البوليمر

تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية

البوليمر هو مادة مكونة من جزيئات كبيرة. ^[2] الجزيء الكبير هو جزيء ذو كتلة جزيئية نسبية عالية، يتكون هيكله بشكل أساسي من التكرار المتعدد للوحدات المشتقة، فعليًا أو مفهوميًا، من جزيئات ذات كتلة جزيئية نسبية منخفضة. ^[3]

البوليمر ( / ˈpɒlɪmər /^[4]^[5] ) هو مادة أو مادة تتكون من جزيئات كبيرة جدًا، أو جزيئات كبيرة ، تتكون من العديد من الوحدات الفرعية المتكررة المشتقة من نوع واحد أو أكثر من المونومرات .^[6] ونظرًا لمجموعة واسعة من خصائصها، [ 7 ^] تلعب البوليمرات الاصطناعية والطبيعية أدوارًا أساسية ومنتشرة في كل مكان في الحياة اليومية. [ ^8] تتراوح البوليمرات من البلاستيك الاصطناعي المألوف مثل البوليسترين إلى البوليمرات الحيوية الطبيعية مثل الحمض النووي والبروتينات التي تعد أساسية للبنية والوظيفة البيولوجية. يتم إنشاء البوليمرات، الطبيعية والاصطناعية، عن طريق بلمرة العديد من الجزيئات الصغيرة، والمعروفة باسم المونومرات . ونتيجة لذلك ، تنتج كتلتها الجزيئية الكبيرة ، مقارنة بالمركبات الجزيئية الصغيرة ، خصائص فيزيائية فريدة بما في ذلك الصلابة والمرونة العالية واللزوجة المرنة والميل إلى تكوين هياكل غير متبلورة وشبه بلورية بدلاً من البلورات .

تُدرَس البوليمرات في مجالات علم البوليمرات (الذي يشمل كيمياء البوليمرات وفيزياء البوليمرات )، والفيزياء الحيوية ، وعلوم وهندسة المواد . تاريخيًا، كانت المنتجات الناشئة عن ربط الوحدات المتكررة بواسطة الروابط الكيميائية التساهمية هي المحور الأساسي لعلم البوليمرات. تركز منطقة مهمة ناشئة الآن على البوليمرات فوق الجزيئية المتكونة من روابط غير تساهمية. يعد البولي إيزوبرين من مطاط اللاتكس مثالاً على بوليمر طبيعي، والبوليسترين من البوليسترين هو مثال على بوليمر صناعي. في السياقات البيولوجية، تكون جميع الجزيئات الحيوية الكبيرة - أي البروتينات (البولي أميدات)، والأحماض النووية (البولي نيوكليوتيدات)، والسكريات المتعددة - بوليمرية بحتة، أو تتكون في جزء كبير من مكونات بوليمرية.

علم أصول الكلمات

مصطلح "بوليمر" مشتق من الكلمة اليونانية πολύς (polus) "كثير، كثير" و μέρος (meros) "جزء". تم صياغة المصطلح في عام 1833 بواسطة Jöns Jacob Berzelius ، على الرغم من تعريف مختلف عن تعريف IUPAC الحديث . ^[9]^[10] تم اقتراح المفهوم الحديث للبوليمرات باعتبارها هياكل جزيئية كبيرة مرتبطة تساهميًا في عام 1920 بواسطة Hermann Staudinger ، ^[11] الذي قضى العقد التالي في البحث عن أدلة تجريبية لهذه الفرضية. ^[12]

أمثلة شائعة

البوليمرات نوعان: طبيعية وصناعية أو من صنع الإنسان .

طبيعي

لقد تم استخدام المواد البوليمرية الطبيعية مثل القنب والشيلاك والعنبر والصوف والحرير والمطاط الطبيعي لعدة قرون. كما توجد مجموعة متنوعة من البوليمرات الطبيعية الأخرى، مثل السليلوز ، وهو المكون الرئيسي للخشب والورق.

بوليمر الفضاء

الهيموجليسين (الذي كان يسمى سابقًا الهيموليثين ) هو بوليمر فضائي وهو أول بوليمر للأحماض الأمينية تم العثور عليه في النيازك . ^[13]^[14]^[15]

اصطناعي

تتضمن قائمة البوليمرات الصناعية ، مرتبة تقريبًا حسب الطلب العالمي، البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين وكلوريد البولي فينيل والمطاط الصناعي وراتنج الفينول فورمالدهايد (أو الباكليت) والنيوبرين والنايلون والبولي أكريلونيتريل وبولي فينيل بوتادين والسيليكون وغير ذلك الكثير . يتم تصنيع أكثر من 330 مليون طن من هذه البوليمرات كل عام (2015). ^[16]

في أغلب الأحيان، يتكون العمود الفقري المتصل باستمرار للبوليمر المستخدم في تحضير البلاستيك من ذرات الكربون بشكل أساسي . ومن الأمثلة البسيطة على ذلك البولي إيثيلين ('البولي إيثيلين' في الإنجليزية البريطانية)، حيث تكون وحدته المتكررة أو المونومر هو الإيثيلين . توجد العديد من الهياكل الأخرى؛ على سبيل المثال، تشكل عناصر مثل السيليكون مواد مألوفة مثل السيليكونات، ومن الأمثلة على ذلك المعجون السخيف ومانع تسرب السباكة المقاوم للماء. يوجد الأكسجين أيضًا بشكل شائع في العمود الفقري للبوليمر، مثل تلك الموجودة في البولي إيثيلين جليكول ، والسكريات المتعددة (في الروابط الجليكوسيدية )، والحمض النووي (في الروابط الفوسفوديسترية ).

توليف

البلمرة هي عملية دمج العديد من الجزيئات الصغيرة المعروفة باسم المونومرات في سلسلة أو شبكة مرتبطة تساهميًا. أثناء عملية البلمرة، قد تُفقد بعض المجموعات الكيميائية من كل مونومر. يحدث هذا في بلمرة بوليستر البولي إيثيلين تيرفثاليت . المونومرات هي حمض التريفثاليك (HOOC—C ₆ H ₄ —COOH) وإيثيلين جليكول (HO—CH ₂ —CH ₂ —OH) ولكن الوحدة المتكررة هي —OC—C ₆ H ₄ —COO—CH ₂ —CH ₂ —O—، والتي تتوافق مع اتحاد المونومرين مع فقدان جزيئين من الماء. تُعرف القطعة المميزة لكل مونومر المدمجة في البوليمر بوحدة التكرار أو بقايا المونومر.

تنقسم الطرق التركيبية عمومًا إلى فئتين، البلمرة المتدرجة النمو وبلمرة السلسلة . ^[17] والفرق الأساسي بين الاثنين هو أنه في البلمرة المتدرجة النمو، تُضاف المونومرات إلى السلسلة واحدة تلو الأخرى فقط، ^[18] كما هو الحال في البوليسترين ، بينما في البلمرة المتدرجة النمو، قد تتحد سلاسل المونومرات مع بعضها البعض بشكل مباشر، ^[19] كما هو الحال في البوليستر . يمكن تقسيم البلمرة المتدرجة النمو إلى التكثيف المتعدد ، حيث يتكون منتج ثانوي منخفض الكتلة المولية في كل خطوة من خطوات التفاعل، والإضافة المتعددة .

مثال على بلمرة السلسلة: البلمرة الجذرية للستيرين، R. هي جذر مبتدئ، P. هو جذر سلسلة بوليمر آخر ينهي السلسلة المتكونة عن طريق إعادة التركيب الجذري.

لا تندرج الطرق الأحدث، مثل البلمرة البلازمية، ضمن أي من الفئتين. يمكن إجراء تفاعلات البلمرة الاصطناعية باستخدام أو بدون محفز . يعتبر التخليق المختبري للبوليمرات الحيوية، وخاصة البروتينات ، مجالًا للبحث المكثف.

التركيب البيولوجي

البنية الدقيقة لجزء من البوليمر الحيوي الحلزوني المزدوج للحمض النووي

هناك ثلاث فئات رئيسية من البوليمرات الحيوية: عديدات السكاريد ، وبولي ببتيدات ، وبولي نيوكليوتيدات . في الخلايا الحية، يمكن تصنيعها من خلال عمليات بوساطة إنزيم، مثل تكوين الحمض النووي المحفز بواسطة بوليميراز الحمض النووي . يتضمن تصنيع البروتينات عمليات متعددة بوساطة إنزيم لنسخ المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي ثم ترجمة تلك المعلومات لتصنيع البروتين المحدد من الأحماض الأمينية . يمكن تعديل البروتين بشكل أكبر بعد الترجمة من أجل توفير البنية والوظيفة المناسبة. هناك بوليمرات حيوية أخرى مثل المطاط ، والسوبرين ، والميلانين ، والليجنين .

تعديل البوليمرات الطبيعية

كانت البوليمرات الطبيعية مثل القطن والنشا والمطاط مواد مألوفة لسنوات قبل ظهور البوليمرات الاصطناعية مثل البولي إيثيلين والبلاستيك الشفاف في السوق. يتم تصنيع العديد من البوليمرات المهمة تجاريًا عن طريق التعديل الكيميائي للبوليمرات الطبيعية. تشمل الأمثلة البارزة تفاعل حمض النيتريك والسليلوز لتكوين النيتروسليلوز وتكوين المطاط المبركن عن طريق تسخين المطاط الطبيعي في وجود الكبريت . تشمل الطرق التي يمكن بها تعديل البوليمرات الأكسدة والترابط المتبادل والتغطية النهائية .

بناء

يمكن وصف بنية المادة البوليمرية بمقاييس طول مختلفة، من مقياس الطول دون النانومتر إلى المقياس العياني. يوجد في الواقع تسلسل هرمي للهياكل، حيث توفر كل مرحلة الأساس للمرحلة التالية. ^[20] نقطة البداية لوصف بنية البوليمر هي هوية مونومراته المكونة. بعد ذلك، تصف البنية الدقيقة بشكل أساسي ترتيب هذه المونومرات داخل البوليمر على مقياس سلسلة واحدة. تحدد البنية الدقيقة إمكانية تكوين البوليمر لمراحل بترتيبات مختلفة، على سبيل المثال من خلال التبلور أو انتقال الزجاج أو فصل الطور الدقيق . ^[21] تلعب هذه الميزات دورًا رئيسيًا في تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبوليمر.

الوحدات المكررة والوحدات المتجانسة

إن هوية وحدات التكرار (بقايا المونومر، والمعروفة أيضًا باسم "الميرز") التي يتألف منها البوليمر هي أولى وأهم سماته. تعتمد تسمية البوليمر عمومًا على نوع بقايا المونومر التي يتألف منها البوليمر. يُعرف البوليمر الذي يحتوي على نوع واحد فقط من وحدات التكرار باسم البوليمر المتجانس ، بينما يُعرف البوليمر الذي يحتوي على نوعين أو أكثر من وحدات التكرار باسم البوليمر المشترك . ^[22] البوليمر الثلاثي هو بوليمر مشترك يحتوي على ثلاثة أنواع من وحدات التكرار. ^[23]

يتكون البوليسترين فقط من وحدات متكررة تعتمد على الستيرين ، ويصنف على أنه بوليمر متماثل. يعتبر بولي إيثيلين تيريفثالات ، على الرغم من إنتاجه من اثنين من المونومرات المختلفة ( إيثيلين جليكول وحمض تيريفثاليك )، عادةً بوليمرًا متماثلًا لأنه يتكون من نوع واحد فقط من وحدات التكرار. يحتوي أسيتات إيثيلين فينيل على أكثر من نوع واحد من وحدات التكرار وهو بوليمر مشترك. تتكون بعض البوليمرات البيولوجية من مجموعة متنوعة من بقايا المونومرات المختلفة ولكنها ذات صلة بنيوية؛ على سبيل المثال، تتكون البولينيوكليوتيدات مثل الحمض النووي من أربعة أنواع من وحدات النوكليوتيد الفرعية.

