دانلود مقاله شیمی آشنايي با پليمر ها

اول: بارها را به تقویت کننده منتقل می کنند.
محصولات اولین واکنش تراکمی :
پلیمر:
در این مرحله محصول در یک انتها هنوز دارای گروه اسیدی و در انتهای دیگر دارای گروه الکلی است. قابلیت انجام واکنش تراکمی در این رو انتها هنوز هم وجود دارد و این عمل مرتبا تکرار می شوند. بنابراین، در صورت کافی بودن مقادیر واکنش دهنده ها ، زنجیرهایی ازگروه های اسیدی الکلی پشت سر هم تشکیل خواهد شد و همچنان که در مرحله ی بسپارش در شکل قبل نشان داده شده است، زنجیرها ، واحدهای تکراری منظمی خواهند داشت. این زنجیرها به پلیمر (بسپار) موسوم اند. و n نشان دهنده یتعداد واحدهای تکراری در زنجیر بسپار نوعی است. عدد n در بسیاری از بسپارها به چند صد می رسد ولی در بعضی از آنها این عدد کمتر از ۲۰ است. از آنجایی که گروه اتصالی حاصل از واکنش اسیدها و الکلها استر است ، بسپارهای تشکیل شده پلی استر نامیده می شوند. ( به طور کلی بسپارهای پخته نشده رزین نامیده می شوند.)
شبکه ای شدن پلی استر:
پلیمرهای حاصل از واکنش نشان داده شده در شکل (۱) شبکه ای نیستند چون هیچ پیوند شیمیایی بین زنجیرهای متفاوت تشکیل نشده است (زنجیرها به طور مکانیکی در هم می پیچند که این شبکه ای شدن نیست.) به هر حال ، دی اسید انتخابی در این مورد (مالئیک اسید) دارای پیوند دو گانه کربن _ کربن است که به واکنش پلیمر شدن تداوم می بخشد و در هر واحد تکراری بسپار وجود دارد. (درمورد یک واکنش دهنده یا بسپار حاوی پیوند دوگانه کربن _ کربن غالبا وازه ی سیر نشده به کار میرود. بنابراین، مالئیک اسید یک اسید سیرنشده و بسپار حاصل یک پلی استر سیر نشده است. ) این سیر نشدن مهم است ، چون پیوند دو گانه کربن – کربن موضع شبکه ای سازی است. شبکه ای شدن توسط واکنش بسپارش افزایشی حاصل می شود که در شکل (۲) نشان داده شده است. در این واکنش از یک شبکه ساز (مثل استیرن) استفاده می شود که از واکتش آن با زنجیرهای پلی استر ، اتصال عرضی ایجاد می شود.( علاوه بر این، استیرن باعث کاهش گرانروی اولیه در نتیجه بهبود فراورش می شود.) شروع شبکه ای شدن توسط مولکولی طورت می گیرد که به سهولت رادیکالهای آزاد ( جزء شیمیایی با الکترون جفت نشده) تولید میکند. رایجترین گروه از مولکولهای مولد رادیکال آزاد ، پراکسیدهای آلی هستند . سرعت تولید چنین رادیکالهایی شدیدا به دما بستگی دارد . بنابراین با ازدیاد دما می توان واکنش تولید رادیکا لهای آزاد را، که به نوبه خود باعث شروع واکنش شبکه ای شدن می شود ، سرعت بخشید. گاهی ترکیبات آغازگر واکنش به اشتباه کاتالیزور نامیده می شوند (آنها در واقع کاتالیزگر نیستند و در حین واکنش مصرف می شوند.) در اثر حمله ی رادیکالهای آزاد به پیوندهای ذو گانه ی کربن_کربن و اتصال آنها به یکی از کربنهای این نوع پیوند ، پیوند دو گانه به پیوند ساده تبدیل می شود و یک رادیکال آزاد جدید ر روی کربن دیگر پیوند دو گانه ی پیشین به وجود می ایند. سپس این رادیکال آزاد جدید به هر پیوند دو گانه ی کربن_کربن آزادانه واکنش می دهد. از آنجا که تحرک استیرن از مولکولهای پلی استر خیلی بیشتر است، محتمل ترین پیوند دو گانه ی جدید واکنش پذیر در استیرن وجود دارد.
