پلیمر

ته

مرداد 1385یه کننده: دکتر ستارارشدی

انواع پلیمرها از نظر

منشاء:

1-پلیمرهای طبیعی : سلولز( گلوکز)، نشاسته ( گلوکز)، انسولین ( اسیدهای آمینه) و لیگنین ( فنیل پروپان)

2-پلیمرهای سنتزی: پلی اتیلن، پلی استر( داکرون)،پلی آمید (نایلون)

انواع پلیمرها از نظر

روش تهیه:

1-پلیمرهای رشد زنجیری (افزایشی): افزایش آغازگر(رادیکالی،آنیونی و کاتیونی) به پیوند دوگانه

تولید ترکیب میانی

افزایش مونومرها به ترکیب میانی(اتشار)

اختتام مثال: پلی اتیلن

2-پلیمرهای کئوردینانسی ( زیگلر- ناتا)

3-پلیمرهای رشد مرحله ای(تراکمی): دو مولکول با دو گروه عاملی با از دست دادن آب متراکم می شوند. مثال: نایلون

تعریف: پلیمر مولکول بسیار بزرگی است که در اثر تکرار یک واحد تکرار شونده ( مونومر) و اتصال این واحدها به یکدیگر حاصل می شود.

مقدمه ای بر علومپلیمری

تاریخ پیدایش و تکوینپلیمرها

گودیر

لاستیک ولکانیزه (گرمانرم)

ابونیت ( گرماسخت)

ولکانیزاسیون در دمای پایین

ولکانیزاسیون در دمای بالا

لاستیک طبیعی

پلاستیکهای گرمانرم (ترموپلاستیکها) مولکولهای دوبعدی هستند که در اثر گرم شدن ممکن است نرم شوند ، امادر اثر سرد شدن به حالت اولیه ، خود برگردند.
اما پلاستیکهای گرماسخت (ترموست ها) پلیمرهایشبکهای سه بعدی هستند که با گرم کردن نمیتوان شکل آنها را تغییر داد .
سلولز وسلولز نیترات ، هر دو پلیمرهای خطی یا دو بعدی هستند ، اما اولی به دلیل داشتنپیوندهای هیدروژنی بین زنجیری نرم نمیشود .
از سلولز تری نیترات به عنوان مادة منفجر شوندهاستفاده میشود.
سلولز دی نیترات ، هنوز مقداری پیوندهای هیدروژنیدارد و به شدت آتشگیر است.

به عنوان نرم کننده (پلاستی سینرر) ، یعنی کاهنده پیوندهای هیدروژنی ، پارکز از روغن کوچک و هایت از کافور استفاده کرد .
با عبور دادن کولودیون از سوراخهای ریز یک نخساز ئ تبخیر حلالها الیاف نازکی به دست آمد.
با نیترو زدایی از این الیاف سلولزی به وسیلة سدیم بی سولفیت ، اشتعالپذیری آنها کاهش یافت.
شاردونِت توانست سلولز را به صورت الیاف نازک پیوسته بازسازی کند .

بیکلند با اجرای واکنش کنترل شدة فنول و فرمالدهید توانست رزینهای گرمانرمی تولید کند که قابل تبدیل به پلاستیکهای گرماسخت بودند . او اصطلاح رزین رزول مرحلة A را ابداع کرد تا بالکلیت ترموپلاستیک خود را که در اثر تراکم مقدار اضافی فرمالدهید با فنول در شرایط قلیایی تولید میشود توصیف کند .
با گرمای بیشتر یا تکوین بیشتر رزین ، رزول مرحلة A به یک باکلیت گرماسخت مرحلة C (ذوب نشدنی) تبدیل شد .
بیکلند ، به وسیلة تراکم فنول با مقدار کمی فرمالدهید در محلولهای اسیدی ، رزوینهای ترموپلاستیک به نام نوولاکها را نیز تهیه کرد.
با افزودن فرمالدهید در هگزامتیلن تترامین ، نوولاکها به رزینهای گرماسخت تبدیل شدند .

پلیمرها (بسپارها) یا ماکرومولکولها (درشت مولکولها) مولکولهای غولپیکری هستند که دست کم صد برابر سنگینتر از مولکولهای کوچکی مانند آب یا متانول هستند .
اگر فلزات و ترکیبهای معدنی را کنار بگذاریم ، بقیة مواد در دنیا در واقع مواد پلیمری هستند ، مانند پروتئینها و نوکلئیک اسیدها ، الیاف و پارچهها ، نشاسته ، الاستومرهای دور و بر ما ، رنگها ، سقف و دیوار پلاستیکی ، عایقهای اسفنجی ، بشقابهای ملامینی ، چسبهای اوره – فرمالدهید ، و غیره .
با وجور تنوع بسیار زیاد در الیاف ، الاستومرها ، و پلاستیکها ، همة آنها ساختار مشابهی دارند و نظریه ها و قوانین یکسانی بر آنها حاکم است . پلیمرهای خطی ، از قبیل پلی اتیلن چگال (HDPE) ، متشکل از زنجیرهای بلندی از اتمهای کربن پیوسته با پیوندهای کووالانسی هستند . واحد تکرارشونده در HDPE ، (-CH2-CH2-) است.

بیشتر پلیمرهای خطی مانند HDPE توموپلاستیک هستند ، یعنی معمولاً بر اثر گرم کردن نرم می شوند و بر اثر سرد کردن سفت میشوند . این فرآیند ، برگشت پذیر است . اما دسته ای از پلیمرهای خطی ، مانند سلولز ، که دارای نیروهایی بین مولکولی قوی (پیوندهای هیدروژنی) هستند ، بر اثر گرم کردن ، قبل از نرم شدن تجزیه میشوند .

پلیمرهای گرماسخت دارای ساختار شبکهای هستند و بر اثر گرم کردن نرم نمیشوند . ترموپلاستیکها ، نظیر لاستیک طبیعی و رزینهای باکلیت مرحلة A ، را میتوان با ایجاد پیوندهای عرضی بین زنجیرها به پلیمرهای گرماسخت تبدیل کرد.
در ابتدا، به دلیل فقدان دانش کافی دربارة علوم پلیمری، پیشرفتها صرفاً مبنای تجربی داشتند . اما در دهة 1930 و 1940 ، با تکوین و توسعة تظریه ها توسط اشتادینگر ، کاروترز ، مارک و دیگران ، علوم پلیمری به سرعت رو به پیشرفت نهاد.
رزینهای رزول ترموپلاستیک ، در اثر گرم کردن مخلوط فنول – فرمالدهید در شرایط قلیایی، به رزینهای گرماسخت تبدیل میشوند . نوولاکها هنگامی تشکیل میشوند که مقدار ناکافی فرمالدهید با فنول در محیط اسیدی ترکیب شود . نوولاکها در اثر گرم کردن با هگزامتیلن تترامین ، به پلاستیکهای ذوب نشدنی تبدیل میشوند .

