كيمياء

خصائص البوليمرات


انتشار الصوت في المواد الصلبة

يمكن أن تنتشر الموجات الطولية والعرضية في المواد الصلبة. إذا كان الجسم الصلب على شكل قضيب أو على شكل لوحة ، فمن الممكن أيضًا أن تكون موجات الانحناء غير الموجات الطولية أو العرضية الخالصة.

موجات الضغط هي موجات طولية خالصة. يتكون الانحراف من تقصير أو شد القضيب. الموجات الالتوائية ، التي تتكون فيها الحركة من لف مقاطع القضيب ضد بعضها البعض ، هي موجات عرضية خالصة.

تنتشر الموجات الطولية والعرضية بسرعات مختلفة. يتم تضمين معامل الالتواء (انظر معامل القص) في سرعة انتشار الموجات المستعرضة (الموجات الالتوائية).

جعبر=جيρجعبر = سرعة انتشار الموجات المستعرضةجي = القص ، القص ، معامل الالتواءρ = الكثافة

من ناحية أخرى ، ترتبط الموجات الطولية بضغط من جانب واحد للقضيب. وهنا يأتي دور معامل المرونة.

جطويل=E.ρجطويل = سرعة انتشار الموجات الطوليةE. = معامل المرونةρ = الكثافة

ومع ذلك ، فإن هذه المعادلة صالحة فقط طالما كانت الأبعاد العرضية للقضيب صغيرة مقارنة بالطول الموجي. تعطي النظرية التعبير التالي لسرعة الموجة الطولية في وسط ممتد بلا حدود:

جطويل=E.ρ·1-ميكرومتر(1+ميكرومتر)(1-2ميكرومتر)جطويل = سرعة انتشار الموجات الطوليةE. = معامل المرونةρ = الكثافةميكرومتر = رقم بواسون
علامة التبويب .1
سرعات الصوت في الوسائط المختلفة
موادطولية في مس-1مستعرض في مس-1
هواء346-
الإيثانول1207-
ماء1497-
بولي ايثيلين920540
البوليسترين22401120
الرصاص ، لينة1190700
نحاس ناعم38102325
الحديد 99.8٪52003240
البريليوم128708880

الهواء والسوائل عند 25 درجة مئوية. ترتبط سرعة الموجات الطولية في المواد الصلبة بالصيغة (التمدد المحدود للمادة الصلبة). تعتمد سرعات الصوت في المواد الصلبة على معالجتها المسبقة.

سرعة انتشار موجات الانحناء تعتمد على التردد العالي. وكلما زاد التردد زادت سرعة انتشار الموجات وبسبب هذا التشتت تتغير الإشارات الصوتية في طريقها من المصدر إلى المستقبل. على سبيل المثال ، إذا تم ضرب الطبقة الجليدية لجسم مائي متجمد لفترة وجيزة ، فإن المراقب الذي يكون بعيدًا بدرجة كافية سيسمع "piuuh" بدلاً من النفخ ، أي الترددات العالية الأولى ثم المنخفضة في تتابع سريع.


مجال البرنامج 2 - الكيمياء الفيزيائية وفيزياء البوليمرات - مخصص لتصميم وتكوين وفحص البوليمرات والمواد الهجينة. خصائصها الفيزيائية الخاصة (الميكانيكية والبصرية والحرارية والكهربائية والمغناطيسية) بالإضافة إلى قابليتها للتعديل وإمكانية معالجتها واستجابتها للمعايير البيئية تمنحها دورًا رئيسيًا في البحث الموجه نحو التطبيق. لذلك يتم تحديد البوليمرات مسبقًا للتطبيقات المستقبلية.

يعتبر البحث في واجهات البوليمر والأسطح ذات أهمية أساسية لمنطقة البرنامج ، حيث تؤثر على التفاعلات بين المادة والبيئة إلى درجة معينة. عادة ما يتم إنتاج المواد الوظيفية الحديثة عن طريق الجمع بين بوليمرات مختلفة أو عن طريق مجموعات من البوليمرات والمركبات العضوية غير العضوية أو منخفضة الوزن الجزيئي. من المهم الانتباه إلى تكوين الواجهة الداخلية ومورفولوجيتها ، لأن هذا له تأثير حاسم على وظائف المواد.
فيما يتعلق بنسبة السطح إلى الحجم العالية ، فإن الأنظمة الغروانية يهيمن عليها السطح. في الأنظمة المائية ، يعتمد استقرار التشتت الغرواني بشدة على شحنة السطح. لهذا السبب ، تعتبر تأثيرات الواجهة ذات أهمية كبيرة لسلوك الإلكتروليتات والتشتت. لا يزال مجال البرنامج يتميز بشكل أساسي بكفاءاته في مجال طرق التوصيف.

