98

98

الفصل الثالث أنواع البوليمرات وأساس تصنيفها

Types of Polymers and their Classification

99

99

الثالثلفصل ا أنواع البوليمرات وأساس تصنيفها

Types of Polymers and their Classification

التصنيف املعتمد على مصادر البوليمرات : أوال Classification Based on Sources

:تصنف البوليمرات من حيث مصادرها الى ثالثة أصناف رئيسية

(Natural Polymers) املصدر ةيالبوليمرات الطبيع) أ

:وتنقسم هذه البوليمرات الى

(Organic)بوليمرات من مصدر عضوي ) ١

ن ة وم ة أو حيواني ة نباتي ات طبيعي وليمرات منتج ذه الب ر ه تعتب

: األمثلة على ذلك

ي، الس اط الطبيع ن، المط ي، القط مغ العرب أ، الص ليلوز، النش

ات، ر، البروتين االحري ة، ضاألحم عر، النيكيولي وف، الش الص

ا د، وغيره ك . الجل ثمن وذل ة ال وليمرات غالي ذه الب ون ه وتك

. لصعوبة الحصول عليها لذلك فإن استخداماتها محدودة نسبيا

100

100

(Inorganic)بوليمرات من مصادر غري عضوية ) ٢

.الزجاج –الجرافيت –األسبستوس : مثل

)البوليمرات الصناعية(احملضرة صناعيا تالبوليمرا) ب Synthetic Polymers

ات ن مرآب يرها م ري تحض ي يج وليمرات الت مل الب ذه تش وه

وليمرات ن الب ى م ة العظم ذه األغلبي ل ه يطة وتمث ة بس آيميائي

ة، المطاط وهذه تشتمل على البال. المهمة صناعيا ستيكات المختلف

. الصناعي، واأللياف الصناعية وغيرها

:وينقسم هذا النوع الى

بوليمرات عضوية ) ١

ل تر مث ولي أس د –الب ولي أمي ين –الب ولي إيثيل ولي –الب الب

.وغيرها –البولي بروبيلين –البولي آربونات –أآريليك

بوليمرات غري عضوية ) ٢

.ي سيليكونمثل بوليمرات البول

101

101

البوليمرات الطبيعية احملورة) ج Modified Natural Polymers

بوليمرات معاد تصنيعها من بوليمرات طبيعية

ه وتشتمل ي تجري علي ة الت وليمرات الطبيعي ى بعض الب ذه عل ه

ائي آإدخال مجاميع ا الكيمي ر ترآيبه ا بتغيي بعض التحويرات إم

ر ترآ وليمر، أو تغيي ي الب دة ف ة جدي اميع الفعال ض المج ب بع ي

ناعي وليمر ص ى ب ي عل وليمر طبيع يم ب ه أو بتطع ودة في الموج

. والعكس

ورة ة المح وليمرات الطبيعي ى الب ة عل ن األمثل الت : وم خ

ليلوز ليلوز (cellulose acetate) الس رات الس ، نت

(cellulose nitrate)، ب ليلوز مرس كوز(س لوفان، )فس ، س

. م بألياف األآريليك وغيرهاالقطن المطع صوف صناعي،

ليلوز الت الس ذ خ وليمرات بأخ ذه الب ة ه يح أهمي ن توض ويمك

ال م . آمث ي معظ ذوبان ف عب ال ي ص وليمر طبيع ليلوز ب إن الس

دا إن تصنيعه صعب ج ذلك، ف ذيبات العضوية وال ينصهر ل الم

ة ة القوي ر الهيدروجيني بب األواص ك بس ي وذل كله الطبيع بش

ل . تقلل من ذوبانه وانصهارهالموجودة فيه والتي ولكن عند تحوي

ليلوز عدد من مجاميع الهيدروآسيل في آل وحدة ترآيبية من الس

ى الت إل تر الخ ل (اس اميع أو أق ة مج دود ثالث الت ) بح إن خ ف

102

102

ة ذيبات العضوية وبالنتيج م الم ي معظ ذوب ف ة ت ليلوز الناتج الس

و ناعية أو رق اف ص ى ألي وليمر إل ول الب ل محل ن تحوي ق يمك

. وغيرها من اإلستخدامات األخرى (Films)بالستيكية

103

103

التصنيف املعتمد على الطبيعة الكيميائية للبوليمر: ثانيا Classification Based on the Chemical Nature of Polymer

