بولي أميد

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

البولي أميد هو بوليمر يتكون من وحدات متكررة مرتبطة بروابط أميدية . [ 1 ]

توجد البولياميدات طبيعيًا وصناعيًا. من أمثلة البولياميدات الطبيعية البروتينات ، مثل الصوف والحرير . أما البولياميدات المصنعة، فتُصنع من خلال بلمرة النمو التدريجي أو التخليق في الطور الصلب، مما ينتج مواد مثل النايلون والأراميد وبولي أسبارتات الصوديوم. تُستخدم البولياميدات المصنعة على نطاق واسع في المنسوجات وصناعة السيارات والسجاد وأدوات المطبخ والملابس الرياضية نظرًا لمتانتها وقوتها العالية. وتُعد صناعة النقل المستهلك الرئيسي، إذ تستحوذ على 35% من استهلاك البولياميد (PA). [ 2 ]

تصنيف

تُعرف بوليمرات الأحماض الأمينية باسم عديدات الببتيد أو البروتينات .

يتم تصنيف البولي أميدات الاصطناعية وفقًا لتكوين سلسلتها الرئيسية على النحو التالي:

عائلةالسلسلة الرئيسيةأمثلةالمنتجات التجارية
البولي أميدات الأليفاتيةأليفاتيةالنايلون PA 6 و PA 66زايتل من دوبونت ، وتكنيل من سولفاي ، وريلسان وريلساميد من أركيما ، وراديبول من مجموعة راديتشي.
البولي فثالاميداتشبه عطريPA 6T = هيكساميثيلين ديامين + حمض تيريفثاليكتروغاميد تي من شركة إيفونيك للصناعات، وأموديل من شركة سولفاي
البولي أميدات العطرية، أو الأراميداتعطريبارافينيلين ديامين + حمض التيريفثاليككيفلار ونومكس من دوبونت، تيجينكونكس، توارون وتكنورا من تيجين أراميد ، كيرميل من كيرميل.

تُصنع جميع البولي أميدات من خلال تكوين رابطة أميد لربط جزيئين من المونومرات معًا. يمكن أن تكون المونومرات أميدات بحد ذاتها (عادةً ما تكون على شكل لاكتام حلقي مثل الكابرولاكتام )، أو أحماض أمينية ألفا، أوميغا، أو خليطًا متكافئًا من ثنائي أمين وحمض ثنائي. يُنتج كلا النوعين من المواد الأولية بوليمرًا متجانسًا. تتميز البولي أميدات بسهولة بلمرتها المشتركة، مما يُتيح إمكانية تكوين العديد من مخاليط المونومرات، والتي بدورها تُؤدي إلى العديد من البوليمرات المشتركة. بالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من بوليمرات النايلون قابلة للامتزاج مع بعضها البعض، مما يسمح بإنشاء مزائج.

كيمياء البلمرة

يتطلب إنتاج البوليمرات ربط مجموعتين بشكل متكرر لتكوين رابطة أميدية. في هذه الحالة، يتعلق الأمر تحديدًا بروابط أميدية ، والمجموعتان المعنيتان هما مجموعة أمينية ومجموعة كربونيل طرفية تابعة لمجموعة وظيفية . تتفاعل هاتان المجموعتان لتكوين رابطة كربون-نيتروجين، مما يؤدي إلى تكوين رابطة أميدية واحدة . تتضمن هذه العملية إزالة ذرات أخرى كانت جزءًا من المجموعات الوظيفية. قد تكون مجموعة الكربونيل جزءًا من مجموعة حمض كربوكسيلي أو مشتق أسيل هاليد الأكثر تفاعلية . يمكن أن تتواجد المجموعة الأمينية ومجموعة الحمض الكربوكسيلي على نفس المونومر، أو يمكن أن يتكون البوليمر من مونومرين ثنائيي الوظيفة مختلفين ، أحدهما يحتوي على مجموعتين أمينيتين، والآخر يحتوي على مجموعتين من الحمض الكربوكسيلي أو كلوريد الحمض.