البوليمرات المتجانسة والبوليمرات المشتركة (أمثلة)

البوليسترين المتجانس	بوليمر متجانس بولي دايميثيل السيلوكسان ، وهو عبارة عن سيليكون . تتكون السلسلة الرئيسية من ذرات السيليكون والأكسجين.	يحتوي البولي إيثيلين تيريفثالات المتجانس على وحدة تكرار واحدة فقط .	كوبوليمر مطاط ستيرين-بوتادين : تشكل الوحدات المتكررة القائمة على ستيرين و1،3 -بوتادين وحدتين متكررتين، والتي يمكن أن تتناوب في أي ترتيب في الجزيء الكبير، مما يجعل البوليمر بالتالي كوبوليمر عشوائي.

يُعرف البوليمر الذي يحتوي على وحدات فرعية قابلة للتأين (على سبيل المثال، المجموعات الكربوكسيلية المعلقة) باسم بولي إلكتروليت أو أيونومر ، عندما تكون نسبة الوحدات القابلة للتأين كبيرة أو صغيرة على التوالي.

البنية الدقيقة

ترتبط البنية الدقيقة للبوليمر (وتسمى أحيانًا التكوين) بالترتيب الفيزيائي لبقايا المونومر على طول العمود الفقري للسلسلة. ^[24] هذه هي عناصر بنية البوليمر التي تتطلب كسر الرابطة التساهمية من أجل التغيير. يمكن إنتاج هياكل بوليمرية مختلفة اعتمادًا على المونومرات وظروف التفاعل: قد يتكون البوليمر من جزيئات كبيرة خطية تحتوي كل منها على سلسلة واحدة غير متفرعة فقط. في حالة البولي إيثيلين غير المتفرع، تكون هذه السلسلة عبارة عن سلسلة طويلة من الن -ألكان. توجد أيضًا جزيئات كبيرة متفرعة ذات سلسلة رئيسية وسلاسل جانبية، وفي حالة البولي إيثيلين تكون السلاسل الجانبية عبارة عن مجموعات ألكيل . على وجه الخصوص، يمكن أن تكون الجزيئات الكبيرة غير المتفرعة في أقسام سلسلة بلورية شبه بلورية في الحالة الصلبة مميزة باللون الأحمر في الشكل أدناه.

في حين أن البوليمرات المتفرعة وغير المتفرعة تكون عادةً من البلاستيك الحراري، فإن العديد من الإيلاستومرات لها تشابك شبكي واسع بين "السلاسل الرئيسية". من ناحية أخرى، يؤدي التشابك الشبكي الضيق إلى المواد الصلبة الحرارية . تظهر التشابكات والفروع كنقط حمراء في الأشكال. البوليمرات شديدة التفرع غير متبلورة وتتفاعل الجزيئات في المادة الصلبة بشكل عشوائي.

جزيء كبير خطي غير متفرع	جزيء كبير متفرع	البنية شبه البلورية للبوليمر غير المتفرع	بوليمر مترابط بشكل طفيف ( إلاستومر )	بوليمر مترابط بشكل كبير ( مادة صلبة بالحرارة )

هندسة البوليمر

نقطة فرع في البوليمر

من السمات البنيوية الدقيقة المهمة للبوليمر هي بنيته وشكلها، والتي تتعلق بالطريقة التي تؤدي بها نقاط التفرع إلى الانحراف عن سلسلة خطية بسيطة. ^[25] يتكون جزيء البوليمر المتفرع من سلسلة رئيسية مع سلسلة أو أكثر من السلاسل الجانبية البديلة أو الفروع. تشمل أنواع البوليمرات المتفرعة البوليمرات النجمية وبوليمرات المشط وفرش البوليمر والبوليمرات الشجرية وبوليمرات السلم والدندريمرات . [ 25 ] توجد أيضًا بوليمرات ثنائية الأبعاد ( 2DP ⁾ تتكون من وحدات تكرار مستوية طوبولوجيًا. تؤثر بنية البوليمر على العديد من خصائصه الفيزيائية بما في ذلك لزوجة المحلول ولزوجة الذوبان والذوبان في مذيبات مختلفة ودرجة حرارة انتقال الزجاج وحجم ملفات البوليمر الفردية في المحلول. يمكن استخدام مجموعة متنوعة من التقنيات لتخليق مادة بوليمرية بمجموعة من البنيات، على سبيل المثال البلمرة الحية .

طول السلسلة

الوسيلة الشائعة للتعبير عن طول السلسلة هي درجة البلمرة ، والتي تقيس عدد المونومرات المدمجة في السلسلة. ^[26]^[27] وكما هو الحال مع الجزيئات الأخرى، يمكن أيضًا التعبير عن حجم البوليمر من حيث الوزن الجزيئي . نظرًا لأن تقنيات البلمرة الاصطناعية تنتج عادةً توزيعًا إحصائيًا لأطوال السلسلة، يتم التعبير عن الوزن الجزيئي من حيث المتوسطات المرجحة. يتم الإبلاغ عن متوسط الوزن الجزيئي للعدد ( M _n ) ومتوسط الوزن الجزيئي للوزن ( M _w ) بشكل شائع. ^[28]^[29] نسبة هاتين القيمتين ( M _w / M _n ) هي التشتت ( Đ )، والذي يستخدم عادةً للتعبير عن عرض توزيع الوزن الجزيئي. ^[30]

تعتمد الخصائص الفيزيائية ^[31] للبوليمر بشدة على طول (أو ما يعادله، الوزن الجزيئي) لسلسلة البوليمر. ^[32] أحد الأمثلة المهمة للعواقب الفيزيائية للوزن الجزيئي هو قياس اللزوجة ( مقاومة التدفق) في المصهور. ^[33] يعتمد تأثير الوزن الجزيئي المتوسط للوزن ( ) على لزوجة المصهور ( ) على ما إذا كان البوليمر أعلى أو أقل من بداية التشابكات . أقل من الوزن الجزيئي للتشابك ^[^{يحتاج إلى توضيح}^] ، ، بينما أعلى من الوزن الجزيئي للتشابك، . في الحالة الأخيرة، فإن زيادة طول سلسلة البوليمر بمقدار 10 أضعاف من شأنه أن يزيد اللزوجة أكثر من 1000 مرة. ^[34]^[^{الصفحة مطلوبة}^] تميل زيادة طول السلسلة أيضًا إلى تقليل حركة السلسلة وزيادة القوة والصلابة وزيادة درجة حرارة انتقال الزجاج (T _g ). ^[35] هذا نتيجة لزيادة تفاعلات السلسلة مثل جاذبية فان دير فالس والتشابكات التي تأتي مع زيادة طول السلسلة. ^[36]^{[37] تميل هذه التفاعلات إلى تثبيت السلاسل الفردية بشكل أقوى في وضعها ومقاومة التشوهات وتفكك}المصفوفة ، سواء عند ضغوط أعلى أو درجات حرارة أعلى. $M_{w}$ $\eta$ $\eta \sim {M_{w}}^{1}$ $\eta \sim {M_{w}}^{3.4}$

ترتيب المونومر في البوليمرات المشتركة

يتم تصنيف البوليمرات إما كبوليمرات إحصائية أو بوليمرات متناوبة أو بوليمرات كتلية أو بوليمرات طعمية أو بوليمرات متدرجة. في الشكل التخطيطي أدناه، يرمز Ⓐ وⒷ إلى وحدتي التكرار .

كوبوليمر عشوائي	كوبوليمر متدرج	كوبوليمر الطعم
كوبوليمر متناوب	كتلة كوبوليمر	كوبوليمر الطعم

تحتوي البوليمرات المتناوبة على بقايا مونومر متناوبة بانتظام: ^[38] (AB)
_ن. ومن الأمثلة على ذلك البوليمر المتساوي المولية من الستيرين وأنهيدريد الماليك المتكون من بلمرة نمو السلسلة الجذرية الحرة. ^[39] يمكن أيضًا اعتبار البوليمر المتدرج النمو مثل النايلون 66 بوليمرًا متناوبًا تمامًا من بقايا ثنائي الأمين وثنائي الحمض، ولكن غالبًا ما يوصف بأنه بوليمر متجانس مع بقايا ثنائي الأمين من أمين واحد وحمض واحد كوحدة متكررة. ^[40]
تحتوي البوليمرات الدورية على أكثر من نوعين من وحدات المونومر في تسلسل منتظم. ^[41]
تحتوي البوليمرات الإحصائية على بقايا مونومر مرتبة وفقًا لقاعدة إحصائية. يمكن الإشارة إلى البوليمر الإحصائي الذي تكون فيه احتمالية العثور على نوع معين من بقايا المونومر عند نقطة معينة في السلسلة مستقلة عن أنواع بقايا المونومر المحيطة به على أنه كوبوليمر عشوائي حقًا . [ ^42]^[43] على سبيل المثال، يكون كوبوليمر نمو السلسلة من كلوريد الفينيل وأسيتات الفينيل عشوائيًا. ^[39]
تحتوي البوليمرات الكتلية على تسلسلات طويلة من وحدات مونومر مختلفة. ^[39]^[40] تسمى البوليمرات التي تحتوي على كتلتين أو ثلاث كتل من نوعين كيميائيين مميزين (على سبيل المثال، A وB) بوليمرات ثنائية الكتل وبوليمرات ثلاثية الكتل على التوالي. تسمى البوليمرات التي تحتوي على ثلاث كتل، كل منها من نوع كيميائي مختلف (على سبيل المثال، A وB وC) بوليمرات ثلاثية الكتل.
تحتوي البوليمرات المطعمة أو المطعمة على سلاسل جانبية أو فروع تحتوي وحداتها المتكررة على تركيبة أو تكوين مختلف عن السلسلة الرئيسية. ^[40] تُضاف الفروع إلى جزيء كبير من السلسلة الرئيسية المشكلة مسبقًا. ^[39]

يمكن تنظيم الجزيئات الأحادية داخل البوليمر المشترك على طول العمود الفقري بعدة طرق. يُطلق على البوليمر المشترك الذي يحتوي على ترتيب متحكم فيه من الجزيئات الأحادية اسم البوليمر المتحكم في التسلسل . ^[44] تعد البوليمرات المتناوبة والدورية والكتلية أمثلة بسيطة على البوليمرات المتحكم في التسلسل .

التكتيك

تصف التكتيكية الكيمياء الفراغية النسبية للمراكز الكيرالية في الوحدات البنيوية المجاورة داخل الجزيء الكبير. هناك ثلاثة أنواع من التكتيكية: التكتيكية المتساوية (جميع البدائل على نفس الجانب)، والتكتيكية غير التكتيكية (وضع البدائل بشكل عشوائي)، والتكتيكية المتزامنة (وضع البدائل بالتناوب).

