: فرایند پلیمریزاسیون

صفحه های تصادفی

کاربر Online

1730 کاربر online

تفاوت با نگارش: 1

Lines: 1-45

Lines: 1-53

!دید کلی

اصولا هر کسی که سر رشته‌ای از شیمی دارد، فرق بین یک جسم ساده اورگانیک مانند ((بنزن)) و ... و یک ((دنیای پلیمر|جسم پلیمری)) را می‌داند. اولین و عمده‌ترین فرقی که بین این دو نوع ماده وجود دارد، ((جرم مولکولی)) آنهاست. پلیمرها جرم مولکولی بسیار بالا از 10000 تا چندین میلیون دارند. پس جرم مولکولی ، شاخص تمایز بین جسم ساده اورگانیک و اجسام پلیمری است.

اصولا هر کسی که سر رشته‌ای از ((شیمی)) دارد، فرق بین یک جسم ساده اورگانیک مانند ((بنزن)) و ... و یک ((دنیای پلیمر|جسم پلیمری)) را می‌داند. اولین و عمده‌ترین فرقی که بین این دو نوع ((ماده)) وجود دارد، ((جرم مولکولی)) آنهاست. پلیمرها جرم مولکولی بسیار بالا از 10000 تا چندین میلیون دارند. پس جرم مولکولی ، شاخص تمایز بین جسم ساده اورگانیک و اجسام پلیمری است.

{img src=img/daneshnameh_up/2/2a/polymer.gif}

!انواع پلیمرها

پلیمرها را به سه گروه عمده تقسیم می‌کنند:

*__بیوپلیمرها یا پلیمرهای طبیعی__ مانند ((سلولز)) ، ((نشاسته)) ، ((پروتئین|پروتئینها)) و ...

*__پلیمرهای معدنی__ مانند ((الماس)) ، ((گرافیت)) ، اکثر اکسیدهای فلزی و ...

*__پلیمرهای سنتزی__ پلیمرهایی هستند که منشا آنها عموما مونومرهایی از ((نفت خام)) و قطران زغال سنگ است و ما با انجام فرآیندهایی پلیمرهای بسیار مفید می‌سازیم که امروزه زندگی بدون آنها ممکن نیست. با این فرایندها بطور کلی آشنا می‌شویم.

*__پلیمرهای سنتزی__ پلیمرهایی هستند که منشا آنها عموما مونومرهایی از ((نفت خام)) و قطران ((زغال سنگ)) است و ما با انجام فرآیندهای�� پلیمرهای بسیار مفید می‌سازیم که امروزه زندگی بدون آنها ممکن نیست. با این فرایندها بطور کلی آشنا می‌شویم.

!پلیمریزاسیون افزایشی

در این نوع پلیمریزاسیون ، از ترکیباتی که بند دوگانه (~~brown:__C ═ C__~~) دارند، پلیمر می‌سازند. مثل تولید پلی اتیلن از ((اتیلن)).
!!((پلی اتیلن))

در این نوع پلیمریزاسیون ، از ترکیباتی که بند دوگانه (~~brown:__C ═ C__~~) دارند، پلیمر می‌سازند. مثل تولید ((پلی اتیلن)) از ((آلکن|اتیلن)).
!!پلی اتیلن

::~~brown:__C₂H₄ → (─ C₂H₄ ─)_n__~~::

این واکنش در اثر حرارت به پلی اتیلن تبدیل می‌شود. جرم مولکولی پلی اتیلن بین 1000 تا 20000 می‌تواند متفاوت باشد. یعنی بر حسب شرایط ، درجه پلیمریزاسیون یعنی همان n مولکول پلیمر را می‌توان کم یا زیاد کرد.
!!((آکریلان))

در این واکنش ، اتیلن در اثر حرارت به پلی اتیلن تبدیل می‌شود. جرم مولکولی پلی اتیلن بین 1000 تا 20000 می‌تواند متفاوت باشد. یعنی بر حسب شرایط ، درجه پلیمریزاسیون یعنی همان n مولکول پلیمر را می‌توان کم یا زیاد کرد.
!!آکریلان

::~~brown:__n(CH₂ ─ CHCN) → (─ CH₂ ─ CHCN─)_n__~~::

این پلیمر نیز از مشتقات اتیلن است. مونومر این پلیمر ، سیانید ونیل (آکریکونیتریل) است.

این پلیمر نیز از مشتقات اتیلن است. مونومر این پلیمر ، __سیانید ونیل__ (__آکریکونیتریل__) است.

!!PVC

::~~brown:__CH₂ ═ CHCl → (─ CH₂ ─ CHCl)_n__~~::

((پلی وینیل کلراید)) یا PVC نیز از پلیمریزاسیون کلرید وینیل ~~brown:__CH₂ ═ CHCl__~~ بوجود می‌آید.

