انواع پلیمرها

پلیمرها برحسب نوع سنتز و نوع ترکیب شیمیایی به انواع مختلفی تقسیم می شوند:

  • ترموپلاستیک ها
  • ترموست ها
  • الاستومرها

ترموپلاستیک ها

ترموپلاستیک ها یا پلیمرهای نرم شونده در برابر حرارت از جمله مواد پلاستیکی هستند که مولکول های آنها با اندازه های مختلف در کنار یکدیگر قرار گرفته است و پیوند بین زنجیره های مجاور در آنها از نوع پیوند بسیار ضعیف واندروالس است. در نتیجه این پیوندهای ضعیف ثانویه، خواص مکانیکی این نوع پلاستیک ها در حد پایین می باشد. ترموپلاستیک ها به دلیل اینکه از مولکول هایی با اندازه های متفاوت تشکیل شده اند دارای نقطه ذوب مشخصی نیستند. آنها در درجه حرارت های معمولی محیط، جامد بوده و با افزایش دما نرم می گردند. در حقیقت با افزایش دما زنجیره ها از هم جدا شده و با سهولت بیشتری روی یکدیگر می لغزند. همچنین افزایش بیشتر دما منجر به ذوب زنجیره های پلیمری می شود.

همانطور که می بینیم در دمای کم مدول یانگ پلیمرها بالا بوده ولی با افزایش دما پلیمر از حالت صلب خارج میشود و به سمت کاهش ویسکوزیته حرکت میکند تا در نهایت در نقطه ذوب خود حالت ویسکوز می یابد. مزایای پلیمرهای ترموپلاستیک شکل دادن ساده ی آنهاست و معایب آنها خواص مکانیکی پایین و کاهش خواص مکانیکی با افزایش دما است. معمولا از ترموپلاستیک ها در ساخت قطعات کامپوزیت کمتر استفاده می شود. پلی اتیلن، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی استرها و پلی آمیدها از این دسته ها هستند. درصد ازدیاد طول پلیمرهای ترموپلاستیک و چگالی آنها نکته قابل توجهی است. معمولا چگالی ترموپلاستیک ها بین 0/92-1/39 g/cm3 می باشد و درصد ازدیاد طول این دسته از پلیمرها از 15 تا 800 درصد متغیر است. از دیگر اعضای این خانواده میتوان از پلی پروپلین، پلی آکریلونیتریل، پلی متیل متاکریلات، پلی اکسی متیل و پلی کربنات نام برد.

پلیمر توسعه تفلون
تغییرات مدول یانگ پلیمرهای ترموپلاستیک با افزایش دما

ترموست ها

در این دسته از پلیمرها زنجیره های مولکولی توسط پیوندهای عرضی به هم متصل هستند و یک شبکه سه بعدی پدید می آورند. شبکه سه بعدی توسط اتصال یک عامل از زنجیره ها که از نقاط مختلف به هم متصل هستند پدید می آید. چنین پیوندهایی در اثر انجام عملیات پخت یا گیرش (Curing) حاصل می شوند. عملیات پخت یا سخت شدن یک واکنش شیمیایی است که در اثر انجام آن پیوندهای عرضی ایجاد شده و سبب تردی و شکننده شدن ماده می شوند و چقرمگی پلیمر از بین می رود. به عنوان مثال میتوان از چسب دوقلو نام برد. یکی از اجزا سازنده این دسته از چسب ها ماده ای تحت عنوان سخت کننده (Hardner) می باشد که باعث پدید آمدن گیرش می شود. واکنش گیرش همانطور که گفته شد ماهیت شیمیایی دارد. بنابراین عوامل موثر بر تسریع سرعت واکنش هایی شیمیایی بر این پدیده موثر است. عواملی مانند دما، غلظت، کاتالیزور و فشار بر پدیده ی گیرش تاثیر دارند. هنگام استفاده از پلیمرهای ترموست باید به این نکته توجه داشت که این پلیمرها را پس از انجام فرایند گیرش نمی توان کامپوزیت کرد و عملیات کامپوزیت سازی باید قبل از گیرش انجام شود. البته روش دیگری نیز وجود دارد و آن گیرش نیمه تمام است. در این حالت گیرش به صورت ناقص انجام می شود و پس از عملیات کامپوزیت سازی گیرش را تکمیل می نمایند.

در مقایسه بین پلیمرهاي ترموست و ترموپلاستیک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • واکنش گیرش برگشت ناپذیر است.
  • کامپوزیت هایی که از پلیمرهای ترموست پدید می آیند در چرخه ی طبیعت بازیافت نمی شوند.
  • پلیمرهای ترموست در اثر افزایش دما تجزیه می شوند و ذوب نمی گردند.

ترموست ها

این دسته از پلیمرها واسط بین ترموست ها و ترموپلاستیک ها هستند و در آنها تعداد پیوندهای عرضی ایجاد شده کم است. از این رو تحت تاثیر تنش و درجه حرارت معمولی محیط خاصیت کشسان پیدا می کنند و به همین دلیل به آنها الاستومر می گویند. این مواد با افزایش دما از حالت کشسان به حالت پلاستیک تغییر وضعیت می دهند.