ر تصنف البوليمرات على أساس آونها بوليمرات عضوية أو غي

:ئيسية عضوية الى ثالثة أصناف ر

Organic Polymersالبوليمرات العضوية ) أ

ات عضوية وليمرات من مرآب ذه الب ة ( تحضر ه وحدات ترآيبي

ر . أو أنها ناتجة من مصدر عضوي )عضوية متكررة ذه أآث وه

. في الوقت الحاضرالبوليمرات أهمية في الصناعة

)ال عضوية حبتة(البوليمرات غري العضوية ) ب Pure Inorganic Polymers

وتتكون . وهذه البوليمرات تتكون عادة من مرآبات غير عضوية

يليكون ادة من الس فقط أو (-Si-)سالسلها الجزيئية البوليمرية ع

روجين فورأو (-N-)النيت ا الفوس روجين مع أو (-P-N-)والنيت

. (-B-N-)البورون والنيتروجين

ة ا العالي وليمرات بمقاومته ذه الب ل ه از مث ل وتمت رارة ولفع للح

وليمرات المحضرة . المواد الكيميائية ذه الب هنالك عدد آبير من ه

ورون ليكون والب فور والس ت والفوس ات الكبري ن مرآب ين . م ويب

دول وية ) ١(الج ر العض وليمرات غي واع الب ض أن ب بع ترآي

. وبعض خواصها الفيزيائية والكيميائية

104

104

وليمر ذه الب ناعية له تخدامات الص ي إال أن اإلس دودة ف ات مح

يليكون وليمرات الس دا ب ر ع ت الحاض الوق

(silicon polymers) اف ناعة األلي ي ص تخدم ف ي تس الت

ة يليكات (glass fibers)الزجاجي ولي س والب

توس ( يليكون (poly silicates)أسبس يد الس ولي أآس وب

. وغيرها) الزجاج(

105

105

غير العضوية تالبوليمراآيب بعض تر ) ١(جدول الخواص الترآيب الكيميائي البوليمر

بولي آبريتيد polysulphide

)أآسيد الكبريت(بولي poly (sulphure oxide)

بولي نتريد الكبريتpoly (sylphonitide)

)أآسي هاليد الفوسفور(بولي

poly (oxyphosphohalide)

جيدة للحرارةذو مقاومة

)آلوريد الفوسفونتريليك(بولي

poly(phosphonitrilic chloride)

ºC 350يتفكك فوق

بولي فوسفازين

polyphosphazene

مقاوم جيد للحرارة ينصهر فوق

1000 ºC

)أوآسونتريد الفوسفور(بولي polyphospho-oxonitride

)ثنائي آبريتيد السيليكون(بولي

poly (silicon disulphide)

مقاوم جيد للحرارة، يتسامى عند ، (ºC 1200) تسخينه فوق

يكون ألياف شبيهة بألياف .االسبست

)بورازول(بولي poly borazole

ºC 300بوليمر ينصهر فوق

ال يذوب في معظم المذيبات العضوية

106

106

غري العضوية –العضوية تالبوليمرا) ج (Organic – Inorganic Polymers)

دات ن وح ون م ي تتك وليمرات الت ى الب نف عل ذا الص مل ه يش

ى وجود ة إضافة إل ى بعض العناصر المعدني ترآيبية تحوي عل

د . بعض المجاميع العضوية ةتمتاز هذه البوليمرات بمقاومتها الجي

رارة يليكون .للح وليمرات الس ذا الصنف ب ى ه ة عل ن األمثل وم

Silicon Polymers . دة ة للوح يغة الجزيئي اه الص وأدن

:المتكررة في إحدى أنواع هذه البوليمرات

. تمثل مجاميع عضوية مختلفة ('R, R)حيث

وليمرات متضمنة ارتباطات ى ب وع ال ذا الن ويمكن أن يصنف ه

ة ض (co-ordination polymers) معدني ي بع مى ف ويس

ـ د حيث (metal chelate polymers) المصادر ب ون ي خل أي

ة العضوية بحيث (metal ion)معدني ضمن السلسلة البوليمري

ن وي م زء العض دني والج ر المع ين العنص ة ب ون الرابط تك

ة هي قية الجزيئ ويمكن . (co-ordination bond)رابطة تناس

رة وليمرات من بلم ومر تحضير هذا النوع من الب وي مون ات تحت

107

107

ة مونومرك العلى األيون المعدني، ومن األمثلة على ذل ات الحاوي

:آما هو مبين أدناه (ferrocine)على الفيروسين

. بعض األنواع الهامة من هذه البوليمرات )٢( ويبين الجدول

108

108

غير لعضوية –بعض أنواع البوليمرات العضوية )٢(جدول

بولي سلفونPolysulphone

بولي سيلوآسانPolysiloxane

)سيلوآسانات المعدنية(لي بو

Poly (Metalosiloxane) (M = Al, B)

M = Sn, Ge

M'' = Ti

M''' = P, AS

)فيروسين فينيل(بولي

Poly (Vinylferrocene)

109

109

التصنيف التكنولوجي للبوليمرات: ثالثا Classification of Polymers Based on Technological Aspects

