کربن و ترکیبات آلی

[officer]

دید کلی
اثر بر شکل مولکولی ، فراتر از تاثیر بر دمای ذوب و دمای جوش است: نقشی حیاتی در تعیین اثر زیست شناختی دارد. بهترین مثال برای درک این مسئله ، بررسی شیمی دیدن یا در واقع ، یکی از جنبه های شیمی است.


اساس دیدن
دیدن در حقیقت ، آشکارسازی نور است. نور به چشم می‌خورد و مغز خبر می‌شود که چیزی در آنجاست. بازشناخت اینکه چه چیزی در آنجاست _ اندازه ، شکل ، روشنی و فاصله شیئی دیده شده _ مسئله فیزیک چشم و زیست شناسی مغز است. اما تمام این فرایند به یک رخداد اولیه بستگی دارد: نور کاری در چشم انجام می‌دهد، چیزی که تمام فرایند را شروع می‌کند و بدون آن ، دیدن در کار نخواهد بود. آن چیز یک تبدیل ساده شیمیایی است، رخدادی نادر در زیست شناسی، واکنشی آلی که بوسیله آنزیم کاتالیز نمی‌شود. چنان ساده و جالب است که به‌عنوان اساس دیدن در تمام جانداران بکار گرفته شده است.

پروتئین موجود در چشم
در سلولهای میله‌ای شکل رتینای پستانداران ، پروتئین مزدوجی به نام ردوپسین وجود دارد. بخشی از این پروتئین (گروه پروستیتک آن) ، 11- سیس-رتینال است: آلدئیدی سیر نشده که از ویتامین A مشتق می‌شود و آن هم به نوبه خود ، از β- کاروتن ، رنگدانه ای که رنگ زرد هویج را بوجود می‌آورد، ساخته می‌شود. رتینال ، نه فقط به صورت کووالانسی به پروتئین متصل شده، بلکه در یک غلاف چربی‌دوست نیز جای گرفته است.


عملکرد نور در چشم
هنگامی که نور به ردوپسین می‌خورد، فقط یک کار می‌کند و دیگر نقشی ندارد: 11-سیس- رتینال را به 11- ترانس- رتینال تبدیل می‌کند. همین تبدیل ، همین تغییر یک ایزومر هندسی به ایزومر دیگر است که سرآغاز پدیده دیدن است. تکانه‌های عصبی ناشی از جذب نور و وقوع یک سری واکنشهای شیمیایی است که ما را قادر به دیدن می‌کند.


ایزومر سازی در چشم
نور ، انرژی به ردوپسین می‌رساند و این انرژی ، با گشودن پیوندهای دو گانه کربن- کربن ، چرخش لازم برای ایزومرسازی سیس- ترانس را ممکن می‌سازد. این ایزومر سازی ، شکل رتینال را تغییر می‌دهد، خمیدگی مولکول از بین می‌برد و راست می‌شود. با تغییر در بخش رتینال ، تغییری در شکل تمام ردوپسین بوجود می‌آید. بخش پروتئینی ، باید صورتبندی خود را به گونه ای تغییر دهد تا این مهمان دگرگون شده را پذیرا باشد.

گفته می‌شود که این تغییر ، بر نفودپذیری غشاهای معینی اثر می‌گذارد و عبور یونهای 2+Ca که تکانه‌های عصبی را به مغز می‌رسانند، ممکن می‌سازد این فرایند ، به گونه شگفت‌انگیزی کار آمد است: چشم انسان می‌تواند جذب پنج فوتون نور بوسیله پنج سلول میله‌ای شکل را تشخیص دهد. البته چیزی بیش از این رخ می‌دهد: یک سری از واکنشهای کاتالیز شده بوسیله آنزیم ، انرژی لازم برای تبدیل ترانس- رتینال به ایزومر ناپایدارتر سیس را تامین می‌کنند تا تمامی فرایند بتواند از نو تکرار شود.

سخن آخر

آنچه گفته شد، جذب نور بوسیله سلولهای میله‌ای شکل یک پستاندار بود. جانوران بسیار متفاوتی نظیر سخت‌پوستان و حلزونها ، سیستم نوری بسیار متفاوتی دارند. اما ، صرفنظر از تفاوتهای تشریحی ، فرایند دیدن ، همیشه با یک واکنش ساده آنی آغاز می‌شود: تبدیل 11- سیس- رتینال به ایزومر هندسی آن.

[officer]

زغال فعال شده(Avtivated Carbon) چیست؟
اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...
- ....

تولید زغال فعال شده
اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعال شده وجود دارد که به 3 اصل بستگی دارد:
- نوع ماده اولیه
- مشخصات فیزیکی مورد نظر برای محصول (زغال فعال شده)
- مشخصات جذبی برای کاربردهای مختلف
شیوه های فعالسازی که بیشتر در تولیدات تجاری بکار میرود عبارتند از:
فعال سازی شیمیایی،فعال سازی توسط بخار

فعال سازی شیمیایی:
این شیوه بیشتر برای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا زغال سنگ نارس(Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریک P2O5 یا کلرید زنیک ZnCl2 آغشته می کنند تا ماده ای خمیری حاصل شود. این ماده را در بازه دمایی 500 - 800 درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.
زغال فعال شده حاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.
زغال فعال شده بدست آمده توسط این روش , دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیار مناسبند.

فعال سازی توسط بخار:
این روش بیشتر برای موادهای اولیه ای چون چوب نیم سوخته, زغال سنگ و پوست نارگیل که زغالی شده اند به کار می رود. فعال سازی در بازه دمایی 800 – 1100 درجه سانتیگراد و در حضور بخار انجام می شود.
در آغاز مواد زغالی با بخار به گاز تبدیل می شوند که به واکنش water-gaz معروف است:

(C + H2o → CO + H2 – 175.440 KJ/(KgMol

این واکنش گرماگیر است و گرمای مورد نیاز توسط سوختن ناقص CO و H2 بصورت زیر تامین می شود:

(2CO + O2 → 2CO2 + 393.790 KJ/(KgMol
(2H2 + O2 → 2H2O + 396.650 KJ/(KgMol

در ضمن هوا به مقدار مورد نیاز وارد واکنش می شود تا زغال نسوزد.
زغال های فعال شده ی تولید شده توسط این روش معمولا دارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسبند.

ویژگی های جذبی و فیزیکی
گونه های مختلفی از زغال های فعال شده با ویژگی های مشخص وجود دارند که خصوصیات هر یک از آنها بستگی به مواد اولیه و فنون به کا ر رفته در تولید آنها بستگی دارد. در انتخاب یک گونه زغال فعال شده, برای بهبود بخشیدن به فرایندها, نیاز به شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و جذبی مواد داریم.

ویژگی های جذبی:
(1 سطح: با استفاده از N2 حدود منافذ سطحی زغال فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح زغال فعال شده بیشنر باشد, قسمتهای جاذب نیز بیشترند.
2) اندازه منافذ: تعیین اندازه های یک زغال فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که در IUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شده اند:
Micropores r<1nm
Mesopores r 1-25nm
Micropores r>25
که mesopore ها برای جا به جایی و Micropore ها برای جذب مواد هستند.
3) تخلخل: یکی از راههای اندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از زغال فعال شده , استفاده از میزان جذب CCl4 خالص در حالت گازی می باشد.