بالنسبة لمنطقة البرنامج ، هناك تقسيم طبيعي لقسم أسطح حدود البوليمرات ، والمواد ذات البنية النانوية ، والمواد الغروانية الوظيفية ، والتوصيف متعدد النطاقات. يتم تقديم الأقسام بمزيد من التفصيل أدناه مع الكفاءات الأساسية النظامية والمنهجية الخاصة بكل منها.


جدول المحتويات (18 فصل)

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

الكتلة الجزيئية والشكل المكاني للجزيئات الكبيرة

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

الجزيء الكبير في المحلول

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

الشكل الإحصائي للجزيئات الكبيرة

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

الهيكل والحالات الفيزيائية للمواد الجزيئية

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

الحجم المحدد للمواد الجزيئية

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

سلوك الشد للبوليمرات

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

سلوك التشوه الخطي المرنة للبوليمرات في القص البسيط

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

التحول الزمني ودرجة الحرارة للخصائص الميكانيكية

شوارزل ، الأستاذ د. فريدريش رودولف

السلوك الخطي اللزج المرن للمواد الخواص تحت حالات التوتر ثلاثية الأبعاد


البلمرة

من أجل التعامل مع موضوع البوليمرات ، علينا أولاً أن نتحدث عن أصل كلمة البوليمر ، والتي تأتي من المصطلحات اليونانية بوليسماذا يعني "الكثير" و بسيطالتي تشير إلى "أجزاء" شيء ما.

يستخدم هذا المصطلح للإشارة إلى المركبات الجزيئية التي لها هيكل يتكون من العديد من الوحدات المتكررة ، مما يتسبب في خاصية الوزن الجزيئي المرتفع والخصائص الجوهرية الأخرى لهذه المركبات.

لذلك ، فإن الوحدات التي تتكون منها البوليمرات تعتمد على الأنواع الجزيئية التي لها أوزان جزيئية نسبية صغيرة نسبيًا.

في ترتيب الأفكار هذا ، ينطبق مصطلح البلمرة فقط على البوليمرات الاصطناعية ، وبشكل أكثر تحديدًا على العمليات المستخدمة للحصول على هذه الأنواع من الجزيئات الكبيرة.

لذلك ، يمكن تعريف البلمرة على أنها تفاعل كيميائي يستخدم في توليفة المونومرات (واحدًا تلو الآخر) لصنع البوليمرات المقابلة منها.

بهذه الطريقة ، يتم توليف البوليمرات بواسطة نوعين رئيسيين من التفاعلات: تفاعلات الإضافة وتفاعلات التكثيف ، والتي سيتم وصفها بالتفصيل أدناه.

البلمرة من خلال تفاعلات الإضافة

يتكون هذا النوع من البلمرة من جزيئات غير مشبعة ذات روابط مزدوجة أو ثلاثية ، خاصة الكربون الكربوني.

في هذه التفاعلات ، تتحد المونومرات مع بعضها البعض دون القضاء على أي من ذراتها ، ويمكن الحصول على الأنواع البوليمرية التي يتم تصنيعها عن طريق كسر الحلقة أو فتحها دون إنتاج التخلص من الجزيئات الصغيرة.

من وجهة نظر حركية ، يمكن النظر إلى هذه البلمرة على أنها تفاعل من ثلاث خطوات: البدء والانتشار والإنهاء.

أولاً ، تحدث بداية التفاعل ، حيث يتم تسخين جزيء & # 252 لتر ، والذي يعتبر البادئ ، (يُشار إليه بالرمز R)2) لإنشاء نوعين جذريين بالطريقة التالية:

إذا تم استخدام إنتاج البولي إيثيلين كمثال ، فإن الخطوة التالية هي التكاثر ، حيث يقترب الجذور التفاعلية من جزيء الإيثيلين ويتشكل نوع جذري جديد على النحو التالي:

ثم يتم دمج هذا الجذر الجديد مع جزيء إيثيلين آخر ، وتستمر هذه العملية على التوالي حتى ينتج عن الجمع بين جذرين طويلي السلسلة أخيرًا البولي إيثيلين في التفاعل المعروف باسم الإنهاء.