هدفهای رفتاری کسب توانایی های زیر میباشد:

تعریف دو مفهوم DP و M را در پلیمرها
تعریف دو مفهوم مونودیسپرس (تکپاشیده) و پلی دیسپرس(بس پاشیده)
توضیح مفاهیم پلیمر خطی، شاخه دار، و شبکه ای
شرح دو مفهوم پلیمربلورین و آمورف را با رسم طرحهای مربوطه
بیان مفهوم تاکتیسیته و نتایج منبعث از آن
تعریف مفاهیم طول زنجیر بحرانی، گرانروی و انعطاف پذیری در پلیمرها
ذکر Tg و روشهای تعیین آن و ویژگیهای رفتاری پلیمرها در این دما
توضیح در مورد فاصله میانگین انتها تا انتها در پلیمرها
توضیح چگونگی پیدایش اسفرولیت ها
نوشتن معادله آورامی
ارتباط بین ساختار و خواص پلیمرها

فصلدوم:

پلی اتیلن چگالی بالا ، مانند دکان یا پارافین ، یک مولکول خطی زنجیر مانند است که متشکل از اتمهای کربن پیوسته با پیوندهای کووالانسی می باشد . اتمهای کربن در همة آلکانها ، از جمله HDPE ، با زاویههای مشخصة چهاروجهی (در حدود 109.5) به هم متصل اند. ) آرایش زیگزاگی)

شیمی فضاییپلیمرها

هر مولکول پروتئین خاص وزن مولکول ویژهای دارد و گفته می شود یک پلیمر تک پاشیده (مونودیسپرس) است . اما پلیمرهای سنتزی تجارتی از قبیل HDPE ، متشکل مولکولهایی با وزنهای مولکولی مختلف هیتند . بنابراین ، مقدار عددی n ، یا درجة بسپارش (DP) را باید یک عدد میانگین تلقی کرد و آنرا به صورت نشان داد . در نتیجه ، وزن مولکولی میانگین ( ) یک پلیمر بسپاشیده برابر است با حاصلضرب در وزن مولکولی واحد تکرار شونده یا پار (مِر).

شیمیدانان از اصطلاح گروه آویخته برای مشخص کردن هر گروه موجود بر روی واحدهای تکرار شونده استفاده میکند. بنابراین ، پلی پروپیلن دارای یک گروه متیل آویخته است ، اما یک پلیمر خطی به حساب می آید . بر عکس، پلی اتیلن کم چگالی (LDPE) یک پلیمر شاخه دار است چون شاخه های متصل به زنجیر، از این سو و آن سو و به طور نامنظم ادامه یافته اند .

شاخه دار شدن، مانند شاخه دار شدن در آلکانهای ساده همچون ایزوبوتان، حجم پلیمر را افزایش و چگالی آن را کاهش میدهد.

پلیمرهای خطی و شاخه دار ، گرمانرم (ترموپلاستیک) هستند . اما ، پلیمرهای دارای پیوندهای عرضی سه بعدی ، یا شبکه ای ، مواد گرماسخت (ترموست) میباشند . چگالی پیوندهای عرشی ممکن است از کم در لاستیک ولکانیزه تا زیاد در ابونیت متغیر باشد .

در حالی که در LDPE فقط یک آرایش برای واحدهای تکرار شونده ممکن است ، در پلیپروپیلن (PP) و بیشتر پلیمرها ممکن است این آرایش سر به دم یا سر به سر باشد .

پروتئینها پلیآمیدهایی هستند که در آنها واحدهای ساختمانی متشکل از ایزومرهای L- آمینواسیدها میباشند . بر عکس ، واحدهای ساختمانی در نشاسته و سلولز، D- گلوکز میباشند که با گروههای استالی α و β به هم متصل شدهاند .

ناتا از کاتالیزورهای کوئوردیناسیونی فضا ویژه برای تولید ایزونرهای فضا ویژة پلیپروپیلین استفاده کرد. ناتا برای توصیف تفاوتهای ساختاری ممکن از اصطلاح تاکتیسیته استفاده کرد
ایزومر مربوط به آرایش DDDD یا LLLL ایزومر PP ایزوتاکتیک نام دارد. ایزومر مربوط به آرایش DLDL ، PP سندیوتاکتیک است و پلی پروپیلینی که در آن آرایش مونومرها تصادفی و بی نظم است ، PP آتاکتیک نام دارد.
PP ایزوتاکتیک که بصورت تجارتی عرضه می شود ، ماده ای متبلور با دمای ذوب oC 160است ، در صورتی که ایزومر آتاکتیک پلیمری غیر متبلور (آمورف) و نرم با دمای ذوب oC 75 میباشد.
اصطلاح اوتاکتیک برای اشاره به پلیمر ایزوتاکتیک ، سندیوتاکتیک ، یا مخلوط این دو به کار می رود.

بیشتر پلیمرها فقط یک مرکز کایرال یا مرکز بیتقارن در واحد تکرار شونده دارند ، اگر در مراکز کایرال دو استخلاف متفاوت (R و R1 ) وجود داشته باشد ، در اینصورت دیایزوتاکتیسیته خواهیم داشت . اینگونه ایزومرها را اریترو- و تریودی ایزوتاکتیک و ادیترو- وتریوسندیوتاکتیک مینامند .

در پلیمری مانند HDPE ، گروههای متیل نشان داده شده با گروههای متیلن در زنجیر جایگزین می شود. انعطافپذیری در یک پلیمر به سهولت تبدیل t به g مربوط است. این تبدیل نیز به فقدان گروههای ممانعت کننده یا افزایش دما وابسته است . از این رو ، می بینیم که پلی متیل متاکریلات (PMMA) ، به علت گروههای قطبی استرکه چرخش را دشوار می سازند ، در دمای معمولی سفت است . اما، پلی ایزوبوتیلن در دمای معمولی نرم می باشد. با افزایش دما، انعطاف پذیری هر دو پلیمر افزایش مییابد.

برهم کنشهایمولکولی

جامد بودن و موم گونه بودن پلیمرها ناشی از زیاد بودن نیروهای لاندن در این مولکولهای بزرگ است. اگر فرض کنیم جاذبه بین واحدهای متیلن یا متیل حدود 2kcal/mol باشد ، این نیروها در متان

2kcal/mol ، در هگزان 12 kcal/mol، و در پلیاتیلن با هزار واحد اتیلنی kcal/mol 2000 است.

بین مولکولهای قطبی نظیر متیلکلیرید و پلیوینیلکلرید بر اثر برهمکنشهای دوقطبی – دوقطبی ، جاذبه های الکتروستاکتیکی وجود دارد . این نیروها، که بین 2-6 kcal/mol به ازای هر واحد تکرار شونده میباشند ، به دما وابسته اند و با افزایش دما در جریان فرایندهای عمل آوری پلیمرها، کاهش می یابند. نیروهای لاندن نیز در مولکولهای قطبی وجود دارند. وجود این دو نوع نیروهای دوقطبی – دوقطبی از ویژگیهای بسیاری از پلاستیکها است.

بین مولکولهایی نظیر اتانول ، پلیوینیل الکل ، و سلولز ، نوع دیگری برهمکنش دوقطبی – دوقطبی قوی وجود دارد که پیوند هیدروژنی نام دارد. این برهمکنش قویترین برهمکنش بین مولکولی است و به 10 kcal به ازای هر پیوند میرسد. پیوندهای بین مولکولی بین الیاف ، مانند پنبه ، پشم ، نایلون ، اکریلان ، پلیاسترها ، و پلیاورتانها وجود دارد. پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی ، سبب ساختار مارپیچی در نشاسته و پروتئین های کروی میشوند.

دمای ذوب بالای نایلون 66 (265 ◦C ) ، ناشی از تلفیقی از نیروهای لاندن ، دوقطبی – دوقطبی ، و پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرهای پلیآمیدی است. بر اثر جایگزین کردن اتمهای هیدروژن در گروههای آمیدی نایلون با گروههای متیل ، یا با استری کردن گروههای هیدروکسل در سلولز (استری کردن سلولز) ، از شمار پیوندهای هیدروژنی کاسته می شود.

علاوه بر نیروهای بین مولکولی ، در هم گره خوردن زنجیرها نیز عامل مهمی است که بر خواص فیزیکی پلیمرها تأثیر می گذارد. در حالی که موم پارافین و HDPE هومولوگهای با وزن مولکولی بالا هستند، طول زنجیرهای پارافین کوتاهتر از آن است که بتوانند در هم گره بخورند و به هم گیر بکنند و به این دلیل استحکام و سایر خواص HDPE را ندارد.

طول زنجیر بحرانی (Z) که برای پیدایش گره های بین زنجیرهای ضروری است ، به قطبیت و شکل پلیمر وابسته است. از اینرو ، شمار اتمها در طول زنجیر بحرانی پلیمتیل متاکریلات ، پلیاستیرن ، و پلیایزوبوتیلن ، به ترتیب 208 ، 730 و 610 است.

گرانروی معیاری از مقاومت در برابر جاری شدن پلیمر مذاب است. جاری شدن ، یعنی حرکت یکجای بخش هایی از زنجیرهای پلیمری ، براثر بههم گیر کردن زنجیرها ، نیروهای بین مولکولی ، حضور عوامل محکم کننده ، و پیوندهای عرضی ، با ممانعت روبرو و کند می شود.

انعطافپذیری پلیمرهای بیشکل در دمای بالای حالت شیشهای ، که تابع همان نیروهای مؤثر در جاری شدن پلیمر مذاب است ، به حرکتهای لولیدنی (کرم وار) بخشهایی از زنجیرهای پلیمری مربوط است. این حرکتها ، در صورت حضور گروههای متیلن متعدد بین گروههای سفت کننده و در صورت حضور اتمهای اکسیژن در زنجیر ، بیشترمیشوند. بنابراین، انعطافپذیری پلی استرهای آلیفاتیک با افزایش m بیشتر می شود.

برعکس، انعطاف پذیری پلیمرهای بی شکل در بالای حالت شیشه ای ، در صورت وجود گروههای سفت کننده در ساختار پلیمر مثل گروههای زیر، کاهش می یابد.

هنگامی که پلیمرهای بی شکل تا زیر دمای ویژهای به نام دامی تبدیل شیشهای (Tg) سرد میشوند ، انعطافپذیری آنها به شدت کاهش مییابد ، در دامی زیر(Tg) ، حرکتهای قطعهای وجود ندارد و هر تغییر ابعادی در زنجیر پلیمر ، نتیجه تغییر در پیوندهای ظرفیتی نخستین است. پلاستیکهای بیشکل ، زیر Tg بهترین عملکرد را دارند ، اما الاستومرها را باید در دمای بالاتر از دمای شکنندگی ، یا Tg، مورد استفاده قرار داد.

دمای ذوب پلیمر ، دمای تبدیل مرتبه یک است ، و در این راستا گاهی Tg را دمای تبدیل مرتبه دو می نامند. Tm معمولاً به میزان 33 تا 100 % بزرگتر از Tg است و در پلیمرهای متقارن مثل HDPE، تفاوت Tm و Tg بیشینه است. در الاستومرها و پلیمرهای انعطاف پذیر ، Tg نسبتاً پایین و در پلاستیکهای بی شکل سخت ، Tg نسبتاً بالا است.

از آنجاکه در Tg حجم ویژه پلیمرها افزایش مییابد تا پاسخگوی حرکتهای قطعهای زنجیرها باشد ، میتوان مقدار Tg را از نمودار تغییرات حجم ویژه با دما تخمین زد. سفتی (مدول) ، ضریب شکست ، خواص دیالکتریکی ، تراوایی نسبت به گازها ، جذب پرتو X ، ظرفیت گرمایی ، همگی در Tg تغییر میکنند. از اینرو ، با تعیین تغییرات هر یک از این متغیرها ، میتوان Tg را تخمین زد. از آنجا که تغییر در شیب منحنیهای حجم ویژه – دما یا ضریب شکست – دما همیشه آشکار نیست ، بهترین کار برونیابی خطی منحنی ها و تعیین نقطه تقاطع آنها است.

Tg و Tm بصورت گذارهای گرماگیر در سنجشهای کالیمتری ، از قبیل تجزیه ، گرمایی افتراقی (DTA) ، یا کالیمتری پیمایشی افتراقی (DSC) ، مشاهده می شود.

در دمای زیر Tg هیچ حرکتی مگر کشش یا کج شدن پیوندهای کووالانسی وجود ندارد. برقراری حرکتهای قطعهای سبب پیدایش صورت بندی های متفاوت و متعدد می شود. بنابراین ، طول کانتور یک زنجیر پلیمری (nl) که با ضرب طول هر پار (مِر) یعنی l ، در تعداد واحدهای تکرار شونده در زنجیر یعنی n بدست میآید ، فقط طول یکی از دهها صورتبندی را به دست میدهد

آگاهی از فاصلة میانگین انتها – تا – انتهای زنجیرهای پلیمری ضروری است . روش آماری برای تعیین این پارامتر ، که فن پرواز تصادفی نام دارد ، در سال 1919 توسط لرد ریله (Lord Raleigh) تکوین یافت . این رهیافت آماری کلاسیک را برای نشان دادن فاصلهای که توسط یک فرد نابینا پس از برداشتن n قدم به طول l طی میشود .

مسافت طی شده خط میتقیم برابر با nl نیست ، بلکه فاصله ریشة میانگین مجذور است که برابر با میباشد .

اگر تصحیح مربوط به زاویه های ثابت چهار وجهی در زنجیر پلیمر را انجام دهیم ، مقدار از nm 6.9 به nm 9.8 میرسد.
اگر تصحیح مربوط به ممانعت های ایجاد شدهبه وسیله اتمهای هیدروژن در برابر حرکت را نیز به حساب آوریم ، این مقدار به nm 12.2میرسد.
اگر اتمهای هیدروژن اتم کربن متیلن اول و اتم کربن متیلن پنجم در حالتی شبیه سیکلوپنتان همپوشانی کنند ، تصحیح دیگری به نام دخالت پنتانی باید انجام شود . پس از انجام این تصحیح ، nm 18.0خواهد شد.
حجم کنار گذاشته شده از اینجا ناشی می شود که بر خلاف فرد نابینا که می تواند بدون ممانعت قدمی به عقب بردارد ، در یک زنجیر کربن – کربن سه بعدی ، فقط یک اتم کربن می تواند در یک زمان خاص حجم خاصی را اشغال کند و سایر اتمها نمیتوانند در آن لحظه آن حجم خاص را اشغال کنند .

در یک پلیمر شاخهدار انتهاهای بسیاری وجود دارد ، رسم بر این است که در اینگونه پلیمرها به جای r از شعاع گرداگردی (S) استفاده شود . شعاع گرداگردی ، عملاً ریشة مجذور میانگین فاصلة یک انتهای زنجیر از مرکز ثقل پلیمر است . s کوچکتر از r است و برای پلیمرهای خطی ، می باشد .

شمار صورتبندیهای ممکن با افزایش طول زنجیر بیشتر میشود و به طور آماری میتوان نشان داد که برابر با است .

در یک پلیمر شاخه دار انتهاهای بسیاری وجود دارد ، رسم بر این است که در اینگونه پلیمرها به جای r از شعاع گرداگردی (S) استفاده شود . شعاع گرداگردی ، عملاً ریشة مجذور میانگین فاصلة یک انتهای زنجیر از مرکز ثقل پلیمر است . s کوچکتر از r است و برای پلیمرهای خطی ، می باشد .

گروههای پر حجم در پلی استیرن (PS) مانع چرخش می شوند و در نتیجه Tg و Tm آن بالاتر از این پارامترها در HDPE است . در صورت وجود استخلافهایی مانند کلر در پلی استیرن ، Tg و Tm باز هم بیشتر خواهد بود . به همین دلیل ، مقاومت گرمایی نایلونهای آروماتیک (آرامیدها) ، از نایلون های آلیفاتیک بیشتر است .

بلورهای پلیمری

پاورث با استفاده از فن پراش پرتو x نشان داد که سلولز کشیده شده متبلور است و متشکل از واحدهای تکرار شونده سلوبیوزی میباشد . کاتز ، برای سرگرمی یک نوار لاستیک طبیعی کشیده شده در طیف سنج پرتو x گذاشت و با کمال شگفتی الگوی تداخل ویژة مواد بلورین را دید .

مات شدن لاستیک کشیده یا سرد شده ، ناشی از تشکیل بلورینهها یا نواحی متبلور است . نواحی متبلور ابتدا به وسیلة یک الگوی میسل نواری توضیح داده شد ، اما امروزه به دلیل مشاهدة تک بلورهای پلیمری منظم فضایی ، این نظریه کنار گذاشته شده است .

پلیمرهای منظم بلورهای لایهای به ضخامت 10 تا nm 20تشکیل میدهند که در آنتها زنجیرهای پلیمری روی خودشان تاه خورده اند به طوری که زنجیرهای موازی عمود بر وجه بلورها به وجود آورده اند.

پلیمرهای بی شکل با گروههای پر حجم نامنظم به ندرت متبلور می شوند . می توان سرعت تبلور را با پراش پرتو x یا با دیلاتومتری (سنجش حجم) دنبال کرد.

بلورینه ها در پلیمرها کوچک اند و معمولاًٌ به صورت ساختارهای بزرگتر هرمی شکل تو خالی به نام اسفرولیت ها (شبه کره ها) سازمان می یابند . اسفرولیت ها را با چشمان غیر مسلح می توان دید ، و در میکروسکپ با استفاده از نور قطبی شده ، به صورت الگویی صلیب مانند دیده می شوند .

سرعت رشد بلورها را با روش دیلاتومتری با استفاده از معادلة آوارامی (که برای بررسی سرعت تبلور فلزات تکمیل یافت) می توان دنبال کرد .

با فنون عملآوری از قبیل شکلدهی گرمایی و روزنرانی پلاستیکها و جهتدهی دو محوری و کشیدن الیاف در حالت سرد ، ممکن است نواحی بلورین بر هم خورد . به عنوان مثال ، در فن آخری ، بلورینه ها در راستای کشش جهتگیری می کنند و قطر تارها (فیلامانها) کم می شود.

پلیمرهای منظم با گروههای آویخته کوچک آسانتر از پلیمرهای با گروههای آویختة بزرگ مانند پلی وینیل استات، متبلور میشوند . تبلور فراوردة هیدرولیز این پلیمر ، باز هم آسانتر است . همچنین، در مواردی که گروههای مختلف اما با اندازة مشابه ، شبیه CH ، CHOH ، CF ، و C=O ، حضور دارند ، تبلور روی می دهد .

الاستومرها پلیمرهایی هستند که دارای اتصال های عرضی شیمیایی یا فیزیکی میباشند.
در کاربردهای صنعتی ، دمای استفاده از الاستومرها باید بالای Tg (برای ممکن بودن حداکثر تحرک زنجیر) باشد.
در حالت عادی باید آمورف باشند و نیروی بازگرداننده پس از کشیده شدن ، عمدتاً ناشی از آنتروپی است . با کشیده شدن الاستومر ، زنجیرهای نامنظم آرایش منظمتری مییابند . اما پس از رها شدن ، زنجیرها مایلند به همان آرایش بی نظم تصادفی برگردند.
تحرک زنجیرها باید واقعاً کم باشد . نیروهای چسبندگی بین زنجیرها باید کم باشد تا انبساط (گسترش) پلیمر به صورتی سریع و آسان ممکن باشد.
یک زنجیر در حالت کشیده شده باید استحکام کششی بالایی داشته باشد ، در صورتی که در حالت گسترش نیافته باید استحکام کششی آن پایین باشد. پلیمرهای وینیل با پیوندهای عرضی باید بیشتر این خواص را داشته باشند.
الاستومر ، به دلیل همین پیوندهای عرضی ، پس از تغییر شکل باید به شکل نخستین بازگردد. غالباً این خاصیت را "حافظة" الاستیک می نامند .

ارتباط های ساختار – خواصدر پلیمرها

از جمله خواص الیاف ، استحکام کششی بالا و مدول بالا (تنش بالا به ازای کشیدگی های کوچک) است. این خواص در پلیمرهایی با تقارن مولکولی بالا و انرژی چسبندگی بین زنجیری بالا وجود دارد ، لازمة هر دو ویژگی ، درجة تبلور بالا است.
الیاف معمولاً خطی هستند و بر اثر جهت گیری (جهتدهی) در یک سو ، در آن سو استحکام مکانیکی بالایی یافته اند . معمولاً پلیمرهای تراکمی مانند پلیاستر و نایلون اینت خواص را دارند.
اگر لازم است الیاف اتو بشوند ، Tg آنها باید بالای باشد . شاخه دار بودن و پیوندهای عرضی پدیده های نامطلوبی هستند چون تبلور را بر هم می زنند ، گرچه اندکی پیوندهای عرضی خواص فیزیکی پلیمر را در جریان عمل آوری و کشیدن پلیمر بهبود می بخشد .

فرآورده های پلیمری با خواص بین الاستومرها و الیاف را به نام «پلاستیکها» می شناسیم .

خواص بعضی از پلیمرها ، با تغییر طول زنجیر و وزن مولکولی ، گروههای انتهایی ، شرایط عمل آوری ، میزان پیوندهای عرضی، نوع افزودنی و نرم کننده، و عواملی از این قبیل، تغییر کرده ، پلیمر در این گروه یا آن گروه قرار می گیرد . به عنوان مثال، نایلون بسیار متبلور رفتار الیافی دارد، در صورتی که با درجة تبلور کمتر از نظر خواص در گروه پلاستیک ها قرار می گیرد

هدفهای رفتاری کسب توانایی های زیر میباشد:

تعریف معادله تنش- کشیدگی (قانون هوک) و بر اساس تعریف آن مدولهای کششی و برشی
توضیح معادله تنش- کشیدگی (قانون نیوتن) وبراساس آن بیان گرانروی یک سیال
تعریف نسبت ( ضریب) پوآسان
شرح ونوشتن رابطه الگوی ماکسول
با استفاده از نمودار و نوشتن رابطه ، الگوی فوکت – کلوین را شرح دهد.
توضیح ارتباط خواص مکانیکی انواع پلیمرها با Tg
تعریف پارامتر ( CED)
بیان انواع تعاریف گرانروی را با اشاره به نمادها مربوطه
شرح معادله مارک- هوینگ و بیان ارزش نظری و کاربردی آن
شرح روشهای تعیین گرانروی

فصلسوم

رئولوژی

بخشی از علوم که به مطالعة تغییر شکل و روان شدن مواد می پردازد را، رئولوژی نامیده اند .

مبحث رئولوژی شامل دو شعبة متفاوت در مبحث مکانیک به نامهای مکانیک سیالات و مکانیک جامدات است . معمولاً یک شیمیدان با مواد ویسکوالاستیک (مواد گرانروی کشسان) سروکار دارد که به عنوان جامد و نیز به عنوان سیال عمل می کنند .

در جامدات خصلت الاستیکی برتری دارد و بنابراین ، میتوان خواص مکانیکی آنها را با قانون هوک توصیف کرد .

تنش برابر است با نیروی اعمال شده به ازای واحد سطح ، و کشیدگی یا طویل شدن برابر است با کشیدگی ایجاد شده در واحد طول . برای یک جامد ایزوتروپیک ، یعنی مادهای که در همة جهتها خواص یکسانی دارد ، کشیدگی با نسبت پواسان ، ،تعریف می شود ؛ یعنی نسبت درصد تغییر در سطح مقطع ، به درصد تغییر در طول ،

هنگامی که در حجم تغییری نباشد ، مانند وقتی که الاستومری کشیده می شود ، نسبت پواسان 0.5 است . با افزایش Tg این نسبت کاهش می یابد و در مواد سختی همچون PVC و ابونیت به 0.5 نزدیک می شود . برای سادگی کار ، پلیمرها مواد جامد ایزوتروپیک ویسکوالاستیک با نسبت پواسان 0.5در نظر گرفته می شوند

از آنجا که جزء گرانرو در مایعات برتری دارد ، می توان خواص روانی آنها را با قانون نیوتن توصیف کرد . بنابراین قانون ، تنش اعمال شدة s با سرعت کشیدگی (یا ) متناسب است ، اما مستقل از یا شیب سرعت اعمال شده می باشد .

هر دو قانون هوک و نیوتن برای تغییرهای کوچک در کشیدگی یا سرعت کشیدگی معتبر می باشند و در مطالعة مواد ویسکوالاستیک مفید واقع می شوند .

اگر فقط تغییر شکلها بر اثر کشش و برش را در نظر بگیریم، به جای مدول یانگ میتوانیم از مدول G استفاده کنیم:

سرعت روان شده ، که به از هم باز شدن زنجیرهای درگیر و لغزش زنجیرها روی یکدیگر مربوط است ، برگشت پذیر نیست و طبق معادلة آرنیوس ، با افزایش دما افزایش می یابد ( در حالی که کاهش می یابد) . در این معادله E انرژی فعال سازی روان شدن گرانرو است.

از آنجاکه پلیمرها جامدات ویسکوالاستیک هستند ، تلفیقی از این دو الگو برای مطالعة تغییر شکل حاصل از اعمال تنش به یک پلیمر جامد ایزوتروپیک مورد استفاده قرارمی گیرد .

الگوی ماکسول: سهم فنر و ضربه گیر در کشیدگی جمع شونده است: با اعمال تنش طویل شدن فوری فنر و سپس پاسخ آهسته پیستون در ضربه گیر. بنابراین زمان آسایش، وقتی تنش و طویل شدن به تعادل میرسند:

در الگوی فوکت – کلوین برای تغییر شکل ویسکوالاستیک ، فرض می شود که تنش کل برابر است با مجموع تنش های گرانرو والاستیک .

زمان تأخیر ، ، زمانی است که در آن الگو به مقدار اولیه اش کاهش می یابد .

تلفیق دو الگو : در حالی که بر اثر اعمال تنش پلیمرهای مذاب و الاستومرها روان می شوند پلاستیکهای ساختاری بر اثر تنش های نسبتاً کوچک ، باید در برابر تغییر شکل برگشت ناپذیر مقاومت کنند و مانند جامدات الاستیک رفتار کنند . این دسته از پلاستیکها را پلاستیکهای ایده آل یا بینگ هام می نامند و با معادله توصیف میکنند .

یک پلاستیک بینگهام ، در تنش بالای so از خود روانی نیوتنی نشان می دهد . در این شکل ، منحنی های مواد افزایندة برش (منبسط شونده) و کاهندة برش (شبه پلاستیک) نیز دیده می شود .

مایعاتی که گرانروی آنها بر اثر گذشت زمان کاهش می یابد ، تیکسوتروپیک نام دارند.
مایعاتی که گرانروی آنها بر اثر زمان بیشتر می شود ، رئوپکتیک نامیده می شوند.
واژة خزش برای توصیف لغزش آهستة زنجیرهای پلیمری در یک دورة زمانی طولانی به کار می رود.
معادلة هرسل – باکلی ، یک معادلة عمومی است که در صورت به معادلة بینگهام تبدیل می شود و در صورت و ، به صورت معادلة نیوتنی درمی آید.

(1) شیشه گرانرو، الاستیک هوکی یا شیشه هوکی: حرکت قطعه ای زنجیر کاملا” محدود بوده و فقط خمش پیوند و تغییر زاویه پیوند; رفتار شیشه گون ; روان شدن فقط با دستگاههای دقیق قابل مشاهده است.
(2) تبدیل شیشه ای و( 3) ناحیه روان شدن لاستیکی، هر دو مربوط به ناحیه ویسکو الاستیک ; در این ناحیه تغییر شکل پلیمر برگشت پذیر است اما وابسته به زمان است و ناشی از چرخشهای زنجیر جانبی و اصلی است.
(4) حالت لاستیکی، لاستیک به شدت الاستیک ; حرکت قطعه ای موضعی رخ میدهد اما روان شدن کل زنجیر توسط ماتریس شیمیایی یا فیزیکی محدود شده است.
(5) ناحیه روان شدن لاستیکی یا روان شدن گرانرو ; تغییر شکل توده ای و لغزش زنجیرها روی یکدیگر رخ میدهد.

انواع ویسکو الاستیسیته:

مطالعه انواع ویسکو الاستیسیته برای پلیمرهای بی شکل با استفاده از اصل جابجایی زمان- دمای بولتسمان ساده تر میشود:

: فاکتور جابجایی محاسبه شده به دمای مرجع

بنا بر رابطه تجربی ویلیامز، لاندل و فری (WLF) همه پلیمرهای خطی بیشکل در Tg و دماهای خاص بالای Tg مانند Tg + 25oC خواص ویسکو الاستیک مشابه دارند.

C1 و C2 مربوط به حجم آزاد

توانمندی نیروهای بین مولکولی برابر است با چگالی انرژی چسبندگی ، که انرژی مولی تبخیر به ازای واحد حجم می باشد . از آنجا که وقتی مادهای حل میشود جاذبه های بین حلّال و حلّ شونده باید برتری یابند ، می توان مقدار CED را برای پیش بینی انحلال به کار برد.

انحلال پذیری

نخستین گام در انحلال پلیمر ، فرآیند آهسته واکشیدگی (تورم) است که حلّال پوشی نام دارد . بر اثر این فرآیند ، مولکولهای پلیمر با ضریب δ ، که به CED وابسته است ، واکشیده می شوند . در مرحلة دوم ، پلیمرهای خطی و شاخه دار حلّ می شوند . امّا پلیمرهای شبکه ای این مرحله را ندارند و در همان شرایط واکشیده باقی می مانند .

برای اینکه انحلالی رخ دهد ، لازم است انرژی آزاد GΔ ، که نیروی پیش برنده در فرآیند انحلال است ، در دمای ثابت طبق معادلة گیبس کاهش یابد .

فلوری و هاگینز ، با این فرض که قطعه های پلیمری شبیه مولکولهای حلّال اند ، برای انرژی مولی جزئی گیبس رقیق شدن رابطه ای به دست آوردند . این رابطه شامل پارامتر بدون بعد برهمکنش فلوری-هاگینز بود. Z عدد کئوردینانس شبکه و X1در برگیرنده آنتالپی و آنتروپی است.

گرچه تئوری فلوری – هاکینز دارای محدودیتهای خاص خود است ، امّا میتوان آن را برای پیشبینی رفتار تعادلی بین فازهای مایع محتوی یک پلیمر بی شکل به کار برد . این تئوری را برای پیش بینی نقطة ابری شدن نیز می توان به کار برد ؛ نقطه ای که درست زیر دمای بحرانی محلول ، TC، است .

TC دمایی است که در آن دو فاز یکی می شوند . می توان پارامتر بر هم کنش فلوری- هاگینز را به عنوان معیاری از قدرت حلّال مورد استفاده قرار داد .

پارامتر انحلال پذیری ، δ ، برای حلّالهای غیر قطبی ، برابر است با ریشة دوّم گرمای تبخیر شدن پلیمر به ازای واحد حجم .

بر اساس پارامترهای انحلال پذیری ، می توان گرمای مخلوط شدن مایعات و پلیمرهای بی شکل را پیش بینی کرد .

حجم جزیی حلال ( ) و حل شده ( )

بر این اساس ، هر پلیمر بی شکل غیر قطبی ، در یک مایع یا مخلوطی از مایعات که تفاوت پارامتر انحلال پذیری آنها بیشتر از نیست ، حلّ می شود . این واحد پیچیده را با H (هیلبراند) مشخص می کنند .

مثال: پارامتر انحلال پذیریپلی پروپیلن بی شکل:

برای حلّالهای غیر قطبی که هیلبراند آنها را حلّال های عادی نامیده است ، پارامتر انحلال پذیری δ برابر است با:

پارامتر انحلال پذیری (CED) با گرانروی ذاتی محلول نیز رابطه دارد:

اسمال معادله دیگری برای تخمین پارامتر انحلال پذیری پلیمرهای غیر قطبی ارائه کرد که بجای گرمای تبخیر شدن پلیمر از ثابتهای جذب مولی جمع پذیر( G ) استفاده شده است:

D چگالی و M وزن مولکولی پار (مر) است.

گرانرویسنجی:

گرانروی سنجی یکی از سادهترین و سریعترین راههای به دست آوردن اطلاعات مربوط به مزن مولکولی است

یکی از آشکارترین ویژگیهای محلولهای پلیمری ، حتّی در شرایط غلظت کم ، گرانروی بالای آنهاست . نسبت گرانروی یک محلول پلیمری به گرانروی حلّال را گرانروی نسبی و را گرانروی ویژه spη می نامند . گرانروی کاهش یافته ، یا عدد گرانروی ، از تقسیم spη بر غلظت محلول (C) به دست می آید . گرانروی ذاتی ، یا عدد گرانروی حدّ ، با برون یابی redη تا غلظت صفر به دست می آید .

از آنجا که گرانروی نسبی redη نسبت گرانروی هاست ، مانند گرانروی ویژه بدون بُعد است (واحد ندارد). امّا چون گرانروی کاهش یافته از تقسیم spη بر غلظت به دست می آید ، redη را با واحد غلظت معکوس نشان می دهند ؛ مانند میلی لیتر بر گرم . گرانروی ذاتی نیز همین واحد را دارد .

فلوری-دبای و کرک وود:

حجم هیدرودینامیکی یک ثابت عمومی و مستقل از حلال، پلیمر، دما و وزن مولکولی است.

گرانروی سنجی مقدار مطلق وزن مولکولی را به دست نمی دهد ، بلکه اندازهای نسبی از وزن مولکولی پلیمر را تعیین می کند . برای این واقعیت چند دلیل را می توان بر شمرد . نخست اینکه ، دربارة ارتباط گرانروی محلول با اندازة زنجیر ، هنوز تئوری دقیق و کاملی در دست نیست. دیگر اینکه ، عبارتی را صرفاً با سنجشهای گرانروی سنجی ، نمیتوان مستقیماً برای مرتبط ساختن گرانروی پلیمر و وزن مولکولی آن ( به طور مطلق) مورد استفاده قرار داد ، چون در این معادله دو مجهول دیگر ، یعنی k و a ، نیز وجود دارد که باید تعیین شوند . از این رو ، سنجشهای گرانروی سنجی را باید با یک روش تعیین کنندة مقدار «مطلق» وزن مولکولی مربوط کرد.

در دمای ثابت ، با استفاده از هر گرانروی سنج ساده ای ، از قبیل گرانروی سنج Ubbe1ohde ، گرانروی سنج توپی ، یا گرانروی سنج چرخشی ، می توان گرانروی یک محلول را اندازه گیری کرد . رسم بر اینست که گرانروی یک پلاستیک جامد را به صورت اندکس مذاب بیان کنند ؛ مقدار پلیمر بر حسب گرم که از یک روزنة مشخص بیرون می زند.

رابطه دیگری که برای تعیین مورد استفاده قرار می گیرد، معادله گرانروی درونی نام دارد که به شکل زیر است:

در بیشتر سیستم ها، رابطه 3-31 به رابطه هاگینز برای گرانروی ساده می شود :

بنابراین، ، نسبت زمان روان شدن حجم های مساوی از محلول پلیمر و حلال است. گرانروی کاهش یافته با ] [ ، به وسیله یک معادله ویریال به صورت زیر رابطه دارد:

رایجترین گرانروی سنجها از نوع Ubbe1ohde هستند که ، به دلیل داشتن بازوی جانبی ، زمان روانی را به مستقل از حجم مایع در حباب مخزن به دست میدهند.

معمولا” گرانروی سنجی، با استفاده از محلول های محتوی 0.01 تا 0.001 گرم پلیمر در هر میلی لیتر محلول انجام می شود در چنین محلول های رقیقی ، . در نتیجه :

هدفهای رفتاری کسب توانایی های زیر میباشد:

هر کدام از وزنهای مولکولی را با نوشتن رابطه ها و ذکر مثال تعریف کند.
با رسم منحنی توضیع وزنهای مولکولی متوسط پلیمر ها در مورد آن توضیح دهید.
روشهای جزءجزء کردن مخلوطهای پلیمری بسپاشیده را برشمارد.
از دیدگاه تعیین وزن مولکولی متوسط پلیمرها فنون زیر را شرح دهد:

الف) کروتوگرافی تراوش ژلی

ب) تحلیل گروه انتهایی

ج) صعود دمای جوش و نزول دمای انجماد

د) اسموز سنجی

ه) ضریب شکست سنجی

و) سنجش های پراکندگی نور

ز) فرامرکز گریزی

فصلچهارم:

وزن مولکولی متوسط یک پلیمر ، حاصلضرب شمار متوسط واحدهای تکرار شونده یا پارها (که با یا مشخص میشود) در وزن مولکولی آنهاست .

بر اثر واکنشهای بسپارش سنتزی و طبیعی ، بسپارهایی با وزن مولکولی ناهمگن ، یعنی طول زنجیرهای متفاوت ، به وجود می آید.
توزیع وزن مولکولی ممکن است نسبتاً گسترده ، یا نسبتاً باریک باشد ، یا ممکن است پلیمری با یک ، دو ، یا سه نوع گسترة وزن مولکولی (یعنی به ترتیب ، پلیمرهای مونومودال ، بی مودال ، و تری مودال) سنتز شود.
یک منحنی بیمودال از ویژگیهای بسپارشی است که با دو مسیر متفاوت یا در دو شرایط متفاوت روی می دهد .

بیشتر پلیمرهای سنتزی و برخی پلیمرهای طبیعی ، متشکل از مولکولهایی با وزنهای مولکولی متفاوتاند ؛ این نوع پلیمرها را بسپاشیده (پلی دیسپرس) می گویند .

مولکولهای کوچک و مولکولهای بزرگ با وزن مولکولی کمتر از یک مقدار مشخص بحرانی (Z) ، که نمی توانند دارای زنجیرهای در هم رفته و در هم گیره گرده باشند ، به آسانی مورد حملة واکنشگرهای مناسب قرار می گیرند . بنابراین ، از این نظر ، خواص فیزیکی و شیمیایی پلیمر با وزن مولکولی آن ارتباط می یابد.
مشاهده می شود که خواصی از قبیل گرانروی مذاب ، استحکام کششی ، مدول ، استحکام برخوردی یا سفتی، و مقاومت پلیمرهای بی شکل در برابر گرما و خورنده ها ، به وزن مولکولی بستگی دارد .
برعکس ، چگالی ، ظرفیت گرمایی ویژه ، و ضریب شکست نور ، در وزنهای مولکولی بالاتر از وزن مولکولی است .

هر سنجشی که به تعیین شمار مولکولها ، گروههای عاملی ، یا ذرّات

موجود در وزن مشخصی از نمونه بیانجامد ، محاسبة را ممکن می سازد

مسئله: مقدار برای 3 مولکول با وزنهای مولکولی 105*1.00 ، 105*2.00 و 105*3.00 محاسبه کنید.

مقدار وزن مولکولی آستانه (TMWV ) ، به Tg ، چگالی انرژی چسبندگی (CED) پلیمرهای بی شکل ، میزان تبلور در پلیمرهای بلورین ، و اثر تواندهی در چند سازه ها (کامپوزیتها)ی پلیمری بستگی دارد .

وزن مولکولیمتوسط:

بیشتر خواص ترمودینامیکی پلیمرها به شمار ذره های موجود در نمونه ، یعنی به ، بستگی دارند ؛ از جمله خواص جمعی آنها . مقدار مستقل از اندازة مولکولی است و نسبت به مولکولهای کوچک موجود در مخلوط بسیار حساس است . مقدار پلیمر با فنون رائول تعیین می شوند ، فنونی که به خواص جمعی از قبیل ابولیومتری (بالا رفتن دمای جوش) ، کریومتری (پایین آمدن دمای انجماد) ، اسموزسنجی ، و تحلیل گروه انتهایی وابسته اند .

خواص توده ای که همراه با تغییر شکلهای بزرگ است ، از قبیل گرانروی و سفتی ، به ویژه تحت تأثیر مقادیر قرار می گیرند. ، با استفاده از فنون پراکندگی نور و فرامرکر گریزی تعیین میشود .

