در مطلب قبلی در رابطه با استروئید در ورزشکاران صحبت کردیم و در این مطلب از دایا اکسیر فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی، می خواهیم به بررسی پلیمر ها و کاربردهای آن بپردازیم.
فهرست مطالبی که در ادامه به آنها پرداخته شده است:
پلیمر چیست؟
پلیمراز دسته ای از مواد طبیعی یا مصنوعی متشکل از مولکول های بسیار بزرگ به نام ماکرومولکول ها، که شامل واحدهای شیمیایی ساده تر به نام مونومر هستند تشکیل شده است و بسیاری از مواد موجود در موجودات زنده از جمله پروتئین ها، سلولز و اسیدهای نوکلئیک را تشکیل می دهند. علاوه بر این، آنها اساس مواد معدنی مانند الماس، کوارتز، فلدسپات و مواد دست ساز بشر مانند بتن، شیشه، کاغذ، پلاستیک و لاستیک را تشکیل می دهند.
پلیمر تعداد واحدهای مونومر را مشخص می کند. هنگامی که تعداد مونومرها بسیار زیاد باشد، این ترکیب را پلیمر بالا می نامند. پلیمرها محدود به مونومرهایی با ترکیب شیمیایی یا وزن مولکولی و ساختار مشابه نیستند. برخی از پلیمرهای طبیعی از یک نوع مونومر تشکیل شده اند ولی اکثر پلیمرهای طبیعی و مصنوعی از دو یا چند نوع مختلف مونومر تشکیل شده اند که به عنوان کوپلیمر شناخته می شوند.
پلیمرهای طبیعی: آلی و معدنی
مواد اولیه ساختاری را فراهم می کنند و در فرآیندهای حیاتی زندگی شرکت می کنند. به عنوان مثال، اجزای جامد همه گیاهان از این مواد تشکیل شده است. اینها شامل سلولز، لیگنین و رزین های مختلف است.
سلولز یک پلی ساکارید است، پلیمری که از مولکول های قند تشکیل شده است.
لیگنین از یک شبکه سه بعدی پیچیده از پلیمرها تشکیل شده است.
رزین های چوب پلیمرهای یک هیدروکربن ساده، ایزوپرن هستند. همچنین یکی از پلیمرهای ایزوپرن آشنا لاستیک میباشد.
بسیاری از پلیمرهای معدنی نیز در طبیعت یافت می شوند، از جمله الماس و گرافیت که هر دو از کربن تشکیل شده اند. در الماس، اتم های کربن در یک شبکه سه بعدی به هم متصل شده اند که ماده بسیار سختی به وجود می آورد. در گرافیت، که به‌عنوان روان‌کننده و در «سرب‌های» مدادی استفاده می‌شود، اتم‌های کربن در صفحاتی به هم متصل می‌شوند که می‌توانند روی یکدیگر بلغزند.
پروتئین ها، که مونومر آنها اسیدهای آمینه هستند، و اسیدهای نوکلئیک، که مونومر آنها نوکلئوتیدها هستند، مولکول های پیچیده ای هستند که از بازهای حاوی نیتروژن، قندها و اسید فسفریک تشکیل شده اند و حامل اطلاعات ژنتیکی در سلول هستند.
نشاسته، منبع مهم انرژی غذایی که از گیاهان به دست می آید از منومر گلوکز تشکیل شده اند.
اهمیت پلیمرها در زندگی
استفاده از این مواد به طور گسترده ای انجام می گیرند و تقریباً در هر ماده ای که در زندگی روزمره ما استفاده می شود یافت می شود. تا به امروز، اهمیت آنها به دلیل کاربردهای آن در حوزه های مختلف علوم، فناوری، صنعت وپزشکی، بسیار برجسته تر شده است و در بسیاری از محصولات و کالاهایی که در زندگی روزمره استفاده می‌کنیم، استفاده می‌شوند و نمی توان زندگی بدون آن را تصور کرد.
از سال‌ها پیش مردم از این مواد در زندگی خود استفاده می‌کردند، اما تقریباً تا جنگ جهانی دوم به خوبی آن را نمی‌شناختند و مواد کمی برای ساخت کالای مورد نیاز برای زندگی متمدن وجود داشت که شامل موادی مثل فولاد، شیشه، چوب، سنگ، آجر و بتن برای بیشتر ساخت و سازها و از پنبه، چوب، جوت و چند محصول کشاورزی دیگر برای تولید لباس یا پارچه استفاده می‌شد.
