بسپارها

آمیلوپکتین

آمیلوپکتین یک بسپار(پلیمر) با شاخه‌های بسیار گلوکز می‌باشد که در گیاهان یافت می‌شود. آمیلوپکتین به همراه آمیلوز از واحدهای سازنده نشاسته است. آمیلوپکتین حلال در آب است.
واحدهای گلوکز در آمیلوپکتین به صورت پیوند آلفا ۱ به ۴ در ستون اصلی و به صورت آلفا ۱ به ۶ در شاخه‌های فرعی به هم متصل شده‌اند. این شاخه‌های فرعی به طور تقریبی هر ۲۴ تا ۳۰ گلوگز یک بار دیده می‌شوند.
همتا آمیلوپکتین در حیوانات گلیکوژن می‌باشد که دارای ساختاری مشابه است با این تفاوت که داری شاخه‌هایی فراوان تر و کوتاهتر می‌باشد که به طور تقریبی هر ۸ تا ۱۲ گلوکز یک بار رخ می‌دهند.

الاستومر

الاستومر پلیمری است که قابلیت ارتجاعی زیادی دارد. نام الاستومر از دو قسمت «الاستو» (برگرفته از «الاستیک» و به معنای ارتجاعی) و «مر» (برگرفته از «پلیمر») تشکیل شده است.

الاستومرها در ساخت محصولات زیادی مانند لاستیک اتومبیل، سیل‌های آب بندی، برف پاک‌کن، شلنگ‌ها بکار می‌روند.

ضریب پواسون آن ها به ۰٫۵ بسیار نزدیک است و بنابر این می‌توان آنها را تراکم‌ناپذیر فرض کرد. الاستومرها به دو دسته تقسيم مي شوند ترموست الاستومرها كه در نتيجه حرارت سخت شده و ديگر به حالت اوليه بر نمي گردند و ترموپلاستيك الاستومرها كه با حرارت حالت ارتجاعي پيدا ميكنند. رابرها و الاستومرها رابرها و الاستومرها عمدتاً بعنوان مواد پوشش برج ها،مخازن، تانكها، و لوله‌ها استفاده مي شوند. مقاومت شيميايي بستگي به نوع رابر و تركيبات آن دارد. اخيراً رابرهاي مصنوعي به بازار عرضه شده كه نيازهاي صنايع شيميايي را تا حد زيادي تامين كند. هرچند هيچ يك از رابرهاي تهيه شده داراي خواص رابر طبيعي نيست، ولي در يك يا چند مورد نسبت به آن برتري دارد. از رابرهاي مصنوعي ، ترانس – پلي ايزوپرن سيس- پلي بوتادين، شبيه رابر طبيعي هستند. تفاوت رابرها و الاستومرها در كاربردهاي خاص، مشخص مي شود.

