يعرف البوليمر (Polymer): بإنه مركب كيميائي أو خليط من المركبات مكونه من جزيئات متكررة، والتي تتشكل من خلال عميلة البلمرة (Polymerization): ويعرف باسم المبلمر، حيث تعرف البلمرة بأنها تفاعل كيميائي يحدث بين جزيئين أو أكثر، حيث يتحدان لتكوين مركب كيميائي يحتوي على جزيئات هيكلية متكررة. وللبوليمرات نوعين هما: الطبيعية و الاصطناعية والتي تتضمن جزيئات كبير جدًا من المونومرات (جزيئات كيميائية بسيطة) ، والبوليمرات تتكون من نوع واحد من المونومرات أو أكثر، والبوليمر يتكون من أكثر من نوع من المونومرات، ويطلق عليها البوليمرات المشتركة، ويوجد الكثير من البوليمرات في الكائنات الحية مثل: البروتينات، والسليلوز، والأحماض النووية، كما تعد البوليمرات من مكونات المعادن مثل: الألماس، والكوارتز، والفلسبار، وفي بعض المواد الاصطناعية مثل: الزجاج، والورق، والمطاط.
تعريف البوليمرات:
البوليمرات: جزيئات كبيرة تتكون من العديد من الوحدات البنائية المتكررة، قديمًا كان استعمال الناس يقتصر على المواد الطبيعية قبل تطوير البوليمرات الاصطناعية، مثل: الحجر، والخشب، والمعادن، وغيرها بعد حلول القرن العشرين أصبحت بعض البوليمرات الطبيعية المعالجة كيميائًيا مثل: المطاط، والبالستيك، والسيليلويد ، ويعتبر البولي إيثيلين واحدًا من أبسط البوليمرات. وكان اول بوليمر صناعي تم صناعته عام 1909م قد تميز بالصالبة واللمعان، وهو نوع من البلاستيك يعرف بالباكالايت ، ومذ عام 1909م، طورت المئات من البوليمرات الصناعية الأخرى، وبسبب الاستعمال الواسع للبوليمرات، ربط الناس هذا العصر بالبوليمرات.
تركيب البوليمرات:
تتركّب البوليمرات من جزيئات الكربون والأكسجين والهيدروجين المتكرر لتكوين سلسلة طويلة، إذ ترتبط فيما بينها بروابط كيميائية (الروابط التساهمية والروابط الثانوية )، وتتكون البوليمرات من المونومرات، كما يوجد في البوليمرات عدة أنواع، إذ إن لكل نوع ترتيب معين ومجموعة معينة من الذرات التي تدخل في تركيبها. كما تؤثر قوة الصلابة والانصهار بتوصيل في الخصائص والتركيب الداخلي، ويمكن أن تكون البوليمرات مادة عضوية مكونة من ذرات الكربون التي تحتوي على أربع إلكترونات في الغلاف الخارجي، حيث إّنها تستطيع تشكيل روابط تساهمية مع الذرات الأخرى. يتكون البوليمر بولي إثلين وفقًا المعادلة الآتية:
C₂H₄ +C₂H₄ → C₄H₈.
تركيب البوليمرات الطبيعية والاصطناعية
أنواع البوليمرات:
يوجد نوعان من البوليمرات هما البوليمرات الطبيعية والبوليمرات الاصطناعية كما الاتي:
تصّنف البوليمرات الطبيعّية إلى نوعين وهما: بوليمرات عضوية وغير عضوية، وتؤدي البوليمرات الطبيعية دورًا مهمًا في الكائنات الحية، إذ تُوفر المواد البنائية العضوية الأساسية، وتشارك في العمليات الحيوية، ومن الأمثلة:
1/ السليلوز: هو كربوهيدرات معقدة أو عديد السكرات أي يتكون من العديد من الجزئيات السكر.
2/ اللجنين والراتنجات: يعد اللجنين شبكة معقدة ثلاثية الأبعاد من البوليمرات، أما راتنجات الخشب فهي بوليمرات مكونة من هيدروكربون بسيط وأيزوبرين.
3/ البروتينات والأحماض النووية: تتكون بوليمرات البروتين من الأحماض الأمينية، في حين ن تتكون الأحماض النووية من النيوكليوتيدات، وهي جزيئات معقدة من قواعد تحتوي على النيتروجين والسكريات وحمض الفوسفوريك.
البوليمرات الطبيعية
ثانيًا/ البوليمرات الاصطناعية:
البوليمرات الصناعية هي البوليمرات التي صنعها الأنسان ومن الأمثلة:
1/ النايلون: ينتمي النايلون إلى عائلة البوليمرات الاصطناعي ويعرف أيضًا باسم البولي أميد، تم إنتاجه في 28 فبراير عام ،1935 يسمى العمود الفقري للنايلون بالأمين، يجعله محببًا للماء أكثر من البوليمرات الأخرى، والنايلون يرتبط برابطة هيدروجينية مع الماء، لهاذا ليس مثل البوليمرات الهيدروكربونية النقية التي تصنع معظم البلاستيك.