متساوي التوتر	سنديوتاكتيك	غير تكتيكي (أي عشوائي)

علم التشكل

يصف شكل البوليمر بشكل عام ترتيب سلاسل البوليمر وترتيبها على المستوى المجهري في الفضاء. ترتبط الخصائص الفيزيائية العيانية للبوليمر بالتفاعلات بين سلاسل البوليمر.

بوليمر موجه عشوائيا	تشابك العديد من البوليمرات

البوليمرات غير المنظمة: في الحالة الصلبة، تشكل البوليمرات غير الفعّالة والبوليمرات ذات الدرجة العالية من التفرع والبوليمرات العشوائية هياكل غير متبلورة (أي هياكل زجاجية). ^[45] في الذوبان والمحلول، تميل البوليمرات إلى تكوين "مجموعة إحصائية" متغيرة باستمرار، انظر نموذج السلسلة المترابطة بحرية . في الحالة الصلبة ، تتجمد التكوينات الخاصة للجزيئات. يؤدي ربط وتشابك جزيئات السلسلة إلى "رابطة ميكانيكية" بين السلاسل. تحدث قوى الجذب بين الجزيئات وداخل الجزيئات فقط في المواقع التي تكون فيها أجزاء الجزيئات قريبة بدرجة كافية من بعضها البعض. تمنع الهياكل غير المنتظمة للجزيئات ترتيبًا أضيق.

البولي إيثيلين: تكوين متعرج للجزيئات في سلاسل مضغوطة بإحكام	صفيحة ذات جزيئات ربط	كروية

حلزون البولي بروبلين	p- أراميد ، منقط باللون الأحمر: روابط هيدروجينية

تتميز البوليمرات الخطية ذات البنية الدورية والتفرع المنخفض والانتظام الفراغي (على سبيل المثال غير اللامركزية) ببنية شبه بلورية في الحالة الصلبة. ^[45] في البوليمرات البسيطة (مثل البولي إيثيلين)، توجد السلاسل في البلورة في تكوين متعرج. تشكل العديد من التكوينات المتعرجة حزمًا كثيفة من السلاسل، تسمى البلورات أو الصفائح. تكون الصفائح أرق كثيرًا من طول البوليمرات (غالبًا حوالي 10 نانومتر). ^[46] تتشكل عن طريق طي سلسلة جزيئية واحدة أو أكثر بشكل منتظم إلى حد ما. توجد هياكل غير متبلورة بين الصفائح. يمكن أن تؤدي الجزيئات الفردية إلى تشابكات بين الصفائح ويمكن أن تشارك أيضًا في تكوين اثنتين (أو أكثر) من الصفائح (سلاسل تسمى جزيئات الربط). تشكل العديد من الصفائح بنية فوقية، وهي كروية ، غالبًا ما يتراوح قطرها بين 0.05 إلى 1 مم. ^[46]

يؤثر نوع وترتيب البقايا (الوظيفية) لوحدات التكرار أو يحدد تبلور وقوة الروابط التكافؤية الثانوية. في البولي بروبلين المتساوي التكنيك، تشكل الجزيئات حلزونًا. مثل التكوين المتعرج، تسمح هذه الحلزونات بتغليف سلسلة كثيفة. تحدث تفاعلات بين الجزيئات قوية بشكل خاص عندما تسمح بقايا الوحدات المتكررة بتكوين روابط هيدروجينية ، كما في حالة البارا أراميد . قد يؤدي تكوين ارتباطات داخل الجزيء قوية إلى إنتاج حالات مطوية متنوعة من السلاسل الخطية المفردة ذات طوبولوجيا الدائرة المميزة . تعتمد التبلور والبنية الفوقية دائمًا على ظروف تكوينهما، انظر أيضًا: تبلور البوليمرات . بالمقارنة مع الهياكل غير المتبلورة، تؤدي الهياكل شبه البلورية إلى صلابة وكثافة ودرجة حرارة ذوبان ومقاومة أعلى للبوليمر.

البوليمرات المتشابكة: البوليمرات المتشابكة ذات الشبكة العريضة هي إلاستومرات ولا يمكن صهرها (على عكس المواد البلاستيكية الحرارية )؛ يؤدي تسخين البوليمرات المتشابكة إلى التحلل فقط . من ناحية أخرى، تكون إلاستومرات البلاستيكية الحرارية "متشابكة فيزيائيًا" بشكل عكسي ويمكن صهرها. البوليمرات الكتلية التي يكون فيها الجزء الصلب من البوليمر لديه ميل إلى التبلور والجزء الناعم له بنية غير متبلورة هي نوع واحد من إلاستومرات البلاستيكية الحرارية: تضمن الأجزاء الصلبة تشابكًا فيزيائيًا واسع الشبكة.

بوليمر مترابط شبكيًا واسعًا (إلاستومر)	بوليمر مترابط عريض الشبكة (إلاستومر) تحت ضغط الشد	البلورات كـ "مواقع ترابط": نوع واحد من الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية	إلاستومر ترموبلاستيكي شبه بلوري تحت ضغط الشد

التبلور

عند تطبيقه على البوليمرات، فإن مصطلح بلوري له استخدام غامض إلى حد ما. في بعض الحالات، يجد مصطلح بلوري استخدامًا مطابقًا لذلك المستخدم في علم البلورات التقليدي . على سبيل المثال، يمكن تعريف بنية البروتين البلوري أو البولينيوكليوتيد، مثل العينة المعدة لعلم البلورات بالأشعة السينية ، من حيث خلية الوحدة التقليدية المكونة من جزيء بوليمر واحد أو أكثر بأبعاد خلية تبلغ مئات الأنجستروم أو أكثر. يمكن وصف البوليمر الصناعي بشكل فضفاض بأنه بلوري إذا كان يحتوي على مناطق ذات ترتيب ثلاثي الأبعاد على مقاييس الطول الذرية (بدلاً من المقاييس الجزيئية الكبيرة)، والتي تنشأ عادةً من الطي داخل الجزيء أو تكديس السلاسل المجاورة. قد تتكون البوليمرات الصناعية من مناطق بلورية وغير متبلورة؛ يمكن التعبير عن درجة التبلور من حيث جزء الوزن أو جزء الحجم للمادة البلورية. عدد قليل من البوليمرات الصناعية بلورية بالكامل. ^[47] تتميز بلورة البوليمرات بدرجة تبلورها، والتي تتراوح من الصفر للبوليمر غير البلوري تمامًا إلى واحد للبوليمر البلوري تمامًا من الناحية النظرية. البوليمرات ذات المناطق الميكروبلورية تكون أكثر صلابة بشكل عام (يمكن ثنيها أكثر دون أن تنكسر) وأكثر مقاومة للصدمات من البوليمرات غير المتبلورة تمامًا. ^[48] تميل البوليمرات ذات درجة التبلور التي تقترب من الصفر أو واحد إلى أن تكون شفافة، بينما تميل البوليمرات ذات الدرجات المتوسطة من التبلور إلى أن تكون معتمة بسبب تشتت الضوء بواسطة المناطق البلورية أو الزجاجية. بالنسبة للعديد من البوليمرات، قد ترتبط البلورة أيضًا بانخفاض الشفافية.

تكوين السلسلة

يتم التعبير عن المساحة التي تشغلها جزيئة البوليمر بشكل عام من حيث نصف قطر الدوران ، وهو متوسط المسافة من مركز كتلة السلسلة إلى السلسلة نفسها. بدلاً من ذلك، يمكن التعبير عنها من حيث الحجم المخترق ، وهو الحجم الذي تغطيه سلسلة البوليمر ويتناسب مع مكعب نصف قطر الدوران. ^[49] أبسط النماذج النظرية للبوليمرات في الحالة المنصهرة غير المتبلورة هي السلاسل المثالية .

ملكيات

تعتمد خصائص البوليمر على بنيته وتنقسم إلى فئات وفقًا لقواعدها الفيزيائية. تصف العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية كيفية تصرف البوليمر كمادة مكروسكوبية مستمرة. يتم تصنيفها على أنها خصائص عامة أو خصائص مكثفة وفقًا للديناميكا الحرارية .

الخواص الميكانيكية

الخصائص العامة للبوليمر هي تلك التي غالبًا ما تكون ذات أهمية للاستخدام النهائي. هذه هي الخصائص التي تملي كيفية تصرف البوليمر فعليًا على نطاق واسع.

قوة الشد

تحدد قوة الشد للمادة مقدار الإجهاد الاستطالي الذي ستتحمله المادة قبل الفشل. ^[50]^[51] وهذا مهم جدًا في التطبيقات التي تعتمد على القوة الفيزيائية أو المتانة للبوليمر. على سبيل المثال، سيتحمل الشريط المطاطي ذو قوة الشد الأعلى وزنًا أكبر قبل الانكسار. بشكل عام، تزداد قوة الشد مع طول سلسلة البوليمر وتشابك سلاسل البوليمر.

معامل يونغ للمرونة

تقيس معامل يونغ مرونة البوليمر. ويتم تعريفه، بالنسبة للانفعالات الصغيرة ، على أنه نسبة معدل تغير الإجهاد إلى الانفعال. ومثل قوة الشد، فإن هذا الأمر له أهمية كبيرة في تطبيقات البوليمر التي تنطوي على الخصائص الفيزيائية للبوليمرات، مثل الأربطة المطاطية. ويعتمد معامل المرونة بشكل كبير على درجة الحرارة. تصف اللزوجة المرنة استجابة مرنة معقدة تعتمد على الوقت، والتي ستظهر تباطؤًا في منحنى الإجهاد والانفعال عند إزالة الحمل. يقيس التحليل الميكانيكي الديناميكي أو DMA معامل المرونة المعقد هذا عن طريق تذبذب الحمل وقياس الانفعال الناتج كدالة للوقت.

خصائص النقل

تصف خصائص النقل مثل الانتشار مدى سرعة تحرك الجزيئات عبر مصفوفة البوليمر. وهي مهمة جدًا في العديد من تطبيقات البوليمرات للأفلام والأغشية.

تحدث حركة الجزيئات الكبيرة الفردية من خلال عملية تسمى التكرار حيث يتم تقييد كل جزيء من السلسلة بالتشابك مع السلاسل المجاورة للتحرك داخل أنبوب افتراضي. يمكن لنظرية التكرار أن تفسر ديناميكيات جزيئات البوليمر والمرونة اللزجة . ^[52]

سلوك المرحلة

التبلور والذوبان

اعتمادًا على هياكلها الكيميائية، قد تكون البوليمرات إما شبه بلورية أو غير متبلورة. يمكن أن تخضع البوليمرات شبه البلورية لانتقالات التبلور والذوبان ، بينما لا تخضع البوليمرات غير المتبلورة لذلك. في البوليمرات، لا يشير التبلور والذوبان إلى انتقالات طورية صلبة-سائلة، كما هو الحال في الماء أو السوائل الجزيئية الأخرى. بدلاً من ذلك، يشير التبلور والذوبان إلى انتقالات الطور بين حالتين صلبتين ( أي شبه بلورية وغير متبلورة). يحدث التبلور فوق درجة حرارة انتقال الزجاج ( T _g ) وتحت درجة حرارة الانصهار ( T _m ).

