الرئيسيةعريقبحث

بوليمير مشترك

☰ جدول المحتويات

هو بوليمير مشتق من نوعين أو أكثر من المونوميرات (موحود).

ملاحظة: البوليميرات الإسهامية التي نحصل عليها بالبلمرة إسهامية لموحودين تسمى ببوليمير ثنائي، والبوليميرات التي نحصل عليها من ثلاثة مواحيد تسمى ببوليميرات ثلاثية، والبوليميرات التي نحصل عليها من أربعة مواحيد تسمى بوليميرات رباعية، إلخ[1] ولأن البوليميرات الثنائية تشكل أكبر مجموعة منها، فإن مصطلح بوليمير إسهامي يطلق أساسًا على هذه المجموعة.[2]

بوليمير إسهامي متناوب: هو بوليمير إسهامي مكون من جزيئات ضخمة تضم نوعين من المواحيد في تسلسل متناوب. ملاحظة: قد يعد البوليمير الإسهامي المتناوب بوليميرًا متجانسًا مشتقًا من موحود ضمني أو افتراضي.[3]

بوليمير إسهامي كتلي: جزء من جزيء ضخم، يضم عددًا من الوحدات البنيوية التي تتسم بميزة واحدة على الأقل، وهي أنها ليست موجودة في الأجزاء المجاورة.[4]

بوليمير إسهامي مطعم: هو جزيء ضخم يكون فيه نوع واحد أو أكثر من الكتل متصلًا بالسلسلة الرئيسية مشكلة سلاسل جانبية، ولهذه السلاسل الجانبية صفات بنيوية وتهايئية مختلفة عن تلك المكونة للسلسة الرئيسية.[5]

البوليميرات المشتركة [6] أو البوليمرات الإسهامية (Copolymer) هي بوليميرات تتكون من موحودين أو أكثر متحدين بعملية كوثرة لتشكيل منتج جديد بخصائص جديدة.[2] يسمى الناتج بـ بوليمير إسهامي أو بوليمير تساهمي أو بوليمير مشترك، وتسمى العملية بلمرة مشتركة (أو بلمرة إسهامية). ومن البوليميرات الإسهامية التجارية بوليمير الأكريلونيتريل بيوتادايين إستيرين (ABS)، والبوليمير الإسهامي ستايرين بيوتادايين (SBR)، والمطاط النتريلي ، وبوليمير ستايرين-أكريلونيتريل ، وبوليمير ستايرين-إيزوبرين-ستايرين (SIS) وبوليمير خلات فاينيل-إيثلين.

أنواع البوليميرات الإسهامية

أنواع مختلفة من البوليميرات الإسهامية

ولما كان البوليمير الإسهامي يتكون من وحدتين مكونتين على الأقل، يمكن للبوليميرات الإسهامية أن تصنف وفقًا لطريقة ترتيب هذه الوحدات على طول سلسلة البوليمير.[7]. وهذه الأنواع هي:

  • بوليمير إسهامي متناوب (Alternating copolymers): تناوب منتظم للوحدات A وB، كما في (2).
  • بوليمير إسهامي دوري (Periodic copolymers): الوحدات A وB مرتبة بتسلسل دوري، أي (A-B-A-B-B-A-A-A-A-B-B-B)n
  • بوليمير إسهامي إحصائي (Statistical copolymers): هي بوليميرات إسهامية يكون فيها تسلسل الوحدات يتبع قاعدة إحصائية. إذا كانت احتمالية وجود نوع محدد من المواحيد في مكان خاص من السلسلة مساوية للكسر المولي لذلك الموحود في السلسلة، يكون البوليمير إذن بوليميرًا عشوائيًا.[8]، كما في (3).
  • بوليمير إسهامي كتلي (Block copolymers): يتكون من جزئين أو أكثر من بوليمير متجانس متصلين ببعضهما بروابط تساهمية، كا في (4). قد يتطلب اتحاد جزئي البوليمير المتجانس جزءًا وسيطًا غير متكرر يعرف با الكتلة الرابطة. البوليميرات الإسهامية الكتلية قد تسمى بوليميرات إسهامية ثنائية الكتلة أو ثلاثية الكتلة وفقًا لعدد الأجزاء الكتلية للبوليمير الإسهامي.

وتوصف البوليميرات الإسهامية إيضًا بوجود تفرعات أو ترتيبها في بنية البوليمير. البوليمير الإسهامي الخطي يتكون من سلسلة رئيسية مفردة في حين أن البوليمير الإسهامي المتفرع يتكون من سلسلة رئيسية مفردة مع وجود سلسلة جانبية واحدة أو أكثر.

ويوجد أنواع خاصة من البوليميرات الإسهامية المتفرعة تتضمن البوليميرات النجمية، والمكنسية، والمشطية، وكلها تصف شكل البوليمير المتشكل. وفي البوليميرات الإسهامية المتدرجة يتغير تركيب الموحود تدريجيًا على طول السلسلة. البوليمير الإسهامي الثلاثي (terpolymer)، هو بوليمير إسهامي يتكون من ثلاثة مواحيد مختلفة. والرباعي من أربعة. ولأن أكبر مجموعة هي بوليميرات ثنائية، فإن مصطلح بوليمير إسهامي يطلق أساسًا على هذه المجموعة.[2]

Stereobl.png
  • بوليمير إسهامي كتلي فراغي (Stereoblock copolymers): هو بوليمير ذو بنية خاصة، يمكن أن يتشكل من موحود واحد، تكون السمة المميزة له هي ترتيبية كل كتلة.

