دنیای پلیمر

[dariushiraz]

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

با سلام خدمت دوستان و کاربران گرامی.

در ابتدا باید از مدیر محترم بخش موضوعات علمی خانم Dianella به خاطر زحماتشان تشکر کنم.

اما بعد :

من این تاپیک را برای معرفی و آموزش مسائل و موضوعات گسترده و متنوع علم پلیمر راه انداخته ام.

امیدوارم که دوستانی که در این زمینه مطالعاتی داشته اند ما را از تجربیات ارزشمند خود بی بهره نسازند.

با تشکر.
یا حق.

[reza_sunset]

سلام عزيزم.
خوشحال شدم كه اين تاپيك رو ديدم. اميدوارم بتونم كمكت كنم.

[reza_sunset]

این تاپیک مختص بروبچ رشته پلیمر نیست و افراد دیگه میتونن با تبادل نظر منو همراهی کنن. در ابتدا مفاهیم ساده با کاربدهای گوناگون بیان میشه و کم کم بطرف موضوعات تخصصی تر میریم.
منتظر همراهیتونم.

[reza_sunset]

پلیمرها
پلیمر یک واژه یونانی است. و از اتصال زنجیرهای کوچک منومرساخته میشود. که انصال این زنجیره ها را پلیمریزاسیون گویند. فرایند پلیمریزاسیون عموماً به دو صورت انجام میشود که خود نیاز به یک بحث طولانی و پیچیده میباشد.
ویژگی برتر این مواد پلیمری ‍‍: سبکی، سختی و در عین حال انعطاف پذیری، مقاومت در برابر خوردگی، رنگ پذیری، شفافیت، سهولت در شکل پذیری و بسیاری از خواص مورد استفاده در کاربردهای مختلف.
پلیمرها عموماً به دو دسته پلاستیکها و لاستیکها تقسیم میشوند. وهر دو گروه نیز خود به پلیمرهای گرمانرم
(termoplast) و گرما سخت (termoset) تقسیم میشوند که بطور مفصل شرح داده خواهد شد.
به خاطر اینکه مواد پلیمری به تنهایی نمی توانند مورد مصرف قرار گیرند در محل تولید (پتروشیمی) یا صنایع پایین دستی بنا به شرایط و کاربرد آنها از مواد افزودنی (addetive) استفاده میشود. به طور مختصر بعضی از این افزودنی ها ذکر میشود.
مواد پرکننده (filler): مانند خاک رس یا در اکثر موارد کربنات کلسیم یا سیلیکا استفاده میشود و علت افزودن آنها کاهش قیمت است و تأثیری در افزایش خواص ندارد. از افزودنی مثل الیاف کوتاه یا پولک جهت بهبود خواص مکانیکی استفاده میشود. منظور از خواص مکانیکی کاهش خزش و استحکام در برابر تنش و ... میباشد.
روان کننده ها (lubricant): این مواد ویسکوزیته پلیمر مذاب را کاهش داده و شکل پذیری در قالب ها را آسان تر میکند. مانند استارات کلسیم.
رنگدانه ها (pigment): جهت ایجاد رنگهای گونگون در پلاستیکها به کار میروند.
نرم کننده ها (plasticizers): موادی با وزن مولکولی و طول زنجیره کمتر نسبت به رنجیره پلیمرها که خواص و مشخصه شکل گیری پلیمرها را کمتر میکند. بهترین نمونه کاربرد آن DOP دی اکتیل فتالات، در تهیه PVC پلی وینیل کلراید میباشد که باعث انعطاف پذیری آن میشود. پی وی سی تقریباٌ سخت میباشد و در موارد استفادهایی که انعطاف پذیری نیاز داریم بوسیله این ماده آن را نرم میکنیم. مثال ساده استفاده در سفره ها (به بوی خاص و تند آن توجه کنید همان DOP است) و دمپایی ها و داشبوردهای پیکان های مدل قدیم! میباشد. و اگر به ترک! داشبورد بعضی از آنها توجه کنیم مربوط به از بین رفتن (پریدن) این افزودنی میباشد.
استحکام دهنده ها(reinforcement) : با افزودن موادی نظیر الیاف شیشه یا الیاف کربن مقاومت و سفتی پلیمرها افزایش و بهبود می یابد. نظیر فایبر گلاس ها یا بدنه هواپیما و بعضی از خودروها مانند سیناد2 !
پایدار کننده ها(stabilizers) : این افزودنی ها از فساد و تخریب پلیمرها در مقابل عوامل محیطی مانند نور خورشید (اشعه UV) و رطوبت و ... جلوگیری میکند. مانند مواد ضد اکسایش که به پلاستیکهایی نظیر ABS اکریو نیتریل-بوتادین- استایرن ، پلی اتیلن و پلی استایرن اضافه میشود و پایدارکننه های حرارتی که معمولاٌ برای شکل دهی PVC به کار میرود.
مواد ضد آتش زا(inflammable) : از این مواد در پلیمرهای استفاده میشود که خطر آتش سوزی در محل میباشد. بعضی از پلیمرها مانند PVC که حوای ماده کلر(ضد آتش) میباشد، در هنگام آتش سوزی خود اطفا میباشد و خاموش میشود. همچنین گاز وجود گاز خنثی نیتروژن در فوم های پلی استایرن (سقف کاذب) نیز باعث اطفاء حریق میباشد.

