ما هي البوليمرات

مفهوم المادة

المادة هي كل ما يحيط بنا من مكونات ومنتجات ولابد من تصنيفها إلى مواد طبيعية مثل الأشجار أو الأزهار و مواد أخرى جديدة مصنّعة كالنايلون المصنّّع من الزيوت الطبيعية مثلًا، صممت هذه المواد بناءً على تحليل خصائصها و تفكيكها وإعادة دمجها بطرق مختلفة و مدروسة للحصول على المواد المطلوبة. ويسمى العلم الذي يُعنى بدراسة المواد المختلفة وفهمها بغرض تطويرها وإنتاج المواد التى يمكن استخدامها في الحياة اليومية أو يحتاجها الإنسان هو علم المواد. يقوم علم المواد بتصنيف المواد إلى أربع مجموعات رئيسية : المعادن، السيراميك، المواد المركبة و البوليمرات والتي سيتم الحديث عنها وعن أبرز خصائصها في المقال الآتي.^[١]

ما هي البوليمرات

غالبًا ما يستخدم هذا المصطلح للتعبير عن المواد البلاستيكية إلّا أن المواد البلاستيكية تعد جزءً فقط من البوليمرات المصنّعة؛ فالبوليمرات هي المواد المتكونة من مجموعة من السلاسل الطويلة والمتكررة من الجزيئات، تختلف في خصائصها لاختلاف نوع الجزيئات المكونة لها و طريقة ارتباطها ببعضها البعض، يوجد بوليمارات طبيعية مثل: المطاط، الخشب، البروتينات التي تتكون من أحماض أمينية، والأحماض النووية، ويوجد بوليمارات مصنّعة بواسطة الإنسان مثل: البلاستيك، البوليستر والزجاج. يتم إنشاء البوليمرات المصنّعة بطريقة البلمرة عن طريق الجمع بين جزيئات صغيرة تسمى مونومرات في سلسلة مرتبطة بروابط تساهمية عن طريق تفاعلات كيميائية بواسطة الضغط والحرارة. لابد أن تحتوي معظم سلاسل البوليمرات على اختلاف أنواعها على ذرات الكربون؛ لاعتباره المكوّن الرئيس في البوليمرات، وتعد هذه المواد مهمة جدًا في عصرنا الحالي إذ تدخل في جميع مجالات حياتنا من زجاجات المياه إلى الأدوات إلى الإطارات، وغيرها من المواد، مثل: أكياس البلاستيك، زجاجات المياه، ألياف النسيج، الهواتف، قطع غيار السيارات، أغشية تحلية المياه وتصل استخداماتها إلى البوليمرات الحيوية لهندسة الأنسجة.^[٢]

خصائص البوليمرات

بعد تعريف ما هي البوليمرات لا بد من ذكر أهم خصائصها، تختلف البوليمرات في خصائصها إذ يمكن أن تكون هشة كالورق أو قوية جدًا كبعض أنواعها المستخدمة في صنع واقيات الرصاص، ومن الممكن أن تكون لينة مثل المطاط أو قاسية كالزجاج. تعتمد هذه الخصائص المنتجة على عدة عوامل يمكن التحكم بها خلال عملية البلمرة للحصول على المادة بالخصائص المطلوبة ومن العوامل التي يمكن التحكم بها خلال عملية البلمرة: نوع المونومر المستخدم في تصنيع البوليمر، درجة الحرارة والضغط المستخدمين خلال عملية البلمرة، طريقة جمع سلاسل البوليمر و المذيب الذي تتم بلمرة المونومر فيه. كما يمكن التحكم بخصائص أخرى للبوليمر من خلال إضافة مواد كالمثبتات أو الملدنات. و من أهم الخصائص التي يتم تحديد البوليمرات من خلالها^[٣]:

• الموصلية الحرارية: وهي قدرة البوليمر على عزل الحرارة أو توصيلها.
• التمدد الحراري: وهو مدى تمدد أو تقلص البوليمر عند تعرضه للحرارة أو عند تبريده.
• التبلور: وهو مدى ترتيب سلاسل البوليمر مع بعضها البعض إن كانت مرتبة بطريقة منتظمة أو عشوائية.
• النفاذية: وهي قدرة البوليمر على السماح للشوائب بالمرور من خلاله.
• المرونة: أو ما يعرف بالليونة، وهي القوة اللازمة لتمدد البوليمر أو تغيير شكله في اتجاه واحد.
• قوة الشد: القوة التي يمكن للبوليمر أن يتحملها قبل أن يبدأ بالتمدد عند تعريضه لقوة شد.
• معامل الانكسار: وهو قدرة البوليمر على تمرير الضوء أو التغيير من اتجاهه و شدته عند العبور من خلاله.
• الموصليّة الكهربائية: وتعبر عن قدرة البوليمر على تمرير التيار الكهربائي أو عزله.

المراجع

1. ↑ "Materials Science: Definition & Material Classification", study.com, Retrieved 16/04/2020. Edited.
2. ↑ "What Is a Polymer?", www.livescience.com, Retrieved 16/04/2020. Edited.
3. ↑ "Properties of Polymers", chemed.chem.purdue.edu, Retrieved 16/04/2020. Edited.