تصنيف البوليمرات وفقا خلواص البوليمر الناتج بالنسبة لتأثره بعملية التسخني

ة ها التكنولوجي ى خواص اد عل وليمرات باإلعتم نف الب تص

: واستخداماتها العملية الى األصناف التالية

Thermoplasticsالبالستيكات املطاوعة للحرارة ) أ

وام ة صلبة الق د درجات الحرارة (hard)وهي مواد بوليمري عن

الحرارة ين ب ا تل ة ولكنه به (soften)العادي ا يش ى م ول ال وتتح

ة دت درج د، وإذا زي ا بالي ر هيئته ن تغيي ث يمك ة بحي العجين

وليمرات ( تسيل تنصهر و الحرارة أآثر فإن المادة اللينة تسمى بب

تيك م (thermoplastic)الثيرموبالس ون معظ ي تك ، وه

ت ي تس وليمرات الت اف الب تيك واأللي ناعات البالس ي ص خدم ف

ابقة حيث . الصناعية ع المراحل الس وعند التبريد تمر المادة بجمي

تتصلب تدريجيا حتى تعود ثانية لتأخذ الحالة الصلبة ولهذا السبب

رارة ة للح تيكات المطاوع ا بالبالس وليمرات أحيان ذه الب مى ه تس

thermoplastics)( . وليمر ن الب د م ك العدي ة وهنال ات التجاري

ا ذآر منه نف ن ذا الص من ه ع ض ي تق ين: الت ولي إيثيل الب

110

110

(polyethylene) ولي تيرين، الب ولي (polystyrene) س ، الب

ات ولي (polycarbonates)آربون ل (، الب د الفيني ) آلوري

(poly(vinylChloride) روبيلين ولي ب ، الب

(polypropylene) وغيرها .

أثير درجة يتضمن هذا الصنف البوليمرات ال تي تتغير صفاتها بت

ى منصهرات دما تقترب . الحرارة، فبتأثير الحرارة تتحول ال فعن

زداد م ت ة ث درجة الحرارة من درجة انتقالها الزجاجية تصبح مرن

وعند خفض درجة حرارة . مرونتها بتحوله إلى منصهرات لزجة

ة ا الصلبة القوي ذه الخاصية . المنصهر تسترجع حالته وتستغل ه

ي ت ذا ف ر ه وليمرات، ويعتب ن الب م م نف المه ذا الص نيع ه ص

ة صناعيا وليمرات أهمي ر الب ى . الصنف من أآث ة عل ومن األمثل

نف ذا الص وليمرات ه ولي : ب روبيلين، ب ولي ب ين، ب ولي إيثيل ب

. وغيرها) فينيلآلوريد ال(، بولي ستيرين

) غري املطاوعة للحرارة(حراريا البوليمرات املتصلبة ) ب Thermosetting Polymers

ي ال تنصهر بالتسخين ولكن وليمرات الت ويشمل هذا الصنف الب

ائي كلها النه ي ش ا ف ى ثباته خين عل اعد التس ل ( يس لب بفع تتص

وب في الحرارة والضغط أثناء تحويل معاجينها الى الشكل المطل

111

111

ة ب خاص ت )قوال وليمرات الثيرموس مى بب وتس

(thermosetting).

بوليمرات تغيرات آيميائية عند تسخينها فتتشابك فيها تعاني هذه ال

ا د معاملته وليمرات بع ذه الب بح ه ة وتص ل البوليمري السالس

ة ر قابل ة وغي ر ذائب ة غي هارالحراري يل لالنص ة التوص رديئ

ة رارة والكهربائي ة . للح واد عازل وليمرات آم ذه الب تخدم ه تس

د دخل في العدي ة وت ة من الصناع للحرارة والكهربائي ات الكهربي

دخل في اإلستخدامات . والمنزلية ي ت وليمرات الت وهي تشكل الب

وليمرات ذه الب ى ه راتنجات : الصناعية الخاصة ومن األمثلة عل

د واإليبوآسي، ا فورمالدهي د، راتنجات اليوري ول فورمالدهي الفين

. وبعض البولي أسترات المتشابكة وغيرها

)غري املطاوعة للحرارة( صفات البوليمرات املتصلبة حراريا

: وتكون هذه البوليمرات

.الجزيئات crosslinked)(معقدة الترآيب ومتشابكة

وام لبة الق ا ص از بأنه ي وعد (hard)وتمت ذوبان ف ة ال يم

.المذيبات الشائعة

ة (وذات مقاومة عالية تجاه الحرارة ر قابل بفعل لالنصهار غي

).الحرارة

112

112

رارة وال ر موصلة للح ون غي اءوتك ة التوصيل( كهرب ، )رديئ

ة زاء العازل دات واألج ي صناعة المع ادة ف تعمل ع ذلك تس ول

. للحرارة والكهرباء

(Thermoplastics) يل البالستيكات املطاوعة للحرارةحتو غري مطاوعة للحرارة ىل بوليمراتإ