- ویژگیهای فیزیکی:
1) سختی و مقاومت در برابر حرارت و فشار : زغال های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند که مربوز به مواد اولیه و شیوه تهیه آنها می باشد. بنا به درجه سختی, هر یک از آنها کاربردهای متفاوتی دارند.
2) چگالی
3) اندازه ذرات: هر چقدرکه اندازه ذرات زغال فعال شده کوچکتر باشد, سرعت جذب بیشتر است.
***زغال فعال شده را به سه شکل دانه ای , پودر و استوانه ای میسازند.***

زغال فعال شده چگونه کار می کند؟
زغال فعال شده مواد اورگانیک را از محیط اطرافش جذب می کند , که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع ( آب) به فاز جامد ( کربن) صورت می گیرد.نیروی جاذبه ای باعث تشکیل یک پیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آنها به هم می شود.
علاوه بر این باکتری هایی به سطح خارجی زغال فعال شده می چسبند و بخشی از آلاینده ها را جذب و مصرف می کنند.
جذب منجر به پخش یک گاز یا ترکیب در شبکه متخلخل زغال فعال شده می گردد , جایی که یک واکنش شیمیایی یا یک ثبات فیزیکی روی می دهد. به عنوان مثال ازن O3
در قسمتی که جذب می شود , قسمتی از زغال فعال شده را اکسید میکند, و 3O به O2 تبدیل می شود و ازن در ساختار کربن اندوخته و گردآوری نمی شود.
جذب در زغال فعال شده دارای 3 مرحله است:
1- تماس ذرات آلاینده محلول در مایع ( آب) با ذرات زغال فعال شده
2- پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل زغال فعال شده
3- جذب ذرات آلاینده به زغال فعال شده و بوجود آمدن یک پبوند برگشت ناپذیر
***این 3 مرحله همزمان رخ می دهند***

بازیافت زغال فعال شده
به مرور زمان و استفاده از زغال فعال شده , سطح آن از مواد آلاینده اشباع می شود. زغال فعال شده یک محصول گران است و در عین حال میتواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورد استفاده قرار گیرد. بازیافت زغال فعال شده , هزینه کمی نسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد.

[officer]

کاربرد پلی یورتانها، پلی اوره ها و پراکنش های پلی یورتانی و سایر ترکیباتی شرکت کننده در واکنشهای آنها پیوسته در حال گسترش است و در این باب مقالات و گزارش های متعدی منتشر می شود. زمینه های کاربردی این ترکیبات نیز به طور پیوسته رو به توسعه است.

این مقاله نگاهی گذرا به فناوری های گذشته و فنون جدید داشته و در ارتباط با چگونگی ساخت ترکیبات پلی یورتان نیز مواردی ارائه می شود.آمیختن پلی یورتانها با پلی اوره امری متداول است و روندی رو به رشد دارد. به منظور بهبودی و اصلاح سامانه های پلی یورتانی و ارتقای خواص آنها به خواص آنها به چند فرایند شیمیایی نو اشاره می شود. همچنین، سامانه های واکنش دهنده تند و کند همراه با موارد کاربرد آنها برای پوششهای ویژه ساختارهای فولادی، کفپوشها و سایر سطوح کار بررسی می شود.

مقدمه
پلی یورتانها دسته ای از پلیمرهای پر مصارف با خواص عالی هستند. به همین خاطر، طراحان و متخصصان صنایع پوشش دهی بخوبی توان بهره بردای از این ترکیبات را در کاربردهای گوناگون دارند مثالهای متعددی برای کاربردهای فراوان این ترکیبات وجود دارد، از جمله پوششهای شفاف برای پوشش دهنده های تک لایه مخصوص بامها و رنگهای مشخص کردن محل گذر عابرین پیاده و غیره....

مقاومت پلی یورتانها در برابر سایش ضربه و ترک خوردگی بسیار خوب است، از جمله ویژگی های آنها پخت سریع و کامل در دمای محیط است. پلی یورتانها آلیفاتیک از انواع آروماتیک گرانتر هستند. به همین خاطر انواع آروماتیک و نمونه های اپوکسی دار در استری ها، رنگهای پایه و پوششهای رابط بکار می روند. در حالی که آلیفاتیک ها ویژه پوشش نهایی هستند. استفاده از پوشش های محافظ برای جلوگیری از پدیده خوردگی در ساختارهای فولادی که آستر و پوشش پایه آنها از نوع سامان های اپوکسی دار است، نمونه ای از کاربردهای مهم پلی یورتانها محسوب می شوند. مورد دیگر، سامانه های پوشش دهنده کف است که در آنها نیز انواع پوششهای پایه را می توان بکار برد، گاهی پوشش نهائی از نوع یورتان برای لایه نهایی کف نیز کفایت می کند.

کاربرد پلی یورتانها و پلی اوره ها در کفپوشها
انواع فناوری کاربرد پوشش های کف همگی بر دو اصل استوارند. یکی از آنها فناوری فیلم نازک است که یک یا چند پوشش با ضخامت حدود 50 تا 125 میکرون روی سطح کف پوشش داده می شود. درزگیری و غبارزدایی نیز از جمله مراحل مهم در این روش محسوب می شوند که هدف نهایی آنها رسیدن به کفپوشهایی با طرح های زیر و مزین است. رزین های مورد مصرف در پوششهای کف عبارتند از: آلکیدها، اپوکسی ها یا اپوکسی استری بر پایه آب و حلال، مخلوط های معلق، آمیخته های پلی یورتانی بر پایه آب و انواع پلیمرهای آکریلیکی، بهترین حالت برای این نوع کفپوشها آن است که اثر مواد شیمیایی یا آب روی سطح کفپوش براحتی برطرف شود و لکه ای بر جای نماند. پوشش های آلکیدی در مقابل سودسوز آور بسیار ضعیف عمل می کنند.نوع دیگر پوشش دهی فناوری فیلم ضخیم است که در آن حداقل ضخامت پوشش 200 میکرون و حداکثر آن گاهی به ده میلی متر هم می رسد. هدف از این نوع پوشش دهی پر کردن ترکها، حفره ها و تسطیح سطوح شدیداً سایید شده است پوششهای ضخیم هستند. سیمان و مصالح سنگی موردنظر با انواع رزینها مخلوط می شوند اپوکسی ها، پلی یورتانهای آروماتیک (غالباً روغن کوچک و MDIدی فنیل متان 4_ ،4_ دی ایزوسیانات لاتکس SBR و اکریلیکی پر مصرف ترین رزینها هستند. روش کار به شکل پاشش یا ریختن پوشش روی سطح و بدنبال آن ماله کشی دستی یا اعمال به وسیله غلتک است. در برخی از موارد در کفپوش های ضخیم از استرهای غیر اشباع، وینیل استرها و اپوکسی های با میزان صد در صد جامد استفاده می شود.پلی یورتانهای آروماتیک بر پایه MDI برای پوشش دهی کف زیاد بکار می روند، چرا که MDI ایزوسیاناتی نسبتاً ارزان است. جالب است که بدانید مولکول MDI و پلیمر سنتز شده از آن به راحتی پرتو فرابنفش را جذب می کنند، زرد شدن پوشش هایی که در معرض نور خورشید واقع شده اند به همین دلیل همین مسئله است.

پوششهای پلی اوره
در چند سال اخیر فناوری پوششهای پلی اوره گسترش و کاربرد یافته است. از مزایای اصلی این نوع پوششها سخت شدن بسیار سریع آنهاست که نتیجه آن، دسترسی به یک فناوری پرشتاب است....


در سامانه های پلی اوره بر پایه هگزامتیلن دی ایزوسیانات (TMXDI) پوشش پاشیده شده روی بلوک یخ در عرض 20 ثانیه سخت می شوند، ساختار TXMDI در شکل 1 آمده است. پوششهای پلی اوره در پوشش دهی خطوط لوله های انتقال نفت کاربرد دارند و مقدار جریان کاتدی مورد نیاز در حفاظت کاتدی را کم می کنند. در بسیاری از موارد سامانه های پلی اوره همانند پلی یورتانهای دو جزئی هستند. سامانه پوششی در پلی یورتانهای متداول از یک بخش A متشکل از پلی اوره و در صورت نیاز رنگدانه و یک بخش B که غالباً سخت کننده است، تشکیل می شود. همان طور که پیشتر هم گفته شد، سرعت واکنش تشکیل پلی اوره بی نهایت زیاد است، طوری که تجهیزات پاشش ویژه ای مورد نیاز است. زمانی بود که بخش ایزوسیاناتی را مونومر MDI تشکیل می داد. این نوع سامانه های پلی اوره ارزان بوده و خواص خوبی دارند. البته بعدها در اوایل دهه 90 در انگلستان و ایالات متحده سامانه های آلیفاتیک وارد بازار شدند. در این سامانه ها پایداری نوری به مراتب بهتر شده و هر گاه که ایزوسیانات مصرفی TXMDI باشد، سرعت واکنش کمتر می شود. با این حال هنوز هم سرعت واکنش تشکیل پلی اوره چن زیاد است که برای پژوهشگران در آزمایشگاه مشکل ایجاد می کند. زمانی که پلی اوره به طور دستی تهیه می شود، سامانه پس از چند ثانیه غیر قابل استفاده شده و قالبگیری و تهیه فیلم از آن امکانپذیر نخواهد بود. با این حال تهیه نمونه ها به روش پاشش امکانپذیر است، ولی هنگامی که نمونه ها در سردخانه خیلی سرد شوند جابجایی مواد بسیار مشکل است.

