بسپار

بَسپار یا پلیمر (به انگلیسی: polymer)‏ ماده‌ای شامل مولکول‌های بزرگی است که از به هم پیوستن واحدهای کوچک تکرار شونده که تکپار یا مونومر نامیده می‌شود، ساخته شده است.

این گرایش تا سال ۱۳۶۲ یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی بود اما در حال حاضر به عنوان یک رشته مستقل با دو گرایش صنایع پلیمر و تکنولوژی و علوم رنگ در دانشگاهها ومراکز اموزش عالی ارایه میشود، البته هنوز در تعداد محدودی از دانشگاههای کشور مهندسی پلیمر یکی از گرایش های مهندسی شیمی است. واژهٔ بسپار فارسی است و از دو بخش بس (بسیار) و پار (پاره، قطعه) تشکیل شده‌است.واژه «پلیمر» از دو بخش یونانی «پُلی» به معنای بسیار و «مر» به معنی قسمت، پاره یا قطعه گرفته شده است.

انواع بسپار

تعداد واحدهای تکرارشوندهدر یک مولکول بزرگ درجه بسپارش یا درجه پلیمریزاسیون نامیده می‌شود. بسپارهایی که فقط از یک نوع واحد تکرار شونده تشکیل شده‌اند، جوربسپار و آنهایی که از چند نوع واحد تکرارشونده تشکیل شده‌اند، هم بسپار نامیده می‌شوند. گاهی لفظ ترپلیمر نیز برای محصولات حاصل از بسپارش سه تک‌پار به کار می‌رود. در عین حال، در مورد محصولاتی که با بیش از سه تک‌پار بسپارش شده‌اند، لفظ ناجوربسپار رایج است.

بیشتر مواد اساسی همچون پروتئین، چوب، کتین، لاستیک خام (کائوچو) و رزین‌ها بسپار هستند. بسیاری از مواد مصنوعی همچون پلاستیک‌ها، الیاف مصنوعی (نایلون، ریون و… )، چسب‌ها، شیشه و چینی مواد پلیمری هستند.

دسته بندی بسپارها

بسپارها به دو دسته بسپارهای طبیعی و بسپارهای مصنوعی تقسیم می‌شوند. البته بسپارها را به روش های مختلف دیگری نیز دسته بندی نیز می‌کنند. دسته بندی زیر بر اساس ساختار بسپار انجام شده است.

بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته گرمانرم‌ها (ترموپلاستیک‌ها ) و گرماسختها (ترموست‌ها ) تقسیم می‌شوند. گرمانرم ها، پلیمرهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب می‌شوند در حالی که گرماسخت ها، بسپارهایی هستند که در اثر گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می‌شوند. بسپارها دارای خواص ویسکو الاستیک هستند و منشا این پدیده، گره خوردگی زنجیره‌ها در هم است.

آلیاژ سازی بسپارها

آمیختن بسپارها، یکی از روش‌های متداول و پر بازده برای دستیابی به مواد جدید با ویژگی‌های مناسب است. این روش، معمولاً اقتصادی‌تر از توسعه بسپارهای جدید است. توماس هانکوک (Thomas Hancock) اولین فردی بود که به فکر دست‌یابی به خواص بهتر با استفاده از روش آلیاژسازی افتاد. او با اختلاط لاستیک طبیعی با یک نوع صمغ طبیعی به نام "گوتا پرچا" (Gutta Percha) ماده‌ای به دست آورد که از آن برای ساخت لباس‌های ضد آب استفاده شد. اولین آمیزهٔ تجاری گرمانرم، آلیاژ PVC/NBR بود که درسال ۱۹۴۲ به بازار جهانی عرضه شد. مهم‌ترین دلایل اقتصادی آلیاژسازی بسپارها، عبارتند از:

۱) استفادهٔ بهتر و بیشتر از بسپارهای مهندسی، به وسیلهٔ اختلاط آنها با گونه‌های ارزان قیمت.

۲) تهیه مواد با خواص مورد نظر.

3) دست یابی به آلیاژهایی با کارآیی بالا با استفاده از بسپارهایی که اثرات هم‌افزایی (Synergistic) دارند.

۴) تنظیم ترکیب درصد اجزاﺀ آلیاژ با مشخصات مورد نیاز مصرف کننده.