__پلی وینیل کلراید__ یا __PVC__ نیز از پلیمریزاسیون __کلرید وینیل__ ~~brown:__CH₂ ═ CHCl__~~ بوجود می‌آید.

!!کائوچو

((کائوچو)) بر دو نوع است:

*__کائوچوی طبیعی :__

کائوچوی طبیعی از شیره درختی به نام Hevea بدست می‌آید، از پلیمریزاسیون هیدروکربنی به نام __2- متیل -3 , 1- بوتادین__ معروف به ((ایزوپرن)) به فرمول ~~brown:__CH₂ ═ C (CH₃) ─ CH ─ CH₂__~~ بوجود می‌آید:

*__کائوچوی طبیعی:__

کائوچوی طبیعی که از شیره درختی به نام __Hevea__ بدست می‌آید، از پلیمریزاسیون هیدروکربنی به نام __2- متیل -3 , 1- بوتادین__ معروف به __ایزوپرن__ به فرمول ~~brown:__CH₂ ═ C (CH₃) ─ CH ─ CH₂__~~ بوجود می‌آید:

::~~brown:__CH₂ ═ C (CH₃) ─ CH ─ CH₂ → (─ CH₂ ─ C CH₃ ═ CH ─ CH₃)_n__~~::

با توجه به فرمول ساختمانی کائوچوی طبیعی می‌بینیم که در مونومر آن هنوز یک بند دوگانه وجود دارد.

*__کائوچوی مصنوعی :__

چون در فرمول ساختمانی کائوچوی طبیعی پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با گوگرد حرارت دهیم، این مونومرها ((پیوند π)) خود را باز می‌کنند و ظرفیتهای آزاد شده ، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد. حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ((ولکانیزاسیون)) (Vulcanization) می‌نامند و به همین دلیل لاستیک حاصل را نیز __کائوچوی ولکانیزه__ گویند.

چند نوع کائوچوی مصنوعی نیز ساخته‌اند که از موادی مانند __3 , 1- بوتا دی‌ان__ ~~brown:__22__~~ و جسمی به نام __2- کلرو 3 , 1- بوتادین__ معروف به ((کلروپرن)) به فرمول ~~brown:__CH₂ ═ CHCl ─ CH ═ CH₂__~~ و جسم دیگری به فرمول ~~brown:__CH₂ ─ C(CH₃) ─ C(CH₃) ═ CH₂__~~ به نام __3 , 2- دی متیل – 3 , 1- بوتادین__ به تنهایی یا مخلوط درست شده‌اند.

کلروپرن به سهولت پلیمریزه شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام ((نئوپرن)) تبدیل می‌شود.

*__کائوچوی مصنوعی:__

چون در فرمول ساختمانی کائوچوی طبیعی پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با ((گوگرد)) حرارت دهیم، این مونومرها ((پیوند پی)) خود را باز می‌کنند و با ظرفیتهای آزاد شده ، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به ((لاستیک)) تبدیل می‌گردد. حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا __ولکانیزاسیون__ (__Vulcanization__) می‌نامند و بهمین دلیل لاستیک حاصل را نیز __کائوچوی ولکانیزه__ گویند.

چند نوع کائوچوی مصنوعی نیز ساخته‌اند که از موادی مانند __1,3- بوتادین__ و جسمی به نام __2- کلرو 3 , 1- بوتادین__ معروف به ((کلروپرن)) به فرمول ~~brown:__CH₂ ═ CHCl ─ CH ═ CH₂__~~ و جسم دیگری به فرمول ~~brown:__CH₂ ─ C(CH₃) ─ C(CH₃) ═ CH₂__~~ به نام __3 , 2- دی متیل – 3 , 1- بوتادین__ به تنهایی یا مخلوط درست شده‌اند.

کلروپرن بسهولت پلیمریزه شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام __نئوپرن__ تبدیل می‌شود.

{img src=img/daneshnameh_up/a/a5/polymer.jpg}

!پلیمریزاسیون تراکمی

اگر در یک پلیمریزاسیون ، بر اثر واکنش مونومرها با هم ، مولکولهای کوچکی مثل __H₂O__ و __NH₃__ و ... خارج شوند، این نوع پلیمریزاسیون را __تراکمی__ می‌نامند. مثل پلمیریزاسیون گلوکز در تولید نشاسته و سلولز که منجر به خارج شدن آب می‌گردد و یا مثل بوجود آمدن ((نایلون)) که مانند مواد پروتئینی یک __پلی آمید__ است و پلیمر شدن یک آمین دو ظرفیتی به نام ((هگزا متیلن دی آمین)) به فرمول ~~brown:__NH₂ ─ (CH₂)₆ ─ NH₂__~~ با یک اسید دو ظرفیتی به نام ((اسید آدیپیک)) __~~brown:HOOC ─ (CH₂)₄ ─ COOH__~~ بوجود می‌آید. در این عمل ، عامل __OH___ اسید از دو طرف با هیدروژن گروه آمین __NH₂___ تشکیل آب داده و خارج می‌شوند و باقیمانده‌های مولکولهای آنها با هم زنجیر پلیمر را بوجود می‌آورند. به شکل زیر:

