حجم البوليمرات
عمليات البلمرة اصطناع البوليمرات
البلمرة المشتركة copolymerization البوليمرات المعدَّلة
بنية البوليمرات texture of polymers اصطناع البوليمرات الشائعة
 

التبلمر (البلمرة) polymerization عملية تجميع عدد كبير من جزيئات صغيرة أو ارتباطها بعضها ببعض. وتدعى هذه الجزيئات الصغيرة المتكررة الموحودات (المونومرات) monomers أو الوحدات المتكررة repeating units أو أحاديات الحد. تعطي الوحدات المتكررة جزيئاً ضخماً يدعى المتبلمر أو بحسب الشائع البوليمر polymer.

يدعى البوليمر بوليمراً متماثلاً homopolymer عند ارتباط نوع واحد من المونومرات في عملية البلمرة، كما تدعى أيضاً البوليمرات التي تتشكل من أكثر من نوع من المونومرات البوليمرات المتماثلة أو المتجانسة شريطة أن تتصل المونومرات بعضها ببعض وفق تسلسل منتظم. مثال ذلك بوليمرات التكاثف البولي أميدات polyamides والبولي إسترات polyesters. إن كلمة بوليمر polymer مشتقة من أصل يوناني؛ إذ تعني بولي poly متعدداً، كما تعني كلمة مير meros الجزيء أو المونومر أو أحادي الحد أو الحلقة الأساسية؛ فالبوليمرات تتكوَّن من وحدات متكررة، يتم في النهاية الحصول على سلاسل بوليمرية طويلة ذات أوزان جزيئية كبيرة يطلق عليها الجزيئات الضخمة macromolecules أو البوليمرات. والبوليمرات منها الطبيعي مثل النشاء والسلولوز والبروتينات، ومنها ماهو من صنع الإنسان.

يسـمى عدد المونومرات أو الوحدات المتكررة في تركيب البوليمر درجة البلمرة degree of polymerization، والشائع يطلق على مركبات الجزيئات الضخمة من اللدائن plastics (أو البلاستيك). وقد اشتقت كلمة بلاستيك من (شدّ) اليونانية التي تعني قابل للتشكيل، فهذه المواد يتغير شكلها بسهولة إذا تعرضت لضغط أو سحب قوي.

ترتيب الوحدات المتكررة في البوليمرات:

يرتبط تكرار الوحدات الأولية أو المونومرات في السلسلة البوليمرية وفق صيغ معينة؛ إذ يرتبط رأس مونومر برأس مونومر آخر أو ذنب المونومر بذنب مونومر آخر أو يرتبط رأس مونومر بذنب مونومر. وقد يكون الارتباط بينها عشوائياً أي الرأس بالرأس أو الذنب بالذنب أو كلتا الحالتين معاً؛ ففي حالة مونومر كلوريد فينيل يمكن اصطلاحاً ترميز كل من الرأس والذنب وفق الصيغة (1):

ويتم وفق القواعد المذكورة سابقاً ارتباط الوحدات المتكررة لتكوين سلاسل بوليمرية طويلة في عمليات البلمرة والتكاثف condensation.

عمليات البلمرة

يتم الحصول على بوليمرات صنعية وفق نوعين عامَّين من التفاعلات، وهما تفاعلات البلمرة بالإضافةaddition polymerization أو تفاعلات البلمرة بالتكاثف؛ تعد البلمرة بالضم أو الإضافة من أكثر أنواع البلمرة انتشاراً ومثالها تحضير البولي الستيرين، تتم البلمرة بالإضافة عادة بوساطة الجذور الحرة أو بحفَّاز كاتيوني أو إنيوني من دون أن ينتج من عملية البلمرة نواتج ثانوية (المعادلة 1).

في حين تجري البلمرة بالتكاثف بين مونومرين يحوي كل منهما زمرتين فعالتين على الأقل، ويرافق نوع تفاعل البلمرة هذا فقدان جزيئات صغيرة مثل الماء أو النشادر أو الكحول المتيلي (المعادلة 2).

