خواص پلیمرها چیست؟

پلیمرها مولکول های بزرگی هستند که از تکرار واحدهای کوچکتر به نام مونومر تشکیل شده اند و به دو دسته ی طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند. پلیمرهای طبیعی شامل موادی مانند پروتئین ها، نشاسته، سلولز و DNA هستند که در ساختارهای زیستی نقش اساسی دارند، در حالی که پلیمرهای مصنوعی مانند پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استال ، پلی آمید و… در صنایع مختلف از بسته بندی تا خودروسازی و پزشکی کاربرد گسترده ای دارند.

این مواد به دلیل خواصی مانند سبکی، مقاومت شیمیایی، انعطاف پذیری و قابلیت بازیافت در تولید وسایل روزمره و پیشرفته به کار می روند.

بر اساس نحوه ی پلیمریزاسیون، پلیمرها به دو دسته ی افزایشی و تراکمی تقسیم می شوند و بسته به ساختارشان می توانند ترموپلاستیک و ترموست یا الاستومر باشند.

با پیشرفت فناوری، پلیمرهای زیست تخریب پذیر نیز توسعه یافته اند تا مشکلات زیست محیطی ناشی از پلاستیک های سنتی کاهش یابد.

خواص پلیمرها

پلیمرها مواد مهندسی با خواص متنوعی هستند که آن ها را برای کاربردهای گسترده در صنایع مختلف مناسب می سازد. این خواص شامل ویژگی های فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و زیست محیطی است که بر اساس نوع و ساختار پلیمر متفاوت بوده و امکان طراحی مواد با عملکردهای خاص را فراهم می کند.

وزن مولکولی بالا

این مواد از زنجیره های طولانی مولکولی تشکیل شده اند که وزن مولکولی بالایی دارند. این ویژگی تأثیر مستقیمی بر خواص مکانیکی، فیزیکی و حتی فرآیندپذیری آن ها دارد، به طوری که افزایش وزن مولکولی معمولاً منجر به استحکام بیشتر، مقاومت بالاتر و چقرمگی بهتری می شود.

استحکام مکانیکی مناسب

انواع پلیمر بسته به ساختار مولکولی خود، دارای استحکام مکانیکی متنوعی هستند. برخی مانند کولار و پلی کربنات از استحکام کششی و ضربه ای بالایی برخوردارند و در کاربردهایی مانند جلیقه های ضدگلوله و لنزهای نشکن استفاده می شوند، در حالی که برخی دیگر مانند پلی اتیلن انعطاف پذیرترند.

انعطاف پذیری

بسیاری از پلیمرها به دلیل ساختار زنجیره ای خود قابلیت کشش و تغییر شکل دارند. این خاصیت در موادی مانند لاستیک ها و الاستومرها به وضوح دیده می شود که امکان تغییر شکل تحت تنش و بازگشت به حالت اولیه را دارند.

چگالی کم

یکی از ویژگی های بارز پلیمرها، وزن سبک آن ها در مقایسه با فلزات و سرامیک هاست. این خاصیت باعث شده است که در صنایعی مانند خودروسازی و هوافضا، به عنوان جایگزین مواد سنگین استفاده شوند تا مصرف سوخت و هزینه ها کاهش یابد.

مقاومت شیمیایی بالا

بسیاری از پلیمرها در برابر مواد شیمیایی مانند اسیدها، بازها و حلال های قوی مقاوم هستند. به همین دلیل، در ساخت لوله های انتقال مواد شیمیایی، ظروف نگهداری مواد خورنده و پوشش های محافظ کاربرد دارند.

عایق حرارتی و الکتریکی

پلیمرها معمولا هدایت حرارتی و الکتریکی کمی دارند و به همین دلیل در صنایع الکتریکی و الکترونیکی به عنوان عایق کابل ها، بردهای مدار چاپی و روکش های محافظ استفاده می شوند. برخی از پلیمرهای مهندسی نیز به دلیل مقاومت حرارتی بالا، در محیط های با دمای زیاد کاربرد دارند.

قابلیت شکل پذیری و فرآیندپذیری آسان

پلیمرها را می توان به روش های مختلفی مانند قالب گیری تزریقی، اکستروژن و ترموفرمینگ به اشکال متنوع تبدیل کرد. این ویژگی موجب شده که تولید قطعات با پیچیدگی های مختلف در صنایع مختلف تسهیل شود.

مقاومت در برابر خوردگی و سایش

پلیمرها برخلاف فلزات زنگ نمی زنند و در برابر بسیاری از عوامل محیطی مانند رطوبت و مواد شیمیایی مقاوم اند. همچنین برخی از آن ها مانند پلی اتیلن و پلی یورتان مقاومت سایشی بالایی دارند که آن ها را برای کاربردهای صنعتی مناسب می کند.

خاصیت آب گریزی یا آب دوستی

بسته به ساختار مولکولی، برخی پلیمرها مانند تفلون آب گریز هستند و رطوبت را جذب نمی کنند، در حالی که برخی دیگر مانند نایلون و پلی وینیل الکل جذب آب بالایی دارند و در محیط های مرطوب واکنش پذیرند.

قابلیت بازیافت

بسیاری از پلیمرها، به ویژه ترموپلاستیک ها، می توانند پس از ذوب شدن مجددا به اشکال جدید تبدیل شوند. این خاصیت نقش مهمی در کاهش آلودگی پلاستیکی و مدیریت پسماندهای صنعتی دارد.

زیست تخریب پذیری

برخی پلیمرهای زیستی قابلیت تجزیه توسط میکروارگانیسم ها را دارند و در تولید بسته بندی های دوستدار محیط زیست و تجهیزات پزشکی کاربرد دارند.

شفافیت یا مات بودن

پلیمرها می توانند شفاف یا مات باشند. پلی کربنات و پلی متیل متاکریلات نمونه هایی از پلیمرهای شفاف اند که در شیشه های ضد ضربه و عدسی های نوری استفاده می شوند، درحالی که پلی اتیلن و پلی پروپیلن معمولا مات هستند و در کاربردهای بسته بندی به کار می روند.