يُستخدم تفاعل التكثيف في الصناعة لإنتاج بوليمرات النايلون صناعيًا. يجب أن يحتوي النايلون تحديدًا على مونومر ذي سلسلة مستقيمة ( أليفاتية ). تتكون رابطة الأميد من مجموعة أمينية (تُعرف أيضًا بمجموعة أمينو) ومجموعة حمض كربوكسيلي . تتحد مجموعة الهيدروكسيل من الحمض الكربوكسيلي مع ذرة هيدروجين من الأمين، مُنتجةً الماء، وهو ناتج ثانوي ناتج عن عملية الحذف، والذي سُمّي التفاعل باسمه.

كمثال على تفاعلات التكثيف، لاحظ أنه في الكائنات الحية، تتكثف الأحماض الأمينية مع بعضها البعض بواسطة إنزيم لتكوين روابط أميدية (تُعرف بالببتيدات ). تُعرف البولي أميدات الناتجة بالبروتينات أو عديدات الببتيد. في الرسم البياني أدناه، اعتبر الأحماض الأمينية مونومرات أليفاتية مفردة تتفاعل مع جزيئات مماثلة لتكوين بولي أميد، مع التركيز فقط على مجموعتي الأمين والحمض. تجاهل مجموعات R البديلة - بافتراض أن الفرق بين مجموعات R ضئيل.

تفاعل حمضين أمينيين. ينتج عن العديد من هذه التفاعلات بروتينات طويلة السلسلة

بالنسبة للبولي أميدات أو الأراميدات العطرية بالكامل ، مثل الكيفلار ، يُستخدم كلوريد الأسيل الأكثر تفاعلية كمونومر. ويؤدي تفاعل البلمرة مع مجموعة الأمين إلى إزالة كلوريد الهيدروجين . ويمكن استخدام طريقة كلوريد الحمض في التخليق المختبري لتجنب التسخين والحصول على تفاعل فوري تقريبًا. [ 3 ] لا يشارك الجزء العطري نفسه في تفاعل الإزالة، ولكنه يزيد من صلابة وقوة المادة الناتجة، مما يُكسب الكيفلار قوته الشهيرة.

In the diagram below, an aramid is made from two different monomers which continuously alternate to form the polymer chain. Aramids are aromatic polyamides:

The reaction of 1,4-phenyl-diamine (para-phenylenediamine) and terephthaloyl chloride to produce an aramid

Polyamides can also be synthesized from dinitriles using acid catalysis via an application of the Ritter reaction. This method is applicable for preparation of nylon 1,6 from adiponitrile, formaldehyde and water.[4] Additionally, polyamides can be synthesized from glycols and dinitriles using this method as well.[5]

Synthesis of Nylon 1,6 from adiponitrile, formaldehyde, and water using sulfuric acid as a catalyst

See also

References

  1. ↑Palmer, R. J. 2001. Polyamides, Plastics. Encyclopedia Of Polymer Science and Technology. doi:10.1002/0471440264.pst251
  2. ↑Market Study Engineering Plastics, Ceresana, Sep 2013
  3. ↑"Making nylon: The "nylon rope trick"". Royal Society of Chemistry. Retrieved 19 April 2015.
  4. ↑Magat, Eugene E.; Faris, Burt F.; Reith, John E.; Salisbury, L. Frank (1951-03-01). "Acid-catalyzed Reactions of Nitriles. I. The Reaction of Nitriles with Formaldehyde1". Journal of the American Chemical Society. 73 (3): 1028–1031. doi:10.1021/ja01147a042. ISSN 0002-7863.
  5. ↑Lakouraj, Moslem Mansour; Mokhtary, Masoud (2009-02-20). "Synthesis of polyamides from p-Xylylene glycol and dinitriles". Journal of Polymer Research. 16 (6): 681. doi:10.1007/s10965-009-9273-z. ISSN 1022-9760. S2CID 98232570.

Further reading

  • Kohan, Melvin I. (1995). Nylon Plastics Handbook. Hanser/Gardner Publications. ISBN 9781569901892