رارة ة للح تيكات المطاوع ل البالس ن تحوي ويمك

(Thermoplastics) وليمرات إ ى الب رق ل ة بط ر المطاوع غي

.آيميائية أو فيزيائية

: من الطرق الكيميائية

ابكة ات ش رف بمرآب ي تع ات الت ض المرآب افة بع إض

(crosslinking agents) ى ا إل خينها مع م تس تيكات ث البالس

وليمر ة ب وليمر مكون ل الب ين سالس ابك ب اعالت التش دث تف فتح

. (crosslinked polymer)متشابك

لفيزيائية من الطرق ا

ة ة عالي عة ذات طاق ى أش تيك إل ريض البالس تع

(high energy radiation) ؤدي ىت اعالت إل دوث تف ح

. التشابك بين سالسل البوليمر

113

113

Elastomersالبوليمرات املرنة املطاطية ) ج

اط ة بالمط ة المتمثل وليمرات المرن ه للب زة بأنواع فات متمي ص

تطالة غط (extensibility or elongation) آاالس بالض

. (resilience or resiliency)وقابليتها على التمدد والتقلص

ة ار صفات المرون وليمرات إلظه ن الب ذا الصنف م ة ه إن قابلي

ى د عل ة تعتم ات البوليمري ة الجزيئ ة طبيع ل الطويل ذات السالس

ة ورة المرن ها بص ى بعض ة عل عيات ملتف ي وض ودة ف الموج

ل عشوائية وليمر أق ة الب ايتي جزيئ بحيث أن معدل المسافة بين نه

دة ي الوضعية الممت ة ف ون الجزيئ دما تك افة عن ن المس ر م . بكثي

وليمرات وبصورة عامة تكون درجة حرارة اإلنتقال الزجاجية للب

ون ث تك ا حي تخدم فيه ي تس رارة الت ة الح ن درج ل م ة أق المرن

. يةالسالسل البوليمرية حرة في الحرآة الموضع

ة ا الزجاجي ة انتقاله اض درج ة بانخف وليمرات المرن ز الب وتتمي

(Tg) .

ة ناعيا بمثاب تعملة ص وليمرات مس ن الب ة م واع مختلف اك أن هن

دول ين الج ة ويب وليمرات مرن ن ) ٣( ب واع م ذه األن م ه أه

.البوليمرات

114

114

)أنواع المطاط الصناعي(أهم البوليمرات المرنة )٣( جدول صناعته إدخالتاريخ الكيميائيالترآيب المطاط

المطاط الطبيعي

).أيزوبرين -٤، ١سس (بولي

-

)بولي آلوربرين(النيوبرين

1931

مطاط النتريلnitrile rubber

أآريلونتريل -آوبوليمرات البيوتادايين

1937

ب. مطاط س (S. B. Rubber)

بيوتادايين – ستيرينآوبوليمرات ال1937

مطاط البيوتيلbutyl rubber

رين (أزيوبرين –آوبوليمرات األيزوبيوتين نسبة اليزوب(0.6 – 3.5 %)

1934

بيوتادايينالمطاط

(butadiene rubber)