الف) رابر طبيعي (NR) رابر طبيعي يا سيس – 1 و 4- پلي‌ايزوپرن داراي منومر اوليه سيس – 1 و 4- ايزوپرن (اين ماده گاهي كائوچو ناميده مي‌شود) است. رابر طبيعي توسط فرآوري عصاره درخت رابر (Heva Brasiliensis) با بخار، و تركيب آن با عوامل ولكانيزه، آنتي‌اكسيدان‌ها و پركننده تهيه مي‌شود. رنگهاي دلخواه مي‌تواند با تركيب رنگدانه‌هاي مناسب (به عنوان مثال، قرمز: اكسيد آهن- Fe2O3، سياه: كربن سياه و سفيد: اكسيد روي – ZnO) حاصل شود. رابر طبيعي داراي خواص دي‌الكتريك مناسب قابليت ارتجاعي عالي، قابليت جذب ارتعاش بالا و مقاومت شكست مناسب است. بطور كلي، رابرهاي طبيعي از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قليا و نمكها مقاوم هستند. رابر طبيعي، براحتي توسط مواد شيميايي اكسيد‌كننده، اكسيژن اتمسفري، ازن، روغن‌ها، بنزن و ستن‌ها مورد حمله قرار گرفته وغالباً داراي مقاومت شيميايي كم در مقابل نفت و مشتقات آن و بسياري مواد شيميايي آلي هستند، بطوري كه در معرض آنها نرم مي‌شوند. علاوه بر اين، در مقابل تابش اشعه UV (به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) بسيار حساس هستند. در مجموع اين ماده براي كاربردهايي كه به مقاومت سايشي، مقاومت الكتريكي و خواص جذب ضربه يا ارتعاش نياز دارند، بسيار مناسب است. با وجود اين، به واسطه محدوديت مكانيكي رابر طبيعي، و همچنين بسياري رابرهاي مصنوعي، توسط ولكانيزاسيون و تركيب با افزودنيهاي ديگر اين مواد به محصولات پايدارتر و سخت‌تر تبديل مي‌شوند. فرآيند ولكانيزاسيون شامل اختلاط رابر طبيعي يا مصنوعي خام با 25 درصد وزني سولفور و حرارت مخلوط در OC150 است. مواد رابر حاصله به واسطه واكنش‌هاي زنجيري بين رشته‌هاي كربن مجاور به مراتب سخت‌تر و قوي‌تر از مواد اوليه هستند. بنابراين، كاربردهاي صنعتي رابر طبيعي ولكانيزه شده شامل مواردي نظير: پوشش داخلي پمپ‌ها، شيرها، لوله‌ها، خرطومي‌ها و اجزاي ماشين كاري است. به دليل مقاومت شيميايي پايين و حساسيت اين رابر به نور خورشيد، كه يك خاصيت نامطلوب در صنايع است، امروزه اين ماده با انواع جديد الاستومرها جايگزين مي‌شود.

ترانس- پلي‌ايزوپرن رابر (PIR) ترانس – 1 و 4- پلي‌ايزوپرن رابر، يك رابر مصنوعي با خواص مشابه نوع طبيعي آن است. اين ماده اولين بار در طول جنگ جهاني دوم به واسطه مشكلات تامين رابر طبيعي بطور صنعتي شناخته شد. گرچه، اين ماده حاوي ناخالصي‌هاي كمتري نسبت به رابر طبيعي بوده و فرآيند تهيه آن بسيار ساده است، به دليل قيمت بالاي آن، زياد مورد استفاده قرار نمي گيرد. خواص مكانيكي و مقاومت شيميايي آن، مشابه رابر طبيعي بوده و مانند بسياري از انواع ديگر رابرها خواص مكانيكي آن توسط فرآيند ولكانيزاسيون بهبود مي‌يابد.

ج- رابر استايرن بوتادين (SBR) رابر استايرن بوتادين، يك كوپليمر استايرن و بوتادين است. اين رابر تحت نام تجاري Buna S شناخته شده است. مقاومت شيميايي آن مشابه رابر طبيعي است و داراي مقاومت پايين در مقابل اكسيد‌كننده‌ها، هيدروكربن‌ها و روغن‌هاي معدني است. از اين رو از نظر شيميايي مزيت خاصي نسبت به ديگر رابرها ندارد اين رابر در تاير اتومبيل، تسمه‌ها، واشرها، لوله‌هاي خرطومي و ديگر محصولات متنوع استفاده مي‌شود.

رابر نيتريل (NR) نيتريل رابر، يك كوپليمر از بوتادين و آكريلونيتريل است. اين ماده در نسبتهاي متفاوت از 25:75 تا 75:25 ساخته مي‌شود كه سازنده بايد درصد آكريلونيتريل را در محصول خود مشخص كند. رابر نيتريل تحت نام تجاري Buna N شناخته شده و نظر به مقاومت در برابر متورم شدن در حالت غوطه‌وري در روغن‌هاي معدني، داراي مقاومت بالا در مقابل روغن‌ها و حلا‌ل‌ها است. علاوه بر اين، مقاومت شيميايي آن در مقابل روغن‌ها متناسب با ميزان آكريلونيتريل آن است. گرچه اين ماده در مقابل اكسيد‌كننده‌هاي قوي نظير اسيد نيتريك مقاوم نيست، مقاومت خوبي در مقابل ازن و تابش اشعه UV نشان مي‌دهد. رابر نيتريل براي لوله‌هاي پلاستيكي گازوئيل، ديافراگم پمپ‌هاي سوخت، واشرها، آب‌بندها و درزگيرها (نظير او- رينگ‌ها) ونهايتاً زيره‌هاي مقاوم در برابر روغن براي كفش‌هاي كار ايمني استفاده مي‌شوند.