بوليمير إسهامي مُطعّم (Graft copolymers)

نوع خاص من البوليميرات المتفرعة تكون فيها السلاسل الجانبية مميزة بنيويًا عن السلسلة الرئيسية. يصور الشكل في (5) حالة خاصة فيها السلسلة الرئيسية والسلاسل الجانبية مكونة من بوليميرات متجانسة مميزة. وقد تكون السلاسل المفردة للبوليمير الإسهامي المطعم هي بذاتها بوليميرات متجانسة أو إسهامية. لاحظ أن تعاقب البوليمير الإسهامي المختلف هو كاف لتعريف الاختلاف البنيوي. لنفترض أننا نقوم بكوثرة بالجذور الحرة للستايرين بوجود متعدد البيوتادايين، المطاط الاصطناعي، الذي يحمل رابطة ثنائية تفاعلية C=C في المتبقي. سنحصل على سلاسل متعدد الستايرين تنمو في كلا الاتجاهين في بعض الأماكن التي توجد فيها روابط مزدوجة وإعادة ترتيب لذرة كربون واحدة. النتيجة هي سلسلة رئيسية من متعدد الستايرين مع سلاسل متعدد البيوتادايين تنمو منها في الاتجاهين. وهو بوليمير إسهامي مهم يختلف في خصائصه عن مكوناته، فالسلسلة المطاطية ستمتص الطاقة عند الاصطدام، فهي أقل قصافة من متعدد الستايرين التقليدي. يسمى هذا المركب بمتعدد الستايرين المقاوم للصدم.

بوليمير إسهامي كتلي

تتكون البوليميرات الإسهامية من كتل من مواحيد متكوثرة[9]. فمثلًا PS-b-PMMA هو اختصار لـ متعدد الستايرين-ب-متعدد (ميثيل أكريلات الميثيل)[10]، وهو يصنع عادة من بوليمير الستايرين، ثم تضاف أجزاء بوليمير MMA إلى النهايات التفاعلية لسلاسل متعدد الستايرين. هذا البوليمير هو بوليمير إسهامي ثنائي بسبب احتوائه على كتلتين كيميائيتين مختلفتين. ويمكن تصنيع بوليميرات ثلاثية ورباعية ومتعددة الكتل. البوليميرات الإسهامية ثنائية الكتل تصنع باستخدام تقنية الكوثرة الحية ، مثل الكوثرة بالجذور الحرة وانتقال الذرة ، وكوثرة بانتقال السلسلة وإضافة الأجزاء العكوسة ، كوثرة بالتنادل والفتح الحلقي ، أو الكوثرة الأنيونية الحية أو الكاتيونية الحية.[11] ويوجد تقنية كوثرة بطريقة مكوك السلسلة .[12] التقنية الأقوى لتحضير البوليميرات الإسهامية الكتلية هي اقتران تدريجي انتقائي بين الأصل البوليميري وعوامل الارتباط الوظيفية المغايرة[13].

مراجع

  1. McNaught, A. D.; Wilkinson, A. (1996). "Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)". Pure and Applied Chemistry. 68: 2287–2311. doi:10.1351/goldbook.C01335. مؤرشف من الأصل في 04 نوفمبر 2016.
  2. Encyclopedia Of Textile Finishing,H.K.Rouette,2000,V.1,page.220
  3. "Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)". Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287–2301. 1996. doi:10.1351/goldbook.A00250. مؤرشف من الأصل في 09 مارس 2016.
  4. "Glossary of basic terms in polymer science". Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287–2311. 1996. doi:10.1351/pac199668122287. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2018.
  5. "Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)" ( كتاب إلكتروني PDF ). Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287–2311. 1996. doi:10.1351/pac199668122287. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 4 مارس 2016.
  6. ترجمة Copolymer حسب بنك باسم للمصطلحات العلمية؛ مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية، تاريخ الوصول: 05 02 2017.
  7. Jenkins, A. D.; Kratochvíl, P.; Stepto, R. F. T.; Suter, U. W. (1996). "Glossary of Basic Terms in Polymer Science". Pure Appl. Chem. 68 (12): 2287–2311. doi:10.1351/pac199668122287.
  8. Painter P. C. and Coleman M. M., Fundamentals of Polymer Science, CRC Press, 1997, p 14.
  9. مخبر أبحاث البوليميرات (Princeton.edu تاريخ الولوج 15 آب 2008) نسخة محفوظة 21 أغسطس 2010 على موقع واي باك مشين.
  10. Coustet, Marcos Eduardo (17 March 2014). "Síntesis y propiedades de copolímeros en bloque constituidos por bloques hidrofílico-hidrofóbico": 123. مؤرشف من الأصل في 26 أكتوبر 201721 أبريل 2014.
  11. Hadjichristidis N., Pispas S., Floudas G. Block copolymers: synthetic strategies, physical properties, and applications – Wiley, 2003.
  12. Bellas, Vasilios; Rehahn, Matthias (2007). "Universal Methodology for Block Copolymer Synthesis". Macromolecular Rapid Communications. 28 (13): 1415. doi:10.1002/marc.200700127. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2020.
  13. Bellas, Vasilios; Rehahn, Matthias (2009). "Block Copolymer Synthesis via Chemoselective Stepwise Coupling Reactions". Macromolecular Chemistry and Physics. 210 (5): 320. doi:10.1002/macp.200800463.

موسوعات ذات صلة :