ساختار پلیمرها
بسیاری از پلیمرها متشکل از هیدروکربنها (مرکب از کربن و هیدروژن) میباشند. این نوع از پلیمرها به طور خاص از اتمهای کربن پیوسته به صورت یک زنجیرهی بلند که ستون محوری پلیمر نامیده میشود، تشکیل میگردند. با توجه به طبیعت کربن، یک یا تعداد بیشتری اتم میتوانند به هر اتم کربن در ستون محوری متصل شوند. در برخی پلیمرها تنها اتمهای کربن و هیدروژن وجود دارند. پلیاتیلن، پلیپروپیلن، پلیبوتیلن، پلیاستر و پلیمتلپنتن در این زمره محسوب میشوند. پلیوینیلکلراید (PVC) پلیمری است که در آن اتمهای کلر (به جای هیدروژن) به هر اتم کربن در ستون محوری متصل میشوند. این وضعیت در تفلون با اتمهای فلور تشکیل میگردد.
انواع دیگر از پلیمرهای تولیدی از ستونهای محوری غیرکربنی پدید میآیند. به طور مثال، نایلون از ستون محوری نیتروژنی (اتمهای نیتروژن به جای اتمهای کربن) و نیز ستونهای محوری پلیاسترها و پلیکربناتها از اتمهای اکسیژن تشکیل میگردد. همچنین، برخی دیگر از پلیمرها دارای ستونهای محوری سیلیکون و یا فسفری میباشند. بر این گروه، پلیمرهای غیرطبیعی اطلاق میگردد. سیلی پوتی یکی از شناختهشده ترین پلیمرهای بر مبنای سیلیکون است.
چیدمان مولوکولی پلیمرها
تصور کنید که نودلهای اسپاگتی چگونه در بشقاب به نظر میرسند. این دقیقاً بیانگر و مشابه چیدمان پلیمرهای خطی فاقد ترتیب میباشد. کنترل کردن فرآیند پلیمریزه کردن و سرد کردن پلیمرهای مذاب ممکن است به یک سازمان نامرتب منجر شود. چیدمان نامرتبی از مولوکولها فاقد ترتیب یا شکلی پردامنه که لازمهی تشکیل زنجیرهای پلیمری است، میباشد. این نوع از پلیمرها معمولاً شفاف هستند و این مشخصهی بارز طیف وسیعی از محصولات مانند ظروف غذا، پنجرههای پلاستیکی، چراغهای اتوموبیل و نیز لنزهای طبی میباشد.
واضح است که تمامی پلیمرها شفاف نمیباشند. زنجیرههای پلیمری در محصولات کدر و غیرشفاف میتوانند از ساختاری کریستالی برخوردار باشند. در تعریف، چیدمان کریستالی بر چیدمانی اطلاق میگردد که اتمها، یونها و یا در بحث پلیمرها، مولکولها، الگویی مشخص تشکیل میدهند. با ذکر ساختمان کریستالی ممکن است در ذهن شما نمک و یا سنگهای قیمتی تداعی گردد، اما این ساختار در پلیمرها نیز پدید میآید. همانگونه که سرد کردن پلیمر مذاب میتواند چیدمان نامرتب پدید آورد، فرآیندی خاص نیز میتواند درجه کریستالی بودن پلیمرهایی که از قابلیت آن برخوردارند را تعیین نماید. برخی پلیمرها به گونهای طراحی میگردند که هرگز قادر به کریستالیزه شدن نمیباشند و البته برخی دیگر از این قابلیت برخوردار میگردند. هرچه درجه کریستالی بودن بیشتر باشد بدان معناست که نور کمتری میتواند از پلیمر عبور کند. در نتیجه، میزان غیرشفاف و کدر بودن پلیمر مستقیماً در ارتباط با چگونگی چیدمان کریستالی آن میباشد. چیدمان کریستالی مزایایی از جمله استحکام، خشکی، مقاومت شیمیایی و پایداری را به همراه خواهد داشت. دانشمندان و مهندسین همواره درصدد هستند تا با اصلاح ساختار مولوکولی پلیمرها محصولات کارآمد جدیدی تولید نمایند. تولیدکنندگان و پردازندگان با اضافه نمودن انواع پرکننده، تقویتکننده و افزودنیهای جدید به پلیمرهای پایه، قابلیتهای آنها را دوچندان کردهاند.
منبع: آرتاک ماشین