[reza_sunset]

همانطور که گفته شد پلیمرها (پلاستیک ها و لاستیک ها) در تقسیم بندی دیگری به گرمانرم و گرما سخت تقسیم میشوند. که در پلاستیکها هر دو نوع مشاهده میشود و لاستیکها اغلب گرماسخت می باشند. گرما نرم بودن یعنی اینکه پلاستیکی را بارها و بارها بتوان ذوب کرد و شکل دهی داد. مانند پلی اتیلن یا پلی استایرن. و مراد از گرماسخت این است که ماده مورد نظر به روش های مختلفی شکل دهی شده و دیگر قابل ذوب مجدد نمی باشد و در اثر حرارت مجدد تخریب (سوزانده) خواهد شد، که علت آن ایجاد یک سری پیوند های عرضی در مابین زنجیرهای پلیمری جهت استحکام بیشتر میباشد. اصطلاحاًپیوند عرضی ایجاد شده در لاستیکها ولکانیزیسیون
(volcanization) و در پلاستیکها کراسلینک یا شبکه ای شدن (crasslink)گفته میشود. از پلاستیکهای ترموست یا شبکه ای که غیر قابل ذوب می باشند میتوان ملامین را نام برد.
دانشجویان محترم پلیمر این قسمت را متوجه میشوند که در یک تقسیم بندی مهم دیگر پلاستیکهای گرما نرم خود به بلوری (کریستالی) و بی نظم (آمورف) تقسیم میشوند. که ارائه انواع خواص و درجه حرارت انتقال شیشه ای (Tg) گرمانرم ها تحت تأثیر درصد کریستالی یا آمورفی بودن ماده است. هر چه ماده مورد نظر درصد آمورفی بالاتری داشته باشد، شفافتر و خواص مکانیکی و... کمتری خواهد داشت مانند پلی استایرن استفاده شده در لوله خودکار. و بلعکس در درصد بیشتر بلوری بودن خواص مکانیکی بهبود می یابد.
به دلیل ارائه مطالب برای عموم عزیزان، بحث بلوری و آمورفی بودن و تاثیر درصد آنها در پلیمر و نحوه کنترل آن در فرآیندی که محصول آمورفتر یا بلوری تر باشد، همراه با نظریه های جالب و شیرین و در عین حال پیچیده شیمی فیزیکی پلیمرها است که مختص دانشجویان پلیمر میباشد. این مطلب بصورت خیلی خلاصه ارائه شده است. در صورت تمایل عزیزان بطور مفصل شرح داده خواهد شد.

[reza_sunset]