روش ساخت
رنگدانه را به مقداری از آمین و افزودنی ها اضافه می کنند تا مخلوط مناسب برای غلتک کاری بدست آید. زمانی که مخلوط به حالتی رسید که براحتی خرد شود، باقیمانده آمین را نیز بدان می افزایند. در صورت وجود رنگدانه های آلی لازم است بجای توزیع کننده های سریع از آسیاب غلتکی افقی استفاده شود. همچنین، دمای مخلوط باید به C 350 برسد.در مرحله بعد در جو نیتروژن، ایزوسیانات به آهستگی در مدت زمان 30 دقیقه به مخلوط آمین اضافه و به حد کافی هم زده می شود.باید اجازه داد که دمای واکنش گرمازا به C350 برسد و سپس محصول برداشته شود. ویکس و همکارانش سرعت سامانه های پلی اوره را تا حدی کند کردند به طوری که امکان استفاده از سامانه های پلی یورتانی در تجهیزات پوشش دهی به طور مستقیم و بدون تغییر به وجود آمد. گرانروی آمین های دارای گروههای جانبی بیشتر از آمین های ساده است و این د ر حالی است که وزن مولکولی آنها نیز بیشتر است. یک راه برای کم کردن گرانروی و بهتر کردن خواص، استفاده از اکسازولیدین با گرانروی کم است. یکی از معایب این سامانه نیاز آن به اجزای با گروه های عاملی ایزوسیانات است. صنعت رنگ هنوز راه زیادی در پیش رو دارد تا به فناوری عاری از ایزوسیانات ها دست یابد.

سامانه های آمیخته
یکی از راه های بکارگیری اکسازولیدین و پلی اوره، ترکیب کردن دو سامانه با هم است. لازم است که موازنه شیمیایی انجام گیرد که البته سامانه های با حجم یک به یک چنین اند. در برخی از موارد، وجود عامل رطوبت زا برای عمل سخت شدن ضرورت دارد.

کفپوش های با سامانه های بر پایه آب
هنگامی که سطح زیادی با سامانه های رنگی بر پایه حلال رنگ می شود مقادیر قابل توجهی از ترکیبات آلی فرار وارد می شود. کاربرد روز افزون پوششها بازار بزرگی برای سامانه های عاری از حلال یا سامانه های بر پایه آب به وجود آورده است. رنگهای پلی یورتانی آمیخته های آنها ورزین های آکریلیکی سهم زیادی از بازار اروپا را به خود اختصاص داده اند. پلیمرهای اکریلیکی امولسیونی یا همان لاتکس ها نسبتاً ارزان تر هستند.امولسیون های آکریلیکی نیز تقریباً برای چند سال جزو کالاهای مقرون به صرفه محسوب می شدند. آنها کاربرد زیادی در پوششهای تزئینی دارند، بخصوص در کفپوشهای از جنس پلی یورتان و در مقابل سایش نسبت به نوع آکریلیکی بسیار مقاوم تراند، ولی این ترکیبات گران بوده و تلاش می شود تا فرمول های جدید ارزان از آنها تهیه شود.

رزین های پراکنشی پلی یورتانی (PUD)
روش مرسوم در ساخت رزین های پراکنشی پلی یورتانی بر پایه آب، تهیه پیش پلیمری با گروه پایانی ایزوسیانات است که پلی ال اصلاح کننده در ساختار زنجیر، گروه عاملی کربوکسیلیک اسید را به وجود می آورد و در مرحله بعد این ماده با آمین نوع سوم در آب پخش می شود تا مراکز یونی به وجود آورد. به این ترتیب ذرات پلیمر پایدار می گردند. با حضور یک پلی آمین موجب می شود طول زنجیر اجزای تشکیل دهنده زیادتر شود.
در برخی مخلوط ها نسبت مولی گروههای NCO به OH دقیقاً 2 به 1 است. در نسبت مولی حدود 1 به 1، گرانروی بسیار زیاد می شود و تهیه رزین های پراکنشی پلی یورتانی با مشکل روبرو می شود. در ضمن خطر ژله ای شدن نابهنگام هم وجود دارد. ولی اگر این نسبت کمتر از 5/1 به 1 باشد امکان بروز چنین خطری کمتر میشود. برای پایین آوردن سریع دما در حین تهیه مخلوط های پلی یورتانی از یخ استفاده می شود. در نتیجه سرعت واکنش بین آب و گروه ایزوسیانات کم می گردد. بهترین حالت آن است که پیش پلیمر با گروه پایانی NCO با افزاینده زنجیر آمینی واکنش دهد. با این حال پراکنده کردن پیش پلیمر در آب، به ویژه در یک واحد صنعتی نیازمند زمان مشخصی است. در هر صورت واکنشهای جانبی نامطلوب بین آب و ایزوسیانات رخ می دهد. با سرد کردن مخلوط خنثی تا زیر دمای 0C5 واکنش های جانبی به حداقل میزان خود می رسند.

اصلاح کننده های چسبندگی
راه های زیادی برای اصلاح خواص و کارایی رزین های پراکنشی پلی یورتانی وجود دارد. یکی از روش های اصلاح به فناوری اختلاف مرسوم است. رزین های پراکنشی پلی یورتانی در حضور سایر پلیمرها تهیه می شوند. یا به عبارت دیگر با آنها مخلوط می شوند و قبل از پراکنده شدن پلی یورتان پیش پلیمر تازه که برای تهیه رزین پراکنشی پلی یورتانی بکار می رود باید اصلاح شود. با وارد کردن نوعی اصلاح کننده اپوکسی دار به درون ساختار پیش پلیمر می توان استحکام چسبندگی رزین های پراکنشی پلی یورتانی را زیاد کرد. برای مثال، پروپیلن اکسید بر پایه دی گلیسیدیل اتر با وزن مولکولی بیش از 700 با دی اتانول آمین به نسبت مولی یک به یک در دمای C60 واکنش می دهد و ترکیبی با گروه پایانی اپوکسی و سه گروه OH به وجود می آید. با NMP بعنوان حلال کمکی می توان گرانروی را کنترل کرد.پیش از افزودن ایزوسیانات ترکیب حد واسط را به مخلوط پلی ال و DMPA اضافه می کنند. گروه انتهایی اپوکسی با گروه های ایزوسیانات یا افزاینده زنجیر پلی آمین واکنش نمی دهد، چرا که واکنش با ایزوسیانات و آمین به ویژه زمانی که دما پایین باشد، بسیار کند است. می توان از رزین های پراکنشی پلی یورتانی اصلاح شده برای پوشش دادن انواع پلاستیکهای مصرفی در صنایع خودرو سازی استفاده کرد یا آنکه این مخلوط ها را در ترکیب یک آئروسل بر پایه آب بکار برد. در این حالت به ماده ای مانند دی متیل اتر نیاز است. یکی از روش های کاهش قیمت، اختلاط رزین های پراکنشی پلی یورتانی با پلیمرهای آکریلیک است.مدت مدیدی است که در اروپا از پوششهای رنگدانه دار بر پایه آب حاوی مخلوط 50:50 از مخلوط معلق پلی یورتانی و رزین های امولسیونی آکریلیکی در تهیه کفپوشها استفاده می شود. این پوششها در حالت خشک سطح نیمه براق سفید رنگی را ایجاد می کنند که برای پوشش کف های بتنی و یا تزئین کفپوش های چوبی به ویژه در مواردی که مقاومت در برابر الکل یا آب حائز اهمیت است، بسیار مناسب تشخیص داده اند. یکی از مزایای بسیار مهم مخلوط معلق پلی یورتانی بر پایه آب کامل شدن واکنش ها در این مدت سامانه هاست، به طوریکه در پایان واکنش هیچ ایزوسیانات آزادی بر جای نمی ماند. در دراز مدت با حرکت صنعت پوشش دهی به سوی سامان های عاری از ایزوسیانات این مورد یک مزیت جدی تلقی می گردد.