البلمرة من خلال تفاعلات التكثيف

في حالة البلمرة عن طريق تفاعلات التكثيف ، عادةً ما يحدث الجمع بين اثنين من المونومرات المختلفة ، بالإضافة إلى الإزالة اللاحقة لجزيء صغير ، وهو الماء بشكل عام.

وبالمثل ، غالبًا ما تحتوي البوليمرات التي تنتجها هذه التفاعلات على ذرات غير متجانسة ، مثل الأكسجين أو النيتروجين ، والتي تشكل جزءًا من بنيتها الرئيسية. يحدث أيضًا أن الوحدة المتكررة التي تشكل أساس سلسلتها لا تحتوي على جميع الذرات في المونومر الذي يمكن أن تتحلل إليه.

من ناحية أخرى ، هناك طرق تم تطويرها مؤخرًا من بينها بلمرة البلازما التي لا تتطابق خصائصها تمامًا مع أي من أوضاع البلمرة التي تمت مناقشتها أعلاه.

بهذه الطريقة ، يمكن أن تحدث تفاعلات البلمرة ذات الأصل التخليقي ، سواء الإضافة أو التكثيف ، في غياب أو في وجود نوع محفز.

تستخدم بلمرة التكثيف على نطاق واسع في إنتاج العديد من المركبات الشائعة في الحياة اليومية ، مثل الداكرون (المعروف باسم البوليستر) أو النايلون.

أشكال البلمرة الأخرى

بالإضافة إلى هذه الطرق الاصطناعية للبوليمرات الاصطناعية ، هناك أيضًا تخليق بيولوجي ، والذي يتم تعريفه على أنه مجال البحث للبوليمرات الحيوية ، والتي تنقسم إلى ثلاث فئات رئيسية: عديد النوكليوتيدات ، وعديد الببتيدات والسكريات.

في الكائنات الحية ، يمكن إجراء التخليق بشكل طبيعي ، من خلال العمليات التي تستخدم محفزات مثل إنزيم البوليميراز في إنتاج البوليمرات مثل حمض الديوكسيريبونوكليك (DNA).

في حالات أخرى ، تكون معظم الإنزيمات المستخدمة في البلمرة الكيميائية الحيوية عبارة عن بروتينات ، وهي عبارة عن بوليمرات مصنوعة من الأحماض الأمينية وهي ضرورية في الغالبية العظمى من العمليات البيولوجية.

بالإضافة إلى المواد البوليمرية الحيوية التي يتم الحصول عليها من خلال هذه العمليات ، هناك مواد أخرى ذات أهمية تجارية كبيرة ، مثل المطاط المفلكن ، والذي يتم تصنيعه عن طريق تسخين المطاط الطبيعي في وجود الكبريت.

التقنيات المستخدمة لتخليق البوليمر من خلال التعديل الكيميائي للبوليمرات ذات الأصل الطبيعي تشمل المعدات والربط المتشابك والأكسدة.


معهد الكيمياء الفيزيائية وفيزياء البوليمرات

مجال البرنامج 2 - الكيمياء الفيزيائية وفيزياء البوليمرات - مخصص لتصميم وتكوين وفحص البوليمرات والمواد الهجينة. خصائصها الفيزيائية الخاصة (الميكانيكية والبصرية والحرارية والكهربائية والمغناطيسية) بالإضافة إلى قابليتها للتعديل وإمكانية معالجتها واستجابتها للمعايير البيئية تمنحها دورًا رئيسيًا في البحث الموجه نحو التطبيق. لذلك يتم تحديد البوليمرات مسبقًا للتطبيقات المستقبلية.

