بلمرة الكتلة

تُجرى عملية البلمرة الكتلية بإضافة مُحفِّز جذري قابل للذوبان إلى مونومر نقي في حالته السائلة . يجب أن يذوب المُحفِّز في المونومر. يبدأ التفاعل بالتسخين أو التعريض للإشعاع. ومع تقدم التفاعل، تزداد لزوجة الخليط. التفاعل طارد للحرارة، وينتج عنه نطاق واسع من الكتل الجزيئية.

تُجرى عملية البلمرة الكتلية في غياب أي مذيب أو مُشتِّت، ولذا فهي الأبسط من حيث التركيب. تُستخدم هذه العملية لمعظم بوليمرات النمو التدريجي وأنواع عديدة من بوليمرات النمو المتسلسل. في حالة تفاعلات النمو المتسلسل، التي تكون عادةً طاردة للحرارة، قد تتسبب الحرارة المنبعثة في زيادة شدة التفاعل وصعوبة التحكم فيه ما لم يُستخدم تبريد فعال.

المزايا والعيوب

تتميز عملية البلمرة الكتلية بعدة مزايا مقارنة بالطرق الأخرى، وهذه المزايا هي: [ 1 ]

العيوب: [ 1 ]

  • يصبح نقل الحرارة والخلط صعباً مع ازدياد لزوجة كتلة التفاعل.
  • تتفاقم مشكلة انتقال الحرارة بسبب الطبيعة الطاردة للحرارة للغاية لعملية بلمرة إضافة الجذور الحرة .
  • يتم الحصول على عملية البلمرة بتوزيع واسع للوزن الجزيئي بسبب اللزوجة العالية وعدم وجود نقل حراري جيد.
  • يتم الحصول على أوزان جزيئية عالية جدًا.
  • تأثير الجل.

لتقليل عيوب البلمرة الكتلية، يمكن إجراء العملية في محلول. وهذا ما يُعرف باسم بلمرة المحلول . [ 2 ]

تصنيف

يوجد نوعان رئيسيان من البلمرة الكتلية: [ 3 ]

بلمرة الكتلة الهادئة

لا يتطلب هذا النوع من البلمرة الكتلية أي تحريك. ويُستخدم غالبًا لتصنيع البوليمرات المتشابكة والبوليمرات المتصلبة حراريًا . ونظرًا لطبيعة النظام الخاملة، يظهر تأثير ترومسدورف بشكل ملحوظ، مما يؤدي بدوره إلى سلاسل أطول ومواد أكثر صلابة. تشمل العيوب الرئيسية لهذا النوع من البلمرة انحباس الفقاعات (أو الفراغات) نتيجة تبخر المونومر، وعدم القدرة على تحويل جميع المونومرات.

بلمرة الكتلة بالتحريك

يتم في هذا النوع من البلمرة تحريك المونومر باستمرار. وتُستخدم تصاميم محددة للمفاعلات تبعًا للزوجة البوليمرية . في بعض التطبيقات، يُنقل مصهور البوليمر المكتمل من المفاعل باستخدام مضخة تروس أو بتطبيق ضغط خارجي معتدل. ويختلف هذا النوع عن بلمرة المحلول في أن المونومر نفسه يعمل كمذيب.

مراجع

  1. 1 2 عبد الله يوسف، عبد الرحمن. (2019). بلمرة المحلول والكتلة. 10.13140/RG.2.2.16472.96001/2.
  2. دانيال يو. ويت، التنبؤ بانتقال الكتلة لأنظمة المذيب/البوليمر في مفاعلات العجن ذات الحجم الكبير عند تركيزات مذيب محدودة، 2009
  3. رودريغيز، كريستوفر. مبادئ أنظمة البوليمر . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-1-4822-2379-8.