۵) بازیافت ضایعات پلاستیک‌های مصرفی و وارد کردن آنها در آلیاژسازی .

نکتهٔ مهمی که وجود دارد این است که انتخاب اجزاﺀ آمیزه باید طوری باشد که مزایای پلیمر اول پوشانندهٔ معایب پلیمر دوم باشد .( منبع:فصل اول از پایان نامه جهت دریافت مدرک کارشناسی ارشد مهندسی صنایع پلیمر توسط عمار قاسمیان عزیزی به راهنمائی دکتر احمد عارف آذر. )

افزودنی‌های پلیمر

افزودنی‌های پلیمر یک نوع از افزودنی‌های شیمیایی بتن می‌باشند، این مواد برای تصحیح خواص فرآورده‌های پلیمری به کار می‌رود.این مواد عبارتند از:

• نرم کننده‌ها: نرم‌کننده‌ها افزودنی‌هایی هستند که انعطاف پذیری ماده‌ای را که به آن افزوده می‌شود را افزایش می‌دهد. این مواد علاوه بر صنعت پلیمر در بتون و سیمان نیز کاربرد دارد. نرم کننده‌های پلاستیک ‌ها معمولاً از دستهٔ فتالات‌ها هستند که انعطاف پذیری و دوام پلاستیک را افزایش می‌دهند. عملکرد این مواد به این صورت است که با قرار گرفتن بین مولکول های مواد پلیمری فضاهای خالی را افزایش داده وموجب پایین آمدن دمای ذوب کریستالی و در نتیجه نرم تر شدن پلیمر می‌شود.
• پایدار کننده‌ها
• رنگدانه‌ها: رنگدانه‌ها موادی هستند که برای رنگ کردن و دادن خاصیت رنگی به پلیمر استفاده می‌شود و شامل رنگدانه‌های آلی و معدنی می‌شود.
  • رنگدانه‌های معدنی:
    رنگدانه‌های غیرآلی، نمک‌های فلزی و اکسیدها هستند. این عوامل رنگزا می‌توانند یک لایه از یک جسم پلاستیکی را با رفتار قابل پیش بینی رنگی کنند. اکثر این عوامل رنگزا دارای ذراتی با ابعاد میانگین بین ۰/۲ تا ۱/۰ میکرون هستند. تولید کنندگان، رنگ‌های مرغوب را با زدودن ذرات بالاتر از ۵ میکرون، تولید می‌کنند. رنگدانه‌های غیرآلی به جز چند استثناء، مواد خام ارزان قیمت هستند که. به خاطر دوام نسبتاً پایین این رنگ‌ها، این رنگدانه‌ها همیشه بهترین کیفیت را ندارند.
  • رنگدانه‌های آلی : رنگدانه‌های آلی، گسترهٔ وسیعی از لحاظ پیچیدگی ساختاری دارند. که ساختار این مواد می‌تواند به سادگی کربن سیاه و یا به پیچیدگی ساختار چهارتایی رنگدانه‌های فتالوسیانین باشد. استفاده از رنگدانه‌های آلی در آلیاژها و آمیخته‌های پلیمری به سرعت در حال افزایش است که این افزایش نتیجه‌ای از دیدگاه کاهش مصرف فلزات سنگین است.به طورنمونه، دوام رنگدانه‌های آلی ۱۰ - ۲۰ بار بیشتر از رنگ‌های غیرآلی مورد مقایسه‌است و این به خاطر این است که رنگ‌های آلی ذرات کوچکتری نسبت به رنگ‌های غیرآلی دارند.
• پر کننده‌ها
• عوامل ضد سکون
• عوامل ضد اکسایش

جستارهای وابسته

• الاستومر

منابع

• Contemporary polymer chemistry by Harry R. Allcock, Frederick W. Lampe and James E. Mark- third edition- Pearson Education, Inc- ۲۰۰۳- U.S.A

• حدادی اصل، وحید. تکنولوژی پلیمرها
• کتاب پلاستیکهای گرمانرم تألیف س.س.شوارتز و س.ه.گودمن و ترجمه آقایان مهندس علی عباسیان و مهندس سام منوچهری و دکتر حسین نازک دست

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ بسپار موجود است.