سامانه های بر پایه سیمان
تعدادی از شرکت های اخیر در کف پوش های مورد استفاده خود، سیمان های اصلاح شده پلی یورتانی را بکار برده اند. از جمله خواص مهم در این ترکیب می توان به کم بودن گاز دی اکسید کربن به وجود آمده مسطح شدن خوب و زمان کاری حدود 30 دقیقه آن اشاره کرد. هر سه جزء سازنده روی خواص پوشش کف بر پایه سیمان اصلاح شده با پلی یورتان اثر می گذارند. در این نوع سامانه های پلی یورتانی از واکنش اجزای سازنده با آب، اوره و گاز دی اکسید کربن به وجود می آید که علت آن وجود MDI در فرمول است. MDI با گروههای هیدروکسی در روغن کرچک که نوعی تری گلیسیرید اسید الکل چرب است، واکنش می دهد مخلوط سیمان – پلی یورتان پوشش سختی به وجود می آورد که می توان انواع پوششهای به حالت مایع را برای تزئین روی آن بکار برد. آهک موجود در ترکیب آب جذب می کند و سرعت سخت شدن سیمان به این روش کنترل می شود. در ضمن آهک مقداری از دی اکسید کربن حاصل از واکنش MDI و آب را نیز جذب خود می کند. واکنش های آهک با دی اکسید کربن و آب به شکل زیر است:


CaO+CaCO3 ----------> CaCO3

Ca(OH)+ CO2 ---------> CaCO3+H2O

در فناوری نوین بخشی از سامانه رنگزای پوشش را ملات تشکیل می دهد. ملات مخلوطی از رزین های ویژه و جزء رنگز است که از سیمان و الیاف تشکیل می شود. الیاف انعطاف پذیری لازم را به پوشش داده و رشد ترک را کنترل می کند، ضمن آنکه استحکام کششی را بهبود می بخشد. استحکام کششی ترکیبات سیمانی مانند اکثر مواد سرامیکی کم، ولی استحکام فشاری آنها زیاد است. با افزودن الیاف با برخی از پلیمرها می توان ویژگی های رشد ترک را در پوشش کنترل کرد. وقتی سیمان با آب ترکیب می شود. یونهای OH به تعداد فراوان تشکیل شده و PH شدیداً بالا می رود. اگر از این نوع پوششها برای پوشش دهی سطوح فولادی استفاده شود، محیط قلیایی حاصل فولاد را در برابر خوردگی محافظت می کند. درست مانند آنچه که در بتن های مسطح با میلگردهای فولادی به وقوع می پیوندد. این نوع پوششها را می شود روی سطوح عمودی مانند لوله های انتقال نفت به راحتی مورد استفاده قرارداد. حاصل کار، سامانه های ارزان قیمت مقاوم در برابر خوردگی است که بسیار انعطاف پذیر، محکم وبا دوام نیز هستند.

نتیجه گیری
استفاده از پلی یورتانها، پلی اوره ها و رزین های پراکنشی پلی یورتانی و مواد شرکت کننده در واکنش های آنها به طور پیوسته در حال رشد و توسعه است. این مواد بیشترین کاربرد را در پوشش دهی سطوح گوناگونی دارند. مسائل زیست محیطی و مقررات جدید، فناوری نوین ساخت پوشش را به سوی سامان های بدون حلال، پر جامد و سامانه های بر پایه آب هدایت می کنند. در آینده سامانه های پوشش دهی عاری از ایزوسیانات کاربری بیشتری پیدا خواهند کرد. البته کیه این موارد به هوش، ذکاوت و تلاش محققان و طراحان انواع پلیمرها و رزین های صنعتی بستگی دارد.طرح های نوین جالبی نیز برای سامانه های سیمانی اصلاح شده با پلیمرها به منظور حفاظت کف و سطوح فولادی وجود دارد. با ورود سامانه های جدید به بازار قدیمی ها از رده خارج می شوند و برای سامانه های جدید آینده ای روشن در پیش است.

[officer]

مقدمه
آمینها ، دسته وسیعی از مواد آلی نیتروژندار را تشکیل می‌دهند که در آنها ، اتم نیتروژن به یک یا دو یا سه گروه آلکیل و یا آریل متصل می‌باشد. آمینها بسته به تعداد گروههای موجود ، بعنوان نوع اول ، دوم و سوم تقسیم‌بندی می‌شوند. در این بخش ، آمینهای آلیفاتیک مورد مطالعه و بررسی قرار می‌گیرند.


اسید آمینه گلیسین و گروه امینی




نامگذاری آمینها
برای نامگذاری آمینها ، روشهای متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ساده‌ترین و مرسوم‌ترین آنها ، روش استفاده از کلمه آلکیل آمین یا آریل آمین می‌باشد. مانند:


PhCH2) 2NH) : دی بنزیل آمین
CH3-NH2: متیل آمین C6H11-NH2 : سیکلو هگزیل آمین

برای نامگذاری آمینهای نوع اول ، از آمینو آلکان نیز استفاده می‌شود، مانند:

C5H9NH2: آمینو سیکلو پنتان
C2H5-NH2: آمینو اتان

برخی از آمینهای حلقه‌ای نام خاصی دارند و معمولا از این اسامی برای معرفی آنها استفاده می شود. آمینهای حلقه‌ای با نام azacycloalkane نیز مشخص می‌شوند.

خواص آمینهای آلیفاتیک
تعدادی از آمینهای آلیفاتیک مانند 1 ,4- دی‌آمینو بوتان (Putrescine) و 1 ,5- دی‌آمینو پنتان (Codaverine) سمّی هستند و از فاسد شدن گوشت و ماهی ایجاد می‌شوند. برخی دیگر مانند 2- متیل آزیریدین ، سرطانزا تشخیص داده شده‌اند.
با وجود این ، بسیاری از آمینها و مشتقات آنها ، دارای اثرات زیستی می‌باشند. از آن جمله پیپرازین (ضد انگل) ، هیستامین (تنگ کننده رگها) و نواکائین (بیهوش کننده) را می‌توان نام برد.
خواص فیزیکی و خصلت اسیدی و بازی آمینهای آلیفاتیک
آمینهای نوع اول ، دوم و سوم می‌توانند بعنوان دهنده و یا پذیرنده پیوند هیدروژنی عمل نمایند. ولی پیوند هیدروژنی آنها ضعیفتر از الکلها و آب می‌باشد و به همین علت ، آمینها نقطه ذوب و جوش پایینتری نسبت به الکلهای هم‌کربن دارند. مثلا نقطه جوش متیل آمین ، 6- درجه و متانول ، 64 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. آمینهای کوچک با هر نسبتی در آب حل می‌شوند.

آمینها در مقایسه با الکل ، اسیدهای ضعیفتری می‌باشند، ولی با وجود این می‌توان به کمک بازهای قوی عمل پروتون‌گیری از آمینها انجام داد. خاصیت بازی آمینها قابل ملاحظه می‌باشد و قدرت بازی آنها بوسیله استخلاف کنترل می‌شوند. لازم به یادآوری است که آلکیل آمینها درمقایسه با آریل آمینها قدرت بازی بیشتری از خود نشان می‌دهند.


ساختمان یک نوع آمین




روشهای تهیه آمینهای آلیفاتیک
از واکنش آمونیاک یا آمینهای نوع اول و دوم با هالیدهای آلکیل ، می‌توان آمینها را تهیه نمود. از فعل و انفعال آمونیاک با هالیدهای آلکیل ، ابتدا منوآلکیل آمین تولید می‌شود. برای جلوگیری از ادامه واکنش ، لازم است که غلظت هالید آلکیل کم انتخاب شود. معمولا نوع محصول واکنش به مدت زمان انجان واکنش ، طبیعت ، غلظت هالید آلکیل ، نوع هالوژن و نوع کربنی که هالوژن روی آن قرار گرفته است، بستگی دارد. با کلریدها ، واکنش قابل کنترل‌تر می‌باشد و در صورت استفاده از یدید آلکیل ، آمونیوم چهارتایی تشکیل می‌شود. اگر غلظت CH3I کم باشد، می‌توان آمینهای نوع دوم یا سوم را سنتز نمود.