تتلخص آلية البلمرة بالإضافة أو الضم في ثلاث مراحل:

1- المبادرة (إطلاق التفاعل) initiation: تتضمن هذه المرحلة تشكل الجذور وإضافتها إلى المونومر لإنتاج جذور حرة أخرى، وذلك بتسخين مبادر (مبدِئ) من فوق الأكسيد.

2- التكاثر ونمو السلسلة propagation: يكون الجذر الحر الناجم عن تفاعل المبادرة فعالاً جداً ويتفاعل مع المونومر لتشكيل سلسلة نامية.

3- إنهاء السلسلة termination: يمثل نقل السلسلة بنقل المركز الفعال إلى جزيء آخر ليبدأ تفاعل سلسلي جديد. وتجب ملاحظة الاختلاف الرئيس بين تفاعل بلمرة الضم (المعادلة 3) وتفاعل بلمرة بالتكاثف (المعادلة 4)؛ إذ إنه في حالة الضم غالباً ما يكون هناك أحادي حد واحد فقط ولا يتشكل بنتيجة البلمرة أي ناتج ثانوي؛ في حين بحالة التكاثف يتكون ناتج ثانوي إلى جانب بوليمر التكاثف:

بلمرة بالضم

بلمرة بالتكاثف

يمكن تمييز البوليمرات بعضها من بعض بحسب التوضع الفراغي stereoregularity للمجموعات الفراغية في السلسلة الجزيئية؛ فهناك البوليمرات المتماثلة الترتيب isotactic polymers والبوليمرات اللاترتيبية atactic polymers. وبحسب طبيعة المراكز الفعالة للبلمرة يمكن تمييز البلمرة الأنيونية anionic polymerization إذ تكون المراكز الفعالة فيها ذات شحنة سالبة؛ من البلمرة الكاتيونية cationic polymerization إذ تكون المراكز الفعالة ذات شحنة موجبة.

البلمرة المشتركة copolymerization:

تتم البلمرة المشتركة باشتراك عدة مونومرات مختلفة، ويتم الحصول في النهاية على بوليمر مشترك أو ما يسمى الكوبوليمر copolymer، وعندما يتكون البوليمر المشترك من ثلاث وحدات تركيبية يدعى البوليمر المشترك التيربوليمر terpolymer. مثال ذلك أكريلونتريل- بوتادئين- ستيرين (اختصاراً (ABS.

تهدف عملية البلمرة المشتركة إلى:

1- تحسين قابلية التلون للبوليمرات المشتركة.

2- خفض قابلية النفوذية للغازات.

3- زيادة المرونة في البوليمر المشترك.

4- تحسين قابلية الانحلال للبوليمر المشترك.

وضمن هذا المجال تُميز البوليمرات المشتركة المتناوبة alternative copolymer والبوليمرات المشتركة المطعمة grafted copolymers والبوليمرات المشتركة العشوائية copolymers random.

تتعدد طرائق البلمرة لإنتاج بوليمرات الضم أو التكاثف أو البوليمرات المشتركة، وأهم هذه الطرائق:

  • البلمرة بالكتلة mass polymerization .
  • البلمرة من المحلول solution polymerization.
  • البلمرة في المستحلبات emulsion polymerization.
  • البلمرة في المعلقات suspension polymerization.

    تجري البلمرة بالكتلة تحت الضغط العادي أو المرتفع وعند درجة حرارة منخفضة أو مرتفعة بوجود مواد مُبدِئة. إن الصعوبات التقنية في بلمرة المونومرات وفق هذه الطريقة تكمن في تبريد مزيج البلمرة والسيطرة على درجة حرارة التفاعل لأن معظم تفاعلات البلمرة ناشرة للحرارة.

    أمـا البلمرة بالمحلول فتتم بوسـط مُحِلّ ولزوجة معتدلة لتسهيل عملية التحريك والتبريد. وإن استخدام هذه الطريقة محصور في نطاق ضيق بسبب ارتفاع كلفة المحل؛ لكنه يمكن بوساطتها إنتاج مواد مثل المواد اللاصقة والطلاء والأصبغة اللدائنية. في حين تتم البلمرة الاستحلابية بوجود الماء والمونومر والمبادِر والمستحلب ومثبت الاستحلاب ومنظم السلسلة ومنظم التوتر السطحي ومواد واقية buffers، وهي تتميز بإنجاز البلمرة بسرعة كبيرة عند الدرجة العادية من الحرارة، إضافة الى انخفاض تكلفتها.

