پلیمر چیست و چه کاربردی دارد؟

پلیمر یا بسپار را می‌توان مولکول‌های بزرگی معرفی کرد که از ترکیب تعداد زیادی واحدهای کوچک به نام مونومر تولید می‌شوند. در واقع پلیمرها زنجیره‌های بلند و تکرار شونده‌ای از مونومرها هستند. انواع مختلف پلیمرها با توجه به منابعی که دارند به دو صورت طبیعی یا مصنوعی وجود دارند. پلیمرهای مصنوعی از روشی به نام پلیمریزاسیون تولید می‌شوند، به این صورت که بر اثر ترکیب واحدهای سازنده مونومرها، پلیمر شکل می‌گیرد. پلیمرها با توجه به نوع و کاربردی که دارند نقش مهمی را ایفا می‌کنند. جهت آشنایی بیشتر با پلیمرها و کاربرد پلیمر در این مطلب همراه ما باشید.

انواع پلیمر

به طور کلی پلیمرها را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی کرد. به این صورت که بر اساس منبع تولید کننده، نوع مونومر به کار رفته، اثر پذیری در برابر حرارت و فاکتورهای دیگر به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

انواع پلیمر بر اساس منابع

در این دسته‌بندی پلیمرها را می‌توان در سه دسته‌ی طبیعی، سنتزی و نیمه سنتزی دسته‌بندی کرد.

پلیمر طبیعی

این نوع پلیمرها همچون پروتئین‌ها، نشاسته، سلولز و کائوچو از جمله پلیمرهایی هستند که به طور طبیعی در بین گیاهان و طبیعت یافت می‌شوند. بنابراین انسان‌ها در ساخت آن‌ها و ترکیب مونومرها هیچ گونه نقشی نداشته‌اند.

پلیمر نیمه سنتزی

پلیمرهای نیمه سنتزی نمونه دیگری از پلیمرها هستند که از پلیمرهای طبیعی به دست می‌آیند اما تحت فراوری‌های شیمیایی قرار می‌گیرند. از نمونه پلیمرهای نیمه سنتزی می‌توان به سلولز نیترات و سلولز استات اشاره کرد.

انواع پلیمر بر اساس مونومر

پلیمرها را همچنین می‌توان بر اساس نوع مونومر دسته‌بندی کرد که به دو گروه هموپلیمر و کوپلیمر تقسیم‌بندی می‌شوند.

هموپلیمر

پلیمرهایی که تنها برای تشکیل آن‌ها یک نوع مونومر با هم پلیمریزاسیون می‌شوند، هموپلیمر نام دارند. به عبارت دیگر یک هموپلیمر از واحدهای تکرار شونده که تنها از یک نوع مونومر هستند تشکیل می‌شود. برای مثال پلی استایرن را می‌توان یک هموپلیمر معرفی کرد که از پلیمریزاسیون مونومرهای استایرن به دست می‌آید.

کوپلیمر

پلیمرهایی که از ترکیب دو یا چند مونومر به دست می‌آیند، کوپلیمر نام دارند. هدف از کوپلیمر کردن، بهبود خواص و کیفیت محصولات تولید شده نهایی خواهد بود. کوپلیمر‌ها خود به دو دسته‌ی رندوم کوپلیمر و بلاک کوپلیمر دسته‌بندی می‌شوند.

• رندوم کوپلیمر: در این نوع کوپلیمرها، اجزای مونومری به صورت بی‌نظم در طول زنجیره تکرار خواهند شد. به عنوان مثال پلی پروپیلن رندوم کوپلیمر نمونه‌ای از این دسته است که در تولید لوله های پلاستیکی و ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• بلاک کوپلیمر: در این دسته هم مونومرهای هم شکل به صورت منظم در کنار هم قرار گرفته‌اند. این دسته کوپلیمرها هم می‌توان پلی پروپیلن بلاک کوپلیمر را معرفی کرد که در صنعت خودرو سازی جهت تولید سپر، داشبورد و بخش های دیگر خودرو کاربرد دارد.

انواع پلیمر بر اساس اثر پذیری در برابر حرارت

پلیمرها همچنین از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته‌ی گرمانرم‌ها و گرماسخت‌ها تقسیم می‌شوند.

• پلیمرهای گرمانرم: گرمانرم‌ها یا ترموپلاستیک‌ها، به پلیمرهایی گفته می‌شود که بر اثر حرارت دیدن ذوب می‌شوند و در صورت سرد شدن نیز مجدد به جامد تبدیل خواهند شد. این پلیمرها که در حالت ساده‌تر به آن‌ها پلاستیک یا مواد پلاستیکی هم گفته می‌شود، دسته‌ی بزرگی از پلیمرها را تشکیل می‌دهند. دارا بودن همین ویژگی سبب ایجاد ویژگی قابل بازیافت شدن مواد پلاستیکی می‌شود. از این رو در صورت بازیافت نیز در مقایسه با پلیمرهای دیگر کمتر وارد محیط زیست می‌شوند.
• پلیمرهای گرماسخت‌: دسته‌ی دیگری از پلیمرها، پلیمرهای گرماسخت هستند که بر اثر حرارت دیدن و گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای خیلی بالا، به صورت برگشت ناپذیر تجزیه خواهند شد.

انواع پلیمرها بر اساس ساختار زنجیره مونومر

پلیمرها همچنین از نظر ساختار زنجیره‌ای که دارند دسته بندی می‌شوند.