می‌توان با انجام واکنش آمیدور سدیم با یدیدهای آلکیل نوع اول در دمای پایین ، آمین نوع اول را بدست آورد. هالیدهای آلکیل نوع دوم و سوم به واکنش حذفی منجر می‌شوند و لذا برای تهیه آمین مربوطه مناسب نمی‌باشند.

واکنشهای شیمیایی آمینهای آلیفاتیک
آمونیاک و آمینهای آلیفاتیک در نقش بازهای قوی ، هسته خواه قوی و همچنین بعنوان اسید ضعیف در واکنشهای گوناگون شرکت می‌کنند. ساده‌ترین واکنش آمینها ، پروتون‌دار شدن آنهاست که به نمک مربوطه منجر می‌شود. به همین علت ، معمولا از آمینها جهت جذب اسیدهای آزاد شده در فعل و انفعالات شیمیایی استفاده می‌شود.

[officer]

اسیدهای کربوکسیلیک ، ترکیباتی هستند که دارای عامل -–COOH می‌باشند. ممکن است به هیدروژن ، آلکیل ، آریل ، گروههای اشباع شده ، اشباع نشده استخلاف‌دار یا بدون استخلاف وصل شده باشد.



نام‌گذاری اسیدهای کربوکسیلیک
اسیدهای کربوکسیلی زنجیری از دیرباز شناخته شده‌اند و لذا نام معمولی دارند. نام آنها از ماده یا منبعی که بدست آمده‌اند، گرفته شده است. در نامگذاری معمولی جهت مشخص کردن محل استخلافها از α و β و γ و ... نیز استفاده شده است. در این روش ، اولین کربن متصل به عامل اسیدی α و دومی β و... می‌باشد.


CH3COOH: استیک اسید
HCOOH: فرمیک اسید
PhCOOH: بنزوئیک اسید

نام‌گذاری رسمی
در نامگذاری رسمی ، ابتدا طولانی‌ترین زنجیری را که عامل اسیدی روی آن قرار گرفته ، مشخص نموده و شمارش از طرف عامل اسیدی انجام می‌گیرد. پس از مشخص کردن استخلافهای و محل آنها ، نام زنجیر اصلی را قید و سپس به آخر آن ، پسوند اوئیک (oic) اضافه می‌گردد. اگر زنجیر دارای پیوند دوگانه باشد، ذکر نوع ایزومر هندسی نیز لازم است.
خواص فیزیکی اسیدهای کربوکسیلیک
اسیدهای کربوکسیلیک ، مولکولهای قطبی می‌باشند و می‌توانند مثل الکل‌ها و آمین‌ها ، پیوند هیدروژنی ایجاد نمایند. نقطه جوش اسیدهای کربوکسیلیک حتی از الکلهای هم‌کربن نیز بالاتر است. بعنوان مثال ، نقطه جوش بوتانل و اسید بوتیریک به ترتیب 177,7 درجه سانتی‌گراد و 162درجه سانتی‌گراد می‌باشد. بالا بودن نقطه جوش اسید به پیوند هیدروژنی قوی و تشکیل دی‌مر اسید نسبت داده می‌شود. بالا بودن نقطه ذوب همه اسیدها در نقایسه با الکل‌ها نیز بدین گونه توجیه می‌شود.

اسیدهای یک تا چهار کربنه در آب بخوبی محلوند. اسید پنج کربنه (اسید والریک) نیز تا حدودی در آب حل می‌شود، ولی اسیدهای سنگینتر کم‌محلولند. بدون شک ، محلول بودن اسیدهای کربوکسیلیک کوچک در آب ، بعلت تشکیل پیوند هیدروژنی بین گروه کربوکسیلی و مولکوهای آبکی باشد.

با وجود این ، اسیدهای کربوکسیلیک در حلالهای غیرقطبی مثل اتر ، بنزن و در حلالهای با قطبیت کمتر مانند الکل نیز حل می‌شوند. در طیف سنجی مادون قرمز گروه کربونیل اسیدهای کربوکسیلیک در 1700-1725cm-1 جذب می‌دهند و جذب مربوط به پیوند هیدروژنی در 2500-3500cm-1 ظاهر می‌گردد.
خاصیت اسیدی اسیدهای کربوکسیلیک
اگرچه اسیدهای کربوکسیلیک در مقایسه با اسیدهای معدنی مثل اسید سولفوریک و اسید کلریدریک و اسید نیتریک بسیار ضعیف می‌باشند، ولی در هر صورت ، در مقایسه با الکل‌ها ، آب ، آمونیاک و استیلن‌ها از اسیدیته قوی‌تری برخوردارند.

اسیدیته اسیدهای آلی به ساختمان اسید و طبیعت عوامل و گروههای موجود در روی آلکیل یا آریل بستگی دارد. مثلا تری‌کلرو استیک اسید حدود 103*15 بار قوی‌تر از استیک اسید می‌باشد. این اسیدیته زیاد و قابل ملاحظه به خاصیت الکترون‌گیری هالوژن ، مربوط می‌باشد. بطور کلی ، گروههای گیرنده الکترون ، قدرت اسیدی را افزایش می‌دهند و برعکس گروههای دهنده ، موجب تضعیف اسیدیته می‌گردند.



روشهای صنعتی تهیه اسیدهای کربوکسیلیک




در بین اسیدهای کربوکسیلیک ، از اسید استیک زیاد استفاده می‌شود و این ماده به روش صنعتی و از اکسید شدن آلدئید استیک یا هیدروکربنها و یا از واکنش متانل با منوکسید کربن در حضور کاتالیزور (رودیم- ید) بدست می‌آید. بخش عمده اسید استیک که بعنوان سرکه (محلول رقیق اسید استیک در آب) مصرف می‌شود، از اکسید شدن اتانول بوسیله آنزیم‌ها در شرایط هوازی (در حضور اکسیژن) تهیه می‌شود.

یکی از منابع مهم تهیه اسیدهای کربوکسیلیک ، منابع گیاهی و حیوانی می‌باشد. از استرهای بدست آمده از منابع ذکر شده ، اسیدهای 6 تا 18 کربنی و با درجه خلوص بالا بدست می‌آید. برای تهیه اسیدهای آروماتیک مانند اسید بنزوئیک و یا اسید فتالیک در مقیاس صنعتی ، از روش اکسید شدن استفاده می‌شود.

در این روش ، تولوئن و گزیلن تولید شده از واکنشهای Reforming بوسیله اکسید کننده‌های مناسب اکسید می‌شود. اکسید کردن آلکیل بنزن ، مشکل‌تر از اکسید کردن اولفین‌ها می‌باشد و لذا فرایند اکسید کردن با استفاده از حرارت انجام داده می‌شود. آلکیل بنزن‌ها از طریق هالوژن دار شدن و هیدرولیز هم به اسید مربوط تبدیل می‌شوند.

[officer]

پلی اتیلن یكی از ساده ترین و ارزان ترین پلیمرها و پر مصرف ترین ماده پلاستیكی در جهان است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن به دست می آید و به طور خلاصه به صورت PE نشان داده می شود. نام آیوپاك مونومر آن، برخلاف آنچه كه در گذشته اتیلن ذكر شده، اتن می باشد. بنابراین نام آیوپاك این پلیمر، پلی اتن خواهد بود. البته این نام هرگز توسط شیمیدان ها به كار نمی رود و این پلیمر به نام متداول خود یعنی پلی اتیلن نامیده می شود.



مولكول اتیلن دارای یك پیوند دوگانه C=C است. در فرآیند پلیمریزاسیون، پیوند دوگانه هر یك از مونومرها شكسته شده و به جای آن یك پیوند ساده بین اتم های كربن ایجاد و درشت مولكول n حاصل می شود.
پلی اتیلن معمولاً تحت نام های تجاری آلاتون ، هستالن ، مارلكس ، پتروتن ، ترولن ، هیپالن ، لوپولن و آلكاتن به بازارهای دنیا عرضه می شود.