پلاستیک های گرمانرم
در مواد گرمانرم زنجیره های دراز مولکولی با نیروهای ضعیف واندروالسی در کنار هم قرار دارند که میتوانید آنها را به صورت یک کلاف در هم پیچیده تصور کنید. وقتی به این مواد حرارت داده میشود نیروهای بین مولکولی ضعیف شده، طوری که ماده نرم و انعطاف پذیر میشود و سرانجام با افزایش دما ماده ذوب (گرانروان) میشود. که اگر آن را باسرعت زیاد سرد کنیم درصد بی نظمی (آمورف) بیشتر و اگر کند سرد کنیم ماده بلوری تر میشود و بحالت جامد بر میگردد. این گرم کردن و نرم کردن و دوباره سرد کردن را بارها میتوان ادامه داد. البته در بعضی مواد مانند PVC ذوب مجدد ماده و قالب گیری مجدد آن موجب افت کیفیت و خواص آن میشود. بحر حال این ویژگی مواد گرمانرم در پایه روشهای شکل دهی مرسوم است. ولی در عین حال حساس بودن به گرما و حرارت و نرم شدن نقطه ضعف آن محسوب میشود. از گرمانرم ها میتوان: پلی اتیلن، پلی وینیل کلرایدPVC، نایلون، استات سلولز، استال، پلی کربنات، پلی متیل متاکریلات و پلی پروپیلن را نام برد.

[reza_sunset]

ب- پلاستیک های گرما سخت:
این پلاستیکها طی واکنش دو مرحله ای انجام میشوند. اولین مرحله تشکیل زنجیرهای درازگونه همانند پلاستیکهای گرمانرم است و مرحله دوم ایجاد اتصالات عرضی بین زنجیرها در خلال عملیات قالب گیری و در اثر اعمال حرارت و فشار صورت میگیرد. قطعه حاصل پس از سرد شدن سخت به نظر میرسد در حالی که ساختمانی با شبکه مولکولی متراکم مانند تار و پود در هم پیچیده در آن ایجاد شده است. در مرحله دوم زنجیره های دراز مولکولی با پیوند های قطبی به یکدیگرمتصلند. در این نوع پلاستیکها ماده در اثر حرارت دوباره نرم و روان نمی شود و اگر حرارت افزایش پیدا کند ماده تخریب مولکولی شده و بهزغال تبدیل می شود. پیوندهای عرضی بین زنجیره های پلیمر، پیوندهای شیمیایی قوی هستند. به همین دلیل مواد گرماسخت دو مشخصه بارز سخت و وابسته نبودن خواص مکانیکی از حرارت را دارار می باشند. فنل فرم آلدیید، اوره فرم آدیید، اپوکسی ها و برخی از پلی استرها جزو مواد گرماسخت محسوب می شوند.

[reza_sunset]

پلاستیک های مهندسی:
بسیاری از گرمانرم ها بعنوان پلاستیکهای مهندسی پذیرفته شده است. به طور کلی پلاستیکهایی که در مقابل اعمال بار و حرارت وخوردگی کم و بیش مقاومت از خود نشان می دهند، مهندسی نامیده میشوند.
امروزه موادی که به عنوان پلاستیکهای مهندسی محسوب می شوند، عبارتند از: نایلون، استال، پلی کربنات، پلی فنیلن اکساید اصلاح شده (PPO)، پلی استرهای گرمانرم، پلی سولفون و پلی فنیلین سولفاید. بعضی از انواع پلی پروپیلن هم کاربرد مهندسی یافته اند. همچنین پلی وینیل کلراید فاقد نرم کننده (DOP)، که uPVC نام دارد در صنعت لوله سازی و پلی اتیلن مورد استفاده در ساخت مفاصل و اتصالالت جزو پلاستیکهای مهندسی محسوب می شوند. در سالهای اخیر نسل جدیدی از پلاستیکهای مهندسی بادوام و عمر کارکرد زیاد و عملکرد در دمای بالا در دسترس است.
مانند: پلی فنیل سولفاید (PES)، پلی اتر نیتریل (PPS)، پلی اتر کتون (PEEK)، پلی اتر ایماید (PEI)، پلی آمید ایماید (PAI)، پرفلورو آلوکسی (PFA)
برخی از این مواد، دمای کارکردی بالاتر از 200 درجه سلسیوس و اگر با الیاف پر شوند تا بالای 300 درجه قابل استفاده می باشند.
در برخی موارد پلاستیکهای گرما سخت همراه با پلاستیکهای مهندسی یک ترکیب عالی به ما خواهد داد که کاربرد در موارد مهندسی دارد. البته در بسیاری از موارد خواص گرما سخت ها غیر قابل رقابت با برخی پلاستیکهای مهندسی گران قیمت مانند پلی شولفون، پلی اتر سولفون، و پلی اتر کتون PEEK است.

