آکریلات ها

کلمات کلیدی:
ژل

آکریلات‌ها از خانواده‌ای از پلیمرها هستند که نوعی از وینیل پلیمرها محسوب می‌شوند. بدیهی است که پلی‌آکریلات‌ها از مونومرهای آکریلات ساخته شده‌اند. اما این مونومرها چیستند؟ مونومرهای آکریلات استرهایی هستند که شامل گروه‌های وینیلی می‌باشند؛ به عبارت دیگر دارای دو اتم کربن هستند که با پیوندهای دوگانه به هم متصلند، و مستقیماً به کربن گروه کربونیل وصل شده‌اند.

برخی از آکریلات‌ها دارای یک گروه متیل اضافی متصل به کربن آلفا هستند، و متاکریلات نامیده می‌شوند. یکی از رایج ترین پلیمرهای متاکریلات، پلی(متیل متاکریلات) است.

آکریلات و متاکریلات

شاید کسی نتواند تصور کند که این گروه کوچک متیل چه تفاوت عظیمی در رفتار و خواص پلیمر ایجاد می‌کند، اما حقیقت همین است. پلی(متیل‌آکریلات) در دمای اتاق یک لاستیک است، اما پلی(متیل متاکریلات) در این دما یک پلاستیک محکم، سخت و شفاف است.

میزان سختی یا نرمی یک پلیمر در دمای داده شده با آنچه ما تحرک زنجیر می‌نامیم، مشخص می‌شود، یعنی زنجیرهای پلیمر تا چه حد در حضور هم و در کنار یکدیگر تکان می‌خورند. هر چه حرکت آنها بیشتر باشد، پلیمر نرم‌تر است. در اینجا تصور صحنه‌ای از فیلم مهاجمان صندوقچه گمشده به ما کمک می‌کند، صحنه‌ای که در آن قهرمان فیلم، ایندیانا جونز، خود را در یک معبد مصری می‌یابد، در حالی که تا قوزک پا در میان مارهای لغزنده‌ی سمی فرو رفته است. زنجیرهای پلیمری مانند آن مارها هستند. مارهای صاف به راحتی در کنار یکدیگر حرکت می‌کنند. اما اگر تصور کنید که آن مارها خارهای بزرگی در پشتشان دارند، مانند بعضی دایناسورها در فیلم دیگر استیون اسپیلبرگ، می‌بینید که دیگر نخواهند توانست مانند قبل به روی زمین معبد مصری حرکت کنند. خارهای آنها با یکدیگر برخورد می‌کند و خزیدن را بسیار مشکل می‌سازد.

پلی(متیل متاکریلات) مثل یکی از آن مارها با خارهایی بزرگ بر روی پشت خود می‌باشد. گروه‌های اضافی متیل مانند آن خارها عمل می‌کنند و هرگونه خزیدن زنجیر‌های پلی(متیل متاکریلات) را خیلی زود متوقف می‌کنند. اما پلی(متیل آکریلات) مانند مارهای صاف است و می‌تواند بدون وجود گروه‌های اضافی که مانع حرکتش می‌شوند، تا آنجا که بخواهد بلغزد. در صورتی که زنجیرهای پلیمری بتوانند به راحتی بلغزند و  تکان بخورند، کل جرم پلیمر نیز راحت‌تر جاری خواهد شد. بنابراین، پلیمری که می‌تواند به سادگی حرکت کند، نرم، و پلیمری که این توانایی را ندارد، سخت خواهد بود.

اگر می‌خواهید در مورد شباهت‌های پلیمرها و مارها بیشتر بدانید، به صفحه‌ی دمای انتقال شیشه‌ای نگاهی بیاندازید.

پوشک‌های خارق‌العاده

ساده ترین پلیمر آکریلاتی، یکی از ناشناخته‌ترین‌های آنهاست، که عبارت است از:

پلی(آکریلیک اسید)

این پلیمر را یک پلیمر پلی‌الکترولیت می‌نامند، یعنی هر واحد تکراری آن دارای گروهی است که می‌تواند به یون تبدیل شود. این گروه در این مورد، گروه کربوکسیلیک اسید است. پلی(آکریلیک اسید) خواص غیرعادی دارد، زیرا به طرز عجیبی آب جذب می‌کند. این ماده، می‌تواند بدون هیچ مشکلی چندین برابر وزن خود آب جذب نماید. پلیمرهایی که این چنین عمل می‌کنند، اَبَرجاذب نامیده می‌شوند. از این رو، ایده‌ای هوشمندانه مبنی بر قرار دادن این ماده در پوشک‌های بچه ارائه شد. اگر آگهی‌های تجاری پوشک‌ها را دیده باشید می‌دانید که برای تبلیغ این محصولات مایع آبی رنگی را به روی پوشک می‌ریزند و ماده بلافاصله ناپدید می‌شود. این در حقیقت همان عملکرد پلی‌آکریلیک اسید به عنوان اَبَرجاذب بوده است.

توانایی فوق‌العاده‌ی پلی(آکریلیک اسید) در جذب آب به دلیل گروهای کربوکسیلیک اسید در پلیمر است که می‌توانند با مولکول‌های آب پیوند هیدروژنی بدهند.

مزیت دیگر پوشک‌های با پلی(آکریلیک اسید)، گذشته از آلودگی کمتر آنها، این است که چون کثیفی در پلی(آکریلیک اسید) محبوس می‌شود، دیگر کودک مجبور نیست کثیفی را تحمل کند تا اینکه پدر و مادر متوجه شوند و پوشک او را عوض کنند. در غیر این صورت، ممکن است پوست کودک در محل پوشک، جوش بزند و قرمز شود.

کمی نیتروژن

بسیاری از مشتقات پلی‌آکریلات حاوی نیتروژن می‌باشند. پلی‌آکریل‌آمید و پلی‌آکریلونیتریل دو نمونه هستند که در شکل نشان داده شده‌اند. پلی‌آکریلونیتریل برای ساخت الیاف آکریلیک به کار می‌رود. پلی‌آکریل‌آمید در آب حل می‌شود و در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی‌آکریل‌آمیدهای شبکه‌ای شده جاذب آب می‌باشند. (اگر به انحلال آنها در آب فکر می‌کنید، باید بدانید که پلیمرهای شبکه‌ای شده در واقع نمی‌توانند حل شوند.) از این ژل‌ها برای ساخت لنزهای نرم استفاده می‌شود. آنچه که موجب نرمی آنها می‌شود، آبی است که جذب می‌کنند.

اینک داستانی بخوانید در مورد آکریلات‌ها. نام داستان این است:

شگفتی‌هایی که آکریلات‌ها می‌آفرینند

عناوین این بخش