تاریخچه تولید پلی اتیلن
پلی اتیلن اولین بار به طور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی هنس وان پكما سنتز شد. او در سال ۱۸۹۸، هنگام حرارت دادن دی آزومتان، تركیب مومی شكل و سفیدی را سنتز كرد كه بعدها پلی اتیلن نام گرفت.
اولین روش سنتز صنعتی، توسط اریك فاوست و رینولدگیبسون انجام شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدهید در فشار بالا، ماده ای موم مانند به دست آوردند. علت این واكنش، وجود ناخالصی های اكسیژن دار در دستگاه های مورد استفاده بود كه به عنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل كرده بود. در سال ۱۹۳۵، مایكل پرین این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا، پلی اتیلن را سنتز كرد كه برای تولید صنعتی پلی اتیلن، به عنوان روش اساسی در سال ۱۹۳۹ اتخاذ شد. از آن زمان به بعد با از میان برداشتن موانع، پیشرفت های زیادی در زمینه سیستم های پلیمری و ساخت پلیمر صورت گرفت و همه این ها منجر به این شد كه تولید پلیمرها، امروزه به صورت صنعت عظیمی درآمده است.

روش های تولید پلی اتیلن
چهار روش اصلی برای تولید صنعتی پلی اتیلن وجود دارد و در هر مورد، محصولاتی با خواص متفاوت حاصل می شود.

▪ فرآیند فشار بالا
در فرآیند فشار بالا، از فشارهای atm ۳۰۰۰-۱۰۰۰ و دماهای استفاده می شود. یكی از مكانیسم ها برای انجام این كار، پلیمریزاسیون به صورت رادیكالی است كه برای شروع واكنش می توان از پراكسیدها، تركیبات آزو و مقادیر جزئی اكسیژن استفاده كرد و باید شرایط به دقت كنترل شود تا واكنش فرعی انجام نشود. در صورت انجام واكنش فرعی، هیدروژن، متان و گرافیت تولید می گردد كه اگر به دست آوردن پلیمری با جرم مولكولی زیاد مورد نظر باشد باید آنها را از محیط واكنش خارج كرد. به طور كلی، فرآیندهای فشار بالا، پلی اتیلن های شاخه دار با دانسیته كمتر در محدوده ۳- gr cm ۹۴۵/۰-۹۱۵/۰ ایجاد می كنند كه جرم مولی آنها نیز نسبتاً پایین است[.

▪ فرآیند زیگلر- ناتا
فرآیند زیگلر براساس واكنش های كوردیناسیون به كمك كاتالیزورها شامل هالیدهای تیتان و تركیبات آلی آلومینیوم دار انجام می شود. این واكنش ها توسط زیگلر در سال ۱۹۵۳ در موسسه ماكس پلانك در آلمان كشف و توسط ناتا در ایتالیا در اوایل دهه ۱۹۵۰ توسعه یافتند. كاتالیزور زیگلر- ناتا كمپلكسی تهیه شده از تتراكلراید تیتانیوم و تری اتیل آلومینیوم است. این كاتالیزور در ابتدا به ظرف واكنش وارد شده و پس از آن اتیلن اضافه می شود. واكنش در دماها و فشارهای پایین در غیاب هوا و رطوبت، كه كاتالیزور را تجزیه می كنند انجام می گیرد. پلی اتیلن تولید شده طی این فرآیند، دارای دانسیته متوسط در حدود ۳- grcm۹۴۵/۰ می باشد. با تغییر نسبت اجزای پلیمر یا وارد كردن مقدار كمی هیدروژن به ظرف واكنش، می توان به دامنه ای از جرم های مولی نسبی دست یافت.

▪ فرآیند فیلیپس
این فرآیند، پلی اتیلن با دانسیته زیاد در فشار و دمای نسبتاً پایین به دست می دهد. در فرآیند فیلیپس، از كاتالیزور CrO۳ %۵ در سیلیس/ آلومینا بسیار ریز در فشار atm۳۵-۱۵ و دمای استفاده می شود. دانسیته محصول ۳- grcm۹۶/۰ می باشد.

▪ فرآیند نفت استاندارد (ایندیانا)
در این فرآیند نیز همانند فرآیند فیلیپس كه پلی اتیلن با دانسیته بالا (۳- grcm۹۶/۰) تولید می شود از MnO۳ تثبیت شده روی فلز یا هیدرید كلسیم و سدیم در فشار atm۸۰-۴۰ و دمای استفاده می گردد.

● انواع پلی اتیلن
طبقه بندی پلی اتیلن ها براساس دانسیته آنها صورت می گیرد كه در مقدار دانسیته، اندازه زنجیر پلیمری، نوع و تعداد شاخه های موجود در زنجیر دخالت دارد.

* HDPE (پلی اتیلن با دانسیته بالا)
این پلی اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است. بنابراین نیروی بین مولكولی در زنجیرها بالا و استحكام كششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن ها است. پلی اتیلن خطی معمولاً با وزن مولكولی از ۲۰۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰۰ تولید می شود اما می تواند حتی سنگین تر هم ساخته شود. شرایط واكنش و نوع كاتالیزور مورد استفاده در تولید HDPE موثر است. پلی اتیلن بدون شاخه معمولاً از روش پلیمریزاسیون با كاتالیزور زیگلر- ناتا حاصل می شود.

ـ LDPE (پلی اتیلن با دانسیته پایین)
این پلی اتیلن دارای زنجیری شاخه دار است یعنی بعضی از كربن ها به جای اتصال به اتم های هیدروژن به زنجیرهای بلندی از پلی اتیلن متصل هستند. بنابراین زنجیرهای LDPE نمی توانند به خوبی با یكدیگر ارتباط برقرار كنند و دارای نیروی بین مولكولی ضعیف و استحكام كششی كمتری هستند. این نوع پلی اتیلن معمولاً با روش پلیمریزاسیون رادیكالی تولید می شود. (پلیمریزاسیون رادیكال آزاد وینیل). البته پلیمریزاسیون زیگلر هم برای تهیه LDPE به كار می رود.

شكل ۱-۱ : مولكول پلی اتیلن با دانسیته بالا یا HDPE

ـ LLDPE (پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین)
این پلی اتیلن، یك پلیمر خطی با تعدادی شاخه های كوتاه است و معمولاً از كوپلیمریزاسیون اتیلن با الكن های بلند زنجیر ایجاد می شود .
ـ UHMWPE (پلی اتیلن با وزن مولكولی بسیار بالا)

شكل ۱-۲ : مولكلول پلی اتیلن با دانسیته پایین یا LDPE

این پلیمر با وزن مولكولی ۳ تا ۶ میلیون، با استفاده از پلیمریزاسیون كاتالیزور متالوسن تهیه می شود.
انواع دیگر پلی اتیلن شامل MDPE ، HDXLPE ، XPE ، VLDPE می باشد.

خواص پلی اتیلن
پلی اتیلن، جامدی موم مانند، كه از نظر شیمیایی بی اثر است. در درجه حرارت معمولی در هیچ حلالی حل نمی شود و فقط به وسیله برخی هیدروكربن ها و تتراكلرید كربن متورم می شود. همچنین در مقابل اسیدها و قلیاها مقاومت خوبی دارد اما اسیدنیتریك غلیظ بر آن اثر می گذارد. پلی اتیلن در مجاورت با نور و اكسیژن به مرور فرسوده می شود. محلول و یا سوسپانسیون های پلی اتیلن در تتراكلریدكربن می توانند در درجه حرارت كلردار شوند و یك محلول نرم و الاستیكی را به وجود آورند.
پلی اتیلن از دو ناحیه بلورین و آمورف تشكیل شده است كه سهم بلورینگی در پلی اتیلن های بدون شاخه بیشتر است. دمای انتقال شیشه ای (Tg) بسیار پایین در حدود ، دمای ذوب (Tm) نسبتاً بالا در حدود و انعطاف پذیری، استفاده از آن را در دامنه وسیعی از دما سبب شده است. خواص فیزیكی پلی اتیلن هایی كه در فشار بالا به دست می آیند كاملاً با آنهایی كه در فشار كم به دست می آیند متفاوت است. شاخه دار كردن باعث می شود كه میزان تبلور، چگالی، نقطه نرم شدن و نقطه ذوب ساختمان بلورین كاهش یابد.