انتقال الزجاج

تمر جميع البوليمرات (غير المتبلورة أو شبه البلورية) بالتحولات الزجاجية . تعد درجة حرارة التحول الزجاجي ( T _g ) معلمة فيزيائية حاسمة لتصنيع البوليمرات ومعالجتها واستخدامها. تحت T _g ، تتجمد الحركات الجزيئية وتصبح البوليمرات هشة وزجاجية. فوق T _g ، يتم تنشيط الحركات الجزيئية وتصبح البوليمرات مطاطية ولزجة. يمكن هندسة درجة حرارة التحول الزجاجي عن طريق تغيير درجة التفرع أو التشابك في البوليمر أو عن طريق إضافة مواد ملينة . ^[53]

في حين أن التبلور والانصهار هما انتقالات طورية من الدرجة الأولى ، فإن انتقال الزجاج ليس كذلك. ^[54] يشترك انتقال الزجاج في سمات انتقالات الطور من الدرجة الثانية (مثل عدم الاستمرارية في السعة الحرارية، كما هو موضح في الشكل)، لكنه لا يُعتبر عمومًا انتقالًا ترموديناميكيًا بين حالات التوازن.

سلوك الاختلاط

بشكل عام، تكون المخاليط البوليمرية أقل قابلية للامتزاج بكثير من مخاليط المواد الجزيئية الصغيرة . وينتج هذا التأثير عن حقيقة أن القوة الدافعة للخلط عادة ما تكون الإنتروبيا ، وليس طاقة التفاعل. بعبارة أخرى، تشكل المواد القابلة للامتزاج عادةً محلولًا ليس لأن تفاعلها مع بعضها البعض يكون أكثر ملاءمة من تفاعلها الذاتي، ولكن بسبب زيادة الإنتروبيا وبالتالي الطاقة الحرة المرتبطة بزيادة كمية الحجم المتاحة لكل مكون. تتناسب هذه الزيادة في الإنتروبيا مع عدد الجسيمات (أو المولات) المختلطة. نظرًا لأن الجزيئات البوليمرية أكبر بكثير وبالتالي يكون لها عمومًا أحجام نوعية أعلى بكثير من الجزيئات الصغيرة، فإن عدد الجزيئات المشاركة في الخليط البوليمري أصغر بكثير من العدد في خليط جزيئي صغير بحجم متساوٍ. من ناحية أخرى، تكون طاقة الخلط قابلة للمقارنة على أساس الحجم لكل من المخاليط البوليمرية والجزيئات الصغيرة. يميل هذا إلى زيادة الطاقة الحرة للخلط لمحاليل البوليمر وبالتالي جعل المذيب أقل ملاءمة، وبالتالي جعل توفر المحاليل المركزة للبوليمرات أكثر ندرة من تلك الخاصة بالجزيئات الصغيرة.

علاوة على ذلك، فإن سلوك الطور لمحاليل ومخاليط البوليمر أكثر تعقيدًا من سلوك مخاليط الجزيئات الصغيرة. في حين أن معظم محاليل الجزيئات الصغيرة تظهر فقط انتقال طور عند درجة حرارة المحلول الحرجة العليا (UCST)، حيث يحدث فصل الطور بالتبريد، فإن مخاليط البوليمر تظهر عادةً انتقال طور عند درجة حرارة المحلول الحرجة المنخفضة (LCST)، حيث يحدث فصل الطور بالتسخين.

في المحاليل المخففة، تتميز خصائص البوليمر بالتفاعل بين المذيب والبوليمر. في المذيب الجيد، يبدو البوليمر منتفخًا ويشغل حجمًا كبيرًا. في هذا السيناريو، تهيمن القوى الجزيئية بين وحدات المذيب والوحدات الفرعية على التفاعلات داخل الجزيء. في المذيب السيئ أو المذيب الرديء، تهيمن القوى الجزيئية وتنقبض السلسلة. في مذيب ثيتا ، أو حالة محلول البوليمر حيث تصبح قيمة معامل فيريال الثاني 0، يتوازن التنافر بين جزيئات البوليمر والمذيب تمامًا مع جاذبية الوحدات الجزيئية داخل الجزيء. في ظل حالة ثيتا (وتسمى أيضًا حالة فلوري )، يتصرف البوليمر مثل ملف عشوائي مثالي . يُعرف الانتقال بين الحالات باسم انتقال الملف الكروي .

إدراج الملدنات

تميل إضافة الملدنات إلى خفض درجة حرارة انتقال الزجاج T _g وزيادة مرونة البوليمر. كما أن إضافة الملدنات ستعدل أيضًا اعتماد درجة حرارة انتقال الزجاج T _g على معدل التبريد. ^[55] يمكن أن تتغير حركة السلسلة بشكل أكبر إذا أدت جزيئات الملدنات إلى تكوين رابطة هيدروجينية. الملدنات هي عمومًا جزيئات صغيرة تشبه كيميائيًا البوليمر وتخلق فجوات بين سلاسل البوليمر لمزيد من الحركة وتفاعلات أقل بين السلاسل. أحد الأمثلة الجيدة على عمل الملدنات يتعلق بكلوريدات البولي فينيل أو PVCs. يستخدم uPVC أو بولي فينيل كلوريد غير ملدن لأشياء مثل الأنابيب. لا يحتوي الأنبوب على ملدنات، لأنه يحتاج إلى أن يظل قويًا ومقاومًا للحرارة. يستخدم بولي فينيل كلوريد الملدن في الملابس للحصول على جودة مرنة. يتم وضع الملدنات أيضًا في بعض أنواع غلاف التغليف لجعل البوليمر أكثر مرونة.

الخصائص الكيميائية

تلعب قوى الجذب بين سلاسل البوليمر دورًا كبيرًا في تحديد خصائص البوليمر. ولأن سلاسل البوليمر طويلة جدًا، فإنها تحتوي على العديد من التفاعلات بين السلاسل لكل جزيء، مما يزيد من تأثير هذه التفاعلات على خصائص البوليمر مقارنة بالجاذبية بين الجزيئات التقليدية. يمكن للمجموعات الجانبية المختلفة على البوليمر أن تمنح البوليمر رابطة أيونية أو رابطة هيدروجينية بين سلاسله الخاصة. تؤدي هذه القوى الأقوى عادةً إلى قوة شد أعلى ونقاط انصهار بلورية أعلى.

يمكن أن تتأثر القوى بين الجزيئات في البوليمرات بالثنائيات القطبية في وحدات المونومر. يمكن للبوليمرات التي تحتوي على مجموعات أميد أو كربونيل تكوين روابط هيدروجينية بين السلاسل المتجاورة؛ حيث تنجذب ذرات الهيدروجين المشحونة جزئيًا بشكل إيجابي في مجموعات NH في سلسلة واحدة بقوة إلى ذرات الأكسجين المشحونة جزئيًا بشكل سلبي في مجموعات C = O في سلسلة أخرى. تؤدي هذه الروابط الهيدروجينية القوية، على سبيل المثال، إلى قوة شد عالية ونقطة انصهار للبوليمرات التي تحتوي على روابط يوريثين أو يوريا . تحتوي البوليستر على رابطة ثنائية القطب بين ذرات الأكسجين في مجموعات C = O وذرات الهيدروجين في مجموعات HC. الرابطة ثنائية القطب ليست قوية مثل الرابطة الهيدروجينية، لذلك تكون نقطة انصهار البوليستر وقوته أقل من نقطة انصهار كيفلر ( Twaron )، لكن البوليستر يتمتع بمرونة أكبر. تتفاعل البوليمرات ذات الوحدات غير القطبية مثل البولي إيثيلين فقط من خلال قوى فان دير فال الضعيفة . ونتيجة لذلك، يكون لها عادةً درجات حرارة انصهار أقل من البوليمرات الأخرى.

عندما يتم تشتيت البوليمر أو إذابته في سائل، كما هو الحال في المنتجات التجارية مثل الدهانات والغراء، فإن الخصائص الكيميائية والتفاعلات الجزيئية تؤثر على كيفية تدفق المحلول ويمكن أن تؤدي حتى إلى التجميع الذاتي للبوليمر في هياكل معقدة. عندما يتم تطبيق البوليمر كطلاء، فإن الخصائص الكيميائية ستؤثر على التصاق الطلاء وكيفية تفاعله مع المواد الخارجية، مثل الطلاءات البوليمرية فائقة الكراهية للماء مما يؤدي إلى مقاومة الماء. بشكل عام، تعتبر الخصائص الكيميائية للبوليمر عناصر مهمة لتصميم منتجات مواد بوليمرية جديدة.

الخصائص البصرية

تُستخدم البوليمرات مثل PMMA وHEMA:MMA كمصفوفات في وسط الكسب لليزر الصبغي ذي الحالة الصلبة ، والمعروف أيضًا باسم ليزر البوليمر المشبع بالصبغة ذي الحالة الصلبة. تتمتع هذه البوليمرات بجودة سطح عالية وهي أيضًا شفافة للغاية بحيث تهيمن صبغة الليزر المستخدمة في تخصيب مصفوفة البوليمر على خصائص الليزر. من المعروف أن هذا النوع من الليزر، الذي ينتمي أيضًا إلى فئة الليزر العضوي ، ينتج خطوطًا ضيقة جدًا وهو أمر مفيد للتطبيقات الطيفية والتحليلية. ^[56] أحد المعلمات البصرية المهمة في البوليمر المستخدم في تطبيقات الليزر هو التغير في معامل الانكسار مع درجة الحرارة والمعروف أيضًا باسم dn / dT. بالنسبة للبوليمرات المذكورة هنا، (dn / dT) ~ −1.4 × 10 ⁻⁴ بوحدات K ⁻¹ في نطاق 297 ≤ T ≤ 337 K. ^[57]

الخصائص الكهربائية

تعتبر أغلب البوليمرات التقليدية مثل البولي إيثيلين عوازل كهربائية ، ولكن تطوير البوليمرات التي تحتوي على روابط مترافقة π أدى إلى وفرة من أشباه الموصلات القائمة على البوليمرات ، مثل البولي ثيوفين . وقد أدى هذا إلى العديد من التطبيقات في مجال الإلكترونيات العضوية .

التطبيقات

في الوقت الحاضر، تُستخدم البوليمرات الصناعية في جميع مناحي الحياة تقريبًا. وسيبدو المجتمع الحديث مختلفًا جدًا بدونها. ويرتبط انتشار استخدام البوليمرات بخصائصها الفريدة: الكثافة المنخفضة، والتكلفة المنخفضة، وخصائص العزل الحراري/الكهربائي الجيدة، والمقاومة العالية للتآكل، وتصنيع البوليمرات التي تتطلب طاقة منخفضة والمعالجة السهلة في المنتجات النهائية. بالنسبة لتطبيق معين، يمكن ضبط خصائص البوليمر أو تعزيزها من خلال الجمع مع مواد أخرى، كما هو الحال في المركبات . يسمح تطبيقها بتوفير الطاقة (السيارات والطائرات الأخف وزناً، والمباني المعزولة حرارياً)، وحماية الغذاء ومياه الشرب (التغليف)، وتوفير الأرض وتقليل استخدام الأسمدة (الألياف الصناعية)، والحفاظ على المواد الأخرى (الطلاء)، وحماية وإنقاذ الأرواح (النظافة، والتطبيقات الطبية). فيما يلي قائمة تمثيلية غير شاملة للتطبيقات.