اگر در یک پلیمریزاسیون ، بر اثر واکنش مونومرها با هم ، مولکولهای کوچکی مثل __H₂O__ و __NH₃__ و ... خارج شوند، این نوع پلیمریزاسیون را __تراکمی__ می‌نامند. مثل پلمیریزاسیون ((گلوکز)) در تولید ((نشاسته)) و ((سلولز)) که منجر به خارج شدن آب می‌گردد و یا مثل بوجود آمدن ((نایلون)) که مانند مواد پروتئینی یک __پلی آمید__ است و پلیمر شدن یک آمین دو ظرفیتی به نام __هگزا متیلن دی آمین__ به فرمول ~~brown:__NH₂ ─ (CH₂)₆ ─ NH₂__~~ با یک اسید دو ظرفیتی به نام ((اسید آدیپیک)) __~~brown:HOOC ─ (CH₂)₄ ─ COOH__~~ بوجود می‌آید. در این عمل ، عامل __OH___ اسید از دو طرف با هیدروژن گروه آمین __NH₂___ تشکیل آب داده و خارج می‌شوند و باقیمانده‌های مولکولهای آنها با هم ، زنجیر پلیمر را بوجود می‌آورند. به شکل زیر:

::~~brown:__... + NH₂ ─ (CH₂)₄ ─ NH₂ ─ HOOC ─ (CH₂ ─ COOH + ...__~~::

نایلون:~~brown:__nH₂O + (─ NH ─ (CH₂)₆ ─ N(H) ─ CO ─ (CH₂)₄ ─ CO ─)_n__~~
!پلیمریزاسیون اشتراکی (((کوپلیمریزاسیون)))
اگر در عمل پلیمریزاسیون ، 2 مونومر مختلف با هم مشترکا پلیمر شوند و یک پلیمر را بوجود آورند، آن را __کوپلیمر__ می‌نامند. مثلا یک نوع لاستیک وجود دارد، به نام __بونا _ S__ که از پلیمریزاسیون دو جسم مختلف یکی به نام __3 , 1- بوتا دی‌ان__ ~~brown:__CH₂ ═ CH ─ CH ═ CH₂__~~ و دیگری به نام وینیل بنزن (((استیرن))) ~~brown:__C₆H₅ CH ═ CH₂__~~ بوجود می‌آید که قسمتی از فرمول ساختمانی آن به شکل زیر است:

نایلون:

::~~brown:__nH₂O + (─ NH ─ (CH₂)₆ ─ N(H) ─ CO ─ (CH₂)₄ ─ CO ─)_n__~~::
!پلیمریزاسیون اشتراکی (کوپلیمریزاسیون)
اگر در عمل پلیمریزاسیون ، 2 مونومر مختلف با هم بطور مشترک پلیمر شوند و یک پلیمر را بوجود آورند، آن را __کوپلیمر__ می‌نامند. مثلا یک نوع لاستیک وجود دارد، به نام __بونا _ S__ که از پلیمریزاسیون دو جسم مختلف یکی به نام __3 , 1- بوتا دی‌ان__ ~~brown:__CH₂ ═ CH ─ CH ═ CH₂__~~ و دیگری به نام وینیل بنزن (استیرن) ~~brown:__C₆H₅ CH ═ CH₂__~~ بوجود می‌آید که قسمتی از فرمول ساختمانی آن به شکل زیر است:

::~~brown:__ --CH₂ ─ CH ═ CH ─ CH₂ ─ CH(C₆H₅) ─ CH₂-- __~~::

!مباحث مرتبط با عنوان

*((آکریلان))

*((الماس))

*((پروتئین))

*((پلی اتیلن))

*((دنیای پلیمر))

*((شیمی پلیمر))

*((کائوچو))

*((کربوهیدراتها))

*((کوپلیمریزاسیون))

*((گرافیت))

*((گلیکوژن))

*((مواد قندی در طبیعت))

*((لاستیک طبیعی))
*((مواد قندی طبیعی))

*((ولکانیزاسیون))

تاریخچه

توجه:

از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..

تفاوت با نگارش: 1

سرویس‌های رشد:

فهرست: