پلی استایرن-‌بوتادی ان-‌استایرن

پلی(استایرن-‌بوتادی ان-‌استایرن)، یا SBS ، لاستیک سختی است که برای ساخت لوازمی از قبیل تخت کفش‌ها، ناحیه‌ی عاج تایر، و در سایر جاهایی که دوام و ماندگاری، عامل مهمی است، از آن استفاده می‌شود. این ماده نوعی از کوپلیمر است که کوپلیمر قطعه‌ای نامیده می‌شود. زنجیر اصلی آن از سه قطعه تشکیل شده است. قطعه‌ی اول، زنجیری بلندی از پلی‌استایرن است؛ قطعه‌ی میانی، زنجیری بلندی از پلی‌بوتادی‌ان ، و قطعه‌ی پایانی هم بخش بلند دیگری از پلی‌استایرن است، 

پلی‌استایرن، پلاستیکی سخت و چقرمه است که موجب دوام SBS می‌شود. پلی‌بوتادی‌ان حالت لاستیکی دارد و این پلیمر به SBS خواص شبه‌لاستیکی می‌بخشد. علاوه بر این، زنجیرهای پلی‌استایرن معمولاً دور هم جمع می‌شوند و تشکیل خوشه می‌دهند. در این صورت ممکن است گروه‌های استایرن دو سر زنجیری کوپلیمر، در دو خوشه متفاوت قرار بگیرند، و در نتیجه خوشه‌های مختلف به وسیله‌ی زنجیرهای پلی‌بوتادی‌ان لاستیکی به هم گره می‌خورند. این امر، پلیمر را قادر می‌سازد که پس از کشیده شدن، بتواند شکل خود را حفظ کند.

SBS از طریق واکنشی به نام پلیمریزاسیون آنیونی زنده تولید می‌گردد. 

SBS همچنین نوعی از ماده‌ای ویژه به نام ترموپلاستیک‌الاستومر است. این مواد در دمای اتاق مانند لاستیک‌های الاستومری رفتار می‌کنند، ولی پس از حرارت دادن، می‌توان آنها را مثل پلاستیک‌ها تحت فرآیند قرار داد. بیشتر انواع لاستیک‌ها را به دلیل اتصالات عرضی، به سختی می‌توان فرآیند نمود. اما SBS و سایر ترموپلاستیک‌الاستومرها بدون شبکه‌ای شدن حالت لاستیکی دارند، و این امر موجب می‌شود تا بتوان آنها را به راحتی، به شکل‌های مختلف فرآیند نمود.

9- 02432464407

پلیمرهای اولیه

پلیمرها پیش‌تر از آنچه که ما به کره‌ی خاکی قدم بگذاریم، وجود داشته‌اند. در واقع سن پلیمرها به اندازه ی سن خود حیات می باشد، چرا که همه ی انواع حیات روی زمین بر پایه ی سه نوع پلیمر به نام های DNA و RNA و پروتئین‌ها می‌باشند. اما این صفحه در مورد برخی از اولین پلیمرهای مصنوعی می‌باشد، یعنی پلیمرهایی که توسط بشر ساخته شده‌اند، به خصوص مشتقات نوعی پلیمر طبیعی به نام سلولز.

البته اولین پلیمر مصنوعی، چرم بود، یک پلیمر طبیعی اصلاح شده، یک شکل شبکه‌ای شده‌ی مصنوعی از پروتئین‌های یافت شده در پوست حیوانات. دباغی کردن چرم هزاران سال پیش کشف شده است. اما این صفحه راجع به پلیمرهای مصنوعی است که کمی بعد‌تر آمدند. این پلیمرها مشتقات یک پلیمر طبیعی به نام سلولز هستند. این مواد، جایگاه ویژه‌ای را در تاریخ پلیمر به خود اختصاص داده‌اند، زیرا ابداع آنها به روش‌های مختلف، سرآغاز یک انفجار در اختراع پلیمرهای مصنوعی بود که تا به امروز هم ادامه دارد.

مشتقات سلولز انواعی از سلولز هستند، پلیمری که در چوب، پنبه و کاغذ که اصلاح شیمیایی شده، یافت می‌شود. برای اولین بار دانشمندان در نیمه‌ی دوم قرن نوزدهم شروع به ساخت این مواد کردند، یعنی خیلی قبل از اینکه حتی بدانیم که پلیمر، واقعاً چیست.

نیترات‌سلولز

یکی از مشتقات اولیه‌ی سلولز هنگامی به وجود آمد که یک دانشمند، سلولز را در شکل پنبه با اسید‌نیتریک وارد واکنش کرد. نتیجه ، نیترات‌سلولز بود.

نیترات‌سلولز که پنبه‌ی آتشین نیز نامیده می‌شود، تبدیل به یک ماده منفجره قوی شد. خیلی زود، این ماده به عنوان یک ماده منفجره جایگزین باروت رایج در مهمات برای تفنگ‌ها و توپخانه‌ها گشت. این ماده آنقدر خوب کار کرد که در جنگ جهانی اول، قادر به کشتن ۱۰ میلیون نفر در ظرف تنها ۴ سال شد.

با یک نگاه بی طرفانه به نیترات‌سلولز، این ماده برای اهدف صلح‌دوستانه هم به کار رفته است. در آن زمان، خطر انقراض فیل‌های آفریقا به دلیل مصرف عاجشان در توپ‌های بیلیارد به وجود آمد. نیترات‌سلولز یک ماده گرمانرم نیز می‌باشد و به سرعت برای ساخت توپ‌ها برای سالن‌های بیلیارد جهان به کار برده شد. تنها مشکلی که هر از چند گاهی اتفاق می‌افتاد این بود که این توپ‌ها هنگام شکستن، منفجر می‌شدند.

همچنین نیترات‌سلولز،‌ برای ساخت اولین مواد کامپوزیتی حاوی پلیمر، یعنی شیشه‌ی ایمنی، به کار رفت. این شیشه، به صورت یک ساندویچ بود که از ورقه‌های نیترات‌سلولز بین دو لایه از شیشه، ساخته شده بود. وقتی شیشه می‌شکست نیترات‌سلولز،‌ آن را به هم پیوسته نگاه می‌داشت. این برای شیشه‌ی جلوی اتومبیل واقعاً عالی بود. در حین تصادف، شیشه باز هم می‌شکست، اما تکه‌های شکسته‌ی آن به جای پرتاب شدن به صورت مسافرین، چسبیده به نیترات‌سلولز باقی می‌ماندند.

استات‌سلولز

اگر واکنش سلولز با نیتریک‌اسید، نیترات‌سلولز بدهد، منطقی است که از واکنش سلولز با استیک‌اسید، استات‌سلولز به دست می‌آوریم. این ماده به عنوان لیف به کار می‌رود. لیف استات‌سلولز برای ساخت البسه به کار می‌رود. به عنوان یک گرمانرم، این ماده برای فیلم عکاسی نیز استفاده می‌شود. قبل از آن، نیترات‌سلولز در همین کاربرد به کار می‌رفت، اما وجود همزمان نیترات‌سلولز آتش‌گیر ولامپ‌های داغ نورافکن سینما در کنار هم، منجر به آتش‌سوزی بسیاری از سالن‌های سینما شد. استات‌سلولز موفق شد تا از سالن‌های سینما در برابر آتش‌سوزی محافظت نموده، و فیلم‌های قدیمی را برای زمان طولانی‌تری نگه دارد. امروزه فیلم‌های پلی‌استری جدید جایگزین فیلم‌های سلولزی قدیمی شده‌اند.

رایون

اجازه بدهید درهمین ابتدا یک چیز را روشن کنیم. نام «رایون» برای بسیاری از پلیمرها استفاده شده است، اما امروزه هنگامی که در مورد رایون صحبت می‌کنیم، معمولاً راجع به زانتات‌سلولز سخن می‌گوییم. این ماده به عنوان لیف برای تهیه‌ی لباس‌های رایونی مثل پیراهن‌های آستین کوتاه طرح دار استفاده می‌شود. در واقع رایون اصلی، همان نیترات‌سلولز بود اما به دلیل آتش‌گیر بودن، خیلی زود توسط استات‌سلولز و زانتات‌سلولز در الیاف جایگزین شد.

حالا ممکن است بپرسید، با توجه به این که خود سلولز، الیاف شگفت‌انگیزی می‌سازد چرا هنگام تهیه‌ی الیاف باید آن را اصلاح نمود؟ رشته‌های سلولزی که الیاف سلولز را تشکیل می‌دهند، کرک و پرز دارند. البته این امر مشکلی ندارد. اما از طرف دیگر، ابریشم، رشته‌های صاف و همواری دارد که سبب می‌شود پارچه‌های ابریشمی براق به نظر برسند. وقتی کشف کردند که الیاف نیترات‌سلولز هم صاف هستند و می‌توانند برای ساخت لباس‌هایی با درخشش ابریشم به کار برده شوند، مشتقات سلولز تبدیل به یک جایگزین ارزان برای ابریشم گران‌قیمت شدند.

9- 02432464407

پروتئین‌ها

پروتئین‌ها یکی از انواع مختلف پلیمرهای طبیعی می‌باشند، و از تنوع فوق‌العاده‌ای برخوردارند. هر کاری را که بگویید، پروتئین‌ها آن را انجام می‌دهند. اما پروتئین‌ها قادر به انجام چه کارهایی هستند؟ بهتر است بپرسید چه کاری را نمی توانند انجام دهند! آنها می‌توانند کاتالیزور باشند. برخی پروتئین‌ها، که آنزیم نامیده می‌شوند، موجب می‌شوند برخی واکنش‌های شیمیایی در بدن شما تا یک میلیون برابر سریع‌تر از حالت بدون حضور آنها انجام گیرند. پروتئینی به نام هموگلوبین در خون شما وجود دارد که اکسیژن را از شُش‌ها به سلول‌های بدن منتقل می‌کنند. پروتئین دیگری به نام کلاژن ماده ای محکم و با دوام است که پوست و ناخن‌های شما را می‌سازد و به اعضای داخلی بدن شما کمک می‌کند تا در سر جای خود باقی بمانند.

یک پروتئین، پلی‌آمیدی است که در طبیعت یافت می‌شود. پلی آمید، پلیمری است که حاوی گروه آمید در زنجیر اصلی خود می‌باشد. 

گروه R که در بین گروه های آمیدی قرار دارد، هر چیزی می تواند باشد؛ ولی در پروتئین ها، R یک تک اتم کربن می باشد که دو گروه جانبی به آن متصل است. همواره یکی از گروه های جانبی، یک اتم هیدروژن است. گروه دیگر چیزهای زیادی می تواند باشد.

بیست نوع آمینو اسید مختلف وجود دارد. 

نخ ابریشمی هم پروتئین است. نخ ابریشمی چنان ماده‌ی خوبی است که دانشمندان سعی کردند، نخ ابریشمی مصنوعی تولید کنند. آنها تلاش کردند که پلی‌آمیدهای مصنوعی بسازند، و موفق به انجام این کار هم شدند. پلی‌آمیدهای مصنوعی، نایلون نامیده می‌شوند.

02432464407-9

پلی‌وینیل‌پیرولیدون

پلی‌وینیل‌پیرولیدون در خیلی جاها یافت می شود که انتظار یافتن پلیمر در آنجا نمی رود. برای مثال پلی وینیل‌پیرولیدون جزء اصلی اولین اسپری های حالت دهنده ی مو است، که در دهه ی ۱۹۵۰ بسیار رایج بود. این پلیمر به عنوان اسپری مو به کار می رفت، چون در آب حل می شود. یعنی هنگام شستن مو، می توانستید آن را با آب بشویید و پاک کنید. اما تمایل آن به آب یک مشکل هم محسوب می شود. چرا که پلی وینیل پیرولیدون تمایل دارد رطوبت را از هوا جذب کند، و این امر سبب می شد موها ظاهری چسبناک داشته باشند، چیزی که در دهه ی ۶۰ بسیار مد بود. این مشکل با کمک یک پلیمر دیگر برطرف شد، یک سیلیکون که پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان نامیده می‌شود. برای فهمیدن اینکه چطور با این سیلیکون اسپری موی بهتری به دست آمد، نخست بهتر است بفهمیم که اسپری مو چگونه عمل می‌کند. وقتی شما پلی‌وینیل‌پیرولیدون را اسپری می‌کنید، یک پوشش نازک روی مو ایجاد می‌شود. این پوشش سفت است و مو را از حرکت به اطراف باز می‌دارد.

حالا به یاد بیاوریدکه بیشتر اوقات دو نوع پلیمر مختلف مخلوط نمی‌شوند، بنابراین اگر ما مقداری سیلیکون در اسپری مو قرار دهیم، سیلیکون و پلی‌وینیل زمانی که روی مو هستند دچار جدایی فاز می‌شوند. سیلیکون یک لایه روی لایه‌ی پلی‌وینیل پیرولیدون ایجاد می‌کند که اجازه نفوذ آب را نمی‌دهد. بنابراین مو طبیعی‌تر به نظر می‌رسد. ولی این تمام چیزی نیست که پلی‌وینیل‌پیرولیدون می‌تواند انجام دهد. پلی‌وینیل‌پیرولیدون در چسبی که تخته‌های چند لایه را به هم می‌چسباند نیز به کار می‌رود. ولی اگر کاربرد جالب‌تری هم دارد که واقعاً می‌تواند زندگی‌های بسیاری را نجات دهد. زمانی در نیمه اول قرن بیستم، پزشکان فهمیده بودند به بیماری که خون زیادی از دست داده می‌توان پلاسمای خون داد، و پلاسما کمک می‌کند بیمار تا زمانی که خون کامل تهیه شود زنده بماند. ولی بعضی وقت‌ها، مثل زمان جنگ، حتی یافتن پلاسمای خون نیز مشکل است و دانشمندان به دنبال راهی بودند تا بتوانند کاری ‌کنند که پلاسما بیشتر شود. در طول جنگ جهانی دوم و جنگ کره، پلاسمای خون با پلی‌وینیل پیرولیدون رقیق می‌شد، بنابراین زخمی‌های بیشتری می‌توانستند با ذخیره‌ی محدود پلاسمای خون، مداوا شوند.

02432464407-9

پلی وینیلیدین فلوراید

پلی(وینیلیدین فلوراید)، یا PVDF، چند ویژگی دارد که در برخی مصارف مزیت خاصی بدان می بخشد. این پلیمر، مقاومت الکتریکی بسیار بالایی داشته و در برابر شعله نیز به خوبی مقاوم است. با کنار هم قرار دادن همین دو خاصیت، به نظر می رسد که این پلیمر می تواند ماده ی مناسبی برای عایق کاری سیم های الکتریکی باشد؛ خصوصاً سیم هایی که درحین مصرف، داغ می شوند. از این رو، شما می بینید که این ماده برای عایق کاری سیم های رایانه ای که با آن کار می کنید نیز به کار رفته است. کابل های الکتریکی هواپیما هم با PVDF عایق شده اند، جایی که تقریباً همه ی قطعات روی مدارهای الکتریکی باید ضد آتش باشند. ضمناً این ماده از نظر شیمیایی هم مقاوم است، و به همین دلیل، می بینیم که در صنایع شیمیایی، PVDF به منظور تولید لوله ها و بطری ها و ظروف نگهداری مواد شیمیایی به کار می رود. رفتار آن در برابر تابش اشعه ی ماوراء بنفش چگونه است؟ PVDF در برابر آن هم مقاوم است. PVDF اغلب برای افزایش مقاومت پلی(متیل متاکریلات) در مقابل اشعه ماوراء بنفش، با آن آلیاژ می شود. PMMA در اثر اشعه ماوراء بنفش، تخریب می شود، به همین دلیل اگر بخواهیم پنجره هایی برای بیرون ساختمان از جنس PMMA بسازیم، باید آن را با PVDF آلیاژ کنیم.

نکته ی جالب دیگری درباره ی PVDF این است که ماده ای پیزوالکتریک است. بدین معنی که وقتی در یک میدان الکتریکی قرار گیرد، شکل خود را تغییر می دهد. از آنجایی که فلوئور بسیار الکترونگاتیوتر از کربن است، اتم های فلوئور، الکترون ها را از اتم های کربنی که به آنها متصل اند، به سمت خود می کشند. این پدیده، بدین معنی است که گروه های – CF2 – در زنجیر، به خاطر وجود بار جزیی منفی روی اتم های فلوئور و بار جزیی مثبت روی اتم های کربن، بسیار قطبی خواهند بود. بنابراین با قرار گرفتن در یک میدان الکتریکی، گروه های قطبی – CF2 – که می خواهند در جهت میدان آرایش یابند، حرکت می کنند و این امر موجب تغییر شکل نمونه می گردد.

حال اگر شما آن را در یک میدان الکتریکی متناوب قرار دهید، در حالی که ابتدا در جهتی، و سپس در جهت عکس آن تغییر شکل می‌دهد، نوسان خواهد کرد. این نوسان را می‌توان برای تولید صوت به کار گرفت. طرز کار بلندگوهای بسیار قوی پیزوالکتریک نیز به همین شکل است.

PVDF از طریق پلیمریزاسیون وینیلی رادیکال آزاد و از مونومر وینیلیدین فلوراید به دست می آید.

02432464407-9

پلی‌وینیل کلراید

پلی‌(وینیل کلراید) پلاستیکی است که در مغازه های لوازم ساختمانی، به عنوان PVC شناخته می شود. PVC است که لوله های پلیکا از آن ساخته می شوند . لوله های PVC در همه جا استفاده می شوند. اما PVC کاربردهای بیشتری دارد. پوشش های ساختمانی “وینیلی” که در خانه ها استفاده می شوند،از پلی(وینیل‌کلراید)ساخته شده اند. در داخل خانه، از PVC برای ساخت کف پوش استفاده می‌شود. در دهه ی هفتاد، اغلب برای ساختن باربندهای وینیلی ماشین ها از  استفاده می شد.

PVC مفید است، چون در برابر دو چیز که از هم متنفرند مقاومت می‌کند: آب و آتش. به دلیل مقاومت در برابر آب، از آن برای ساختن بارانی، پرده های حمام و لوله های آب استفاده می شود. هم چنین به علت داشتن کلر، در برابر شعله مقاوم است. اگر سعی کنید آن را بسوزانید، اتم های کلر آزاد می شوند و از احتراق جلوگیری می کنند.

از لحاظ ساختاری، PVC یک پلیمر وینیلی است، شبیه پلی اتیلن. اما به طور یک در میان روی اتم کربن در زنجیر اصلی، یکی از اتم های هیدروژن با یک اتم کلر جایگزین شده است. این پلیمر از پلیمریزاسیون رادیکال آزاد وینیل کلراید تهیه می شود.

PVC یکی از آن اکتشافات عجیبی بود که در اصل دو بار رخ داد. حدود صد سال پیش، تعدادی از مدیران شرکت های آلمانی تصمیم گرفتند که با فروش وسایل روشنایی خانگی، از نوع چراغ هایی که با گاز استیلن روشن می‌شوند، پول زیادی به دست آورند. درست زمانی که آنها چندین تن استیلن برای فروش به کسانی که می‌خواستند لامپ هایشان را بخرند، تولید کرده بودند، ژنراتورهای الکتریکی جدید و کارآمد، پیشرفت کردند و قیمت روشنایی الکتریکی را آن‌قدر کاهش دادند که تجارت لامپ های استیلن خاتمه یافت. این امر باعث شد تا مقدار زیادی استیلن روی هم انبار شود.

بنابراین در سال ۱۹۱۲ یک شیمی دان آلمانی، به نام فریتز کلات ( Fritz Klatte ) تصمیم گرفت روی استیلن کار کند، و آن را با هیدرو کلریک اسید ( HCI ) واکنش داد. در این واکنش، وینیل کلراید تولید شد، ولی در آن زمان کسی نمی دانست با آن چه کار کند، پس او آن را روی قفسه گذاشت، جایی که با گذشت زمان وینیل کلرید پلیمریزه شد. او بدون اینکه بداند با PVC چه کار کند، آن را اختراع کرد. او با کارفرمایان شرکتش، یعنی گرایشایم الکترون ( Greisheim Electron )، که حق اختراع آن ماده را در آلمان ثبت کرده بودند، صحبت کرد. آنها هرگز نتوانستند یک مورد استفاده برای PVC پیدا کنند و در سال ۱۹۲۵ حق اختراع آنها منقضی شد.

سال ها بعد در سال ۱۹۲۶، یک شیمیدان آمریکایی به نام والدو سمو ( Waldo Semo )، که در B.F. Goodrich کار می‌کرد، به طور مستقل PVC را اختراع کرد. برخلاف شیمیدان های قبلی، او فهمید که از این ماده ی جدید، پرده ی حمام خوبی ساخته می شود. او و رئیسش در گودریچ حق اختراع PVC را در ایالات متحده ثبت کردند (ظاهراً رؤسای کالات هرگز برای ثبت PVC در خارج از آلمان اقدامی نکردند). پس از آن مصارف جدید بسیاری برای این ماده ی ضد آب شگفت انگیز کشف شد، و این بار PVC به یک موفقیت بزرگ تبدیل شد.