    تتم تقانة البلمرة في المعلقات في وسط مائي، وبها يمكن التخلص من كثير من المشكلات والصعوبات المتعلقة باستخدام التقانة في الكتلة والمحلول مثل مشكلة التبريد وتفاعلات نقل السلسلة chain transfer reaction.

    هناك عدة عوامل تؤثر في سير عملية البلمرة أهمها: درجة الحرارة، الضغط، المنظمات، المركبات المثبِّطة والمعوِّقة، وهي مركبات لها القدرة على إيقاف التفاعلات المتسلسلة أو خفض سرعة التفاعل؛ إذ تعمل على جعل الجذور الحرة مستقرة وضعيفة الفعالية، مثال ذلك الهدروكيتونات ومركبات النترو، ومن العوامل المؤثرة أيضاً درجة حموضة (باهاء) pH وسط التفاعل.

    بنية البوليمرات texture of polymers:

    تعتمد البنية النسيجية texture للسلاسل البوليمرية على الإيزوميرات الفراغية stereoisomers فوجود تراكيب المقرون (السيس) cis والمفروق (الترانس) trans في السلاسل البوليمرية هو أبسط مثال على ذلك. وقد تأخذ السلاسل البوليمرية وضعيات هندسية conformation مختلفة بسبب الدروان حول الرابطة البسيطة ولاسيما عندما يكون البوليمر على هيئة محلول أو مصهور. إن امكان حدوث الحركة الموضعية local motion لبعض أجزاء السلاسل البوليمرية وظهور الوضعيات الهندسية المختلفة للسلالسل البوليمرية تحدد طبيعية خواص البوليمر الفيزيائية والميكانيكية مثل مرونة المطاط وصلابة البوليمر.

    تعتمد الحركة الموضعية للسلاسل البوليمرية اعتماداً كلياً على درجة الحرارة؛ ففي مصهور البوليمر تكون السلاسل حرة الحركة، ولهذا السبب يكون المصهور بهيئة سائل لزج قابل للحركة والتنقل mobile، ويستفاد من هذه الخاصة في تشكيل البوليمرات وتحويلها إلى مصهور بتأثير التسخين ومن ثم ضغط المصهور إلى قوالب معينة، وعند خفض درجة حرارة المصهور تتقيد الحركة الانتقالية للسلالسل البوليمرية وتصبح مقتصرة على الحركة الموضعية للسلاسل مثل حركة بعض الزمر أو حركة نهايات السلاسل. وترافق هذه التحولات تغيراتٌ كبيرة في صفات البوليمر الفيزيائية والميكانيكية فيتحول البوليمر من مصهور لزج إلى مصهور صلب قوي، وتدعى درجة الحرارة التي يحصل عندها هذا التغير درجة حرارة الانتقال الزجاجي glass transition temperature (Tg). وعندما تنخفض درجة الحرارة دون الدرجة Tg تتقيد الحركة الموضعية لأجزاء من السلاسل البوليمرية والزمر فيتحول البوليمر إلى مادة صلبة. أما عندما يكون البوليمر فوق درجة الحرارة الانتقالية الزجاجية فيمتاز عندها البوليمر بالمرونة والليونة.

    عند تبريد مصهورات البوليمرات تبريداً بطيئاً تمر بالحالة الزجاجية glassy state، ثم تتبلور. وظاهرة التبلور في البوليمرات مقتصرة فقط على بعض الأصناف منها، ولحدوث التبلور لا بد من الانتظام الفراغي للوحدة المتكررة وخطية السلاسل البوليمرية وطبيعة الزمر. إن التبلور في البوليمرات يكون على هيئة مناطق متبلورة موزعة بين المناطق غير المتبلورة amorphous، ولا يأخذ التبلور أشكالاً هندسية ثابتة.