[reza_sunset]

مواد کامپوزیت(مرکب):
یکی از عوامل مهم توجه به پلاستیکها برای مصارف مهندسی، امکان افزودن الیاف استحکام دهنده برای تقویت خواص آنهاست. که مواد مرکب حاصل برای کاربرد در صنایع هوایی و خودرو سازی بسیار مناسب است. مواد گرما سخت که ترد و شکننده هستند همراه با الیاف استحکام دهنده بلند و مقاوم به کار میروند. البته بحث مقاومت الیاف و نوع آنها و اندازه و طول و جهت و نوع فرآیند شدن آنها مقوله طولانی است که از بحث خارج است. بطور کلی برای بهتر فرآیند شدن و سرعت تولید و داشتن خواص مورد نظر در گرمانر ها از الیاف کوتاه و در گرما سخت ها از الیاف بلند استفاده میشود.
الیاف شیشه از لحاظ استحکام، سختی و قیمت بسیار مورد استفاده هستند. الیاف کربن با قیمتی بیشتر و خواص مناسب نیز مورد استفاده قرار میگیرد. برای مثال، مقاومت در برابر ضربه مشتمل بر الیاف کربن و سفتی مشتکل بر الیاف شیشه است. و بنا به بیشتر بودن نوع خاصیت مورد نظر هر دو با درصدهایی مورد استفاده قرار می گیرند.

[reza_sunset]

به زبان ساده اگر توضیح دهیم در بعضی کاربردها استفاده از یک پلیمر مرغوب شاید به تنهایی نتواند خواص مورد نظر ما را برآورده سازد. در اینصورت یک راه خوب ترکیب (با روش های پیچیده) دو یا چند پلیمر میباشد که به آن آلیاژ پلیمری می گویند. مثلاً یک پلیمر مقاومت حرارتی خوبی در دمای بالا دارد و پلیمر دیگر در برابر ضربه مقاوم است، که آلیاژ آن دو هر دو خواص را می دهد. برای طراحی آلیاژها نیاز به آشنا بودن به شیمی پلیمر، رزین های مختلفی با خواص، قیمت مناسب و مشخصه های شکل گیری در قطعه نهایی لازم است. یکی از نمونه های پر کاربرد و موفق آلیاژهای پلیمری که هم سخت و مقاوم در برابر ضربه و حرارت است، ABS (اکریلو نیتریل-بوتادین-استایرن) است که در بسیاری از موارد این آلیاژ خود با پلیمرهای دیگر دوباره آلیاژ میشود و خواص خوبی را ارائه می دهد. مانند PC/ABS (پلی کربنات). در اکثر قاب های تلفن همراه از این آلیاژ استفاده می شود. لطفاً به پشت قاب موبایل خود توجه کنید، همین آرم را می بینید!
چند نمونه از آلیاژها:
1. اکریلیک/PVC: مقاومت خوب در برابر مواد شیمیایی و شعله، چغرمه
2.ABS/PVC : شکل دهی و فراورش راحت، مقاومت در برابر ضربه و شعله
3. پلی کربنات/ABS: سخت با دمای تغییر شکل بالا و مقاومت ضربه خوری خوب
4. الاستومر/نایلون: مقاومت بالا در برابر ضربه و شکاف

[reza_sunset]

این مواد کشسان از خانواده پلیمرها هستند. مولکول های دراز زنجیر گونه نامنظم، پیچ خورده و به هم تابیده هستند. از این رو انعطاف پذیری بالایی را به ماده داده و امکان تغییر شکل زیادی را فراهم میکند. لاستیک ها در ابتدای تولید به صورت خام و پخت نشده هستند و پس از تغییر شکل زیاد قابلیت برگشت به حالت اولیه بطور کامل را ندارند. چون مولکولهای دراز به صورت غیر قابل بازگشت بر روی هم می لغزند. برای جلوگیری از این لغزش با روشی که قبلاً ذکر شد تحت عنوان ولکانیزاسیون (vulcanization) لاستیک را با گوگرد پخت می کنند. که شبیه همان پیوندهای عرضی در گرماسخت ها است و به صورت یک شبکه در می آید. در این هنگام اگر مولکولها کشیده شوند به علت داشتن این پیوندهای عرضی حالت ارتجاعی داشته و دوباره به حالت اول باز می گردند.
لاستیک های پخت شده از خواص خوبی مانند فنری بودن، مقاومت در برابر روغن ها، گریس ها و اوزون، انعطاف پذیری حتی در درجه حرارتهای کم و مقاوم بودن در بسیاری از اسیدها و قلیاها برخوردارند. لاستیکها به عملیات آرام ودقیق و همچنین انرژی زیاد برای پخت و قالبگیری نیازمندند.
از الاستومرهای پر مصرف میتوان به نئوپرن و بوتادین رابر اشاره کرد.

