پلیمرها چه هستند؟

این صفحه صفحه­ ای مقدماتی برای نگاهی عمیق­تر به پلیمرها به حساب می‌آید. نخستین مطلب در این باره، این است: وقتی از پلیمرها صحبت می­کنیم، دقیقاً درباره­ی چه چیزی بحث می­کنیم؟ چه چیزی، یک پلیمر است، و چه چیزی پلیمر نیست؟

معمولاً واژه ­ی پلیمر زمانی استفاده می­شود که درباره ­ی مولکول­ هایی با وزن مولکولی (یا اندازه­ ی) حدود چند هزار یا بیشتر صحبت می­کنیم.

به خط شدن!

ولی معمولاً دوست داریم دقیق­تر از این باشیم. اکثر اوقات هنگامی که از پلیمرها صحبت می­کنیم، درباره‌ی مولکول­هایی با وزن مولکولی چند صدهزار، یا حتی چند میلیون حرف می­زنیم. همچنین معمولاً درباره­ی پلیمرهای خطی بحث می­کنیم. یک پلیمر خطی، مولکول پلیمری است که در آن همه‌ی اتم­ها، کم و بیش در زنجیره­ای طولانی چیده شده­اند. این زنجیره، زنجیر اصلی نامیده می­شود. معمولاً تعدادی از این اتم­های درون زنجیر اصلی، زنجیره­های کوچکی از اتم­ها دارند که به آنها متصل شده­اند. این زنجیره­های کوچک، گروه­های جانبی نامیده می­شوند. زنجیره­های گروه­های جانبی بسیار کوچک­تر از زنجیر اصلی هستند. به طور عادی، زنجیره­های جانبی فقط حاوی تعداد کمی اتم هستند، ولی زنجیر اصلی معمولاً چند صدهزار اتم در خود دارد.

شباهت پلیمرها و تلویزیون: هر دو پر از تکرار هستند!

ضمناً وقتی ما از پلیمرها حرف می­زنیم، معمولاً فقط درباره­ی مولکول­های عظیمی صحبت نمی­کنیم که اتم­های آنها در زنجیر­ها چیده شده­اند. ما دوست داریم فرض کنیم که اتم­های تشکیل­دهنده­ی زنجیر اصلی پلیمر، با نظم خاصی وارد زنجیره می­شوند، و این نظم، خودش را در تمام طول زنجیره­ی پلیمر تکرار می­کند. به عنوان مثال، در پلی­پروپیلن، زنجیر اصلی فقط از دو اتم کربن تشکیل شده است که مرتباً تکرار می­شوند. یکی از اتم­های کربن دارای دو اتم هیدروژن متصل به آن است، و دیگری یک اتم هیدروژن، و یک گروه جانبی متیل دارد.

این واحد که دارای کربنی با دو اتم هیدروژن، و به دنبال آن کربنی با یک اتم هیدروژن و یک گروه متیل است، خودش را در طول زنجیر اصلی مرتباً تکرار می­کند. این ساختار تکرار شونده­ی کوچک، ساختار تکرارشونده یا واحد تکرارشونده نامیده می­شود.

به منظور ساده­سازی، ما معمولاً فقط یک واحد از ساختار تکرارشونده را نشان می­دهیم، مانند این:

واحد تکراری، داخل کروشه قرار داده می شود و زیرنویس n فقط نشانه ی تعداد واحدهای تکراری در زنجیره ی پلیمر است.

شکستن خط

به هر حال، پلیمرها می­توانند در ساختارهای دیگری ظاهر شوند. برای اینکه بفهمید چگونه این امر رخ می­دهد، نگاهی به صفحه­ ی پلیمر غیرخطی بیاندازید.

نتایج بزرگ بودن

اکنون، بیایید به همان پلیمرهای خطی ساده برگردیم. این مولکول­های زنجیرمانند عظیم، در نتیجه­ی اندازه­ی بزرگ و شکل خاصشان، به گونه­ای متفاوت با مولکول­های کوچک رفتار می­کنند. سه دلیل برای این رفتار خاص وجود دارد. برای دانستن این که این دلایل چه هستند، صفحه­ای را ببینید که آن را این گونه نامیده‌ایم: سه چیز که پلیمرها را متفاوت می­کند.

یک تجمع مورد نیاز

پلیمرها از اول اندازه­ی بزرگی ندارند و از مولکول­های کوچکی به نام مونومر آغاز می‌شوند. برای تولید یک پلیمر، حجم بزرگی از مونومرها به هم متصل می­شوند تا یک زنجیره­ی پلیمر طولانی را تشکیل دهند. برای نمونه، مونومرهای استایرن به هم وصل می­شوند تا پلی­استایرن را به وجود آورند:

برای دستیابی به اطلاعات بیشتر درباره­ی ساخت پلیمرها از مونومرها، اینجا را ببینید.