تعریف:

پلاستیک ها گروهی از مواد یا مصنوعی یا طبیعی هستند که ممکن است هنگام نرم شدن شکل بگیرند و سپس برای حفظ شکل داده شده سخت شوند.

پلاستیک ها پلیمر هستند. پلیمر ماده ای است که از بسیاری از واحدهای تکرار شونده ساخته شده است.

کلمه پلیمر از دو کلمه یونانی گرفته شده است: پلی ، به معنی بسیاری ، و meros ، به معنی قطعات یا واحد.

یک پلیمر را می توان زنجیره ای دانست که در آن هر پیوند “mer” یا monomer (واحد واحد) است.

این زنجیره با پیوستن یا پلیمریزاسیون حداقل ۱۰۰۰ پیوند به یکدیگر ساخته می شود.

پلیمریزاسیون را می توان با ساختن زنجیره ای با استفاده از گیره های کاغذی یا با پیوند بسیاری از نوارهای کاغذ به یکدیگر برای تشکیل یک دستمال کاغذی نشان داد.

پلیمر ها

پلیمر های طبیعی که شامل تار ، صدف ، لاک پشت ، شاخ حیوانات ، سلولز ، کهربا و لاتکس از شیره درخت هستند.

پلیمرهای مصنوعی شامل پلی اتیلن است (در کیسه های پلاستیکی استفاده می شود).

پلی استایرن (برای ساخت فنجان های استروفیوم) استفاده می شود.

پلی پروپیلن ( برای الیاف و بطری)و پلی وینیل کلرید (برای بسته بندی مواد غذایی ، بطری ها و لوله های تخلیه)استفاده می شود.

پلی تترا فلورو اتیلن یا تفلون (برای سطوح غیر برقی ) مورد استفاده قرار می گیرد.

اگرچه بسیاری از پلیمرها هیدروکربنهایی هستند که فقط کربن و هیدروژن دارند ، اما پلیمرهای دیگر ممکن است حاوی اکسیژن ، کلر ، فلوئور ، ازت ، سیلیکون ، فسفر و گوگرد باشند.

پلیمرهای طبیعی مانند سلولز و لاتکس برای اولین بار در قرن نوزدهم از نظر شیمیایی اصلاح شدند تا لاستیک سلولز و ولکانیزه شده تشکیل شود.

اولین پلیمر کاملاً مصنوعی ، باکلیت ، در سال ۱۹۰۷ تولید شد. اولین الیاف نیمه سنتزی ، ریون ، از سلولز در سال ۱۹۱۱ تولید شده است.

ابریشم ، و مواد دیگر به دست آوردن آن دشوار است به صورت مصنوعی به تولید انبود رسید.

لاستیک مصنوعی برای لاستیک مورد نیاز بودو نایلون به عنوان جایگزینی برای ابریشم برای چتر نجات مورد نیاز بود.

امروزه پلیمرهای مصنوعی به شکل پلاستیک کاربرد گسترده ای دارند و صنعت پلاستیک یکی از سریعترین رشد در ایالات متحده و در سراسر جهان است.

این صنعت سالانه تقریباً ۱۵۰ کیلوگرم پلیمر به ازای هر نفر در ایالات متحده تولید می کند.

ساختار

مونومرها از دو طریق شیمیایی به یکدیگر می پیوندند: پلیمریزاسیون اضافی یا پلیمریزاسیون چگالشی.

پلیمریزاسیون افزودنی:

دارای سه مرحله اساسی است: شروع ، تکثیر و خاتمه.

در این نوع پلیمریزاسیون ، مونومرها با افزودن به انتهای آخرین “mer” در زنجیره ، درست مثل ساختن زنجیره ای از گیره های کاغذ ، می پیوندند.

پلی اتیلن ، پلی استایرن و اکریلیک نمونه هایی از پلاستیک ها هستند که با استفاده از پلیمریزاسیون اضافی تشکیل شده اند.

این پلیمرها معمولاً از نظر ترموپلاستیک هستند: می توان آنها را گرم کرد و نرم ساخت و سپس هنگام سرد شدن سخت کرد.