)٢، ١و ٤، ١ –ترانس – ٤، ١ –سس (بولي بيوتادايين

1961

البولي بيوتادايين المحتوي على نسبة عالية من األيزومير سس

1960

1961 بولي أيزوبرين الصناعي – ٤، ١سس بولي أيزوبرين

مطاط اإليثيلين بروبلين

بروبيلين –آوبوليمرات اإليثيلين

1962

.والدايين بروبيلين –آوبوليمرات اإليثيلين مطاط اإليثيلين بروبيلين

1963

115

115

Fibersاأللياف ) د

عة الخيوط المستخدمة في لصناوتشمل هذه البوليمرات الصالحة

وع صناعة األقمشة والفرش، وتكون هذه البوليمرات عادة من الن

ور رة (crystalline polymer) المتبل ك آبي وى تماس وذات ق

. بين جزيئاتها

:يتميز هذا الصنف من البوليمرات مبواصفات خاصة

.آالقوة والمتانة

.وقابليتها على التبلور

لبوليمرية قادرة على الترتيب باتجاه ويجب أن تكون السالسل ا

.الليف لكي تكسبه القوة والمتانة محور

ة ا الزجاجي بيا (Tg)ويجب أن تكون درجة انتقاله ة نس مرتفع

.تقاوم ظروف اإلستخدام آالغسل والكوي وغيرها

ة و ة خطي ل البوليمري ون السالس ة ويجب أن تك ليست متفرع

. فباتجاه محور اللي لكي يمكنها أن تتراص

ة ذلك يستوجب أن . ويجب أن تكون القوى الجزيئية فيها عالي ل

ادرة تقطبة ق اميع مس ى مج وليمر عل ل الب وي سالس ى تحت عل

.ربط سالسل البوليمر مع بعضها

116

116

اه الحرارة والضوء ة تج وليمرات ثابت ويجب أن تكون هذه الب

. واألآسدة والتحلل تحت ظروف الغسل واإلستخدام

ادرة ون ق ل األصباغ ويجب أن تك ى تقب دة ( عل ة جي ا قابلي له

العرق وذات قابلية المتصاص الرطوبة الناتجة عن )للصباغة

تقرة د الشحنات المس ة عن (Static Charges)لتبدي الناتج

. احتكاك المالبس مع الجسم

. من مواصفاتها منع الشحنات المستقرة

:بوليمرات هذا الصنف ومن أهم

.)البولي أميدات(النايلون

.البولي أسترات الخطية

).األلياف األآريلية( )أآريلو نتريل(بولي

. البولي بروبيلين وغيرها

Adhesive and Coatingsاللواصق واملواد الطالئية ) هـ

. تستخدم نسبة آبيرة من البوليمرات آمواد الصقة وآمواد طالئية

وليمر ة الب دد طبيع ي تح ي الت قة ه طوح الالص ة الس إن نوعي

ورق ال مناسب اللتصاقها فإذا آانت السطوح نفاذة مثل الخشب وال

ة ألن اإللتصاق وليمرات المعروف واع الب فيمكن استخدام معظم أن

117

117

وليمر في هذه الحالة ائي لسالسل الب داخل الفيزي يكون بسبب الت

. الالصق بين السطحين

ا ففي أما إذا آانت السطوح غير نفاذة آالمعادن والزجاج وغيره

تقطبة هذه ا ى مجاميع مس ا عل وليمر حاوي لحالة يجب أن يكون الب

ين ي تحصل ب وى الت دة بفضل الق ة اللصق جي ون عملي ي تك لك

. المجاميع المستقطبة والسطوح المستقطبة غير النفاذة

: ومن األمثلة على البوليمرات املستخدمة كلواصق

(arabic gum)البوليمرات الطبيعية آالصمغ العربي

. والصمغ الحيواني

والمطاط الطبيعي

واأللبومين

والدآسترين

. والنشأ وغيرها

أهم أصناف البوليمرات المحضرة المستخدمة ) ٤( ويبين الجدول

. آلواصق

ى نيفها عل د تص وليمرات يعتم ن الب رى م ناف أخ اك أص وهن

ماغ ا األص تخداماتها ومنه تيكية –اس ائق البالس الم أو الرق األف

films – األصباغ البالستيكية وغيرها .

118

118

أهم أصناف البوليمرات الصناعية المستخدمة آلواصق) ٤( جدول acrylic adhesives اللواصق األآريلية

cellulose acetate, butyrate, nitrate خالت، بيوتيرات، نترات السليلوز

epoxides اإليبوآسيدات

synthetic rubber )وبرينمطاط النتريل ومطاط الني( المطاط الصناعي

polyisocyanates بولي أيزوسيانات

راتنجات الميالمين فومالدهيد

أو الفينول فورمالدهيد

أو اليوريا فورمالدهيد

melanoplast

phenolplast

uroplast

polyamides بولي أميدات

polyesters بولي أسترات

polyurethanes بولي يوريثانات

polyvinyles تفينيالبولي

polysilicones بولي سيليكونات

119

119

رالتصنيف املعتمد على الشكل البنائي جلزيئات البوليم: رابعا Classification Based on the Structural Shape of Molecules

