پلمیر چیست؟ کاربرد و انواع پلیمر

در ابتدای امر باید به معنی کلمه “پلیمر” یا معنای فارسی آن “بَسپار” توجه کنیم. این کلمه که از دو بخش یونانی تشکیل شده.قسمت اولیه ان POLYS به معنی بسپار و Meros به معنی ” تکه ” یا “قطعه” است. اتصال این تکه و قطعه های بسیار به یکدیگر، تشکیل درشت مولکولی به اسم پلیمر را می دهند.

بر اساس همین تعریف، پلیمرها شامل مواد مختلفی مانند پروتئین ها (پشم ، ابریشم و چرم…)، سلولزی (پنبه، کتان ، کاغذ و چوب…) میشوند که پلیمرهای طبیعی نامیده میشوند.
اما پلمیرهای مورد نظر ما در این مقاله، پلمیرهای دست ساز هستند که آنها را به اسم پلمیر مصنوعی میشناسیم.

این نوع از دست بندی که شامل : پلاستیک، لاستیک، چسب، رنگ ها،فوم ها،کامپوزیت… میشنود، منشاً کاملا طبیعی دارند و فقط با جایگزین کردن برخی عوامل آن توسط انسان، به پلیمرهای مصنوعی شناخته شده اند.

نگاهی کلی به کاربرد های پلیمر:

• پلاستیک ها به دلیل وزن سبک تری که نسبت به فلزات دارند در فعالیت های نظامی، ورزشی و حمل نقل دارای کاربردهای مهمی هستند.
• به دلیل ذوب شدن و انعطاف، عایق های خوبی برای درز و جلوگیری از مکش هوا و همینطور کاربردهای فراوانی در صنایع نساجی دارند.
• کم هزینه بودن پلیمرها و همینطور بازیافت چندباره آنها توجیه اقتصادی به صرفه ای را برای تولید کنندها و مصرف کنندها فراهم میکند.
• به دلیل شکل پذیری و بهداشتی بودن، در صنایع پزشکی و دارویی و همینطور بسته بندی کاربردهای فراوانی دارند.
• به دلیل عایق الکتریسیته بودن، استفاده فراوانی در صنایع الکتریکی دارد.
• استفاده متعددی در مصالح ساختمانی
• و …

دسته بندی پلیمر ها بر اساس ساختار:

یک پلیمر میتواند از یک نوع تا چند نوع واحد بهم چسبیده تشکیل شود که هر یک از این واحدها مونومر گویند. اکثر پلیمرهای تولیدی در دنیا تک جزء(واحد) بوده که به آنها هموپلیمر(HomoPolymer) گویند.
به عنوان مثال، پلیمر پلی اتیلن (PE) از تکه های بهم چسبیده واحدهای اتیلن ساخته شده و جزء پلیمرهای هموپلیمری یا تک واحدی میباشد.
اما پلیمرهایی نیز هستند که از ترکیب چند نوع مونومر حاصل میشوند که عموماً برای تغییر خواص و کاربری بهتر پلیمرها این کار انجام میشود. به این نوع از پلیمرها کوپلیمر (CoPolymer) گفته میشود.
کوپلیمرها خود در یک نوع دسته‌بندی به دو دسته رندوم کوپلیمر و بلاک کوپلیمر طبقه‌بندی می‌شوند.

رندوم کوپلیمرها، کوپلیمرهایی هستند که در آن‌ها اجزا مونومری به صورت بی‌نظم در طول زنجیره پلیمر تکرار می‌شوند ولی بلاک کوپلیمرها، کوپلیمرهایی هستند که مونومرهای هم شکل در آن‌ها در کنار هم قرار گرفته‌اند.

نمونه‌ای از بلاک کوپلیمرها، پلی‌پروپیلن است که در صنعت خودرو برای تولید سپر، داشبورد و دیگر تریم‌های داخل خودرو به شکل گسترده‌ای کاربرد دارد و نمونه‌ای از رندوم کوپلیمرها، پلی‌پروپیلن رندوم کوپلیمر است که به شکل گسترده‌ای در تولید لوله‌های پلاستیکی ساختمانی به کار می‌رود.

همچنین پلیمرهایی که از سه یا چهار نوع مونومر تشکیل میشوند به ترتیب ترپلیمر و کواترپلیمر نامیده میشوند.
لازم به ذکر است به عمل چسابندن و الحاق این تکه ها در تولیدات پتروشیمی به یکدیگر پلیمریزاسیون گویند.