    يلاحظ في سلاسل البوليمرات مجموعة من القوى: الأولى منها الروابط الأولية وهي المسؤولة عن ربط الذرات المكونة للسلاسل البوليمرية بعضها ببعض؛ والنوع الثاني منها القوى الجزيئية وهي قوى ثانوية secondary forces، وتعرف في بعض الأحيان بقوى فاندر فالس Vander Waals، وتدعى أحياناً بالقوى ما بين الجزيئات.

    كما يلاحظ في سلسلة البوليمرات قوى الحث induction forces وقوى التبعثر (الانتشار) dispersion forces، ويلاحظ أيضاً وجود الروابط الهدروجينية التي لها تأثير كبير في الصفات الفيزيائية والميكانيكية للبوليمرات. إن للقوى الجزيئية تأثيراً كبيراً في خواص البوليمرات الفيزيائية مثل درجة الانصهار ودرجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg) واللزوجة والانحلال والتبلور.

    حجم البوليمرات:

    يقيس الكيميائيون حجوم الجزيئات وكِبرها بوزنها الجزيئي، وهو مجموع وزن الذرات الموجودة في الجزيء جميعها، وهذه الأوزان نسبية لأن لكل نوع من الذرات وزناً محدداً يعين بالنسبة إلى أحدها الذي يُتخَذ مقياساً تُنسَب إليه العناصر الأخرى. وقياساً على ما سبق فإن مفهوم حجم البوليمرات ينطلق من أسس وقواعد وطرائق محددة. إن مفهوم الوزن الجزيئي للبوليمرات يختلف كلياً عن الوزن الجزيئي للمركبات ذات الجزيئات الصغيرة العضوية واللاعضوية وذلك لأن البوليمرات تختلف عن المركبات الأخرى بكونها غير متجانسة من حيث الوزن الجزيئي، ففي البوليمر نفسه توجد سلاسل طويلة جداً وأخرى صغيرة والغالبية العظمى وسطية؛ لذلك تعد البوليمرات بمنزلة خليط متجانس من هذه الجزيئات المختلفة الأطوال والمختلفة الوزن الجزيئي. ويعود سبب عدم تجانس سلاسل البوليمرات إلى التغيرات الإحصائية statistical variation الموجودة في عملية البلمرة. فهناك احتمال نمو بعض سلاسل البوليمر أكثر من غيرها وهناك سلاسل أخرى تتم فيها تفاعلات الانتهاء منذ المراحل البدائية من التفاعل، لذلك عند التكلم عن الوزن الجزيئي للبوليمرات والتعبير عنه يجب استخدام معدل (وسطي) الوزن الجزيئي average molecular weight، فهناك معدل الوزن الجزيئي العددي average number molecular weight ويرمز إليه بـ Mn، ويعين هذا الوزن الجزيئي بالطرائق المعتمدة على الخواص العددية colligative properties للبوليمر مثل انخفاض درجة الانصهار وارتفاع درجة الغليان وقياس الضغط الأسموزي (الحلولي) osmotic pressure إلى غير ذلك من الطرائق، ويعبر عنه بالعلاقة (5):

    حيث كسر الجزيئات التي لها وزن جزيئي ، في حين يتم تعيين معدل الوزن الجزيئي الوزني اعتماداً على الطرائق التي تستند إلى تشتت الضوء، ويعطى بالعلاقة (6):

    حيث الكسر الوزني للجزيئات التي لها وزن جزيئي.

    في حين يتم تعيين معدل الوزن الجزيئي اللزوجي average viscosity molecularweight من الطرائق المعتمدة على قياس لزوجة محاليل البوليمرات، ويعطى بالعلاقة (7):

    حيث عدد الجزيئات التي لها وزن جزيئي
    و ثابت يعتمد على طبيعة المحل والمحلول.