واکنش دهنده ها:
مرحله آغاز:
مرحله ی پل زدن :
پلیمرهای شبکه ای:
شکل(۲)
این یک مرحله ی پل زدن است که در شکل (۲) نیز نشان داده شده است . نتیجه ی این مرحله ، ایجاد پیوند بین مولکولهای استیرن و پلی استر و نیز تشکیل یک رادیکال آزاد جدید روی استیرن است. برای این رادیکال آزاد هم امکان واکنش با هر پیوند دو گانه ی کربن _ کربن وجود دارد و واکنش با یک مولکول دیگر پلی استر ممکن است به ایجاد اتصال عرضی کامل و یک رادیکال آزاد جدید در مولکول دوم منجر شود که واکنش زنجیری را تداوم می بخشد. نتیجه ی کلی این عمل ، یک شبکه ی بزرگ از بسپارهای متصل به هم است که در آن استیرن به عنوان شبکه ساز یا پل بین زنجیرهای بسپار عمل می کند. چون مقادیر پراکسید عموما کم است (مثلا حدود ۱%) در ساختار نهایی شکل (۲) پراکسید متصل به مولکول پلی استر دیده نمی شود و عموما چنین موردی مشاهده نمی شود مگر در انتهایی ترین اتصال عرضی . این مکانیزم شبکه ای شدن به شبکه ای شدن افزایشی یا رادیکالی موسوم است. واکنش کامل شبکه ای شدن پخت نامیده می شود. استیرن تنها شبکه ساز (گاهی اوقات مواد شبکه ساز، سیستم پخت نامیده می شود.) سیستم های پلی استری نیست ، اگر چه بیشترین کاربرد را دارد. سایر مواد شیمیایی مورد استفاده عبارتند از : وینیل تولوئن، کلرو استیرن، متیل متاکریلات، و دی آلیل فتالات. خواص شیمیایی . فیزیکی بسپارهای شبکه ای متاثر از سیستم پخت است. برای مثال، کلرواستیرن باعث دیرسوزی بسپار می شود.
کاربرد و نگهداری پلی استر:
عموما رزینهای پلی استر به عنوان سیستم رزین (رزین پلی ساتر، سیستم پخت، پرکننده ها، و بازدارنده ها) در یک مخزن و آغازگر در مخزن جداگانه حمل و نگه داری می شوند. مواد داخل مخزن به نسبتهای مناسب با هم مخلوط می شوند و برای پخت دما را افزایش می دهند. گاهی، مخلوط رزین خود به خود شبکه ای می شوند(بدون افزودن آغازگر). از آنجا که واکنش شبکه ای شدن گرما زاست، واکنش به محض شروع سریعا پیش می رود. برای جلوگیری از انجام این امر، مولکولهای جاذب رادیکال های آزاد به مخلوط رزین افزوده می شوند. این مولکولها به بازدارنده موسوم اند و نوعی از آنها هیدروکینون است. اما، حتی با وجود بازدارنده ها، شبکه ای شدن رزین امکان پذیر است، به همین علت مخلوط رزین عموما پس از مدت زمان معینی دور ریتخه می شوند و یا دست کم جهت اطمینان از شبکه ای شدن مورد آزمایش قرار می گیرند. مدت زمان مجاز برای نگه داری رزین، زمان انبارداری یا عمر نگه داری و برای رزینهای حاوی آغازگر عمر مصرف نامیده می شوند. آزمایشی که اغلب جهت تشخیص قابل مصرف بودن رزین انجام می شود، گرانروی است. اگر گرانروی خیلی بالا باشد، شبکه ای شدن آغاز شده و رزین غیر قابل مرف است. گاهی، به سبب حضور بازدارنده ها یا به طور ساده به خاطر نیاز به تسریع واکنش (مثلا زمانی که پخت در دمای اتاق صورت می گیرد.) سرعت پخت بسیار کند است. در چنین مواردی، می توان از شتاب دهنده ها استفاده کرد . از این دست مواد می توان کبالت نفتنات، دی اتیل آنیلین، دی متیل آنیلین را نام برد. این مواد را یا خود سازنده و یا مصرف کننده سیستم رزین استفاده می کنند. از سایر افزودنی های شیمیایی ، می توان جفت کننده ها را نام برد. این مواد شیمیایی باعث بهبود پیوند بین رزین پلی استر پخت شده و تقویت کننده ی الیاف شیشه می شوند. معمولا یک سر این مواد که از مشتقات سیلان است با الیاف شیشه و سر دیگر آنها با رزین سازگاری دارند. بنابر این، آنها به عنوان پل بین رزین و تقویت کننده عمل می کند. خواص پلی استر: امکان انتخاب واکنش دهنده های موسوم به تکپارها از مجموعه ی وسیعی از دی اسیدها و دیولها جهت تامین خواص شیمیایی و فیزیکی ویژه ، یکی از مزایای رزین پلی است است. برخی مشاهدات در مورد خواص و ساختار شیمیایی انواع پلی استر ها عبارتند از: _ دیول یا دی اسد ممکن است سیر نشده باشد. _ انیدریدها باعث حذف آب به عنوان محصول جانبی و در نتیجه بهبود فراورش می شوند. _ زمانی که واکنش دهنده ها خطی یا آلیفاتیک (یعنی فاقد حلقه بنزن) باشند، بسپاز حاصله انعطاف پذیر است. _ وجود حلقه بنزن(که به افزایش خواص آروماتیکی می انجامد)، صلبیت و پایداری گرمایی را افزایش می دهد. _ واکنش دهنده های زنجیری بلند باعث بهبود مقاومت شیمیایی ، پایداری گرمایی و جکع شدگی می شوند. تکپارهای خطی (آلیفاتیک) ارزانترین و رایجترین پلی استرهای مصرفی اند. در صورتی که پایداری گرمایی یا استحکام بالاتر مورد نظر باشد، بسپارهای ارتو (از اسید ارتو فتالیک) مورد استفاده قرار می گیرد.
لینک کوتاه مطلب
ارسالی توسط دانش آموز بهنام حاجب زاده پایه دوم ریاضی
منبع : ای برنت استرنگ،ساخت چند سازه ها، مرکز نشر دانشگاهی، ۱۳۸۲