ات ائي للجزيئ كل البن اس الش ى أس وليمرات عل نف الب تص

ية تخت ناف رئيس ة أص ى ثالث ة إل ها البوليمري ي خواص ف ف ل

: الفيزيائية والميكانيكية وفي استخداماتها

Linear Polymersالبوليمرات اخلطية ) أ

ة مرتبطة مع بعضها وليمرات تكون الوحدة الترآيبي ذه الب في ه

وليمرات بطرق خاصة ذه الب . بشكل خطي متواصل، تحضر ه

ن ومروم ى مون ة عل وليمرات ذات قابلي ذه الب ون ه ة تك ات معين

از بخواصها الت ة األخرى وتمت بلور أآثر من األصناف البوليمري

. الميكانيكية المرغوبة

: ومن األمثلة على هذه البوليمرات

ة الي الكثاف ين الع ولي إيثيل (high density – polythylene)الب

وع زي ن ن اعدة م ل مس تخدام عوام ر باس ذي يحض ا -رجلال نات

(Ziegler-Natta catalyst) .ذ ون له وليمرات سالسل يك ه الب

). أ١(خطية غير متفرعة آما في الشكل

120

120

شكل تخطيطي يوضح أنواعا مختلفة من السالسل البوليمرية ) :١(شكل

بوليمر متشابك) بوليمر متفرع هـ) ، ج، دبوليمر خطي ب) أ

Branched Polymersالبوليمرات املتفرعة ) ب

ة إ وليمرات المتفرع ون الب تخدام تتك بب اس ا بس ومرم ات مون

اعالت ض التف دوث بع بب ح ة أو بس اميع الفعال ددة المج متع

رع من الجانبية، تكون جزيئة البوليمر بشكل متفرع ويختلف التف

د تكون ثحي طول الفرع الجانبي وموقعه على سلسلة البوليمر فق

لة الرئيسية أو بشكل هذه الفروع مرتبة بشكل صليبي على السلس

. )ب، ج، د ١( سلمي آما هو مبين في الشكلمشطي أو

121

121

ة وليمر الفيزيائي فات الب ى ص ر عل أثير آبي ات ت ذه التفرع له

ا m(T(آقابليتها على التبلور ودرجة انصهارها ودرجة انتقاله

.وعلى صفاتها الميكانيكية المختلفة g(T(الزجاجية

ذا ي ه ة الحاويوف وليمرات الخطي ين الب ز ب ال يجب التميي ة المج

سالسلها على مجاميع معوضة آحلقة البنزين أو مجموعة الميثيل

ولي ي الب ودة ف ور الموج تيرينأو ذرة الكل روبيلين س ولي ب والب

ولي د ال(وب لآلوري والي ) فيني ى الت ة عل اميع المعوض ألن المج

وليمر ة للب دة الترآيبي ن الوح زءا م ر ج ون تعتب رع يتك ألن التف

. رآيبيةعادة من عدد من الوحدات الت

: ومن األمثلة على هذه البوليمرات

(Low Density Polyethylene)بولي إيثيلين المنخفض الكثافة

122

122

(crosslinked polymers)البوليمرات املتشابكة ) ج

وليمرات ن الب نف م ذا الص ي ه ة ف ل البوليمري ون السالس تك

أآثر من م ع واحد متشابكة مع بعضها ومرتبطة مع بعضها ب وق

). ١ الحظ الشكل(

ر (degree of crosslinking)إن لدرجة التشابك أثير آبي ت

.على صفات البوليمر الفيزيائية والميكانيكية

: فبازدياد درجة التشابك

.تقل الصفات المطاطية

.ترتفع درجة اإلنصهار

ل ر قاب وليمر غي ة يصبح الب ابك عالي ة التش ون درج دما تك عن

. ر موصل للحرارة والكهرباءوغي لالنصهار

: ومن األمثلة على بوليمرات هذا الصنف

ا االر لبة حراري ات المتص (thermosetting resins) تنج

: مثل

.راتنجات اليوريا فورمالدهيد

. الفينول فورمالدهيد وغيرها

123

123

التصنيف املعتمد على جتانس البوليمرات: خامسا mogeneity of PolymersClassification Based on the Ho

Homopolymersالبوليمرات املتجانسة ) أ

دات ن الوح د م وع واح ن ن ون م ي تتك وليمرات الت دعى الب ت

البوليمرات المتجانسة ة ب ين الجدول . الترآيبي اذج من ) ١(يب نم

.هذه البوليمرات

ة فالبولي إيثيلين مثال يتكون من نوع واحد من الوحدات الترآيبي

ولي (-CH2-CH2–)اإليثيلين وهي وحدات وآذلك الحال مع ب

ين آوحدات االت اإليثيل تيرفثاالت اإليثيلين الذي يتكون من تيرفث

:ترآيبية

Copolymers) الكوبوليمرات(البوليمرات املشرتكة ) ب

ن وليمرات م ن الب نف م ذا الص ة له ل البوليمري ون السالس تتك

. بيةأآثر من نوع واحد من الوحدات الترآي

ن ر م تخدام أآث ة الس وليمرات نتيج ذه الب ون ه ومرتتك مون

. واحد

124

124

وليمر هو لة الب إن ترآيب الوحدات الترآيبية المختلفة في سلس

. الذي يحدد طبيعة وخواص الكوبوليمر الناتج

طة ن بواس ة، يمك ة مهم واص تطبيقي وليمرات بخ از الكوب تمت

العديد من تحسين (co-polymerization)البلمرة المشترآة

دة في ر من الخواص الجدي وليمرات وإدخال الكثي خواص الب

. البوليمر المشترك

: (SB)مطاط فلو أخذنا

وليمر ال( تيرينآوب ادايين س بيوت

(styrene butadiene copolymers)

:فإنه يتكون من نوعين من الوحدات الترآيبية هي

و

از ولي ويمت واص الب ن خ ف ع واص تختل اتج بخ وليمر الن الب

. والبولي بيوتادايين ستيرين

125

125

Composite Polymersالبوليمرات املركبات ) ج

المرآبة المواد البوليمرية التي تتكون من تبالبوليمرايقصد

ر ات أو أآث ن المكون وعين م ى .ن منة عل ادة متض ون ع وتك

ر متجانسة ا غي ر أي أنه (heterogeneous)طورين أو أآث

. في المدى المجهري على األقل

ات ض المكون افة بع ن إض ة م وليمرات المرآب ون الب تتك

ة انس بغي وليمر المتج ى الب رى إل ه تاألخ ر بعض خواص تغي

.ال صفات جديدة على البوليمروإدخ

ــوليمر ــا يف الب ــول عليه ــوب احلص ــفات املرغ ــم الص أه : املركب الناتج من البوليمر املتجانس