الملابس والإكسسوارات الرياضية: ملابس من البوليستر والـ PVC ، والألياف اللدنة ، والأحذية الرياضية ، والبدلات المائية ، وكرات القدم وكرات البلياردو ، والزلاجات وألواح التزلج على الجليد ، والمضارب ، والمظلات ، والأشرعة ، والخيام والملاجئ .
التقنيات الإلكترونية والفوتونية: الترانزستورات ذات التأثير المجالي العضوي (OFET)، الثنائيات الباعثة للضوء (OLED)، والخلايا الشمسية ، ومكونات التلفزيون ، والأقراص المضغوطة (CD)، والمقاومات الضوئية ، والتصوير المجسم .
التعبئة والتغليف والحاويات: الأفلام ، والزجاجات ، والتغليف الغذائي ، والبراميل .
العزل: العزل الكهربائي والحراري ، رغوة الرش .
التطبيقات الإنشائية والبنيوية: أثاث الحدائق ، نوافذ PVC ، الأرضيات، الختم ، الأنابيب .
الدهانات والغراء ومواد التشحيم: الورنيش ، المواد اللاصقة ، المشتتات ، الطلاءات المضادة للكتابة على الجدران ، الطلاءات المضادة للأوساخ ، الأسطح غير اللاصقة ، مواد التشحيم .
قطع غيار السيارات: الإطارات ، الصدامات ، الزجاج الأمامي ، مساحات الزجاج الأمامي ، خزانات الوقود ، مقاعد السيارة .
الأدوات المنزلية: الدلاء ، وأدوات المطبخ ، والألعاب (على سبيل المثال، مجموعات البناء ومكعب روبيك ).
التطبيقات الطبية: أكياس الدم ، الحقن ، القفازات المطاطية ، الخيوط الجراحية ، العدسات اللاصقة ، الأطراف الاصطناعية ، توصيل الأدوية وإطلاقها ، مصفوفات لنمو الخلايا .
النظافة الشخصية والرعاية الصحية: الحفاضات باستخدام البوليمرات فائقة الامتصاص ، فرشاة الأسنان ، مستحضرات التجميل ، الشامبو ، الواقيات الذكرية .
الأمن: معدات الحماية الشخصية ، السترات الواقية من الرصاص ، بدلات الفضاء ، الحبال .
تقنيات الفصل: الأغشية الاصطناعية ، أغشية خلايا الوقود ، الترشيح ، راتنجات التبادل الأيوني .
النقود: الأوراق النقدية البوليمرية وبطاقات الدفع .
الطباعة ثلاثية الأبعاد .

التسمية الموحدة

توجد اتفاقيات متعددة لتسمية المواد البوليمرية. يُشار إلى العديد من البوليمرات المستخدمة بشكل شائع، مثل تلك الموجودة في المنتجات الاستهلاكية، باسم شائع أو تافه. يتم تعيين الاسم التافه بناءً على سابقة تاريخية أو استخدام شائع بدلاً من اتفاقية تسمية موحدة. اقترحت كل من الجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS) ^[58] والاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية ^[59] اتفاقيات تسمية موحدة؛ اتفاقيات ACS والاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية متشابهة ولكنها ليست متطابقة. ^[60] يتم إعطاء أمثلة على الاختلافات بين اتفاقيات التسمية المختلفة في الجدول أدناه:

الاسم الشائع	اسم ACS	اسم الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية
أكسيد البولي إيثيلين أو PEO	بولي(أوكسي إيثيلين)	بولي(أوكسي إيثيلين)
بولي (إيثيلين تيريفثالات) أو PET	بولي (أوكسي-1،2-إيثان دييل أكسي كربونيل-1،4-فينيلين كربونيل)	بولي (أوكسي إيثيلين أوكسي تيريفثالول)
نايلون 6 أو بولي أميد 6	بولي[إيمينو(1-أوكسو-1،6-هيكسانيدييل)]	بولي[أزانيدييل(1-أوكسوهيكسان-1،6-دييل)]

في كل من الاتفاقيتين الموحدتين، تهدف أسماء البوليمرات إلى عكس المونومر أو المونومرات التي يتم تصنيعها منها (التسمية القائمة على المصدر) بدلاً من الطبيعة الدقيقة للوحدة الفرعية المتكررة. على سبيل المثال، يُطلق على البوليمر المصنوع من الإيثين الألكيني البسيط اسم بولي إيثيلين، مع الاحتفاظ باللاحقة -ene على الرغم من إزالة الرابطة المزدوجة أثناء عملية البلمرة:

→

ومع ذلك، فإن تسمية IUPAC القائمة على البنية تعتمد على تسمية الوحدة التكرارية الدستورية المفضلة . ^[61]

كما أصدرت IUPAC إرشادات لاختصار أسماء البوليمرات الجديدة. ^[62] كما تم توحيد 138 اختصارًا شائعًا للبوليمرات في المعيار ISO 1043-1. ^[63]

التوصيف

تتضمن عملية تحديد خصائص البوليمر العديد من التقنيات لتحديد التركيب الكيميائي وتوزيع الوزن الجزيئي والخصائص الفيزيائية. وتتضمن التقنيات الشائعة ما يلي:

يمكن استخدام كروماتوغرافيا استبعاد الحجم (وتسمى أيضًا كروماتوغرافيا نفاذية الهلام )، مقترنة أحيانًا بالتشتت الضوئي الثابت ، لتحديد متوسط الوزن الجزيئي العددي، ومتوسط الوزن الجزيئي الوزني، والتشتت .
تُستخدم تقنيات التشتت، مثل تشتت الضوء الساكن وتشتت النيوترونات بزاوية صغيرة ، لتحديد أبعاد ( نصف قطر الدوران ) الجزيئات الكبيرة في المحلول أو في المصهور. تُستخدم هذه التقنيات أيضًا لتوصيف البنية ثلاثية الأبعاد للبوليمرات الكتلية المنفصلة عن الطور الدقيق ، والميسيلات البوليمرية، والمواد الأخرى.
يتم استخدام تشتت الأشعة السينية ذات الزاوية الواسعة (وتسمى أيضًا حيود الأشعة السينية ذات الزاوية الواسعة) لتحديد البنية البلورية للبوليمرات (أو عدم وجودها).
يمكن استخدام تقنيات التحليل الطيفي، بما في ذلك مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتقنية تحويل فورييه ، ومطيافية رامان ، ومطيافية الرنين المغناطيسي النووي ، لتحديد التركيب الكيميائي.
تُستخدم قياسات المسح التفاضلي لتحديد الخصائص الحرارية للبوليمرات، مثل درجة حرارة انتقال الزجاج ودرجة حرارة التبلور ودرجة حرارة الانصهار. ويمكن أيضًا تحديد درجة حرارة انتقال الزجاج عن طريق التحليل الميكانيكي الديناميكي .
تعتبر تقنية القياس الحراري الوزني تقنية مفيدة لتقييم الاستقرار الحراري للبوليمر.
تُستخدم الرومولوجيا لتحديد سلوك التدفق والتشوه. ويمكن استخدامها لتحديد اللزوجة ، ومعامل المرونة ، وغيرها من الخصائص الرومولوجية. وغالبًا ما تُستخدم الرومولوجيا أيضًا لتحديد البنية الجزيئية (الوزن الجزيئي، وتوزيع الوزن الجزيئي، والتفرع) وفهم كيفية معالجة البوليمر.

التدهور

قطعة بلاستيكية تعرضت للحرارة والبرودة وسائل الفرامل وأشعة الشمس لمدة ثلاثين عامًا. لاحظ تغير اللون والتشققات في المادة (مقارنة بالقطعة البديلة في المقدمة).

تحلل البوليمر هو تغير في خصائص - قوة الشد أو اللون أو الشكل أو الوزن الجزيئي - للبوليمر أو المنتج القائم على البوليمر تحت تأثير عامل بيئي واحد أو أكثر، مثل الحرارة والضوء ووجود مواد كيميائية معينة والأكسجين والإنزيمات . غالبًا ما يكون هذا التغير في الخصائص نتيجة لكسر الرابطة في العمود الفقري للبوليمر ( انقسام السلسلة ) والذي قد يحدث عند أطراف السلسلة أو في مواضع عشوائية في السلسلة.

على الرغم من أن مثل هذه التغييرات غير مرغوب فيها في كثير من الأحيان، إلا أنها في بعض الحالات، مثل التحلل البيولوجي وإعادة التدوير ، قد تكون مقصودة لمنع التلوث البيئي . يمكن أن يكون التحلل مفيدًا أيضًا في البيئات الطبية الحيوية. على سبيل المثال، يتم استخدام كوبوليمر من حمض البوليكتيك وحمض البولي جليكوليك في الغرز القابلة للتحلل المائي والتي تتحلل ببطء بعد وضعها على الجرح.

تعتمد قابلية البوليمر للتدهور على بنيته. تكون الإيبوكسي والسلاسل التي تحتوي على وظائف عطرية عرضة بشكل خاص للتدهور بالأشعة فوق البنفسجية بينما تكون البوليسترات عرضة للتدهور عن طريق التحلل المائي . تتحلل البوليمرات التي تحتوي على عمود فقري غير مشبع عن طريق التشقق بالأوزون . تكون البوليمرات القائمة على الكربون أكثر عرضة للتدهور الحراري من البوليمرات غير العضوية مثل بولي دايميثيل السيلوكسان وبالتالي فهي ليست مثالية لمعظم التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يحدث تحلل البولي إيثيلين عن طريق الانشقاق العشوائي - كسر عشوائي للروابط التي تربط ذرات البوليمر معًا. عند تسخينه فوق 450 درجة مئوية، يتحلل البولي إيثيلين لتكوين خليط من الهيدروكربونات. في حالة انشقاق نهاية السلسلة، يتم إطلاق المونومرات ويشار إلى هذه العملية باسم فك الضغط أو إزالة البلمرة . تعتمد الآلية السائدة على نوع البوليمر ودرجة الحرارة؛ بشكل عام، تتحلل البوليمرات التي لا تحتوي على بديل أو تحتوي على بديل صغير واحد في وحدة التكرار عن طريق الانشقاق العشوائي للسلسلة.

يمكن تسهيل فرز نفايات البوليمر لأغراض إعادة التدوير من خلال استخدام رموز تعريف الراتينج التي طورتها جمعية صناعة البلاستيك لتحديد نوع البلاستيك.

فشل المنتج

يمكن أن يؤدي فشل مكونات البوليمر الحرجة للسلامة إلى حوادث خطيرة، مثل الحريق في حالة خطوط الوقود البوليمرية المتشققة والمتدهورة . تسبب التشقق الناجم عن الكلور في وصلات السباكة المصنوعة من راتنج الأسيتال وأنابيب البولي بوتيلين في حدوث العديد من الفيضانات الخطيرة في الممتلكات المنزلية، وخاصة في الولايات المتحدة في التسعينيات. هاجمت آثار الكلور في إمدادات المياه البوليمرات الموجودة في السباكة، وهي مشكلة تحدث بشكل أسرع إذا تم بثق أي من الأجزاء أو حقنها بشكل سيئ . حدث هجوم على وصلة الأسيتال بسبب القالب المعيب، مما أدى إلى تشقق على طول خيوط التركيب حيث يوجد تركيز إجهاد .

