طرق تحضير البوليمرات الصناعية

تحضير البوليمرات الصناعية ينطوي على عدة طرق وعمليات مختلفة، ويعتمد نوع الطريقة على نوع البوليمر الذي ترغب في تحضيره والتطبيق النهائي المرجو له. هنا سأقدم لك نظرة عامة عن بعض الطرق الشائعة لتحضير البوليمرات الصناعية.

تفاعلات البلمرة

تتضمن تفاعلات البلمرة ثلاث خطوات أساسية: البدء والانتشار والإنهاء.

 يجب أن يحدث تفاعل بدء لتفعيل وحدة المونومر قبل أن يبدأ التفاعل. بمجرد تشغيل المونومر ، يمكن لوحدة مونومر أخرى الارتباط به ، وينتشر مركز الكربون الوظيفي إلى وحدة المونومر الجديدة. بهذه الطريقة ، تستمر وحدات المونومر في الارتباط بسلسلة البوليمر حتى يحدث الإنهاء.

1- البلمرة الأنيونية (السالبة ) :

يتضمن هذا الشكل من البلمرة الإضافية فتح رابطة مزدوجة بواسطة أيون سالب الشحنة. يرتبط المونومر الجديد بهذا الموقع ، ويحول إلكتروناته ويفتح موقعًا سالبًا آخر.

. تتميز البلمرة الأنيونية بانخفاض درجات حرارة البلمرة ومعدلات البلمرة العالية

يمكن إنتاج مطاط البوليدين الصناعي ، المستخدم في الإطارات ، بهذه الطريقة .

2- البلمرة الكاتيونية (الموجبة):

هذا الشكل من البلمرة الإضافية يشبه إلى حد بعيد البلمرة الأنيونية ولكنه يتضمن مواقع ربط موجبة الشحنة على عكس المواقع سالبة الشحنة. يتم فتح الرابطة المزدوجة على المونومر بواسطة أيون الكربون ، وهو ذرة كربون موجبة الشحنة.

وينتشر موقع الربط أسفل السلسلة حيث ترتبط وحدات مونومر إضافية بالسلسلة. عادة ، مع انخفاض درجات الحرارة ، يزداد معدل البلمرة ودرجة بلمرة السلسلة.

تستخدم البلمرة الكاتيونية لتشكيل بولي أيزوبوتيلين ، وهو مكون رئيسي للأنابيب الداخلية. 

3- بلمرة الجذور الحرة

هذا هو تفاعل البلمرة السائد. عندما يتم إنشاء جذر حر كمنتج ثانوي للتفاعل ، فإنه يمكن أن يتفاعل مع المونومر ويفتح رابطة مزدوجة عليه ، مما يسمح بوحدة جديدة بالارتباط.

يزيح الارتباط جذريًا جديدًا في نهاية المونومر الجديد وبالتالي يمكن أن تستمر البلمرة.

4- بلمرة النمو التدريجي( بلمرة التكاثف):

يشار إلى هذا الشكل من البلمرة أيضًا باسم بلمرة التكاثف ، بسبب انتاج الماء كمنتج ثانوي. في هذا التفاعل .

تتفاعل المجموعات الوظيفية الموجودة على وحدتين مونومر وتترابط ، مما ينتج عنه جزيء ماء في هذه العملية. يُشار إليه بالنمو التدريجي لأن كل تفاعل بين المجموعات الوظيفية على وحدتين مونومر مستقل عن تفاعل آخر على طول السلسلة ، على عكس البلمرة الثلاثة السابقة ، والتي اعتمدت على انتشار الجذور الحرة أو المراكز المشحونة.

يتم إنتاج النايلون باستخدام تفاعل بلمرة النمو التدريجي .

غالبًا ما يتبع تفاعل البلمرة خطوة فصل لإزالة وحدات المونومر غير المتفاعل والمذيبات وجزيئات الملوثات والمنتجات الثانوية. غالبًا ما تكون هذه المرحلة هي الأكثر أهمية من الناحية الاقتصادية.

تعتمد طريقة الفصل المستخدمة بشكل أساسي على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية بين مكونين.

في حالة وجود جسيمات صلبة ، يمكن أحيانًا غسل البوليمر بمحلول مائي أو غير مائي في بعض الأحيان. بشكل بديل ، إذا كان البوليمر لزجًا بدرجة كافية ،  فيمكن استخدام الترشيح لإزالة الجسيمات الصلبة الكبيرة.

 في حالة السوائل المحبوسة داخل نظام البوليمر ، يمكن استخدام مرشح اندماج. يتدفق البوليمر عبر المرشح وتتحد الجيوب الصغيرة من السائل على ألياف المرشح.

المراجع :

1- موقع www.encyclopedia.che.engin.umich.edu أطلعت عليه بتاريخ 25/7/2023.