افزایش سریع تقاضا برای محصولات تولیدی باعث معرفی مواد جدید می شود. این مواد جدید پلیمری هستند و تاثیر آنها بر شیوه زندگی کنونی تقریبا غیرقابل محاسبه است. از محصولاتی که در اطراف ما هستند میتوان به لباس های ساخته شده از الیاف مصنوعی، فنجان های پلی اتیلن، فایبرگلاس، یاتاقان های نایلونی، کیسه های پلاستیکی، رنگ های پلیمری، چسب اپوکسی، بالشتک فوم پلی اورتان، دریچه های قلب سیلیکونی، و ظروف پخت و پز با روکش تفلون نام برد.
این مواد از طریق واکنش شیمیایی مونومرها به دست می آیند. مونومرها توانایی واکنش با مولکول دیگری از همان نوع یا نوع دیگر را در شرایط مناسب برای تشکیل زنجیره دارند. این فرآیند در طبیعت منجر به تشکیل پلیمرهای طبیعی شده است، در حالی که پلیمرهای مصنوعی ساخته دست بشر هستند.
نمونه ای از کاربرد پلیمرها در زندگی
پلیمرهای طبیعی و مصنوعی به طور قابل توجهی در آسایش و تسهیل زندگی انسان نقش دارند. دارو، تغذیه، ارتباطات، حمل و نقل، آبیاری، ظرف، پوشاک، ساختمان ها، بزرگراه ها و غیره را دربر میگیرد. تصور جامعه بشری بدون پلیمرهای مصنوعی و طبیعی دشوار است.
استفادهدر صنعت خودروسازی
پلیمرهای کربنی به طور گسترده در ساخت نسل بعدی خودروهای سبک وزن، ایمن تر و کم مصرف تر استفاده می شود. این یک نوع پلاستیک تقویت شده با الیاف است که دوام زیادی همراه با وزن سبک دارد و ازنوع تقویت شده با فیبر کربن مخلوط شده با یک ترکیب پلاستیکی سخت تشکیل شده است.
استفاده در لوازم آرایشی بهداشتی و پزشکی
پوسته سیلیکونی(silicon skin) مصنوعی یکی از مهمترین کاربردهای آن در زمینه لوازم آرایشی است. این توانایی مبارزه با پیری، کمک به سفت شدن پوست و کاهش چین و چروک و پف دور چشم را خواهد داشت. همچنین افرادی که از بیماری های پوستی مانند اگزما رنج می برند می توانند از آن استفاده کنند.
استفاده در پلاستیک
نفت خام در کارخانه های پتروشیمی با شکستن پیوندها به مونومر تبدیل می شود. این مونومرها به زنجیره های بلندی متصل می شوند که پلیمر نامیده می شوند. مرحله تشکیل محصول نهایی پس از افزودن موادی که خاصیت های مختلفی از جمله تقویت کننده، ورقه ورقه و نرم کننده را برای بهبود خواص آن ارائه می دهند، آغاز می شود و پلاستیک لازم را تولید میکند.
پلاستیک در بسیاری از صنایع مختلف و تولید محصولات متعدد از جمله کابل های برق، الکترونیک و لوازم خانگی، بسته بندی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود.
علیرغم اهمیت زیاد آن در عصر کنونی تأثیر منفی بر محیط زیست دارند که نمی توان آن را نادیده گرفت، زیرا زیست تخریب پذیر نیست. به همین دلیل است که به عنوان یک شکل عمده از آلودگی محیط زیست در نظر گرفته می شود که باید راه حلی برا این مسئله پیدا کرد.
طبق مطالعه اخیر در مجله Science، دانشمندان دانشگاه نورث وسترن نوعی از این مواد با قطعات قابل جابجایی، بازیافت و قابل استفاده مجدد ساخته اند که به کاهش آلودگی محیطی ناشی از کاربردهای شیمیایی آنها کمک می کند.
این مواد از همان ابتدا در اطراف ما در دنیای طبیعی وجود داشته اند (مانند سلولز، نشاسته و لاستیک طبیعی). مواد پلیمری ساخت بشر از اواسط قرن نوزدهم مورد مطالعه قرار گرفته است. امروزه این صنعت به سرعت توسعه یافته است و از مجموع صنایع مس، فولاد، آلومینیوم و برخی دیگر بزرگتر است.
در این مطلب از دایا اکسیر نمایندگی مرکز فروش مواد شیمیایی در تهران در مورد پلیمرها و کاربردهای آن به تفصیل صحبت کردیم.