ه) بوتيل رابر بوتيل رابر، يك كوپليمر از ايزوبوتيلن و ايزوپرن است. بوتيل رابر از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، نمكها و قلياها مقاوم بوده و مقاومت شيميايي خوبي در مقابل اسيد‌هاي غليظ به استثناي اسيدنيتريك و اسيد سولفوريك دارا است. اين رابر در مقابل ازن نيز مقاومت بالايي دارد. گرچه به راحتي در مقابل مواد شيميايي اكسيد‌كننده، روغن‌ها، بنزن، و ستن‌ها مورد حمله قرار مي‌گيرد، داراي مقاومت شيميايي پايين در مقابل نفت و مشتقات آن و ديگر مواد شيميايي آلي است. علاوه بر اين، رابر بوتيل در مقابل اشعه UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) بسيار حساس است. مشابه ديگر رابرها، خواص مكانيكي آن توسط فرآيند ولكانيزاسيون بهبود مي‌يابد. كاربردهاي صنعتي آن مشابه كاربردهاي رابر طبيعي است. بوتيل رابر براي تيوبهاي داخلي تاير و لوله‌هاي خرطومي استفاده مي‌شود.

نتيجه‌گيري با توجه به مطالب ارايه شده در اين مقاله، پليمرها به سه گروه اصلي ترموپلاستيك‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها تقسيم مي شوند كه بعضي انواع آن از نظر خواص فيزيكي و كاربردهاي آنها بيان شد. نتيجه حاصل از بررسي انواع مختلف پليمرها مشخص مي‌كند كه هر سه گروه مذكور داري مقاومت شيميايي بسيار بالا در برابر اسيدهاي معدني بوده و تقريباً همه آنها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد، بسيار حساس هستند. ترموپلاستيك‌ها با توجه به خواص مكانيكي و شيميايي مناسب، در بسياري كاربردهاي صنعتي نظير لوله‌ها و تجهيزات انتقال، تجهيزات الكتريكي، پوشش‌ها، اتصالات و نظاير آن استفاده مي‌شوند. ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستيك‌ها داراي مقاومت خوردگي پاييني هستند و در نتيجه استفاده از آنها در صنايع محدود به ساخت لوله‌ها، شيرها، پمپ‌ها، ظروف، پوشش‌هاي محفاظ، عايق‌كاري، چسبنده‌ها و ... مي شود. الاستومرها نيز به عنوان مواد پوشش‌ مخازن، تانكها و لوله‌ها استفاده شده و از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قلياها و نمكها مقاوم هستند.

پلی یورتان

پلی یورتان‌ها به دسته‌ای از مواد شیمیایی اطلاق می‌شود که از واکنش پلی ال‌ها و ایزوسیانات‌ها به‌عنوان مواد اصلی تشکیل دهنده ساخته می‌شوند.

کشف

پلی یورتانها را اولین بار اتو بایر در سال ۱۹۳۷ در آلمان کشف کرد و بعد از آن این مواد با داشتن خواص ویژه پیشرفت بسیار زیادی را در انواع صنایع جهان داشتند. اولین پلی یورتان، از واکنش دی‌ایزوسیانات آلیفاتیک با دی‌آمین به‌دست آمد.

کاربرد

پلی یورتانها به شکلهای مختلف از جمله فومهای نرم، فومهای سخت؛ الاستومرها، ترموپلاستیک الاستومرها، رزین، رنگ، پوشش و... در دنیا کاربرد دارند.