[reza_sunset]

پلی اتیلن سبک (LDPE)
پلی اتیلن با دانسیته کم (low density polyethylene)
پلاستیکی با کاربرد وسیع. همانطور که میدانیم چگالی پلیمرها در محدوده 900 تا 1400kg/m3 است. چگالی این پلیمر در محدوده 918 تا 935 است و بسیار انعطاف پذیر و چقرمه است. مصرف عمده آن در تهیه ورقه های نازک مخصوص بسته بندی است. مصارف دیگر آن در ساخت عایق الکتریکی و ساخت وسایل خانگی، لوله، بطریهای یکبار مصرف و مخازن نگهداری آب سرد است.

پلی اتیلن سبک خطی(LLDPE)
پلی اتیلن خطی با دانسیته کم (linear low density polyethylene)
نظر شخصی من در این مورد این است که مصرف روزانه آن نسبت به LDPE رو به افزایش است. و امکان تولید آن برای هر پتروشیمی سودآوری دارد. این نوع پلی اتیلن در سال 1977 به بازار عرضه شد. این پلیمر در فرآیندی با فشار کم تولید می شود و ساختمان مولکولی منظم با شاخه های جانبی کوتاه دارد. بر حسب سرعت سرد کردن مذاب آن ساختمان خاصی از آن به وجود می آید. از این رو با چگالی یکسان با LDPE سخت تر از آن می باشد. همچنین مقاومت کششی و قدرت چگش خواری بالاتری دارد.

پلی اتیلن سنگین (HDPE)
پلی اتیلن با دانسیته بالا (high density polyethylene)
پلیمری بلوری تر نسبت به LDPE، با چگالی 935 تا 965. اگر چه قدری گرانترست اما چون قوی و بادوام و سخت تر است، مصارف زیادی دارد. مانند: ظروف زباله، جابطری، انواع مخازن و لوله برای نگهداری و انتقال سیالات، انواع اسباب بازی ها و وسایل خانگی و آشپزخانه و ...
گریزی از این مطلب بزنیم، کاتالیست ها برای فرآیند پلی اتلین معمولاً زیگلرـ ناتا ومتالوسن که پیشرفت جدیدی است می باشند. با این تفاوت که در استفاده زیگلرـ ناتا زنجیرهایی که بوجود می آیند همه با هم یکسان نیستند (کوتاه و بلند)، و مجموعه ای از خواص را پیشنهاد می کنند. که در آزمایشات آن می بینیم که یک نقطه ذوب در آن مشاهده نمی شود بلکه دمای ذوب به دلیل وجود زنجیرهای کوتاه و بلند بصورت یک محدوده است. البته در بیشتر موارد اندازه نبودن زنجیرها لازم است. مثلاً داشتن زنجیرهای کوتاه در لابلای زنجیرهای بلند نقش یک نرم کننده (مانند DOP در پی وی سی) را دارد وفرآیند شدن راحت تر صورت میگیرد.
اما در کاربردهای خاص و مهم داشتن یک نقطه ذوب! و خواص دیگر لازم است، که کاتالیست متالوسن با ایجاد زنجیرهای یکسان (پیک قله ای) این نیاز زا برآورده می سازد.

از پلی اتیلن میتوان یک ساختار شبکه ای (کراسلینک) تولید کرد که XLPE نام گرفته است. که این پلیمر مقاومت شیمیایی ، چقرمگی، حرارتی خوبی را دارا است.

پلي اتيلن با دانسيته بسيار بالا (UVHDPE):
پليمري با دانسيته بسيار بالاتر از بقيه پلي اتيلن ها كه فرآيند كردن و شكل دادن آن بسيار مشكل بوده و به همين دليل تعداد معدودي از كشورهاي پيشرفته قادر به توليد آن مي باشند. اين پليمر بصورت پودر بوده و آگر آن را ذوب كنيم شكل دادن آن بسيار مشكل بوده از اين رو با روش هاي بسيار پيچيده و فشار بالا شكل دهي ميشود. از مصارف مهم آن ميتوان استفاده در ساختن پروتز كه بسيار محكم است و خواص خوبي دارد نام برد.