الدة ) ١ ادة ص ه (stiffness)زي وليمر وقوت (strength)الب

.(dimensional stability)وثبات أبعاده

.(impact strength)زيادة قوة البوليمر للتصادم ) ٢

وه ) ٣ رارة التش ة ح ع درج (distortion temperature)رف

.للبوليمر

.(mechanical damping)زيادة التضاؤل الميكانيكي للبوليمر ) ٤

.تقليل نفاذية البوليمر للغازات والسوائل) ٥

.تغير بعض الصفات الكهربية للبوليمر) ٦

126

126

.تقليل آلفة البوليمر) ٧

ه ) ٥(يبين الجدول د تقويت ين عن ولي إيثيل تغير بعض صفات الب

.(glass fibers)بواسطة األلياف الزجاجية

دول ين )٥(ج ولي إيثيل ة للب واص الميكانيكي وى بعض الخ ة المق الي الكثاف الع

بواسطة األلياف الزجاجية

الخواصالنسبة المئوية الوزنية لأللياف الزجاجية

(%)المضافة 0 10 20 30

قوة الشد Tensile Strength × 10-6 N/m2

25.5 41.8 60.9

69.8

قوة اللويFlexural Strength × 10-6 N/m2

20.7 44.2 67.2

84.7

معامل اللويFlexural Modulus × 10-8 N/m2

8.6 24.3 40.3

54.9

درجة حرارة التشوه تحت قوة 4.6 × 105 N/m2

71 116 129 130

Impact Strengthقوة التصادم N/m) مقاسة بواسطة الكرات الساقطة(

18.1 4.0 2.8 1.7

وليمر ى ب إن هذا ال يعني أن جميع المزايا السابقة يمكن إدخالها ال

وليمر واحد ة الب ى طبيع د عل ا تعتم ة إال أنه بإضافة مكونات معين

وليمر ى الب ادة المضافة إل وع الم ات ون ألن إضافة بعض المكون

نيعية اآل التص عوبات والمش احب بعض الص وليمر تص ى الب إل

ه، . وتغير بعض الصفات الفيزيائية للبوليمر وازن علي يجب أن ت

127

127

ر المرغوب رات غي ي الصفات الناتجة مع التغي ة والصعوبات الت

. ترافق التصنيع

ات المضافة ددها صفات المكون ة تح وليمر المرآب إن صفات الب

داخل ة الت ا وطبيع ة دقائقه ة وطبيع ا الفيزيائي وليمر آحالته إلى الب

. بين البوليمر والمواد المضافة

: امنه (additives)وهناك أنواع خمتلفة من املضافات : Fillersاملالئات ) ١

ادة وا وليمر لغرض زي ى الب لتي تكون عادة مواد صلدة تضاف ال

بعض )٦( ويبين الجدول. صالدته ات المناسبة ل واع المالئ م أن أه

. البوليمرات المهمة صناعيا

Plasticisersامللدنات ) ٢

ة ان مرتفع ارة عن سوائل ذات درجات غلي ويجب أن . وهي عب

د راري جي ات ح دنات بثب از المل د إض. تمت دنات وعن ىافة المل إل

البوليمرات تقل صالدتها وتزداد مرونتها وتنخفض درجة انتقالها

. الزجاجية ودرجة انصهارها

الك ) ٣ اف أو أس ة ألي ى هيئ افات عل واع المض ون بعض أن تك

د تكون ذات أشكال وتراآيب أخرى ال يسع المجال معدنية أو ق

. لمناقشتها في هذا المقرر

128

128

دول ات )٦( ج ض المالئ وليمرات (Fillers)بع ض الب ع بع تخدمة م المس Compositesالصناعية لتكوين البوليمرات المرآبة

Fillers تالمالئا البوليمر polystyrene ستيرينبولي

اسبستوس، حبيبات زجاجية، ملح اآريلونتريل –رين يآوبوليمر الست

styrene acrylonitrile - copolymer

ن، حبيبات زجاجيةاسيت انياليد، انثراسي

polyethylene بولي إيثيلين

وم، حوق األلومني ود، مس ون األس يليكا، الكرب الس .وليناؤالك

polypropyleneبروبيلين بولي

اسبست الملدن ) لينيآلوريد الف(بولي

poly vinyl chloride (PVC)

.حبيبات زجاجية، آربونات الكالسيوم، الكاؤولين

epoxy resinsوآسيراتنجات اإليب

الزجاج، الرمل Polyurethane يولي يوريثان

ملح، مسحوق األلومنيوم الكربون األسود، مسحوق الزجاج butyl rubberالمطاط البيوتيلي

بروبيلين –مطاط اإليثيلين ethylene – propylene – rubber

الكربون األسود

Polymer Blendsاملخاليط البوليمرية ) د

ر من يتكون هذا الصنف من البوليمرات وعين أو أآث من مزج ن

واص اتج خ زيج الن ون للم ا، يك ا فيزيائي وليمرات مزج الب

ل . ميكانيكية مرغوبة إن هذا النوع من البوليمرات مألوف في حق

وليمري يط ب ا تصنع األنسجة من خل ا م اف الصناعية فغالب األلي

ف ن وا . مختل ن القط زيج م ثال م وف م تر أو الص ولي إس لب

ا ك . واألآريليك أو النايلون والقطن وغيره ى ذل ة عل ومن األمثل

ت ولي س ولي يالب ن الب زيج م ر م ذي يعتب دد ال ل للتم رين القاب

. والبولي بيوتادايين ستيرين

129

129

لنوع تصنيف البوليمرات وفقا : سادسا التفاعل الكيميائي املؤدي اىل تكوينها

Classification of Polymers Based on the "Polymerization Reaction"

ى ؤدي ال ي ت هناك طرق مختلفة لتصنيف التفاعالت الكيميائية الت

وليمرات ير الب اعالت . تحض نف التف ن أن تص ن الممك فم

: البوليمرية

على أساس النوعية الميكانيكية التي تتم بها التفاعالت

ة ى طبيع نيف عل ون التص ن أن يك ن الممك ات وم الجزيئ

. البوليمرية المتكونة أو غير ذلك

: الى نوعين اوسنبين فيما يلي هذه األنواع بتقسيمه

:التصنيف القديم للبوليمرات ويشمل :أوال

البوليمرات الناتجة من تفاعالت التكثيف) أ

(condensation polymers)بوليمرات التكثيف (

افةالبوليمرات الناتجة من تفاعالت اإلض) ب

(addition polymers)بوليمرات اإلضافة (

130

130

ــا ــوليمرات أو التصــنيف : ثاني التصــنيف احلــديث للب املبني على ميكانيكية منو السلسلة البوليمرية