يعتبر البحث في واجهات البوليمر والأسطح ذات أهمية أساسية لمنطقة البرنامج ، حيث تؤثر على التفاعلات بين المادة والبيئة إلى درجة معينة. عادة ما يتم إنتاج المواد الوظيفية الحديثة عن طريق الجمع بين بوليمرات مختلفة أو عن طريق مجموعات من البوليمرات والمركبات العضوية غير العضوية أو منخفضة الوزن الجزيئي. من المهم الانتباه إلى تكوين الواجهة الداخلية ومورفولوجيتها ، لأن هذا له تأثير حاسم على وظائف المواد.
فيما يتعلق بنسبة السطح إلى الحجم العالية ، فإن الأنظمة الغروانية يهيمن عليها السطح. في الأنظمة المائية ، يعتمد استقرار التشتت الغرواني بشدة على شحنة السطح. لهذا السبب ، تعتبر تأثيرات الواجهة ذات أهمية كبيرة لسلوك الإلكتروليتات والتشتت. لا يزال مجال البرنامج يتميز بشكل أساسي بكفاءاته في مجال طرق التوصيف.

مجال البرنامج 2 - الكيمياء الفيزيائية وفيزياء البوليمرات - يركز بشكل أساسي على التصميم العقلاني والتجميع والتحقيق في البوليمرات والمواد الهجينة. الخصائص الفيزيائية الفريدة (الميكانيكية والبصرية والحرارية والكهربائية والمغناطيسية) ، بالإضافة إلى قابليتها للتعديل ، وإمكانية معالجتها واستجابتها للمعايير البيئية تمنحها دورًا رئيسيًا في البحث الموجه نحو التطبيقات. لذلك تم تحديد البوليمرات مسبقًا لتطبيقات الجيل التالي.

يعتبر التحقيق في الأسطح البوليمرية والواجهات ذات أهمية أساسية داخل منطقة البرنامج هذه ، حيث تؤثر الواجهات وتعديلات السطح بشدة على التفاعلات بين المادة والبيئة. غالبًا ما يتم إنشاء المواد الوظيفية الحديثة ، على سبيل المثال ، عن طريق الجمع بين بوليمرات متعددة أو تحميل البوليمرات بمواد عضوية غير عضوية أو منخفضة الوزن الجزيئي. لضمان وظائف هذه الخلطات ، فإن تصميم الواجهات الداخلية بالإضافة إلى التحكم في التشكل أمر ضروري.
بالنظر إلى نسب السطح إلى الحجم العالية ، فإن الأنظمة الغروية تهيمن عليها في جوهرها الواجهات. في المحلول ، يعتمد استقرار التشتت الغرواني بشدة على الشحنات السطحية ، وبالتالي فإن التأثيرات البينية ضرورية لأداء التشتت الغرواني أو الإلكتروليتات المتعددة.
تبرز منطقة البرنامج أيضًا بسبب كفاءاتها الخاصة في توصيف المواد.


التناقض الجزيئي

عدم الانتظام الجزيئي Q هو مقياس رياضي لعدم انتظام البوليمر أو لاتساع توزيع الوزن الجزيئي.

كلما كانت هذه القيمة أصغر ، كلما كان البوليمر أكثر اتساقًا وضيق توزيع الوزن الجزيئي.


توليف وخصائص الهلاميات المائية البوليمرية †

محاضرة بمناسبة مؤتمر المجموعة المتخصصة "كيمياء الجزيئات الكبيرة" التابعة لجمعية الكيميائيين الألمان حول "البوليمرات والمياه" في باد نوهايم يومي 2 و 3 أبريل 1982.

الملخص

تتكون الهلاميات المائية البوليمرية من بوليمرات متشابكة فيزيائيًا أو كيميائيًا وقابلة للذوبان في الماء. التشابك المادي ممكن من خلال هيكل كتلة مع أجزاء محبة للماء وكارهة للماء. يتم تنفيذ التشابك الكيميائي عن طريق تشابك البوليمرات القابلة للذوبان في الماء أو عن طريق البلمرة المشتركة المتشابكة. يتم إنتاج الشكل الكروي لجزيئات البوليمر ، وهو الأمثل للعديد من التطبيقات ، عن طريق بلمرة التعليق. نظرًا لأن البوليمرات المحبة للماء تعتمد عادةً على المونومرات القابلة للذوبان في الماء ، يجب استخدام تقنيات بلمرة التعليق الخاصة. يتطلب استخدام المواد الهلامية المحبة للماء كخزان ماء بأي حجم ، كمرحلة ثابتة في هلام وكروماتوغرافيا التقارب ، كناقل للإنزيمات أو كمستودع للمكونات النشطة ، أن تتنوع بنية المسام على نطاق واسع. بينما يمكن تنظيم حجم المسام الصغيرة من خلال محتوى الروابط المتقاطعة ، فإن المسام الكبيرة تتشكل من خلال التوزيع غير المتجانس لكثافة التشابك. تمت مناقشة تأثير نوع وكمية عامل التشابك والمكون الخامل. يتم شرح سبب تكوين الهلاميات المائية مع بنية قشرة كثيفة باستخدام عدة أمثلة.