وزن مولکولی متوسط وزنی ، ، با استفاده از آزمایشهایی تعیین میشود که در آن هر مولکول یا زنجیر ، در نتیجة به دست آمده مشارکت دارد . در مقایسه با وزن مولکولی متوسط عددی (که صرفاً به شمار کلّ ذرّهها بستگی دارد) ، این متوسط (یعنی ) به شمار مولکولهای سنگینتر وابسته تر است .

الاستیسیتة مذاب وابستگی نزدیکی به دارد . وزن مولکولی متوسط z را نیز می توان با فنون فرامرکز گریزی به دست آورد.

بجز در مورد سیستمهای تکپاشیده ، همیشه بزرگتر از است .
نسبت معیاری از بسپاشیدگی پلیمر است و ضریب بسپاشیدگی نام دارد.
محتمل ترین توزیع در پلیمرهای بسپاشیده که با فنون تراکم تولید می شوند ، دارای ضریب بسپاشیدگی 2.0 است.
بنابراین ، در یک مخلوط پلیمری که از نقطه نظر وزن مولکولی ناهمگن است، .

در همة روشهای کلاسیک تعیین وزن مولکولی ، لازم است پلیمر به صورت محلول باشد . برای کمینه کردن بر هم کنشهای پلیمر – پلیمر ، غلظت محلول پلیمری باید 1 گرم (یا کمتر) پلیمر در 100 گرم حلّال باشد . برای بیشتر کمینه کردن بر هم کنشهای حلّ شده – حلّ شده ، معمولاً سنجشها را تا رقت بی نهایت برون یابی می کنند .

از آنجا که با روشهای گرانرویسنجی مقادیر مطلق به دست نمی آید ، لازم است تغییرات نسبت به رسم شود. تا ثابتهای k و a در معادلة مارک – هوینک تعیین شوند.

جزء به جزء کردن سیستمهایبسپاشیده:

قبل از پیدایش کروماتوگرافی نفوذژلی (GPC) ، پلیمرهای بسپاشیده با افزودن یک غیر حلّال به محلول پلیمر ، سرد کردن محلول پلیمری ، تبخیر حلّال ، ذوب کردن موضعی ، استخراج ، نفوذ و پخش ، یا مرکز گریزی جزء جزء می شدند . وزن مولکولی جزءها را با روشهای قدیمی می توان تعیین کرد.

ساده ترین، امّا متداولترین فنّ ، رسوب دادن جزء به جزء است . این روش به تغییر جرئی در پارامتر انحلال پذیری با تغییر وزن مولکولی بستگی دارد.

از این رو، هنگامی که مقدار اندکی از غیر حلّال اختلاط پذیر در دمای ثابت به یک محلول پلیمری افزوده می شود، فرآوردة دارای بیشترین وزن مولکولی رسوب می کند . پس از خارج کردن این رسوب ، این عمل دوباره تکرار میشود . جزءهای جدا شده را میتوان باز هم با رسوب دادن دوباره جزء جزء کرد.

ایزوپروپیل الکل یا متانول را قطره قطره به محلولی از پلی استیرن در بنزین اضافه کرد تا آنجا که محلول کدر شود . پیش از خارج کردن نخستین جزء و جزء بعدی ، بهتر است محلول را گرم کنیم و بگذاریم سرد شود .

برای جزء جزء کردن یک پلیمر ، میتوان از روش استخراج پلیمر در دستگاهی مانند سوکسله استفاده کرد . در این روش ، در فاصلههای زمانی خاص ، جزءهای پلیمری جدا می شوند .

کروماتوگرافی تراوشژلی:

کروماتوگرافی تراوشژلی ( صاف کنندة ژلی) نوعی کروماتوگرافی شویشی مایع – جامد است که با غربال کردن توسط ژل پلی استیرن شبکه ای یا سایر مواد پرکنندة الک مانند، پلیمرهای بسپاشیده را به اجزاء خود تفکیک می کند.
ژل پلیاستیرن ، فاز ساکن ستون، با اندازة منافذ مختلف (1 تا 106 نانومتر) به صورت تجارتی عرضه می شود.
مولکولهای کوچک با سهولت و برتری در منافذ ژل نفوذ می کنند ، ابتدا جزءهای سنگین مولکول شسته شده و از ستون خارج می شوند . بنابراین ، جزءها بر اساس اندازه از هم جدا می شوند.

محاسبه ارتفاع هم ارز بایک طبق نظری:

پارامتر برابر است با معکوس شمار طبقها در هر پا ، P تناسب مستقیم با مجذور حجم شوینده ( Ve) و تناسب معکوس با ارتفاع ستون بر حسب پا ( f ) و با مجذور خط پایه( d ) دارد .

وزن مولکولی یک پلیمر ، به فضای مؤثر اشغال شده توسط زنجیر پلیمری در محلول یا حجم هیدرو دینامیکی آن ( V ) مربوط است

GPCرا علاوه بر جزء به جزء کردن سیستمهای بسپاشیده برای بدست آوردن اطلاعات درباره اندازه پلیمرها، میتوان با دستگاه UVجفت کرد تا تجزیه و تحلیل جزءهای شسته شده بدرستی انجام شود.

تحلیل گروه انتهایی:

گروههای پایانی آمینوی نایلون ، حلّ شده در متا – کرزول ، با تیتراسیون آن با محلول متانولی پر کلریک اسید به آسانی تعیین می شود.
با افزایش وزن مولکولی پلیمر، از حساسیت و دقّت این روش کاسته می شود.
گروههای پایانی هیدروکسیل و کربوکسیل در پلیاسترها و گروههای پایانی اپوکسی در رزینهای اپوکسی قابل تیتر کردن می باشند.
حداکثر وزن مولکولی 20000 قابل تحلیل هستند.

فنون صعود دمای جوش ونزول دمای انجماد:

این فنون، که بر پایة قانون رائول استوار می باشند ، شبیه همانهایی هستند که در مورد ترکیبهای سبک مولکول عادی به کار می روند ، و دقّت آنها به حساسیّت گرماسنجی و دماسنجی وابسته است . وزن مولکولی متوسط عددی ، ، در هر مورد ، مبتنی بر معادلة کلازیوس – کلاپیرون است .

تنها خاصیّت جمعی که برای پلیمرهای بزرگ به آسانی قابل اندازهگیری است ، فش

پلیمر

مطالب مشابه :

دارو رسانی به سرطان بر مبنای علم نانو-بیوتکنولوژی

درمان سرطان با کمک نانوذرات ممکن تر می شود! ‏(1391/12/07)

پلیمر

ترجمه آماده مقاله تخصصی با عنوان :Synthesis of Hollow Inorganic Nanospheres

میسل ها و کاربرد آنها

نانوذرات – چشم اندازها و نگرانی ها

پلیمر

نانو ذرات مغناطیسی: سنتز،حفاظت ،کاربرد پذیری و کاربرد (مهندس م. شرفی)

نانوراکتورها (2)

نانو تکنولوژی