    يلاحظ من المعادلات السابقة تدرّج الأوزان الجزيئية الثلاثة بحسب التالي:

    اصطناع البوليمرات

    يتم الحصول على بوليمرات صنعية على شكل حبيبات أو مسحوق وتضاف مواد أخرى غير مادة البوليمر-سواء كانت البلمرة بالضم أم البلمرة بالتكاثف أم البلمرة المشتركة- قبل عملية البلمرة أو في أثنائها أو في أثناء عملية التشكيل. من أكثر هذه المواد الضرورية استعمالاً:

    1- مواد المبادرة وتضاف لبدء تفاعل البلمرة ونمو السلسلة.

    2- الملدِّنات plasticizers: وهي مواد ذات وزن جزيئي منخفض مثل الزيوت المعدنية والنباتية، تضاف إلى البوليمرات والمواد اللاصقة لتحسين مرونتها.

    3- المثبتات stabilizers: وهي مواد تستخدم لإبطاء تحلل البوليمرات بمرور الزمن أو تأخيره بفعل الحرارة والضوء أو الإشعاع فوق البنفسجي UV، وتستخدم المثبتات بنسب مئوية صغيرة.

    4- المواد المالئة: تعمل المواد المالئة على تحسين الخواص الميكانيكية والعزل الكهربائي وخفض كلفة الإنتاج، ويمكن استخدام نشارة الخشب أو الخيوط ومسحوق المعادن والألياف الصخرية.

    5- تضاف المواد الملوَّنة لإعطاء البوليمر اللون المرغوب فيه، وتضاف المواد المضادة لتوليد لكهرباء السـاكنة مثل إسترات الغليكول. كما تضاف المواد المزلّقة لتحرير السلع المنتجة من تجاويف القوالب المستخدمة للإنتاج. وبنتيجة الإضافات إلى المواد البوليمرية يتم الحصول على حبيبات متنوعة الأشكال يليها إجراء الاختبارات الضرورية الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية الديناميكية بحسب الطرائق المتبعة.

    6- إن المواد البوليمرية أو الحبيبات الجاهزة للتشكيل تنتج من اصطناع صنفين رئيسيين من البوليمرات هما البوليمرات العضوية والبوليمرات اللاعضوية التي تتفرع بدورها تقانياً إلى لدائن التلدن الحراري thermoplastic ولدائن التصلب الحراري thermosetting polymers ومطاطيات elastomers وألياف fibers وبوليمرات مركبة composite أو معدلة modified polymers.

    - لدائن التلدن الحراري:

    تلين لــدائن التلدن الحــراري تحت تـأثير الحــرارة وتتصلب عند تبريدها، ويمكن تكرار هذه العملية. ومثال ذلك البولي إتلين المرتفع الكثافة High Density Polyethylene (HDPE) والمنخفض الكثافة Low Density Polyethylene (LDPE)، والبولــي بروبليـــن Polypropylene (PP) والبولي فينيل كلوريد Polyvinyl Chloride (PVC) والبولي كربونات Polycarbonate (PC) والبولي أميد (PA) Polyamide.

    - لدائن التصلب الحراري:

    تلين لدائن التصلب الحراري في البداية بالحرارة وباستمرار التسخين ثم تتصلب بعد إعطائها الأشكال المرغوب فيها، ولا يمكن تشكيلها مرة أخرى، مثال هذه البوليمرات فينول- فورم ألدهيد Phenol formaldehyde (PF) ، البولة - فورم ألدهيد urea formaldehyde (UF) الميلامين - فورم ألدهيد melamine formaldehyde (MF).

    - المطاطيات (الممرونات):

    وهي فحوم هدروجينية غير مشبعة ذات وزن جزيئي مرتفع، تتميز بخاصة الاستطالة وقابليتها للتمدد والتقلص أي خاصة المرونة elasticity، كما تتميز بانخفاض درجة انتقالها الزجاجي Transition Temperature Glass (Tg)، مثل مطاط الستيرين - بوتادئين Styrene-Butadiene Rubbee (SBR).