الملخص

يتم اشتقاق الهلاميات المائية البوليمرية من البوليمرات القابلة للذوبان في الماء والتي تكون متشابكة فيزيائيًا أو كيميائيًا. يمكن الربط الفيزيائي المتشابك باستخدام هيكل كتلة مع أجزاء محبة للماء ومقاومة للماء. يتم الحصول على التشابك الكيميائي عن طريق تشابك بوليمر قابل للذوبان في الماء أو عن طريق البلمرة المشتركة للربط المتشابك. تعتبر الجسيمات الكروية كما تم الحصول عليها عن طريق بلمرة التعليق مثالية للعديد من الاستخدامات. أساس البوليمرات المحبة للماء هو في معظم الحالات المونومرات القابلة للذوبان في الماء والتي تتطلب تقنيات خاصة لبلمرة المعلق. إن التباين في بنية المسام على نطاق واسع مطلوب من أجل استخدام الهلاميات المائية كخزان ماء بأي شكل مرغوب فيه ، في كروماتوغرافيا الهلام والتقارب ، كحامل إنزيم أو كنظام لتوصيل الدواء. يتم تنظيم المسام الصغيرة في الحجم بشكل أساسي عن طريق يتم الحصول على كمية عامل التشابك والمسام الكبيرة عن طريق التوزيع غير المنتظم لكثافة التشابك. تمت مناقشة تأثير نوع وكمية عامل التشابك بالإضافة إلى المركب الخامل الذي يؤثر على التغايرية. يتم إعطاء العديد من الأمثلة لتوضيح أسباب تكوين الهلاميات المائية ذات الجلد الكثيف.


فيزياء البوليمر

ال فيزياء البوليمر هو فرع من فيزياء المواد اللينة ويتعامل مع الوصف والفهم التنبئي للخصائص الفيزيائية للجزيئات الكبيرة الاصطناعية ومواد البوليمر والبلاستيك المصنوعة منها. تستخدم فيزياء البوليمر طرقًا من الفيزياء التجريبية وكذلك الفيزياء النظرية. نظرًا لأن الخصائص الفيزيائية للبوليمرات تتأثر بشكل حاسم بالطريقة التي يتم تصنيعها بها ، فهناك روابط وثيقة بكيمياء البوليمرات وهندسة التفاعل الكيميائي. من ناحية أخرى ، تؤثر الخصائص الفيزيائية للبوليمرات على قابليتها للمعالجة وقابليتها للاستخدام التقني ، بحيث توجد أيضًا روابط وثيقة بعلوم وهندسة المواد ، بالإضافة إلى مجالات هندسة العمليات التي تتعامل مع عمليات التصنيع الأولية. تختلف البوليمرات عن الأشكال الأخرى للمادة المكثفة بشكل أساسي في تركيبتها الجزيئية ، والتي تتضمن عادةً هياكل شبيهة بالسلسلة الطويلة ، والميل ، الذي يحدث فوق أوزان جزيئية معينة ، لتشكيل تشابكات مع جزيئات بوليمر أخرى. من ناحية أخرى ، غالبًا ما يتم تعيين التحقيق في الخصائص الفيزيائية للجزيئات الحيوية إلى الفيزياء الحيوية والكيمياء الفيزيائية الحيوية.