تسبب أكسدة البوليمر في وقوع حوادث تتعلق بالأجهزة الطبية . أحد أقدم أنماط الفشل المعروفة هو تشقق الأوزون الناجم عن انقسام السلسلة عندما يهاجم غاز الأوزون الإيلاستومرات الحساسة ، مثل المطاط الطبيعي والمطاط النتريلي . تمتلك روابط مزدوجة في وحدات التكرار الخاصة بها والتي يتم شقها أثناء تحليل الأوزون . يمكن أن تخترق الشقوق في خطوط الوقود تجويف الأنبوب وتسبب تسرب الوقود. إذا حدث تشقق في حجرة المحرك، يمكن أن تشعل الشرارات الكهربائية البنزين ويمكن أن تسبب حريقًا خطيرًا. في الاستخدام الطبي، يمكن أن يؤدي تحلل البوليمرات إلى تغييرات في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأجهزة القابلة للزرع. ^[64]

النايلون 66 عرضة للتحلل الحمضي ، وفي إحدى الحوادث، أدى خط الوقود المكسور إلى تسرب الديزل إلى الطريق. إذا تسرب وقود الديزل إلى الطريق، فقد تتسبب الطبيعة الزلقة للرواسب، والتي تشبه الجليد الأسود ، في وقوع حوادث للسيارات التالية . علاوة على ذلك، سوف يعاني سطح الطريق الإسفلتي الخرساني من الضرر نتيجة إذابة وقود الديزل للإسفلتين من المادة المركبة، مما يؤدي إلى تدهور سطح الإسفلت والسلامة البنيوية للطريق.

تاريخ

كانت البوليمرات من المكونات الأساسية للسلع منذ الأيام الأولى للبشرية. إن استخدام الصوف ( الكيراتين ) والقطن وألياف الكتان ( السليلوز ) في صناعة الملابس، وقصب الورق ( السليلوز ) في صناعة الورق ليست سوى أمثلة قليلة على كيفية استغلال المجتمعات القديمة للمواد الخام المحتوية على البوليمر للحصول على المصنوعات اليدوية. وصل نسغ اللاتكس من أشجار "الكاوتشوك" (المطاط الطبيعي) إلى أوروبا في القرن السادس عشر من أمريكا الجنوبية بعد فترة طويلة من بدء الأولمك والمايا والأزتك في استخدامه كمادة لصنع الكرات والمنسوجات والحاويات المقاومة للماء. ^[65]

يعود تاريخ التلاعب الكيميائي بالبوليمرات إلى القرن التاسع عشر، على الرغم من أن طبيعة هذه الأنواع لم تكن مفهومة في ذلك الوقت. تم تفسير سلوك البوليمرات في البداية وفقًا للنظرية التي اقترحها توماس جراهام والتي اعتبرتها عبارة عن تجمعات غروانية من الجزيئات الصغيرة التي تربطها قوى غير معروفة.

وعلى الرغم من الافتقار إلى المعرفة النظرية، فقد تم إدراك إمكانات البوليمرات في توفير مواد مبتكرة وسهلة الوصول ورخيصة على الفور. وقد حدد العمل الذي قام به براكونوت وباركس ولودرسدورف وهايوارد والعديد من الآخرين على تعديل البوليمرات الطبيعية العديد من التطورات المهمة في هذا المجال. ^[66] أدت مساهماتهم إلى اكتشاف مواد مثل السيلولويد والغالاليث والباركسين والرايون والمطاط المبركن ، وفي وقت لاحق، الباكليت : جميع المواد التي دخلت بسرعة عمليات التصنيع الصناعي ووصلت إلى المنازل كمكونات للملابس ( على سبيل المثال ، الأقمشة والأزرار ) والأواني الفخارية والعناصر الزخرفية.

في عام 1920، نشر هيرمان شتودينجر عمله الرائد "حول البلمرة"، ^[67] حيث اقترح أن البوليمرات هي في الواقع سلاسل طويلة من الذرات المرتبطة بروابط تساهمية. وقد نوقش عمله مطولاً، ولكن في النهاية تم قبوله من قبل المجتمع العلمي. وبسبب هذا العمل، حصل شتودينجر على جائزة نوبل في عام 1953. ^[68]

بعد ثلاثينيات القرن العشرين، دخلت البوليمرات عصرًا ذهبيًا تم خلاله اكتشاف أنواع جديدة وسرعان ما تم استخدامها تجاريًا، لتحل محل المواد ذات المصدر الطبيعي. وقد تم دعم هذا التطور من خلال قطاع صناعي يتمتع بدفعة اقتصادية قوية، كما تم دعمه من قبل مجتمع أكاديمي واسع النطاق ساهم في ابتكار تركيبات مبتكرة من الجزيئات من مواد خام أرخص، وعمليات بلمرة أكثر كفاءة، وتقنيات محسنة لتوصيف البوليمرات وفهم نظري متقدم للبوليمرات. ^[66]

منذ عام 1953، مُنحت ست جوائز نوبل في مجال علم البوليمرات، باستثناء تلك المخصصة لأبحاث الجزيئات الحيوية الكبيرة . وهذا يشهد أيضًا على تأثيرها على العلوم والتكنولوجيا الحديثة. وكما لخص اللورد تود في عام 1980، "أميل إلى الاعتقاد بأن تطوير البلمرة ربما يكون أكبر شيء فعلته الكيمياء، حيث كان له التأثير الأكبر على الحياة اليومية". ^[70]