برخی دیگر از خصوصیات پلی اتیلن كه سبب می شوند تا این پلیمر دارای كاربردهای بسیاری باشد عبارتند از :

۱) قیمت پایین
۲) خواص الكتریكی مطلوب
۳) مقاومت شیمیایی بالا
۴) شفافیت مناسب در فیلم های نازك
۵) عاری بودن از بوی زننده و سمیت
۶) قابلیت نفوذ بسیار كم آب در هنگام استفاده در بسته بندی و در كاربردهای كشاورزی و ساختمانی.
از معایب این پلیمر می توان به
۱) قابلیت اكسیداسیون
۲) كدر بودن جسم در حالت توده
۳) ظاهر شبیه به پارافین
۴) مقاومت كم در مقابل خراشیدن اشاره كرد.

كاربردهای پلی اتیلن
این ماده اولین بار در سال ۱۹۳۹ به عنوان عایق الكتریكی مورد استفاده قرار گرفت. انواع گوناگون پلی اتیلن، كاربردهای مختلفی از جمله لوله ها، لفاف های بسته بندی، تولید انواع لوازم پلاستیكی مورد استفاده در آشپزخانه، اجزای سازنده كارخانه های مواد شیمیایی، جعبه ها، اسباب بازی ها، جلیقه های ضد گلوله و عایق های الكتریكی دارند.

پلی اتیلن با چگالی زیاد به خاطر استحكام كششی و سختی بیشتری كه دارد در ساخت لوله ها، تولید ظروف شیر و مایعات، انواع لوازم پلاستیكی آشپزخانه و بسیاری وسایل و ظروف به كار می رود.

Ldpe كه سالانه ۶/۳ میلیون تن در ایالات متحده تولید می شود به خاطر انعطاف پذیری و مقاومت زیاد در برابر پارگی و همچنین مقاومت در برابر رطوبت و مواد شیمیایی، دامنه وسیعی از كاربردها را در برگرفته است. حدود ۵۵ درصد از كل پلی اتیلن با چگالی كم، به شكل فیلم و ورقه تولید می شود و عمدتاً برای مصارف بسته بندی و خانگی (كیسه، پوشش غذا، لباسشویی، خشكشویی و زباله) و همچنین مصارف كشاورزی و ساختمانی (گلخانه، لایه های داخل تانك، رطوبت گیر، محافظ) استفاده می گردد. قالب گیری تزریقی اسباب بازی ها و اجناس خانگی ۱۰ تا ۱۵ درصد دیگر از مصرف را شامل می شوند. در حدود ۱۵ درصد یا بیشتر از Ldpe تولیدی در عایق سیم و كابل، برای انتقال نیرو و مخابرات و همچنین به عنوان روكش های مذاب داغ (بر روی كاغذ، ورقه فلزی و دیگر فیلم های پلاستیكی) استفاده می شود. دیگر مصارف Ldpe، شامل بطری ها و ظروف ساخته شده از طریق قالب گیری بادی و لوله های آبیاری در كشاورزی می باشد.

Lldpe به دلیل بالا بودن میزان انعطاف پذیری، در تهیه انواع وسایل پلاستیكی انعطاف پذیر مانند لوله هایی با قابلیت خم شدن كاربرد دارد. Mdpe در تولید لوله های پلاستیكی و اتصالات لوله كشی استفاده می شود. Uhmwpe برای ساختن فیبرهای بسیار قوی كه جایگزین كولار ، برای استفاده در جلیقه های ضد گلوله به كار می رود. ورقه های بزرگ این پلیمر، به جای یخ برای زمین های یخی اسكیت استفاده می شود.

[officer]

مواد شیمیایی سنتزی ترکیباتی هستند که در طبیعت یافت نمی‌شوند و اغلب توسط شیمیدانان از اجسام ساده‌تر یا فروپاشی موادی با ساختار پیچیده‌تر ، سنتز می‌شوند. اکثر این مواد مصرف تجاری دارند و بخش اعظم آنها ترکیباتی آلی هستند که از نفت بعنوان منبع اولیه کربن در ساختمان این ترکیبات استفاده شده است. از ترکیبات آلی سنتزی که سمی هم هستند در مهار انواع آفتها استفاده می‌شود و سمیت این مواد ، موجب نگرانی از لحاظ سلامتی انسان و سایر موجودات و همچنین آلودگی محیط زیست شده است.



مواد شیمیایی سمی

آفت‌کشها
آفت‌‌کشها ترکیباتی هستند که یک موجود نامطلوب را از بین برده و یا با مداخله در فرایند تکثیر آنها ، جمعیتشان را مهار می‌کنند. خاصیت مشترک تمام آفت‌کش‌های شیمیایی این است که فرایند سوخت و ساز مهم موجوداتی را که این مواد برای آنها سمی است، مسدود می‌کنند. آفت‌کش‌ها بطور گسترده در مهار آفتهای کشاورزی مانند علف‌های هرز و همچنین حشرات مورد استفاده قرار می‌گیرند. آفت‌کش‌های سنتزی از همان اوایل مصرف بعلت تاثیری که در سلامت انسان در اثر مصرف مواد غذایی آغشته با این مواد شیمیایی دارند، موجب نگرانی بوده است.

تاریخچه استفاده از آفت‌کش‌ها
یونانیها حدود 1000 سال پیش از میلاد برای ضد عفونی کردن خانه‌های خود ازحاصل از سوزاندن گوگرد جامد استفاده می‌کردند. این عمل تا قرن نوزدهم با وارد کردن این عنصر در شمع مورد استفاده قرار می‌گرفت. استفاده از آرسنیک و ترکیبات آن برابر مهار حشرات حداقل به سال 900 میلادی بر می‌گردد و از اواخر قرن نوزدهم تا جنگ جهانی دوم کاملا گسترش یافت.

سبز پاریس که نمک مس با یون آرسنیک است، حشره‌کش معروفی است که در سال 1867 معرفی شد. ترکیبات آرسنیک در دهه‌های 1930 تا 1950 بطور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت تا اینکه در سالهای 1940 تا 1950 صنایع شیمیایی آمریکا مقادیر زیادی از آفت‌کش‌های جدید بویژه حشره‌کش‌ها را که ترکیبات آلی کلردار بودند، تولید کردند.

انواع آفت‌کش‌ها
آفت‌کش‌ها انواع مختلفی دارند، اما پرکاربردترین آنها عبارتند از:

حشره‌کش‌ها
حشره‌کش‌ها هزاران سال است که توسط مردم استفاده می‌شوند. انگیزه اصلی برای استفاده از آنها ، مهار امراضی است که حشرات ، ناقل آن هستند. مالاریا ، تب زرد و ... نمونه‌هایی از این امراض هستند. عامل دیگر استفاده از حشره‌کش‌ها این است که حشرات به محصولات غذایی آسیب می‌رسانند.

از مهمترین حشره‌کش‌ها می‌توان ترکیبات آلی کلردار مانند ددت را نام برد که در گذشته بصورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت. توکسافنها و سیکلوپنتادی‌انهای کلردار شده مانند هپتا کلروآلدرین جزء مواد آلی حشره‌کش‌ها محسوب می‌شوند. امروزه از حشره‌کش‌های آلی فسفات‌دار که مدت زیادی در محیط زیست انبار نمی‌شوند، استفاده می‌شود.