تتعامل فيزياء البوليمر مع الجوانب التالية ، من بين أمور أخرى: [1] [2] [3]

  • الوصف الإحصائي ونمذجة مطابقة سلاسل البوليمر الفردية. مفاهيم مثل طول Kuhn وطول الثبات ، ونصف قطر الدوران وطول الكنتور بالإضافة إلى نماذج السلسلة مثل السلسلة التي تتحرك بحرية أو السلسلة الشبيهة بالديدان تقع في هذه المنطقة.
  • التوصيف والنمذجة الهيكلية لمطابقة سلسلة البوليمر في محاليل البوليمر وذوبان البوليمر بالإضافة إلى الديناميكا الحرارية لمحاليل البوليمر وذوبان البوليمر.
  • ديناميات وريولوجيا البوليمرات. تتضمن هذه المنطقة نماذج مجهرية لديناميكيات سلاسل البوليمر المفردة مثل نموذج روس. تم وصف تأثير التشابكات بين الجزيئات على ديناميكيات وريولوجيا البوليمرات من خلال نموذج التكرار ، الذي يعتمد على عمل بيير جيل دي جين [4] [5] وصموئيل إدواردز وماساو دوي [6].
    البوليمرات وشبكات البوليمر. وهي تتعرض لاضطرابات دورية أو غير دورية من أجل التحقق من خصائص المواد مثل المرونة واللزوجة المرنة والتشوه وسلوك التصدع بالإضافة إلى انتقالات الزجاج وديناميكيات الزجاج.
  • بنية الحالة البلورية جزئيًا وكذلك عمليات التبلور والذوبان للبوليمرات (انظر التبلور (البوليمرات)). في عمل أساسي في عام 1957 ، افترض أندرو كيلر أن البوليمرات الاصطناعية تشكل بلورات رقائقية من خلال سلسلة الانكسار ، [7] والتي بدورها غالبًا ما تنتظم في بنى فوقية كروية. [8] نظرًا لأن التشابكات بين سلاسل البوليمر لا يمكن حلها أثناء تبلور البوليمرات ، فإن البوليمرات القابلة للتبلور عادة ما تكون في شكل متبلور جزئيًا أمام التشابكات تتراكم في المناطق غير المتبلورة. من اللافت للنظر أن البوليمرات غير الفعالة وكذلك بعض البوليمرات الإحصائية تنتمي إلى عدد قليل من الأنواع غير القابلة للتبلور جوهريًا.
  • الديناميكا الحرارية وآليات الفصل الطور لخلطات البوليمر. يعد نموذج Flory-Huggins [9] ، الذي يمكن إرجاعه إلى Paul Flory و Maurice Loyal Huggins ، أساسيًا لفهم الديناميكا الحرارية لخلطات البوليمر. أثار تكوين الهيكل من خلال الفصل ، مثل الفصل الفقري وفصل الطور الجزئي ، اهتمامًا كبيرًا أيضًا. [10] [11] [12]
  • البوليمرات في الواجهات ، مثل تشابهها [13] [14] وسلوكها المبلل. [15]
  • هيكل وخصائص البوليمرات الوظيفية. وتشمل هذه البوليمرات الموصلة ، والبوليمرات النشطة كهربيًا مثل اللدائن العازلة للكهرباء ، وبوليمرات الذاكرة الشكلية ، والبوليمرات المستجيبة للحرارة ، والبوليمرات الضوئية ، والبوليمرات الحديدية الكهربية ، [16] والمغناطيسات البلاستيكية ، والبولي إلكتروليتات ، والبوليمرات البلورية السائلة ، والبوليمرات المشتركة. مجالات التطبيق ذات الصلة ، على سبيل المثال ، الإلكترونيات العضوية والطباعة الحجرية لبوليمر مشترك. [17]

تعد محاكاة مونت كارلو ومحاكاة الديناميكيات الجزيئية أداة مهمة لدراسة خصائص البوليمر. لا يمكن الوصول إلى العديد من كميات القياس المثيرة للاهتمام في التجربة. من ناحية أخرى ، تواجه النماذج النظرية صعوبات في وصف التقلبات وغالبًا ما تكون دقيقة فقط في الحالات الحدودية. لذلك فإن المحاكاة هي رابط بين التجربة والنظرية.


البوليمرات: التركيب والخصائص والتطبيقات

يتناول هذا الكتاب المدرسي التركيب والتوصيف والتطبيقات التقنية للبوليمرات. الهدف هو نقل معرفة واسعة ومتوازنة للمصطلحات الأساسية لكيمياء الجزيئات والكيمياء الفيزيائية لهذه الفئة من المركبات. بناءً على المعرفة الأساسية للكيمياء العضوية والديناميكا الحرارية ، يقدم الكتاب صورة سهلة الفهم ولكنها متعمقة لهذا العلم الديناميكي للغاية والمتزايد الأهمية عند تقاطع الكيمياء والفيزياء والهندسة وقطاع علوم الحياة.