    - الألياف:

    يتميز هذا الصنف من البوليمرات بمواصفات خاصة مثل القوة والمتانة ودرجة انتقال زجاجي Tg مرتفعة نسبياً تقاوم ظروف الاستخدام مثل الغسيل والكوي. ولا بد من أن تكون سلاسل بوليمرات الألياف خطية غير متفرعة لكي يمكنها أن تتوضع باتجاه محور الليف والقدرة على تقبل الأصباغ وقابلية امتصاص الرطوبة مثل البوليستر polyester (المعادلة 8):

    البوليمرات المعدَّلة

    يتكون هذا النوع من البوليمرات من مزج نوعين أو أكثر من البوليمرات أو بإجراء عملية تطعيم، ويكون للمزيج الناتج خواص ميكانيكية مرغوبة مثال ذلك PC / ABS حيث (ABS) أكريلونتريل ــــ بوتادئين-ستيرين Butadiene - Styrene Acrylonitrile -، وPA / LDPE،  وPS / PMMA حيث (PMMA) Polymethyl Methacrylate و(PS) polystyrene. وقد طوِّرت طرائق تصنيع اقتصادية للبوليمرات شائعة الاستعمال.

    اصطناع البوليمرات الشائعة

  • بولي الإتلين المنخفض الكثافة (LDPE) (المعادلة 9):

ينتج البولي إتلين المنخفض الكثافة من بلمرة الإتلين بطريقة الضغط المرتفع ودرجة حرارة تقع بين 100 و170°س، وذلك باستخدام حفَّاز من الأكسجين داخل مفاعل أنبوبي أو مِحمّ (أتوغلاف) مع وسيلة تحريك والحصول على منتج من البولي إتلين على شكل حبيبات أو مسحوق بكثافة وبنية متفرعة، ويتشكل هذا البوليمر عند درجة الحرارة 160°س بالحقن والبثق (الشكل 1).

الشكل (1) منتجات من بولي الإتلين المنخفض الكثافة

  • بولي الإتلين المرتفع الكثافة (HDPE): ينتج البولي إتلين المرتفع الكثافة من بلمرة الإتلين عند ضغط منخفض ومتوسط، ودرجة حرارة تقع بين 100 و150ºس وذلك باستخدام وسائط زيغلر- ناتا Ziegler-Natta ، ويتم في نهاية الاصطناع الحصول على حبيبات أو مسحوق بكثافة تقع بين و0.97، وتتشكل هذه الحبيبات بالحقن والبثق والنفخ عند درجة الحرارة ما بين 180 و250ºس، ويتميز البوليمر الناتج ببنية خطية ونسبة عالية من درجة التبلور. تستخدم منتجات
    الـ PE لتغليف الأطعمة وأنابيب نقل المياه وقوارير للتعبئة ومعدات للرياضة (الشكل 2).

الشكل (2) منتجات من بولي الإتلين المرتفع الكثافة

  • بولي البروبلين (PP) (المعادلة 10):

    ينتج البولي بروبلين من بلمرة البروبلين تحت ضغط منخفض 100 ضغط جوي ودرجة حرارة 100º س وبوجود وسيط زيغلر-ناتا، ويتم الحصول على ثلاثة أنواع من البنى 1-البنية اللاترتيبية، 2-البنية المتناوبة الترتيب، 3- البنية المتماثلة الترتيب. وتكون المركبات الناجمة عن اصطناع البوليمر على شكل حبيبات بكثافة 0.91 g⁄cm3 وشبه متبلور. تتشكل الحبيبات بعدئذ عند درجة الحرارة 200º -300 ºس باستخدام تقانات القولبة بالحقن والبثق. تستخدم منتجات الـ PP في المجالات الطبية وتغليف الخبز واللحم ولعب الأطفال وأليافاً للمنسوجات وصناعة البسط والسجاد (الشكل 3).

    الشكل (3) منتجات من بولي البروبلين.

  • البولي ستيرين (PS) (المعادلة11):

    يجري الحصول على البولي ستيرين بتقانة البلمرة في المعلَّق أو الاستحلابية أو البلمرة بالكتلة بوجود حفَّاز من نوع زيغلر أو فوق أحد الأكاسيد عند درجة الحرارة 100 - 200°س والحصول على حبيبات غير متبلورة لاشكلية بكثافة1.2 غ/سم3. يمكن تشكيل حبيبات البوليمر بعدئذ عند درجة الحرارة 160- 180°س وذلك باستخدامات القولبة بالبثق والحقن والتشكيل الحراري والرغوي. وتستخدم منتجات الـ PS في عمليات العزل الحراري والأجهزة المخبرية وعمليات التبريد والألعاب (الشكل 4).