02432464407-9

پلی وینیل استات

پلی(وینیل استات)، یا به اختصار PVAc، یکی از آن پلیمرهای پشت صحنه و بی سروصداست. جاهایی که این پلیمر به کار می رود، برخلاف پلی اتیلن یا پلی استایرن، کاملاً مشهود نیست. PVAc دوست دارد پنهان شود. اما در عین حال اگر می خواهید آنرا بیابید، خیلی جاها می توانید پیدایش کنید. اگر کسی سطوح را جستجو کند، این پلیمر را می یابد. یکی از محل های مخفی شدن PVAc، بین دو قطعه چوبی است که به هم چسبانده شده اند. PVAc برای ساخت انواع چسب چوب، و نیز سایر چسب ها به کار می رود. کاغذ و پارچه ها اغلب دارای پوشش هایی شامل PVAc و عناصر دیگری هستند که برای براق کردن آنها استفاده می شوند.

PVC یک پلیمر وینیلی است و از طریق پلیمریزاسیون وینیلی رادیکال آزاد از مونومر وینیل استات ساخته می شود.

یکی از جاهای مورد علاقه ی PVAc برای مخفی شدن، داخل قوطی های رنگ است. PVAc نقش لاتکس را در رنگ لاتکسی آکریلیک بر عهده دارد. حتماً می پرسید که این به چه معنی است؟ قبل از اینکه PVAc بتواند در قوطی رنگ پنهان شود، باید آن را با NaOH و متانول وارد واکنش کنیم.

با انجام این واکنش تمام گروه های استات را حذف می کنیم و به پلیمر دیگری، یعنی پلی(وینیل‌الکل) دست می یابیم. اما برای استفاده در رنگ ها، نباید تمام گروه های استات حذف شوند. می توانیم این واکنش را کنترل کنیم، بنابراین هنگامی که هنوز حدود۲۰% از گروه های استات روی پلیمر باقی مانده اند، واکنش را متوقف می کنیم. آنچه به دست می آید، کوپلیمری از پلی(وینیل الکل) و پلی(وینیل‌استات) است، و به همین دلیل پلی(وینیل‌الکل-کو-وینیل‌استات) نامیده می شود. این ماده، یک کوپلیمر تصادفی است که شبیه به پلی(وینیل‌الکل) است، به جز این که گاهی واحد تکراری وینیل استات در زنجیر ظاهر می شود.

02432464407-9

پلی‌یورتان‌

پلی‌یورتان‌ها بهترین پلیمرهای شناخته شده برای استفاده در ساخت فوم‌ها هستند. اگر شما اکنون روی یک صندلی راحتی نشسته باشید، بالش آن به احتمال زیاد از فوم پلی‌یورتان ساخته شده است. اما پلی‌یورتان‌ها چیزی بیش از یک فوم هستند.

خیلی بیشتر از یک فوم!

پلی‌یورتان‌ها به تنهایی، فراگیرترین خانواده از پلیمرهای موجود هستند. پلی‌یورتان‌ها می‌توانند الاستومر باشند و نیز می‌توانند به عنوان رنگ به کار روند. همچنین این مواد می‌توانند به صورت لیف یا چسب وجود داشته باشند. این خانواده از پلیمرها در همه جا دیده می‌شوند. اِسپاندکس، یک پلی‌یورتان عجیب و شگفت‌آور است.

پلی‌یورتان‌ها در زنجیر اصلی‌شان یک اتصال یورتانی دارند.

پلی یورتان ها از واکنش دی ایزوسیانات ها با دی الکل ها به دست می آیند. 

پلی‌یورتان ها می‌توانند پیوندهای هیدروژنی خوبی برقرار کنند، بنابراین قادرند به خوبی بلورینه شوند. به همین دلیل این مواد اغلب برای ساختن کوپلیمرهای قطعه‌ای با پلیمرهای لاستیکی نرم به کار می‌روند. این کوپلیمرهای قطعه‌ای دارای خصوصیات ترموپلاستیک الاستومرها هستند.