انظر أيضا

مراجع

^ Roiter, Y.; Minko, S. (2005). "تجارب الجزيئات الفردية باستخدام المجهر الإلكتروني الذري في واجهة السائل الصلب: تكوين سلاسل البوليمر الكهربائي المرنة الممتزة في الموقع". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 127 (45): 15688–15689. doi :10.1021/ja0558239. PMID 16277495.
^ IUPAC ، Compendium of Chemical Terminology ، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") (1997). النسخة المصححة على الإنترنت: (2006–) "polymer". doi :10.1351/goldbook.P04735
^ IUPAC ، Compendium of Chemical Terminology ، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") (1997). النسخة المصححة على الإنترنت: (2006–) "جزيء كبير (جزيء بوليمر)". doi :10.1351/goldbook.M03667
^ "البوليمر – تعريف البوليمر". القاموس الحر . تم استرجاعه في 23 يوليو 2013 .
^ "تعريف البوليمر". مرجع القاموس . تم استرجاعه في 23 يوليو 2013 .
^ "البوليمر على الموسوعة البريطانية". 25 ديسمبر 2023.
^ Painter, Paul C.; Coleman, Michael M. (1997). Fundamentals of polymer science: an introductory text . Lancaster, Pa.: Technomic Pub. Co. p. 1. ISBN 978-1-56676-559-6.
^ McCrum, NG; Buckley, CP; Bucknall, CB (1997). Principles of polymer engineering . Oxford; New York: Oxford University Press. p. 1. ISBN 978-0-19-856526-0.
^ إذا كانت مادتان لهما صيغ جزيئية بحيث تكون إحداهما مضاعفًا صحيحًا للأخرى – على سبيل المثال، الأسيتيلين ( C ₂ H ₂ ) والبنزين ( C ₆ H ₆ ) – أطلق بيرسيليوس على الصيغة المتعددة اسم “البوليمرية”. انظر: يونس جاكوب بيرزيليوس (1833) " Isomerie , Unterscheidung von damit Analogen Verhältnissen" ( Isomeric ، التمييز عن العلاقات المشابهة لها)، Jahres-Bericht über die Fortschitte der physischen Wissenschaften … ، 12 : 63–67. من الصفحة 64: "Um diese Art von Gleichheit in der Zusammensetzung, bei Ungleichheit in den Eigenschaften, bezeichnen zu können, möchte ich für diese Körper die Benennung Polymerische (von ποlectυς mehrere) vorschlagen." (لكي أتمكن من الإشارة إلى هذا النوع من التشابه في التركيب [الذي يكون مصحوبًا] باختلافات في الخصائص، أود أن أقترح تسمية "بوليمرية" (من ποлυς ، عدة) لهذه المواد.) نُشرت أصلاً في عام 1832 في السويدية كـ: Jöns Jacob Berzelius (1832) "Isomeri, dess distinktion från dermed Analoga förhållanden،" Årsberättelse om Framstegen i Fysik och Kemi ، الصفحات 65-70؛ تظهر كلمة "polymeriska" في الصفحة 66.
^ جينسن، ويليام ب. (2008). "اسأل المؤرخ: أصل مفهوم البوليمر" (PDF) . مجلة التعليم الكيميائي . 85 (5): 624-625. رمز Bibcode :2008JChEd..85..624J. doi :10.1021/ed085p624. مؤرشف من الأصل (PDF) في 18 يونيو 2018. تم الاسترجاع في 4 مارس 2013 .
^ ستودينجر ، ح (1920). "بلمرة Über" [في البلمرة]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (باللغة الألمانية). 53 (6): 1073-1085. دوى :10.1002/cber.19200530627.
^ Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. (2003). Contemporary Polymer Chemistry (3 ed.). Pearson Education. ص. 21. ISBN 978-0-13-065056-6.
^ McGeoch, JEM; McGeoch, MW (2015). "Polymer amide in the Allende and Murchison meteorites". Meteoritics & Planetary Science . 50 (12): 1971–1983. Bibcode :2015M&PS...50.1971M. doi : 10.1111/maps.12558 . S2CID 97089690.
^ McGeogh, Julie EM; McGeogh, Malcolm W. (28 سبتمبر 2022). "الامتصاص الكيرالي بطول 480 نانومتر في بوليمر حيز الهيموجليسين: رابط محتمل للتكرار". التقارير العلمية . 12 (1): 16198. doi :10.1038/s41598-022-21043-4. PMC 9519966. PMID 36171277 .
^ طاقم العمل (29 يونيو 2021). "البوليمرات في النيازك توفر أدلة على النظام الشمسي المبكر". مجلة ساينس دايجست . تم الاسترجاع في 9 يناير 2023 .
^ "إنتاج البلاستيك العالمي" (PDF) .
^ Sperling, LH (Leslie Howard) (2006). Introduction to physical polymer science . Hoboken, NJ: Wiley. p. 10. ISBN 978-0-471-70606-9.
^ سبيرلينج، ص 11
^ سبيرلينج، ص 15
^ سبيرلينج، ص 29
^ باور، ديفيد آي. (2002). مقدمة في فيزياء البوليمر . مطبعة جامعة كامبريدج. رقم ISBN 9780511801280.
^ رودين، ص 17
^ كوي، ص 4
^ سبيرلينج، ص 30
^ ab Rubinstein, Michael; Colby, Ralph H. (2003). Polymer physics . Oxford; New York: Oxford University Press. p. 6. ISBN 978-0-19-852059-7.
^ ماكروم، ص 30
^ روبنشتاين، ص 3
^ ماكروم، ص 33
^ روبنشتاين، ص 23-24
^ الرسام، ص 22
^ دي جينس، بيير جيلز (1979). مفاهيم القياس في فيزياء البوليمر . إيثاكا، نيويورك: مطبعة جامعة كورنيل. رقم ISBN 978-0-8014-1203-5.
^ روبنشتاين، ص 5
^ ماكروم، ص 37
^ مقدمة في علم البوليمر والكيمياء: نهج حل المشكلات بقلم ماناس شاندا
^ O'Driscoll, K.; Amin Sanayei, R. (يوليو 1991). "اعتماد طول السلسلة على درجة حرارة انتقال الزجاج". Macromolecules . 24 (15): 4479–4480. Bibcode :1991MaMol..24.4479O. doi :10.1021/ma00015a038.
^ بوكروفسكي، في إن (2010). النظرية المتوسطة لديناميكيات البوليمر. سلسلة سبرينغر في الفيزياء الكيميائية. المجلد 95. رمز الكتاب : 2010mtpd.book.....P. doi : 10.1007/978-90-481-2231-8. رقم ISBN 978-90-481-2230-1.
^ إدواردز، س. ف. (1967). "الميكانيكا الإحصائية للمواد البوليمرية". وقائع الجمعية الفيزيائية . 92 (1): 9-16. رمز Bibcode :1967PPS....92....9E. doi :10.1088/0370-1328/92/1/303.
^ الرسام، ص 14
^ أ ب ج د رودين، ص 18-20
^ abc كوي، ص 104
^ "البوليمر الدوري". مجموعة المصطلحات الكيميائية للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") . الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية. 2014. doi : 10.1351/goldbook.P04494 . تم الاسترجاع في 9 أبريل 2020 .
^ الرسام، ص 15
^ سبيرلينج، ص 47
^ لوتز، جان فرانسوا؛ أوتشي، ماكوتو؛ ليو، ديفيد ر؛ ساواموتو، ميتسو (9 أغسطس 2013). "البوليمرات المتحكم بها تسلسليًا". ساينس . 341 (6146): 1238149. doi :10.1126/science.1238149. ISSN 0036-8075. PMID 23929982. S2CID 206549042.
^ أب بيرند تيكي: الكيمياء الجزيئية الجزيئية. 3. أوفلاج، وايلي-VCH، واينهايم 2014، S.295f (باللغة الألمانية).
^ أب فولفغانغ كايزر : Kunststoffchemie für Ingenieure. 3. أوفلاج، كارل هانسر، ميونخ 2011، ص 84.
^ سيد، أبو (أغسطس 2014). "أنواع البوليمر: متطلبات البوليمر المكون للألياف". Textile Apex .
^ Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. (2003). Contemporary Polymer Chemistry (3 ed.). Pearson Education. ص. 546. ISBN 978-0-13-065056-6.
^ روبنشتاين، ص 13
^ مايكل اشبي ؛ جونز، ديفيد (1996). المواد الهندسية (2 ed.). بتروورث هاينرمان. ص 191-195. رقم ISBN 978-0-7506-2766-5.
^ مايرز، ما؛ تشاولا، كيه كيه (1999). السلوك الميكانيكي للمواد. مطبعة جامعة كامبريدج. ص 41. ISBN 978-0-521-86675-0. مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 2013 . استرجاع 31 ديسمبر 2018 .
^ فريد، جويل ر. (2003). علم البوليمر والتكنولوجيا (الطبعة الثانية). برنتيس هول. ص 155-156. ISBN 0-13-018168-4.
^ Brandrup, J.; Immergut, EH; Grulke, EA (1999). Polymer Handbook (4 ed.). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-47936-9.
^ Meille, S.; Allegra, G.; Geil, P.; et al. (2011). "تعريفات المصطلحات المتعلقة بالبوليمرات البلورية (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2011)" (PDF) . الكيمياء النقية والتطبيقية . 83 (10): 1831–1871. doi :10.1351/PAC-REC-10-11-13. S2CID 98823962. تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2018 .
^ كابوني، س.؛ ألفاريز، ف.؛ راكو، د. (2020)، "الحجم الحر في محلول بوليمر-ماء PVME"، الجزيئات الكبيرة ، XXX (XXX): XXX–XXX، رمز Bibcode :2020MaMol..53.4770C، doi :10.1021/acs.macromol.0c00472، hdl : 10261/218380 ، S2CID 219911779
^ Duarte, FJ (1999). "Multiple-prism grating solid-state dye laser oscillator: optimized architecture". Applied Optics . 38 (30): 6347–6349. Bibcode :1999ApOpt..38.6347D. doi :10.1364/AO.38.006347. PMID 18324163.
^ Duarte, FJ (2003). Tunable Laser Optics . نيويورك: Elsevier Academic. ISBN 978-0122226960.
^ CAS: دليل الفهرس، الملحق الرابع ((c) 1998)
^ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (1976). "تسمية البوليمرات العضوية أحادية السلسلة المنتظمة". الكيمياء التطبيقية النقية . 48 (3): 373-385. doi : 10.1351/pac197648030373 .
^ Wilks, ES "Macromolecular Nomenclature Note No. 18". مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2003.
^ Hiorns, RC; Boucher, RJ; Duhlev, R.; Hellwich, Karl-Heinz; Hodge, Philip; Jenkins, Aubrey D.; Jones, Richard G.; Kahovec, Jaroslav; Moad, Graeme; Ober, CK; Smith, DW (3 أكتوبر 2012). "دليل موجز لتسمية البوليمر (تقرير فني للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية)". الكيمياء البحتة والتطبيقية . 84 (10): 2167–2169. doi : 10.1351/PAC-REP-12-03-05 . ISSN 0033-4545. S2CID 95629051.
^ هي، جياسونج؛ تشين، جيازونج؛ هيللويتش، كارل هاينز؛ هيس، مايكل؛ هوري، كازويوكي؛ جونز، ريتشارد جي؛ كاهوفيتش، ياروسلاف؛ كيتاياما، تاتسوكي؛ كراتوشفيل، بافيل؛ ميلي، ستيفانو في؛ ميتا، إيتارو؛ سانتوس، كلاوديو دوس؛ فيرت، ميشيل؛ فوهليدال، جيري (18 يونيو 2014). "اختصارات أسماء البوليمرات وإرشادات اختصار أسماء البوليمرات (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2014)". الكيمياء البحتة والتطبيقية . 86 (6): 1003-1015. doi :10.1515/pac-2012-1203. ISSN 1365-3075.
^ "ISO 1043-1:2011". ISO . تم الاسترجاع في 21 سبتمبر 2024 .
^ Iakovlev, V.; Guelcher, S.; Bendavid, R. (28 أغسطس 2015). "تحلل البولي بروبلين في الجسم الحي: تحليل مجهري للشبكات المزروعة من المرضى". مجلة أبحاث المواد الطبية الحيوية الجزء ب: المواد الحيوية التطبيقية . 105 (2): 237-248. doi :10.1002/jbm.b.33502. PMID 26315946.
^ هيرلي، بول إي. (مايو 1981). "تاريخ المطاط الطبيعي". مجلة العلوم الجزيئية الكبرى: الجزء أ - الكيمياء . 15 (7): 1279-1287. doi :10.1080/00222338108056785. ISSN 0022-233X.
^ ab Feldman, Dorel (January 2008). "Polymer History". Designed Monomers and Polymers . 11 (1): 1–15. doi : 10.1163/156855508X292383 . ISSN 1568-5551. S2CID 219539020.
^ ستودينجر ، هـ. (12 يونيو 1920). “بلمرة Über”. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (السلسلة A وB) . 53 (6): 1073-1085. دوى :10.1002/cber.19200530627. ISSN 0365-9488.
^ "جائزة نوبل في الكيمياء 1953". NobelPrize.org . تم الاسترجاع في 25 يونيو 2020 .
^ فيلدمان، دوريل (1 يناير 2008). "تاريخ البوليمر". المونومرات والبوليمرات المصممة . 11 (1): 1-15. doi : 10.1163/156855508X292383 . S2CID 219539020.
^ "اللورد تود: حالة الكيمياء". أرشيف أخبار الكيمياء والهندسة . 58 (40): 28–33. 6 أكتوبر 1980. doi :10.1021/cen-v058n040.p028. ISSN 0009-2347.

فهرس

كوي، جيه إم جي (جون ماكنزي جرانت) (1991). البوليمرات: كيمياء وفيزياء المواد الحديثة . جلاسكو: بلاكي. رقم ISBN 978-0-412-03121-2.
هال، كريستوفر (1989). مواد البوليمر (PDF) (الطبعة الثانية). لندن؛ نيويورك: ماكميلان. ISBN 978-0-333-46379-6.
رودين، ألفريد (1982). عناصر علم وهندسة البوليمر . أكاديميك بريس. ISBN 978-0-12-601680-2.
رايت، ديفيد سي. (2001). تشقق البلاستيك الناتج عن الإجهاد البيئي . RAPRA. ISBN 978-1-85957-064-7.

روابط خارجية

كتاب في كيمياء البوليمرات
كيفية تحليل البوليمرات باستخدام حيود الأشعة السينية
الماكروجاليريا
مقدمة عن البوليمرات
مسرد اختصارات البوليمر

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] Roiter, Y.; Minko, S. (2005). "تجارب الجزيئات الفردية باستخدام المجهر الإلكتروني الذري في واجهة السائل الصلب: تكوين سلاسل البوليمر الكهربائي المرنة الممتزة في الموقع". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 127 (45): 15688–15689. doi :10.1021/ja0558239. PMID 16277495.

[goldbook2-2] IUPAC ، Compendium of Chemical Terminology ، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") (1997). النسخة المصححة على الإنترنت: (2006–) "polymer". doi :10.1351/goldbook.P04735

[goldbook-3] IUPAC ، Compendium of Chemical Terminology ، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") (1997). النسخة المصححة على الإنترنت: (2006–) "جزيء كبير (جزيء بوليمر)". doi :10.1351/goldbook.M03667

[4] "البوليمر – تعريف البوليمر". القاموس الحر . تم استرجاعه في 23 يوليو 2013 .

[5] "تعريف البوليمر". مرجع القاموس . تم استرجاعه في 23 يوليو 2013 .

[6] "البوليمر على الموسوعة البريطانية". 25 ديسمبر 2023.

[PC1-7] Painter, Paul C.; Coleman, Michael M. (1997). Fundamentals of polymer science: an introductory text . Lancaster, Pa.: Technomic Pub. Co. p. 1. ISBN 978-1-56676-559-6.

[MBB1-8] McCrum, NG; Buckley, CP; Bucknall, CB (1997). Principles of polymer engineering . Oxford; New York: Oxford University Press. p. 1. ISBN 978-0-19-856526-0.

[9] إذا كانت مادتان لهما صيغ جزيئية بحيث تكون إحداهما مضاعفًا صحيحًا للأخرى – على سبيل المثال، الأسيتيلين ( C ₂ H ₂ ) والبنزين ( C ₆ H ₆ ) – أطلق بيرسيليوس على الصيغة المتعددة اسم “البوليمرية”. انظر: يونس جاكوب بيرزيليوس (1833) " Isomerie , Unterscheidung von damit Analogen Verhältnissen" ( Isomeric ، التمييز عن العلاقات المشابهة لها)، Jahres-Bericht über die Fortschitte der physischen Wissenschaften … ، 12 : 63–67. من الصفحة 64: "Um diese Art von Gleichheit in der Zusammensetzung, bei Ungleichheit in den Eigenschaften, bezeichnen zu können, möchte ich für diese Körper die Benennung Polymerische (von ποlectυς mehrere) vorschlagen." (لكي أتمكن من الإشارة إلى هذا النوع من التشابه في التركيب [الذي يكون مصحوبًا] باختلافات في الخصائص، أود أن أقترح تسمية "بوليمرية" (من ποлυς ، عدة) لهذه المواد.) نُشرت أصلاً في عام 1832 في السويدية كـ: Jöns Jacob Berzelius (1832) "Isomeri, dess distinktion från dermed Analoga förhållanden،" Årsberättelse om Framstegen i Fysik och Kemi ، الصفحات 65-70؛ تظهر كلمة "polymeriska" في الصفحة 66.