    الشكل (4) منتجات من البولي ستيرين.

  • بولي فينيل كلوريد (PVC) (المعادلة 12):

    يجري اصطناع البولي فينيل كلوريد بتقانة البلمرة في المعلَّق (في الطور السائل)، وتقانة البلمرة بالمستحلب، والكتلة، وعند الضغط 8-10 ضغط جوي تتكرر وحدات المونومر ومن ثمَّ يحصل على حبيبات أو مسحوق منها اللين ومنها القاسي بكثافة تصل إلى 1.2 غ/سم3 للبوليمر اللين وإلى 1.38 غ/سم3 للبوليمر القاسي.

    يمكن تشكل حبيبات الـ PVC بعدئذ باستخدام القولبة بالحقن والبثق أو السحب والصقل. تستخدم منتجات الـ PVC في صناعة الكبول وقطع السيارات وأنابيب نقل المياه وأرضيات المعامل (الشكل 5).

    الشكل (5) البولي فينيل كلوريد.

  • بولي متيل ميتا الأكريلات (PMMA) Polymethyl Methacrylate:

    يحضر هذا البوليمر من بلمرة المونومر إستر متيل ميتا الأكريلات بوجود مبادر من فوق الأكسيد وفق التفاعل (13):

    يراوح الوزن الجزيئي من البلمرة ما بين 60000 و180000 وحدة، وكثافة ما بين 1.182 و1.189 غ/سم3، وهو على شكل مسحوق مثل الزجاج لكنه أقل كثافة منه، ولا يتفتت ويسمى زجاج بلكس plexiglass أو الزجاج العضوي، وله عدة أسماء تجارية مثل:Perspex, Lucite, Acrylite، وتعمل منه بدائل للعظام والأسنان والزجاج الشفاف (الشكل 6).

    الشكل (6) منتجات بولي متيل ميتا الأكريلات.

     بولي الكربونات (PC) (المعادلتان 14 -15):

    يجري اصطناع بولي الكربونات ببلمرة تكاثفية لملح البيس فينول A الصوديومي والفوسجين بوجود مُحل عضوي، ومن ثم يتم صنع بوليمر على شكل حبيبات، وهو ذو بنية لاشكلية، درجة حرارة انتقاله الزجاجي Tg تصل إلى 150ºس وكثافة 1.2 غ/سم3 ويتم تشكليه عند درجة الحرارة 270 - 320 ºس. تستخدم منتجات الـ PC في الأدوات المنزلية والطبية ونوافذ للطائرات والمنازل وعدسات للنظارات (الشكل 7).

    الشكل (7) ألواح من البولي كربونات.

    بوليمرات فينول-فورم ألدهيد (PF): ويدعى (البَكليت bakelite) ، تتشكل راتنجات الفينول فورم ألدهيد بوجود حفَّاز حمضي أو قلوي. فإذا كان وسيط التفاعل حمضياً أمكن الحصول على راتنج من النوفولاك novolac، في حين إذا كان الوسيط قلوياً أمكن الحصول على راتنج من ضروب الريزول resols (الشكل 8).

    الشكل (8) منتجات من بوليمرات فينول-فورم ألدهيد (البَكليت).

    مراجع للاستزادة:

    - فواز الديري، منال الحموي، الغرويات والجزئيات الضخمة، جامعة دمشق، 2008.

    - W. R. Ashcroft, Industrial Polymer Applications: Essential Chemistry and Technology, Royal Society of Chemistry 2019.

    - J. R. Fried, Polymer Science and Technology,   Prentice Hall 2014.

    - O. Inamuddin,  Green Polymer Composites Technology: Properties and Applications, CRC Press 2016.


التصنيف : الكيمياء والفيزياء
النوع : الكيمياء والفيزياء
المجلد: المجلد السادس
رقم الصفحة ضمن المجلد : 0
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 553
الكل : 31688366
اليوم : 42948