• پلیمرهای خطی: این نوع پلیمرها متشکل از زنجیره‌های بلند و مستقیمی هستند. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به پلیمر PVC که عمدتاً در ساخت لوله و کابل‌های برق کاربرد دارند، اشاره کرد.
• پلیمرهای شاخه دار: در این نوع پلیمرها، زنجیره‌ها منشعب هستند که در اصطلاح شاخه‌دار نامیده می‌شوند. از نمونه‌های این نوع پلیمر، پلی اتن‌ها هستند.
• پلیمرهای کراس لینک: این دسته پلیمرها دارای مونومرهای دو و سه عاملی خواهند بود. همچنین نسبت به پلیمرهای خطی از پیوند کووالانسی قوی‌تری برخوردار هستند. باکلیت و ملامین نمونه‌هایی از این پلیمرها هستند.

پلیمرهای زیست تخریب پذیر

پلیمرها را همچنین می‌توان از منظر تجزیه پذیر بودن نامگذاری کرد. به این صورت که پلیمرهای تجزیه پذیر توسط میکروارگانیسم‌ها مانند باکتری‌ها را پلیمرهای زیست تخریب پذیر می‌نامند. این پلیمرها در پانسمان جراحی و پوشش کپسول‌ها کاربرد دارند.

پلیمرهای مقاوم حرارتی

پلیمرهایی هم که در دماهای بالا مقاومت زیادی از خود نشان می‌دهند و به دلیل برخورداری از وزن مولکولی بالا حتی در دماهای خیلی بالا هم تخریب نمی‌شوند، به پلیمرهای مقاوم حرارتی مشهور هستند. این پلیمرها در صنایع پزشکی، تجهیزات استریلیزاسیون و همچنین در تولید لوازم مقاوم در برابر حرارت و شوک به کار برده می‌شوند.

کاربرد انواع پلیمر

به طور کلی پلیمرها نقش عمده‌ای در زندگی ما ایفا می‌کنند و اگر به محیط اطراف خود نگاهی بیندازیم متوجه خواهیم شد که بسیاری از لوازم اطراف همچون وسایل پلاستیکی خانه، بدنه‌های پلاستیکی تجهیزات الکترونیکی، بسته‌بندی محصولات مختلف و خیلی از موارد دیگر انواع خاصی از پلیمرها هستند. از دیگر کاربرد پلیمرهای مختلف به تفکیک نوع آن‌ها از نظر ترموپلاستیک و ترموست‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

کاربرد انواع پلیمر ترموپلاست

انواع پلیمرهای ترموپلاست در صنایع مختلفی کاربرد دارند که در ادامه به معرفی این کاربردها می‌پردازیم.

• پلی اتیلن: از این نوع پلیمر در ساخت لوازم آشپزخانه، اسباب‌ بازی و وسایل ورزشی استقاده می‌شود.
• پلی پروپیلن: یکی از پرکاربردترین پلیمرهاست که در ساخت بدنه پمپ‌ها، الیاف فرش، مخازن و چمدان به کار برده می‌شود.
• پلی تترافلرواتیلن: این پلیمر که به‌ تفلون مشهور است جهت ساخت واشر و پوشش‌های نچسب به کار برده می‌شود.
• پلی اتریمیدها: از این پلیمر در صنایع هواپیمایی، جعبه فیوز و وسایل الکترونیکی استفاده می‌شود.
• پلی آمیدها: این نوع پلیمر که به‌ نایلون مشهور است در ساخت برف پاک کن، یاتاقان‌های بدون نیاز به روانکاری و چرخ دنده دستگاه سرعت سنج کاربرد دارد.
• پلی اکسی متیل: در تولید جعبه دنده، چرخ دنده و قطعات پمپ به کار برده می‌شود.
• پلی متیل اکریلات: جهت ساخت ذره بین، عدسی، شیشه ساعت و شیشه عینک از این پلیمر استفاده می‌شود.
• استال: جهت ساخت قطعات خودرو همچون کمربند صندلی، دسته‌ی بالابر خودرو و بسیاری از موارد دیگر کاربرد دارد.

کاربرد انواع پلیمر ترموست

تولید انواع مختلف ترموست به دلیل مسائل زیست محیطی نسبت به ترموپلاستیک‌ها در حال کاهش است. ملامین‌ها نمونه‌ای از گروه ترموست‌ها هستند که در ساخت ظروف ملامین کاربرد دارند. موارد دیگری همچون لاستیک‌ها، رزین‌ها، رنگ و چسب هم نمونه‌ای از ترموست‌ها هستند.

فنولیک‌ها: سوئیچ‌های الکتریکی، گیره، دستگیره‌های کوچک و چسب نمونه‌هایی از محصول‌های ساخته شده با این پلیمر هستند.

آمینو رزین‌ها: در تولید دستگیره‌های کوچک، چسب‌های مقاوم و قطعات ملامین پر شده با سلولز این نوع پلیمر استفاده می‌شود.

پلی استرهای اشباع نشده: در ساخت داشبورد اتومبیل و هواپیما، تنه قایق‌های کوچک و صندلی از این نوع پلیمر استفاده می‌شود.

اپوکسی رزین‌ها: جهت ساخت پوشش‌های حفاظتی، عایق برای ولتاژهای بالا و سوئیچ و ترانزیستورها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سیلیکون‌ها: در ساخت انواع چسب، درزگیر، مواد بتونه کاری و مهر و موم به کار برده می‌شوند‌.

جمع‌بندی

پلیمرها به عنوان یکی از مهم‌ترین مواد کاربردی در زندگی ما معرفی می‌شوند. با توجه به گسترده بودن کاربرد پلیمر، نبود آن تا حدودی باعث اختلال در زندگی انسان‌ها می‌شود. به این ترتیب با توجه به حساسیت این مواد بهتر است در حفظ و نگهداری آن‌ها تلاش کنیم. برای این منظور با توجه به اینکه پلیمرها نسبت به نور خورشید، گرما، اسید و قلیاها حساس هستند، از تماس این مواد با آن‌ها جلوگیری کنیم.