[3phase boy]

سلام.
خیلی ممنون از اموزش خوبتون.
من یک یک سوال داشتم اگه جواب بدید لطف کردید.

سوال : الیاف کربن از ماده اولیه ای ساخته میشه در اصطلاح بهش (( پن )) گفته میشه,و پن هم از نوعی پلیمر . حالا سوال اسم اون پلیمر هست.
بازم ممنون.

[reza_sunset]

سلام.
خیلی ممنون از اموزش خوبتون.
من یک یک سوال داشتم اگه جواب بدید لطف کردید.

سوال : الیاف کربن از ماده اولیه ای ساخته میشه در اصطلاح بهش (( پن )) گفته میشه,و پن هم از نوعی پلیمر . حالا سوال اسم اون پلیمر هست.
بازم ممنون.
سلام دوست عزيز.

الياف كربن موادي هستند كه براي افزايش مقاوم سازي ساختمان‌ها و ديگر سطوح مورد استفاده قرار مي‌گيرند و با هزينه‌هاي زيادي از كشورهاي ديگر وارد مي‌شوند. اما جديداً فكر كنم تو ايران توليد ميشه. اين مواد با وجود وزن كم، استحكام زيادي حدود سه تا بيست برابر استحكام فولاد دارند. الياف كربن در ساخت قطعات بدنه هواپيما، موشك، راكت تنيس و تور ماهيگيري، مقاوم سازي ساختمان‌ها و ساخت مخازن CNG نوع سوم به كار مي‌روند. براي مقاوم سازي ساختمان الياف كربن را در قسمت پي ساختمان يا ستون‌هاي اصلي به صورت كاغذ ديواري به دور ستون پيچانده و يا روي بادبندها مي‌زنند تا ساختمان در برابر زلزله مقاومت بيشتري داشته باشد. روي بدنه آلومينيومي مخازن CNG نوع سوم را با الياف كربن پوشانده و مقاوم مي‌كنند كه اين الياف وزن كمتري نسبت به مخازن فولادي دارد به طوري كه مخازن سواري وزني معادل 130 كيلوگرم اما مخازن نوع دوم 30 تا 40 كيلوگرم وزن دارند. مواد اوليه الياف پن از نوع پلي آكريلونيتريل هستند. يكي از هتل‌هاي بزرگ تهران به عنوان اولين ساختمان در كشور با استفاده ازالياف كربن وارداتي به مقاوم سازي پايه‌هاي ساختمان اقدام كرده است. از اين رو به اهميت توليد الياف كربن در كشور بايد توجه كنيم.

[reza_sunset]

یکی از پلاستیکهای همه منظوره و پرمصرف عمومی با درجه بندی های زیاد است و با اتیلن تشکیل کوپلیمر (اتیلن ـ پروپیلن) می دهد. کمترین دانسیته را در بین گرمانرم ها دارد ( حدود 900 کیلوگرم بر متر مربع) و استحکام، سختی و مقاومت عالی آن در برابر پدیده خستگی (fatigue) و مواد شیمیایی، آن را در بسیاری از کاربردها مورد توجه قرار داده است. مانند: ساخت قطعات کوچک خودرو، صندوق، اجزای سواری (پروانه، صفحات جلوبندی و نظایر آن) اسکلت صندلی، اتاقک تلویزیون. مقاومت عالی آن در برابر پدیده خستگی، آن را برای ساخت و قالبگیری انواع لولا (مانند پدال گاز و انبر جراحی/ انبر آزمایشگاهی) مناسب می کند. بصورت لیف درساخت طناب یا استفاده در پشت فرش و قالی، و بصورت ورقه های نازک برای بسته بندی (مانند پوست پفک! و مواد غذایی و...) استفاده می شود. به صحت میتوان گفت بعد از پلی اتیلن و پی وی سی پرمصرف ترین پلیمر جهان است.