2/ البولي فينيل كلورايد: البولي فينيل كلوريد أو PVC هو ثالث أكثر أنواع البلاستيك إنتاجًا بعد البولي بروبلين والبولي إيثيلين، يستخدم هذا PVC لأغراض البناء حيث من المعروف أنه أقوى وأرخص من البدائل الأخرى مثل النحاس أو الحديد، يستخدم PVC أيضًا في الملابس وعزل الكابلات الكهربائية بما في ذلك العديد من التطبيقات الأخرى التي تحل محل المطاط.
3/ بولي إيثيلين قليل الكثافة: تعد بوليمرات البولي إيثيلين منخفضة الكثافة أكثر أنواع البوليمرات الاصطناعي شيوعًا، والتي تستخدم على نطاق واسع في المنازل، البولي إيثلين المنخفض الكثافة هو نوع من اللدائن الحرارية التي يتم تحضيرها من مونور يسمى الإيثيلين.
البوليمرات الاصطناعية
خصائص البوليمرات:
للبوليمرات خصائص كثيرة منها:
1- سهولة الحصول عليها 2- ممانعة لصدأ والتأكل 3- سهولة تشكيلها
4- عازلة للكهرباء والحرارة 5- كثافتها قليلة
ويوجد ايضًا الكثير من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبوليمرات منها:
اولًا/الخصائص الفيزيائية:
1- قوة الشد كبيرة 2-عديمة الذوبان 3- عديمة التوصيل الحرارية
ثانيًا/الخصائص الكيميائية:
1- قوة الربط العرضي 2- المرونة العالية
3- درجة االنصهار قليلة 4- معدل النفاذية قليلة
تطبيقات البوليمرات:
قد تكون البوليمرات وكأنها شيء خاص في الصناعة، وهي كذلك إلى حد ما، ولكنها في الواقع تمثل جزء كبير
جدًا من الكثير في الصناعة التي قد تعرفها، ومنها ما يأتي:
1- في الطائرات والمعدات الرياضية 2- في الزراعة 3- في الطباعة ثالثية االبعاد
4- في التعرف الجزئي 5- في تصوير المجسم 6- في تنقية الماء
البوليمرات في الطب:
في الوقت الحالي اصبح استخدام البوليمرات في الطب شيء رائج ومن استخداماتها:
1- الضمادات والشبكات الجراحية 2- أجهزة تقويم العظام
3- طب الأنسان 4- وهندسة األنسجة
ويوجد الكثرة من استخدامات في الطب وهذي الأهم.
البوليمرات في حياتنا اليومية:
توجد البوليمرات في أجسامنا وغذائنا ولباسنا وفي الأشياء التي نستخدمها، وبدونها لن تكون حياتنا كما نعرفها تتكون أجسامنا من بوليمرات مهمة، مثل، البروتينات، والسكريات وغيرها. لكن البوليمر الأكثر أهمية لنا، هو (DNA)، والذي موجودة في اجسامنا، المكّون من أربعة مونومرات مختلفة تسمى “الأحماض النووية”. البوليمرات الموجودة في أجسامنا بشكل طبيعي، تسمى (البوليمرات الطبيعية). وتوجد مجموعة أخرى من البوليمرات الصناعية تسمى (البوليمرات التخليقية)، وهذه المجموعة تشمل أنواعًا كثيرةً من البوليمرات، ومنها: أكياس النايلون، منتجات البلاستك ومن أنواعها، المطاط، الكلكار، الأصماغ، الأصباغ، الدهانات، الطلاء وغيرها، وتحدد صفات هذي البوليمرات من أنواعها وأطوالها وتركيبها.
المصادر:
https://2u.pw/FdcnlxWL -1
2- https://www.wajibati.net/1124gh الوحدة الثانية، الدرس: الخامس صفحة: 491
https://2u.pw/GIKieDTI -3
https://2u.pw/TKEBjOks -4
https://www.almrsal.com/post/973857 -5
https://2u.pw/bDYhB8hE -6
https://short-link.me/EkPv -7
نودّ أن نعبّر عن امتنانا و تقديرنا للطالب المدون الرقمي على كتابته المتميزة للمقال. المتكامل العناصر، محتوى مفيد وثري، و عرض منسق و متنوع الوسائط، يساهم في إثراء المعرفة للقراء ، أرى ملامح عالم فيزياء و خبير ذكاء اصطناعي في مجال الفيزياء يزهو به الوطن، جهد مبارك ، سلمت الأنامل وبوركت الجهود، أهلا وسعدًا زدتم الموقع بهاءا و ثراءا