علف‌کش‌ها
این مواد اغلب برای از بین بردن علفهای هرز بدون آسیب رساندن به محصولات اصلی بکار می‌رود. در اوایل قرن بیستم از نمکهای معدنی مثل (سدیم کلرات) بعنوان افشانه‌های علف‌کش استفاده می‌کردند. بعدها ترکیبات آلی آرسنیک‌دار جای آنها را گرفتند. ولی امروزه علف‌کش‌های معدنی و آلی فلزی بدلیل دوام آنها در خاک از دور خارج شده‌اند و ترکیبات کاملا آلی جای آنها را گرفته‌اند که می‌توان بعنوان مثال به علف‌کش‌های تری‌آزین اشاره کرد که آترازین مشهورترین عضو این گروه برای نابود کردن علفهای هرز مزارع ذرت بکار می‌رود.

قارچ‌کش‌ها
قارچ‌کش‌ها برای مهار کردن رشد انواع مختلف قارچ‌ها بکار می‌رود. گوگرد به شکل گرد و افشانه بعنوان قارچ‌کش برای مبارزه با زنگ‌زدگی گردمانند روی گیاهان استفاده می‌شود. هگزاکلروبنزن بعنوان یک قارچ‌کش کشاورزی برای محصولات گندم مصرف می‌شود. از ترکیبات آلی جیوه‌مانند متیل جیوه هم بعنوان قارچ‌کش برای محافظت دانه‌های گندم استفاده می‌شود.

تاثیر ترکیبات آلی سمی بر روی محیط زیست
در ترکیب اکثر آفت‌کش‌های آلی از کلر استفاده می‌شود. شکستن پیوند کلر و کربن دشوار است و حضور کلر باعث کم شدن واکنش‌پذیری سایر پیوندها می‌شود. هرچند این خاصیت باعث دوام بیشتر آفت‌کش می‌شود، اما با وارد شدن ترکیبات آلی کلردار به محیط زیست تخریب آنها بکندی صورت می‌گیرد و باعث تراکم آنها در محیط زیست می‌شود. ترکیبات کلردار آلی آبگریزند. اما در چربی‌ها حل می‌شوند. این خاصیت سبب جمع شدن آنها در بافت چربی انسان و موجودات دیگر می‌شود.

مباحث مرتبط با عنوان
آفت‌کش
آلودگی شیمیایی
آلودگی محیط زیست
انواع حشره کش
بنزن
ددت
ددت و تاثیر آن بر محیط زیست
علف‌کش‌
قارچ‌کش
مواد شیمیایی

[officer]

با آن كه بیش از۲۰۰ سال از سنتز نخستین تركیب آلی فسفر دار می گذرد، اما در طول سه دهه اخیرتنوع و كاربرد این تركیبات بیش از هر زمان دیگری رشد و پیشرفت داشته است. تنوع و كاربردهای مهم این تركیبات در ساخت كودهای شیمیایی، مواد شوینده، مواد ساختمانی، مواد مورد كاربرد در صنعت دندانسازی و داروسازی، غذاهای حیوانی،
آفت كش ها، استرهای فسفات صنعتی و سمی و محصولات طبیعی انجام تحقیقات گسترده تر در این زمینه را ضروری ساخت است.
در حال حاضر بررسی و پژوهش در خصوص سنتز و كاربرد این تركیبات مورد توجه بسیاری از شیمیدانهای جهان قرار گرفته است.

شیمی فسفر شامل بررسی تركیب های اكسی فسفر است كه تمامی آنها پیوند فسفر- اكسیژن دارند، بسیاری از این تركیب ها، از نوع فسفات هستند. تقریباً در همه تركیب های فسفر طبیعی، پیوند فسفر- اكسیژن وجود دارد. در این میان استرهای فسفات آلی كه شامل پیوند فسفر- اكسیژن- كربن هستند، اهمیت بیوشیمیایی دارند. تركیبات آلی فسفر(تركیبات كربوفسفر) كه پیوند فسفر- كربن دارند، دومین گروه مهم تركیبات فسفر را تشكیل می دهند. تركیباتی كه دارای پیوند فسفر- نیتروژن هستند( تركیب های آزافسفر)، سومین گروه این طبقه است. تركیبات متالوفسفر كه پیوند بین فلز و فسفر را شامل می شوند، گروه بسیار مهم و بزرگی از این تركیبات را تشكیل می دهند كه با شناخت و سنتز سایر تركیبات هم گروه خود، از نظر تعداد به سرعت در حال رشد هستند. تركیبات هر یك از این گروه ها بسیار زیاد و متنوع است.

آپاتیت معدنی، بزرگترین و گسترده ترین تركیب فسفر در جهان است و اسید فسفریك، مهمترین تركیب صنعتی فسفر است. هم اكنون استرهای آلی فسفات كه به عنوان داكسی ریبونوكلئیك اسید(dna) شناخته شده اند، قلب بیوشیمی و ژنتیك در دنیا محسوب می شوند و بیشترین مطالعات بر روی آنها انجام شده است.
امروزه حفاظت از گیاهان به عنوان یكی ا ز اصلی ترین منابع غذایی از توجه روز افزونی برخوردار است. تركیب های آلی فسفر به علت داشتن آثار كوتاه مدت (از نظر پایداری، تخریب و ...)، تنوع و چگونگی عملكرد خاصشان توجه زیادی را به خود جلب كرده اند.

از این رو مطالعات ساختاری و مكانیسمی تركیبات آلی فسفر گسترش روز افزونی داشته و شیمی فسفر همچون شیمی كربن به سرعت توسعه یافته است. واكنش های چنین تركیباتی معمولاً در زیر مجموعه شیمی آلی طبقه بندی می شوند. چرا كه از روش های آزمایشگاهی مشابهی استفاده می شود و واكنش های مشتركی برای این دو عنصر( كربن و فسفر) وجود دارد.
از این تركیبات می توان به صورت مؤثر در ساخت داروها از جمله داروهای ضد سرطان استفاده كرد.
همچنین در صنعت از این تركیبات به عنوان نرم كننده، ضد اكسیداسیون و پایدار كننده و افزودنی های مواد نفتی هم استفاده می شود.

تركیبات جدیدی از خانواده ارگانوفسفر كه دارای Co- Nh- Po هستند می توانند به عنوان لیگاند مناسبی برای فلزات سنگین (به خصوص گروه لانتانیدها) باشند كه علاوه بر خصوصیات جالب ساختاری كه مورد توجه شیمیدان هاست، می توانند به صورت سوپر مولكول هایی باشند كه همانند زئولیتها عمل كنند.
علاوه بر این، این تركیبات می توانند به عنوان جاذب مؤثری برای فلزات سنگین خاص از پساب كارخانه ها عمل كنند. ارگانوفسفر طبقه بندی شده می توان به عنوان باز دارنده های مؤثر آنزیم استیل كولین استراز عمل كنند. بنابراین می توانند به عنوان سموم و آفت كش هایی، مورد استفاده قرار گیرند كه در محیط زیست به دلیل تخریب، تركیبات بی خطری تولید می كند. بنابراین انجام این تحقیق و سنتز این تركیبات می تواند گام مؤثری در پیشبرد اهداف علمی و كاربردهای صنعتی، كشاورزی و داروسازی در كشورباشد.

متداولترین موارد استفاده از تركیبات فسفر عبارتند از:
۱) مورد استفاده در ساخت كودهای شیمیایی،
۲) مورد استفاده در ساخت مواد شوینده، انجام عملیات سطحی روی سطح فلز،
۳) مورد استفاده در ساخت عینك ها،
۴) مورد استفاده در ساخت سیمان،
۵) مواد نسوز و ساختمانی،
۶) مورد استفاده در ساخت مواد دندان سازی و دارویی،
۷) مورد استفاده در تكنولوژی غذایی،
۸) مورد استفاده در ساخت غذاهای حیوانی و ساخت استرهای فسفات صنعتی و آفت كش ها،
۹) مورد استفاده در ساخت استرهای سمی و تركیبات دارویی،
۱۰) مورد استفاده در ساخت بسپارهای سنتزی و كند كننده آتش و محصولات طبیعی.

استرهای فسفات كه از جمله تركیب های آلی فسفر هستند، از اجزای مهم موجودات زنده بدست می آیند كه در بسیاری از فرآیندهای حیاتی مانند سنتز پروتئین ها، كد گذاری ژنتیكی، فتوسنتز، تثبیت نیتروژن و دیگر اعمال متابولیكی نقش اساسی ایفا می كنند.