دسته بندی پلیمرها بر اساس کاربرد و حرارت:

نوع دیگر دسته بندی پلیمر ها وجود دارد که بر اساس مصرف و کاربرد نهایی آن انجام میشود که عمدتاً به سه شکل ترموپلاستیک،ترموست و الاستومر هستند که در ادامه به هر کدام میپردازیم.

ترموپلاستیک یا گرما نرم:

این نوع از پلیمرها که با حرارات درجه بالا، ذوب و قابل شکل دهی هستند و در صورت سرد شدن به حالت سختی خود بازمیگردند. این نوع از پلیمرها مناسب برای عمل بازیافت و استفاده چند باره از پلاستیک ها هستند.
مزایا:
انعطاف پذیری متوسط
عایق الکتریکی
به دلیل سختی، مناسب جایگزینی فلزات
قابل بازیافت
معایب:
ذوب و تحلیل رفتن در برابر حرارت
استحاله(تغییر) در برابر نور خورشید

کاربرد ترموپلاستیک ها:
تولید انواع فیلم های نازک
صنایع خودرو سازی
بسته بندی وکیوم فرمینگ
کابل های برق فشارقوی
لوله های منعطف
تانکرهای حمل و نگهداری مایعات
ظروف میان تهی بزرگ
انواع پلیمرهای گرمانرم:
اکریلونیتریل – بوتادین – استایرن (ABS)
پلی آمیده
پلی(اتر اتر کتون) (PEEK)
پلی اتیلن (PE)
پلی استال (POM)
پلی استایرن (PS)
پلی بوتیلن (PB)
پلی پروپیلن (PP)
پلی(متیل متاکریلات) (PMMA)
پلی(وینیل استات) (PVA
پلی(وینیل الکل) (PVAl)
پلی(وینیل کلرید) (PVC)
پلی(وینیلیدن کلرید) (PVDC)
سلولز استات

ترموست یا گرما سخت:

این نوع از پلیمرها بر اثر حرارت سخت تر شده و یا میسوزند و برخلاف ترموپلاستیک ها قابل بازیافت نیستند. از همین رو مصرف این نوع از پلاستیک به نسبت گرما نرم ها کمتر است. ترموست ها در تولید ظروف ملامین و همینطور در اغلب لاستیک ها، رنگ، رزین و چسب ها کاربرد دارند.
از مزیت های مهم این پلیمرها به تحمل درجه حرارت بالا و معایب برجسته آن، علاوه بر استحکام مناسب در اثر ضربه شدید دچار شکستگی میشوند.
از پلیمرهای ترموست میتوان به رزین های اپوکسی، پلی دی سیکلو پنتادین،پلی کربنات و… اشاره کرد.

الاستومر:

یکی دیگر از کاربرد های مهم پلاستیک ها، حالت کشسانی آنان است. در ترموست ها به دلیل پیوند عرضیشان اگر در شرایط کشسانی قرار بگیرند میشکنند و همچنین در گرما نرم ها بعد از کش آمدن، به حالت اولیه برنمیگردند. اما الاستومرها که در کلمه معنای ارتجاعی را می دهد، در برابر فشار انعطاف پذیرند و همچنین بعد از برداشتن فشار به حالت و شکل اولیه خود برمیگردند.
این نوع از پلیمرها به دلیل داشتن انعطاف در دمای پایین، مقاومت در برابر فشار و ضربه، استحکام کششی بالا و… در صنایع و محصولات گوناگونی مورد استفاده قرار میگیرند که در پایین به تعدادی از آنان اشاره میکنیم.
صنعت زیره کفش و چرم مصنوعی، درزبندی و درپوش ها، دستکش،سپر خودرو، فیلم و کابل،لاستیک اتومبیل، سیل‌های برف پاک‌کن، واشر و شلنگ ‌ها
مزایا:
• قیمت پایین
• انعطاف پذیر بودن در دماهای پایین
• مقاوم در برابر آب
• مقاوم در برابر ضربه و فشار

معایب:
• مقاومت کم در برابر اوزون
• مقاومت کم در برابر نور خورشید
• مقاومت کم در برابر روغن
• مقاومت پایین در برابر بنزین
• آسیب پذیر در برابر اشتغال