دكتور. سيباستيان كولتزنبرج ، BASF في Ludwigshafen البروفيسور د. مايكل ماسكوس MPI for Polymer Research Mainz البروفيسور د. أوسكار نويكن ، جامعة ميونخ التقنية

"هذا الكتاب المدرسي مناسب لأي شخص يحتاج أو يرغب في معرفة المزيد عن كيمياء الجزيئات الكبيرة للبلاستيك. . يقدم الكتاب صورة عميقة وسهلة الفهم لهذا العلم الديناميكي للغاية والمتزايد الأهمية عند تقاطع الكيمياء والفيزياء والهندسة. . وصف واضح لأهم طرق المعالجة ، والتي يسهل فهمها حتى للأشخاص العاديين. "(BB ، in: wip Knowledge and Innovation network polymer technology، wip-kunstoffe.de ، 31 يوليو 2015)

". يستهدف الكتاب المدرسي المتعلمين المبتدئين والمتقدمين في الكيمياء الجزيئية على حد سواء. . تعتبر الأمثلة التجريبية المختارة بعناية ، والتي تستند إلى سنوات عديدة من الخبرة العملية للمؤلفين ، بمثابة معاملة خاصة للقراء ، وتساعد القارئ على فهم المواد أو ببساطة فهمها. . ولكنه مناسب أيضًا للعمل المرجعي للمبتدئين في الصناعة أو لأصحاب المشاريع المتوسطة الحجم الذين يتعاملون مع البوليمرات. (Andreas Greiner، in: Nachrichten aus der Chemie، Issue 7-8، July 1، 2014)

". يحتوي العمل على العديد من الرسوم التوضيحية. والجداول. الوضوح الجيد في تمثيل الصيغ الكيميائية ومسار التفاعلات. يعتمد هذا الكتاب المدرسي الموصى به على المعرفة الأساسية للكيمياء العضوية وخاصة الديناميكا الحرارية ويستهدف من ناحية طلاب الكيمياء ودورات معينة في مجال الهندسة ، ومن ناحية أخرى إلى الباحثين ومهندسي التطبيق الذين يعملون في مجال واسع النطاق مجال البوليمرات ". (د.ديتر هولمر ، في: CLB ، المجلد 65 ، العدد 7 ، أغسطس 2014)

"بالنسبة لجميع الموضوعات الرئيسية (الكيمياء وعلوم المواد وهندسة المواد) والموضوعات الثانوية (المهندسين) الذين أتقنوا بالفعل أساسيات الكيمياء العضوية ، فهذه مقدمة جيدة جدًا لأساسيات الموضوع والجوانب والتطبيقات المتقدمة."
جدير بالملاحظة بشكل خاص: "أن العلاقة بين الخصائص المجهرية والماكروسكوبية للمواد قيد النظر قد نوقشت مرارًا وتكرارًا ..." (الدكتور أولف ريتجن ، العلوم الطبيعية التطبيقية ، جامعة بون-راين-سيج للعلوم التطبيقية)

"كتاب يصف بالتفصيل جميع البوليمرات الشائعة. يتم شرح الخصائص بشكل جيد للغاية وبشكل مفهوم ، يتم وصف عمليات التصنيع (باختصار شديد). تساعد العديد من الرسوم التوضيحية الجيدة على فهم الأمر المعقد. الكتاب مناسب بنفس القدر للمبتدئين الذين ليس لديهم الكثير من المعرفة السابقة بالجزيئات الكبيرة وللخبراء الذين يرغبون في معرفة المزيد من التفاصيل. " (دكتور-إنغ ديتر فيت ، آر دبليو تي أتش آخن)


تكتيك البوليمرات

تظهر سلاسل الكربون الطويلة للجزيئات العضوية للبلاستيك بدائل تشغيل. في حالة وجود عدة بدائل مختلفة ، فإن تكتيك بارز. هذا يصف ترتيب من البدائل على طول السلسلة. هي بدائل من مجموعة متنوعة دائما نفس الجانب، يتحدث أحدهم التساوي.