[reza_sunset]

نایلون انواع مختلفی دارد (نایلون 6، نایلون 66، نایلون 11). اما به علت خواص عالی و مقاومت و سفتی و چقرمگی بالا در زمرة پلاستیکهای مهندسی به شمار می رود. این پلیمر در قیاس با آلیاژهای فلزی نه تنها در اکثر پارامترهای خواص بهتر می باشد (مانند سرعت تولید خوب، دقت قطعه بالا، سختی سطح زیاد و خراشیده شدن به سختی، حساسیت به شکاف خیلی کم است، هدایت گرمایی کم، ضربه خوری خوب یا اتلاف ضربه، وزن کم، قابلیت سوار کردن قطعه خیلی خوب، عایق الکتریکی زیاد و ..) بلکه از لحاظ اقتصادی هم در قیمت مواد خام و هم در دستگاهها و قالبها مقرون به صرفه تر می باشد.
مصارف عمده نایلون در ساخت چرخ دنده های کوچک به علت اصطکاک و خراشیدگی کم (مانند ضبط و پخش)، یاتاقانها، واشرها، چرخ دنده دار، جعبه ابزار سنگین، قطعات اتصالات الکتریکی، و چرخ نقاله است. مهم ترین نکته ای که در طراحی با استفاده از نایلون باید مد نظر داشت، جذب رطوبت هوا در نایلون است که بر خواص آن اثر می گذارد. و البته کامپوزیت کردن آن (استحکام با الیاف شیشه) این مشکل را کاهش می دهد و ترکیبی بسیار قوی و مقاوم در مقابل ضربه را به وجود می آورد. کاربرد دیگر نایلون ساخت الیاف بسیار محکم (برزنت) است.

[reza_sunset]

خواص برتر استالها از قبیل مقاومت، سختی و چقرمگی، آنها را نیز در زمرة پلاستیک های مهندسی قرار داده است. با داشتن دانسیته بیشتر از نایلونها، از بسیاری جهات خواصی مشابه با آنها را نشان می دهد و می تواند در ساخت قطعات سبک مهندسی به کا رود. همچنین قابلیت جذب رطوبت آن بسیار کم است. استالها هم بصورت خالص و هم در ترکیب با پلیمرهای دیگر وجود دارند. نوع خالص آن (همو پلیمر) قدری قویتر و سخت تر است و نوع ترکیبی آن با پلیمر های دیگر (کوپلیمر) ویژگی دوام در دماهای زیاد را دارد و به همین دلیل در ساخت لوله های آب گرم یا به عنوان بدنة کتری های برقی مورد توجه است. همچنین نسبت به بقیه پلیمرها گران تر است.

[reza_sunset]

مهم ترین مزیت این ماده، مقاومت عالی آن در مقابل مواد شیمیایی و ضریب اصطکاک بسیار پایین آن است. لذا بیشترین کاربرد آن در ساخت یاتاقانها، بویژه برای کار در محیط های خورنده است. از آن بصورت گسترده ای در تهیة نوارهای عایقکاری، واشرها، پمپها، دیافراگم ها، و همچنین پوشش ظروف آشپزخانه برای جلوگیری از چسبندگی استفاده می شود.

[reza_sunset]

استحکام بالا، اصطکاک کم، مقاومت سایشی، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و جذب رطوبت کم از خواص این پلیمرها است.
از موارد مصرف آنها، ساخت چرخ دنده، یاتاقان، وسایل خانگی، پروانه، پره، قرقره، قطعات کلید، ملحقات سپر، و نظایر آن است. پلی اتیلن ترفتالاتPET بهترین جایگزین شیشه برای بطریهای نوشیدنی است (شفافیت و سبکی و محکم بودن و از همه مهم تر جلوگیری از نفوذ گازکربینک) . پلی بیوتیلن ترفتالات PBT از مزایای دوام PET برخوردار نیست اما به راحتی قالب گیری میشود.

[dariushiraz]

یک سایت بسیار جالب درباره خواص مواد پلیمری و ...