[10] جينسن، ويليام ب. (2008). "اسأل المؤرخ: أصل مفهوم البوليمر" (PDF) . مجلة التعليم الكيميائي . 85 (5): 624-625. رمز Bibcode :2008JChEd..85..624J. doi :10.1021/ed085p624. مؤرشف من الأصل (PDF) في 18 يونيو 2018. تم الاسترجاع في 4 مارس 2013 .

[11] ستودينجر ، ح (1920). "بلمرة Über" [في البلمرة]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (باللغة الألمانية). 53 (6): 1073-1085. دوى :10.1002/cber.19200530627.

[12] Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. (2003). Contemporary Polymer Chemistry (3 ed.). Pearson Education. ص. 21. ISBN 978-0-13-065056-6.

[MPS-2015-13] McGeoch, JEM; McGeoch, MW (2015). "Polymer amide in the Allende and Murchison meteorites". Meteoritics & Planetary Science . 50 (12): 1971–1983. Bibcode :2015M&PS...50.1971M. doi : 10.1111/maps.12558 . S2CID 97089690.

[SR-20220928-14] McGeogh, Julie EM; McGeogh, Malcolm W. (28 سبتمبر 2022). "الامتصاص الكيرالي بطول 480 نانومتر في بوليمر حيز الهيموجليسين: رابط محتمل للتكرار". التقارير العلمية . 12 (1): 16198. doi :10.1038/s41598-022-21043-4. PMC 9519966. PMID 36171277 .

[SD-20210629-15] طاقم العمل (29 يونيو 2021). "البوليمرات في النيازك توفر أدلة على النظام الشمسي المبكر". مجلة ساينس دايجست . تم الاسترجاع في 9 يناير 2023 .

[16] "إنتاج البلاستيك العالمي" (PDF) .

[17] Sperling, LH (Leslie Howard) (2006). Introduction to physical polymer science . Hoboken, NJ: Wiley. p. 10. ISBN 978-0-471-70606-9.

[18] سبيرلينج، ص 11

[19] سبيرلينج، ص 15

[20] سبيرلينج، ص 29

[Bower-21] باور، ديفيد آي. (2002). مقدمة في فيزياء البوليمر . مطبعة جامعة كامبريدج. رقم ISBN 9780511801280.

[22] رودين، ص 17

[23] كوي، ص 4

[24] سبيرلينج، ص 30

[PP6-25] Rubinstein, Michael; Colby, Ralph H. (2003). Polymer physics . Oxford; New York: Oxford University Press. p. 6. ISBN 978-0-19-852059-7.

[26] ماكروم، ص 30

[PP33-27] روبنشتاين، ص 3

[28] ماكروم، ص 33

[PP233-29] روبنشتاين، ص 23-24

[30] الرسام، ص 22

[31] دي جينس، بيير جيلز (1979). مفاهيم القياس في فيزياء البوليمر . إيثاكا، نيويورك: مطبعة جامعة كورنيل. رقم ISBN 978-0-8014-1203-5.

[PP5-32] روبنشتاين، ص 5

[33] ماكروم، ص 37

[34] مقدمة في علم البوليمر والكيمياء: نهج حل المشكلات بقلم ماناس شاندا

[35] O'Driscoll, K.; Amin Sanayei, R. (يوليو 1991). "اعتماد طول السلسلة على درجة حرارة انتقال الزجاج". Macromolecules . 24 (15): 4479–4480. Bibcode :1991MaMol..24.4479O. doi :10.1021/ma00015a038.

[36] بوكروفسكي، في إن (2010). النظرية المتوسطة لديناميكيات البوليمر. سلسلة سبرينغر في الفيزياء الكيميائية. المجلد 95. رمز الكتاب : 2010mtpd.book.....P. doi : 10.1007/978-90-481-2231-8. رقم ISBN 978-90-481-2230-1.

[37] إدواردز، س. ف. (1967). "الميكانيكا الإحصائية للمواد البوليمرية". وقائع الجمعية الفيزيائية . 92 (1): 9-16. رمز Bibcode :1967PPS....92....9E. doi :10.1088/0370-1328/92/1/303.

[PC14-38] الرسام، ص 14

[Rudin18-39] أ ب ج د رودين، ص 18-20

[Cowie104-40] كوي، ص 104

[41] "البوليمر الدوري". مجموعة المصطلحات الكيميائية للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، الطبعة الثانية ("الكتاب الذهبي") . الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية. 2014. doi : 10.1351/goldbook.P04494 . تم الاسترجاع في 9 أبريل 2020 .

[PC15-42] الرسام، ص 15

[43] سبيرلينج، ص 47

[44] لوتز، جان فرانسوا؛ أوتشي، ماكوتو؛ ليو، ديفيد ر؛ ساواموتو، ميتسو (9 أغسطس 2013). "البوليمرات المتحكم بها تسلسليًا". ساينس . 341 (6146): 1238149. doi :10.1126/science.1238149. ISSN 0036-8075. PMID 23929982. S2CID 206549042.

[MakroChem-45] أب بيرند تيكي: الكيمياء الجزيئية الجزيئية. 3. أوفلاج، وايلي-VCH، واينهايم 2014، S.295f (باللغة الألمانية).

[KunstChemIng-46] أب فولفغانغ كايزر : Kunststoffchemie für Ingenieure. 3. أوفلاج، كارل هانسر، ميونخ 2011، ص 84.

[47] سيد، أبو (أغسطس 2014). "أنواع البوليمر: متطلبات البوليمر المكون للألياف". Textile Apex .

[48] Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. (2003). Contemporary Polymer Chemistry (3 ed.). Pearson Education. ص. 546. ISBN 978-0-13-065056-6.

[49] روبنشتاين، ص 13

[50] مايكل اشبي ؛ جونز، ديفيد (1996). المواد الهندسية (2 ed.). بتروورث هاينرمان. ص 191-195. رقم ISBN 978-0-7506-2766-5.

[51] مايرز، ما؛ تشاولا، كيه كيه (1999). السلوك الميكانيكي للمواد. مطبعة جامعة كامبريدج. ص 41. ISBN 978-0-521-86675-0. مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 2013 . استرجاع 31 ديسمبر 2018 .

[52] فريد، جويل ر. (2003). علم البوليمر والتكنولوجيا (الطبعة الثانية). برنتيس هول. ص 155-156. ISBN 0-13-018168-4.

[53] Brandrup, J.; Immergut, EH; Grulke, EA (1999). Polymer Handbook (4 ed.). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-47936-9.

[54] Meille, S.; Allegra, G.; Geil, P.; et al. (2011). "تعريفات المصطلحات المتعلقة بالبوليمرات البلورية (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2011)" (PDF) . الكيمياء النقية والتطبيقية . 83 (10): 1831–1871. doi :10.1351/PAC-REC-10-11-13. S2CID 98823962. تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2018 .

[55] كابوني، س.؛ ألفاريز، ف.؛ راكو، د. (2020)، "الحجم الحر في محلول بوليمر-ماء PVME"، الجزيئات الكبيرة ، XXX (XXX): XXX–XXX، رمز Bibcode :2020MaMol..53.4770C، doi :10.1021/acs.macromol.0c00472، hdl : 10261/218380 ، S2CID 219911779

[D1999-56] Duarte, FJ (1999). "Multiple-prism grating solid-state dye laser oscillator: optimized architecture". Applied Optics . 38 (30): 6347–6349. Bibcode :1999ApOpt..38.6347D. doi :10.1364/AO.38.006347. PMID 18324163.

[57] Duarte, FJ (2003). Tunable Laser Optics . نيويورك: Elsevier Academic. ISBN 978-0122226960.

[58] CAS: دليل الفهرس، الملحق الرابع ((c) 1998)

[59] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (1976). "تسمية البوليمرات العضوية أحادية السلسلة المنتظمة". الكيمياء التطبيقية النقية . 48 (3): 373-385. doi : 10.1351/pac197648030373 .

[60] Wilks, ES "Macromolecular Nomenclature Note No. 18". مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2003.

[61] Hiorns, RC; Boucher, RJ; Duhlev, R.; Hellwich, Karl-Heinz; Hodge, Philip; Jenkins, Aubrey D.; Jones, Richard G.; Kahovec, Jaroslav; Moad, Graeme; Ober, CK; Smith, DW (3 أكتوبر 2012). "دليل موجز لتسمية البوليمر (تقرير فني للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية)". الكيمياء البحتة والتطبيقية . 84 (10): 2167–2169. doi : 10.1351/PAC-REP-12-03-05 . ISSN 0033-4545. S2CID 95629051.

[62] هي، جياسونج؛ تشين، جيازونج؛ هيللويتش، كارل هاينز؛ هيس، مايكل؛ هوري، كازويوكي؛ جونز، ريتشارد جي؛ كاهوفيتش، ياروسلاف؛ كيتاياما، تاتسوكي؛ كراتوشفيل، بافيل؛ ميلي، ستيفانو في؛ ميتا، إيتارو؛ سانتوس، كلاوديو دوس؛ فيرت، ميشيل؛ فوهليدال، جيري (18 يونيو 2014). "اختصارات أسماء البوليمرات وإرشادات اختصار أسماء البوليمرات (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 2014)". الكيمياء البحتة والتطبيقية . 86 (6): 1003-1015. doi :10.1515/pac-2012-1203. ISSN 1365-3075.

[63] "ISO 1043-1:2011". ISO . تم الاسترجاع في 21 سبتمبر 2024 .

[64] Iakovlev, V.; Guelcher, S.; Bendavid, R. (28 أغسطس 2015). "تحلل البولي بروبلين في الجسم الحي: تحليل مجهري للشبكات المزروعة من المرضى". مجلة أبحاث المواد الطبية الحيوية الجزء ب: المواد الحيوية التطبيقية . 105 (2): 237-248. doi :10.1002/jbm.b.33502. PMID 26315946.

[65] هيرلي، بول إي. (مايو 1981). "تاريخ المطاط الطبيعي". مجلة العلوم الجزيئية الكبرى: الجزء أ - الكيمياء . 15 (7): 1279-1287. doi :10.1080/00222338108056785. ISSN 0022-233X.

[:0-66] Feldman, Dorel (January 2008). "Polymer History". Designed Monomers and Polymers . 11 (1): 1–15. doi : 10.1163/156855508X292383 . ISSN 1568-5551. S2CID 219539020.

[67] ستودينجر ، هـ. (12 يونيو 1920). “بلمرة Über”. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (السلسلة A وB) . 53 (6): 1073-1085. دوى :10.1002/cber.19200530627. ISSN 0365-9488.

[68] "جائزة نوبل في الكيمياء 1953". NobelPrize.org . تم الاسترجاع في 25 يونيو 2020 .

[69] فيلدمان، دوريل (1 يناير 2008). "تاريخ البوليمر". المونومرات والبوليمرات المصممة . 11 (1): 1-15. doi : 10.1163/156855508X292383 . S2CID 219539020.

[70] "اللورد تود: حالة الكيمياء". أرشيف أخبار الكيمياء والهندسة . 58 (40): 28–33. 6 أكتوبر 1980. doi :10.1021/cen-v058n040.p028. ISSN 0009-2347.

قواعد بيانات التحكم بالصلاحيات
دولي	سريع
وطني	ألمانيا الولايات المتحدة فرنسا بيانات المكتبة الوطنية الفرنسية اليابان الجمهورية التشيكية إسرائيل