إذا كانت البدائل بالتناوب على جانب والآخر ، يكون الجزيء متلازمًا. هذين تكتيكات منتظمة. لديك واحدة بلوري، أي هيكل منظم للغاية. نتيجة لذلك ، يُظهر البلاستيك هذه التكتيكات صلابة عالية و واحد نقطة انصهار عالية تشغيل.

في رقيق الجزيئات توزع البدائل بالصدفة. هذا لديه عديم الشكل بنية. هذا ما يفعله البلاستيك درجة انصهار منخفضة والقريب ناعم.


توليف وخصائص الهلاميات المائية البوليمرية †

محاضرة بمناسبة مؤتمر المجموعة المتخصصة "كيمياء الجزيئات الكبيرة" التابعة لجمعية الكيميائيين الألمان حول "البوليمرات والمياه" في باد نوهايم يومي 2 و 3 أبريل 1982.

الملخص

تتكون الهلاميات المائية البوليمرية من بوليمرات متشابكة فيزيائيًا أو كيميائيًا وقابلة للذوبان في الماء. التشابك المادي ممكن من خلال هيكل كتلة مع أجزاء محبة للماء وكارهة للماء. يتم تنفيذ التشابك الكيميائي عن طريق تشابك البوليمرات القابلة للذوبان في الماء أو عن طريق البلمرة المشتركة المتشابكة. يتم إنتاج الشكل الكروي لجزيئات البوليمر ، وهو الأمثل للعديد من التطبيقات ، عن طريق بلمرة التعليق. نظرًا لأن البوليمرات المحبة للماء تعتمد عادةً على المونومرات القابلة للذوبان في الماء ، يجب استخدام تقنيات بلمرة التعليق الخاصة. يتطلب استخدام المواد الهلامية المحبة للماء كخزان مياه بأي حجم ، كمرحلة ثابتة في هلام وكروماتوجرافيا التقارب ، كناقل للإنزيمات أو كمستودع للمكونات النشطة ، أن تتنوع بنية المسام على نطاق واسع. بينما يمكن تنظيم حجم المسام الصغيرة من خلال محتوى الروابط المتقاطعة ، فإن المسام الكبيرة تتشكل من خلال التوزيع غير المتجانس لكثافة التشابك. تمت مناقشة تأثير نوع وكمية عامل التشابك والمكون الخامل. يتم شرح سبب تكوين الهلاميات المائية مع بنية قشرة كثيفة باستخدام عدة أمثلة.

الملخص

يتم اشتقاق الهلاميات المائية البوليمرية من البوليمرات القابلة للذوبان في الماء والتي تكون متشابكة فيزيائيًا أو كيميائيًا. يمكن الربط الفيزيائي المتشابك باستخدام هيكل كتلة به أجزاء محبة للماء ومقاومة للماء. يتم الحصول على التشابك الكيميائي عن طريق تشابك بوليمر قابل للذوبان في الماء أو عن طريق البلمرة المشتركة للربط المتشابك. تعتبر الجسيمات الكروية كما تم الحصول عليها عن طريق بلمرة التعليق مثالية للعديد من الاستخدامات. أساس البوليمرات المحبة للماء هو في معظم الحالات المونومرات القابلة للذوبان في الماء والتي تتطلب تقنيات خاصة لبلمرة المعلق. إن التباين في بنية المسام على نطاق واسع مطلوب من أجل استخدام الهلاميات المائية كخزان ماء بأي شكل مرغوب فيه ، في كروماتوغرافيا الهلام والتقارب ، كحامل إنزيم أو كنظام لتوصيل الدواء. يتم تنظيم المسام الصغيرة في الحجم بشكل أساسي عن طريق يتم الحصول على كمية عامل التشابك والمسام الكبيرة عن طريق التوزيع غير المنتظم لكثافة التشابك. تمت مناقشة تأثير نوع وكمية عامل التشابك وكذلك المركب الخامل الذي يؤثر على التغايرية. يتم إعطاء العديد من الأمثلة لتوضيح أسباب تكوين الهلاميات المائية ذات الجلد الكثيف.


فيديو: البوليمرات تعريفها و خصائصها و اسباب استخداماتها (كانون الثاني 2022).