آنها به راحتی پردازش ، پردازش مجدد یا بازیافت می شوند.

پلیمریزاسیون چگالشی:

با پیوستن مونومرها ، یک مولکول کوچک از بین می رود. نایلون ها ، برخی از پلی استرها و مجرای ادرار نمونه هایی از پلیمرهای چگالشی هستند.

این پلیمرها می توانند از نوع گرمانرم یا ترموپلاستیک باشند.

اگرچه تمام پلاستیک ها در مقطعی از پردازش در حالت مایع قرار دارند و در حالت نهایی جامد هستند .

پس از تشکیل یک پلیمر ترموستست ،نمی توان آن را ذوب و اصلاح کرد.

مونومرها در یک پلیمر ممکن است به روش های مختلفی مرتب شوند.

به عنوان مثال ، مونومرها ممکن است دارای یک آرایش خطی مانند یک زنجیره بلند از گیره های کاغذ باشند.

اگرچه پیوندهای کربن چهار ضلعی در حقیقت پیکربندی زیگزاگ را به زنجیره می دهند. پلی اتیلن ساده ترین نمونه از یک پلیمر خطی است.

اگر مونومرها نه تنها زنجیر مستقیم بسازند، بلکه زنجیره های جانبی طولانی از ستون فقرات اصلی تشکیل دهند .

پلیمر حاصل به صورت شاخه ای توصیف می شود و ممکن است مانند یک شاخه درخت یا ساقه دسته انگور باشد.

آرایش دیگر زمانی اتفاق می افتد که زنجیرهای طولانی به هم از لحاظ شیمیایی به هم پیوند خورده باشند.

یک ساختار شبیه مش را که به عنوان پیکربندی متقابل شناخته شده است ، تشکیل می دهند.

لاستیک ولکانیزه شده ، که با واکنش لاستیک طبیعی (ایزوپرن) با گوگرد شکل می گیرد ، نمونه ای از یک پلیمر به صورت اتصال متقابل است.

مولکول های پلیمری همچنین می توانند ترتیب های مختلفی داشته باشند.

اگر چیدمان نظم و فرم خاصی نداشته باشد ، مانند آرایش اسپاگتی روی یک صفحه ، به این پلیمر گفته می شود که آمورف است.

پلیمرهای آمورف اغلب شفاف هستند و به همین دلیل از آنها به عنوان بسته بندی مواد غذایی ، چراغهای جلو و لنزهای تماسی استفاده می شود.

این مواد همچنین دارای نقاط ذوب کمتری هستند. اگر چیدمان در یک الگوی مشخص باشد ، به پلیمر کریستالی گفته می شود.

هرچه درجه تبلور بالاتر باشد ، نور کمتری از آن عبور می کند. چنین مواد یا شفاف یا مات هستند.

این کیفیت بستگی به میزان تبلور و وجود مواد افزودنی دارد. پلیمرهای بلوری استحکام بیشتری دارند و تمایل به داشتن نقاط ذوب بالاتری دارند.

ویژگی های پلیمرها

به نظر می رسد پلیمرها طیف وسیعی از ویژگیهای بی حد و حصر را به همراه خواصی دارند که به آنها اجازه می دهد تا در یک رنگ بی پایان رنگ شوند.

خواص آنها را می توان با مواد افزودنی تقویت کرد.

قادر به طراحی یا مهندسی پلیمر برای برنامه های خاص باعث می شود مواد پلاستیکی منحصر به فرد باشند.

اگرچه هر پلیمر دارای خصوصیات منحصر به فردی است ، اما بیشتر پلیمرها دارای برخی خصوصیات کلی هستند:

آنها در برابر مواد شیمیایی مقاوم هستند.

آنها عایق های حرارتی و برق هستند.

آنها از نظر جرم سبک هستند و درجات مختلفی از قدرت دارند.

آنها را می توان به روش های مختلفی برای تولید الیاف ، ورق ، کف ، یا قطعات قالب پیچیده پردازش کرد.