اِسپاندِکس

یک الاستومر ترموپلاستیک منحصر به فرد از خانواده پلی‌یورتان اسپاندکس است، که شرکت دوپونت آن را تحت نام تجاری لیکرا به فروش می‌رساند. این ماده در زنجیر اصلی دارای هر دو اتصال اوره و یورتان است. خصوصیات ویژه اِسپاندِکس به دلیل وجود قسمت‌های سخت و نرم در واحدهای تکراری آن است. زنجیر پلیمری کوتاه پلی‌گلایکول که معمولاً حدود بیش از چهل واحد تکراری دارد، نرم و لاستیکی است. بقیه­‌ی واحدهای تکراری، همانطور که می‌دانید، با وجود اتصالات یورتان، اتصالات اوره، و گروه‌های آروماتیک، شدیداً صلب و سخت هستند. این بخش آن قدر سفت است که بخش های سخت دیگر زنجیرهای مختلف با هم جمع شده و برای تشکیل لیف آرایش می‌یابند. قطعاً این الیاف معمولی نیستند، زیرا نواحی لیفی که توسط قطعه‌های سفت شکل یافته‌اند، به کمک قسمت‌های لاستیکی به هم وصل شده‌اند. حاصل کار، لیفی است که مانند الاستومر عمل می‌کند. این ویژگی به ما اجازه می‌دهد که برای لباس‌های ورزشی و نظیر آن، پارچه هایی بسازیم که کش می‌آیند.

02432464407-9

پلی تترافلوئورواتیلن

پلی تترافلوئورواتیلن بیشتر با نام تجاری تفلون شناخته می شود و از آن برای ساختن تابه های نچسب و هرچیز دیگری که لازم است لغزنده و نچسب باشد، استفاده می شود. PTFE برای مقاوم کردن فرش و پارچه در برابر رنگ پس دادن نیز استفاده می شود. به علاوه این پلیمر در کابردهای پزشکی نیز بسیار مفید است. از آنجا که بدن انسان به ندرت آن را دفع می کند، می توانیم آن را در ساخت اعضای مصنوعی بدن مورد استفاده قرار دهیم.

پلی تترافلوئورواتیلن یا PTFE از زنجیر اصلی کربن تشکیل شده که به هر کربن آن، دو اتم فلوئور متصل است. 

PTFE یک پلیمر وینیلی است و ساختار آن، برخلاف رفتارش، شبیه پلی اتیلن است. پلی تترافلوئورواتیلن از مونومر تترافلوئورواتیلن و از طریق پلیمریزاسیون وینیلی رادیکال آزاد ساخته می شود.

فلوئور یک عنصر بسیار عجیب است. وقتی که بخشی از یک مولکول باشد، دوست ندارد اطراف مولکول های دیگر هم نوع و یا حتی اتم های فلوئور مولکول های دیگر باشد. انواع دیگر مولکول ها را حتی از این هم کمتر دوست دارد. بنابراین یک مولکول ، که پر از اتم های فلوئور است، دوست دارد تا آنجا که ممکن است از مولکول های دیگر دور باشد. به همین دلیل مولکول های سطح یک قطعه از  مولکول های هر چیزی را که سعی کند به آنها نزدیک شود، دفع می کنند. در نتیجه هیچ چیز به  نمی چسبد.

و به دلیل نچسب بودن این ماده شما می‌توانید غذا را بدون روغن یا کره سرخ کنید و این یعنی چربی و کلسترول کمتر، برای داشتن یک قلب سالم‌تر.

02432464407-9

پلی‌استایرن

پلی‌استایرن یک پلاستیک سخت و ارزان قیمت است، و احتمالاً در زندگی روزمره فقط پلی‌اتیلن است که پرمصرف‌تر از آن است. بدنه‌ی بیرونی رایانه‌ای که با آن کار می‌کنید، احتمالاً از جنس پلی‌استایرن است. هواپیماها و اتومبیل‌های اسباب بازی، از پلی‌استایرن ساخته می‌شوند. شکل دیگر کاربرد پلی‌استایرن، در عایقکاری و بسته بندی با فوم است (عنوان تجاری استایروفوم یکی از انواع فوم‌های پلی استایرن است). لیوان‌های پلاستیکی شفاف از پلی‌استایرن ساخته می‌شوند. در اتومبیل نیز قطعات بسیاری وجود دارند که از این پلیمر ساخته شده‌اند، مانند دکمه‌های رادیو. پلی‌استایرن همچنین در اسباب بازی‌ها و بدنه‌ی لوازمی مانند سشوارها، رایانه‌ها، و وسایل آشپزخانه به کار می‌رود.

پلی‌استایرن یک پلیمر وینیلی است. از نظر ساختاری، این پلیمر از یک زنجیری هیدروکربنی بلند تشکیل شده است که گروه‌های فنیل به صورت یک در میان، به اتم‌های کربن آن متصل شده‌اند. پلی‌استایرن از طریق پلیمریزاسیون وینیلی رادیکال آزاد ، از مونومر استایرن تهیه می‌شود.