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[Hot_birds]

سلام
خيلي تاپيك مفيديه
به خصوص كه پليمر خيلي در زندگي ما كاربرد داره
خوشحال مي شم كمك كنم

[Hot_birds]

بهتره كه واكنش پليمر شدن رو بنويسم
پليمر يا همون بسپار از تعداد زيادي زنجير ساخته شده
پليمر ها جز مواد آلي هستند
و در شيمي آلي مطالعه مي شوند
معمولا پليمر ها مواد كشسان هستند
مثل لاستيك
كربن به دليل خواصي كه داره مي تونه به صورت چند صد تايي به هم وصل بشه
معمولا پليمر ها از اتن ساخته مي شوند
واكنش پليمر شده به صورت زيره:
\ /
n * c=c --> (-c-c-)n
/ \

[ghazal_ak]

بشر با تلاش براي دستيابي به مواد جديد, با استفاده از مواد ألي (عمدتا هيدروكربنها) موجود در طبيعت به توليد مواد مصنوعي نايل شد. اين مواد عمدتا شامل عنصر كربن , هيدروژن, اكسيژن, نيتروژن و گوگرد بوده و به نام مواد پليمري معروف هستند. مواد پليمري يا مصنوعي كاربردهاي وسيعي , از جمله در ساخت وسايل خانگي , اسباب بازيها, بسته بنديها , كيف و چمدان , كفش , ميز و صندلي , شلنگها و لوله هاي انتقال أب , مواد پوششي به عنوان رنگها براي حفاظت از خوردگي و زينتي , لاستيكهاي اتومبيل و بالاخره به عنوان پليمرهاي مهندسي با استحكام بالا حتي در دماهاي نسبتا بالا در ساخت اجزايي از ماشين ألات, دارند.

پليمرها خواص فيزيكي و مكانيكي نسبتا خوب و مفيدي دارند . أنها داراي وزن مخصوص پاييين و پايداري خوب در مقابل مواد شيميايي هستند. بعضي از أنها شفاف بوده و مي توانند جايگزين شيشه ها شوند. اغلب پليمرها عايق الكتريكي هستند. اما پليمرهاي خاصي نيز وجود دارند كه تا حدودي قابليت هدايت الكتريكي دارند . عايق بودن پليمرها به پيوند كووالانسي موجود بين اتمها در زنجيرهاي مولكولي ارتباط دارد. اما تحقيقات انجام شده در سالهاي اخير نشان داد كه امكان ايجاد خاصيت هدايت الكتريكي در امتداد محور مولكولها وجود دارد. اين نوع پليمرها اساسا از پلي استيلن تشكيل شده اند. با نفوذ دادن عناصري مانند فلزات قليايي يا هالوژنها (فرايند دوپينگ) به زنجيرهاي مولكولي پلي استيلن به ترتيب نيمه هاديهاي پليمري از نوع N و P به دست مي أيند. افزودن عناصر يا دوپينگ سبب مي شود كه الكترونها بتوانند در امتدا د اتمهاي كربن در زنجير حركت كنند. تفلون از مواد پليمري است كه به دليل ضريب اصطكاك پاييني كه دارد به عنوان پوشش براي جلوگيري از چسبيدن مواد غذايي در وسايل پخت و پز لستفاده مي شود.
ساختار پليمرها
اغلب پليمرهاي متداول از پليمريزاسيون مولكولهاي ساده ألي به نام منومر به دست مي أيند. براي مثال پلي اتيلن (pe) پليمري است كه از پليمريزاسيون با افزايش (تركيب) چندين مولكول اتيلن به دست مي أيد. هر مولكول اتيلن يك منومر ناميده مي شود. با تركيب مناسبي از حرارت, فشار و كتاليزور , پيوند دوگانه بين اتمهاي كربن شكسته شده و يك پيوند ساده كووالانسي جايگزين أن مي شود. اكنون دو انتهاي أزاد اين منومر به راديكالهاي أزاد تبديل ميشود, به طوري كه هر اتم كربن يك تك الكترون دارد كه مي تواند به را ديكالهاي 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 مي تواند به صورتهاي مختلفي مانند افزايشي , مرحله اي 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 مي يابد . 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 مي كند. البته سرعت رشد نيز در اندازه طول زنجيرها موثر است . هنگامي كه واحدهاي تكراري تمام و زنجيرها به يكديگر متصل شوند, رشد خاتمه مي يابد.
از ديگر روشهاي پليمريزاسيون, پليمريزاسيون مرحله اي است كه در آن منومرها با يكديگر واكنش شيميايي داده و پليمرهاي خطي را به وجود مي اورند. در بسياري از واكنشهاي پليمريزاسيون مرحله اي مولكول كوچكي به عنوان محصول فرعي شكل مي گيرد . اين نوع واكنشها گاهي پليمريزاسيون كندنزاسيوني نيز ناميده مي شوند.

منبع : علوم فور یو