همچنین پلی‌استایرن جزیی از نوعی لاستیک سخت به نام پلی(استایرن-بوتادی‌ان-استایرن)، یا لاستیک SBS است. لاستیک SBS یک ترموپلاستیک الاستومر است.

پلی‌استایرن در آینده

نوع جدیدی از پلی استایرن وجود دارد که پلی‌استایرن سیندیوتاکتیک نامیده می‌شود. تفاوت آن در این است که گروه‌های فنیل به صورت یک در میان در طرفین زنجیر اصلی پلیمر قرار گرفته‌اند. درحالی که در پلی‌استایرن اتاکتیک یا معمولی این گروه‌ها هیچ نظم خاصی ندارد.

در عین حال، این پلیمر بسیار گران‌تر است.

پلی‌استایرن سیندیوتاکتیک به روش پلیمریزاسیون کاتالیزوری متالوسن تولید می‌شود.

 آن را بردارید، و محکم به آن ضربه بزنید!

اما هنوز با همان پلی‌استایرن اتاکتیک کارهای جالب توجهی می‌توان انجام داد.

چه اتفاقی می‌افتد اگر به مقداری مونومر استایرن که می‌خواهیم آن را به صورت رادیکال آزاد پلیمریزه کنیم، مقداری لاستیک پلی‌بوتادی‌ان بیافزاییم؟ با نگاهی به پلی‌بوتادی‌ان متوجه می‌شوید که این پلیمر پیوندهای دوگانه‌ای دارد که می‌تواند پلیمریزه گردد. بنابراین آنچه که رخ می‌دهد، کوپلیمریزاسیون پلی‌بوتادی‌ان با پلی‌استایرن است، تا به نوعی از کوپلیمر، به نام کوپلیمر پیوندی دست یابیم. در این کوپلیمر، یک سری زنجیرهای پلیمری متفاوت با زنجیر اصلی داریم که به سمت بیرون زنجیر اصلی رشد کرده‌اند. در نمونه‌ی مورد نظر ما، پلیمر، زنجیرهای پلی‌استایرنی است که زنجیرهایی از پلی‌بوتادی‌ان از آن خارج شده‌اند.

این زنجیرهای لاستیکی که از زنجیر اصلی آویزان شده اند، کارهای خوبی برای پلی استایرن انجام می دهند. هموپلیمرهای پلی استایرن و پلی بوتادی ان با هم مخلوط نمی شوند؛ بنابراین شاخه های پلی بوتادی ان سعی می‌کنند تا حد امکان، جدایی فازی ایجاد کنند و قطره های کوچکی به وجود آورند، مانند آنچه در شکل زیر می بینید. اما این قطره های کوچک در هر صورت به فاز پلی استایرن گره خورده اند. از این رو بر روی این فاز تأثیر می گذارند. هنگامی که با چیزی به پلیمر ضربه ای وارد می‌شود، کرات پلی بوتادی ان انرژی را جذب می کنند و به پلیمر، نوعی جهندگی می دهند که پلی استایرن عادی فاقد آن است. این امر، سبب می شود تا این پلیمر از پلی استایرن عادی قوی تر و محکم تر شود و توانایی تحمل ضربات سخت تر را، بدون آنکه بشکند، به آن می بخشد. این ماده پلی استایرن ضربه پذیر، یا به اختصار HIPS نامیده می شود.

همه ی زنجیرها در HIPS به این صورت شاخه دار نیستند. زنجیرهای بسیاری از پلی استایرن عادی و پلی بوتادی ان معمولی نیز موجودند که در مخلوط حضور دارند. این امر، HIPS را تبدیل به ماده ای می‌کند که ما آن را یک مخلوط امتزاج ناپذیر پلی استایرن و پلی بوتادی ان می نامیم. اما این مولکول های پیوند خورده ی پلی استایرن- پلی بوتادی ان هستند که از طریق پیوند دادن دو فاز (یعنی فاز پلی استایرن و فاز پلی  بوتادی ان) باعث کارکرد کل سیستم می شوند.

HIPS را می توان با پلیمری به نام پلی(فنیلن اکساید)، یا PPO آلیاژ نمود. این آلیاژ HIPS و PPO توسط شرکت جنرال الکتریک ساخته می شود و با نام تجاری نوریل، به فروش می رسد.

02432464407-9