Classification Based on the Mechanism of Chain Growth

:وتشمل

البلمرة ذات النمو المتسلسل السريعة نسبيا ) أ

chain growth polymerization

)التدريجي( البلمرة ذات النمو الخطوي) ب

step growth polymerization

:التصنيف القديم للبوليمرات ويشمل : أوال البوليمرات الناجتة من تفاعالت التكثيف) أ (Condensation Polymers)بوليمرات التكثيف (

وليمرا ذه الب ة الم توه دة الترآيبي يغة الوح ون ص ررة تك تك

ومر ال(لجزيئاتها تختلف عن صيغة جزيء المرآب البسيط ) مون

ها ع بعض ه م ل جزيئات ن تفاع وليمر م ون الب ذي يتك ذه . ال وه

ي يلوالب ة ف ف المعروف اعالت التكثي ة لتف ون نتيج مرات تتك

: الكيمياء العضوية مثل

(Ester)تفاعالت تكوين األستر

وغيرها (Amide)وتكوين األميد

131

131

ا والتي ين . تج من تكوينها خروج جزيئات الماء أو النشادر وغيره

يغة تالف ص بب وراء اخ و الس انوي ه تج الث ذا المن روج ه وخ

يغة ال ن ص وليمر ع ة للب دة الترآيبي ومرالوح إن . مون الي ف وبالت

الصيغة الجزيئية للوحدة المتكررة في البوليمر تكون أصغر من

زيئيتين لل وع الصيغتين الج ومرمجم ي ين الممون ا ف دين، آم تح

:المثال التالي

: فالصيغة الجزيئية للبوليمر الناتج

poly (hexamethylene adipamide)

:هي آاآلتي

(C12H22N2O2)n

:هي مونومربينما الصيغة الجزيئية لل

(C6H10O4 + C6H16N2)

132

132

:حيث

C6H16N2 : ل ين يمث ين داي أم ا ميثيل هكس

(H2N-(CH2)6NH2)

C6H10O4 : ل كيمث امض األديبي ح

(HOOC – (CH2)4-COOH) .

: ومجموع ذرات الجزيئة من األول والجزيئة من الثاني هو

(C12H26N2O4) =(C6H10O4 + C6H16N2)

ل من ويالحظ أن صيغة البوليمر يحتوي على عدد من الذرات أق

ويرجع السبب إلى فقدان جزيء من . حدةات المتمونومرذرات ال

ا الماء عند اتحاد جزيء من حامض األديبيك مع جزيء من هكس

.السابقة ميثيلين داي أمين آما في المعادلة

133

133

البوليمرات الناجتة من تفاعالت اإلضافة ) ب Addition Polymersرات اإلضافة وليمب

دة الترآ يغة الوح ون ص وليمرات تك ذه الب ررة وه ة المتك يبي

ا مع صيغة جزيء المرآب البسيط لجزيئاتها متشابهة تمام

. الذي يتكون البوليمر من تفاعل جزيئاته) مونومرال(

ات افة لمرآب اعالت اإلض ة تف ون نتيج وليمرات تتك ذه الب وه

ر المشبعة تج من األوليفينات الهيدروآربونبية غي ذلك ال ين ول

ل ة مث واد ثانوي روج أي م ا خ وين تكوينه د تك دث عن ا يح م

. التكثيف بوليمرات

: مثال ذلك

رة ال (polystyrene) ستيرينالبولي تج من بلم ذي ين تيرين ال س

: آما يلي

134

134

التصنيف احلديث للبوليمرات أو التصنيف: ثانيا املبني على ميكانيكية منو السلسلة البوليمرية

Classification Based on the Mechanism of Chain Growth

ار الصفات يأخذ هذا النوع من التصنيف للبوليمرات بعين اإلعتب

ي وزن الجزيئ ة ال اتج وخاص وليمر الن ة للب ة والطبيعي الفيزيائي

ة للبوليمر ة والفيزيائي ه معظم الصفات الميكانيكي الذي تعتمد علي

. للبوليمرات

ة ى ميكانيكي ا عل د آلي اتج إذا تعتم اعالت إن طبيعة البوليمر الن تف

لذا البلمرة والخطوات التي تتم بها عملية بناء السلسلة البوليمرية،

وليمر فات الب إن ص لة ف و السلس ة نم ى ميكانيكي د عل اتج تعتم الن

(chain growth mechanism) )اء و بن لوب نم ى أس عل

.)جزيء البوليمر

: وهذا يقسم عمليات البلمرة الى نوعين لسل السريعة نسبيا البلمرة ذات النمو املتس) أ Chain Growth Polymerization

البوليمرات ذات النمو املتسلسل Chain Growth Polymers

دأ البلمرة ذات النمو المتسلسل السريعة نسبيا متاز ت ة تب أن العملي ب

دء ماة بخطوة الب ى المس الخطوة األول ا (Initiation)ب حيث فيه

ى ال األول ز الفع ون المرآ و (active center)يتك ل للنم القاب

135

135

اني وثالث ومر ث اد بمون ون واإلتح ال المتك ز الفع إن المرآ ذا ف وهك

ا ه مؤدي دا حال تكوين ى يكون نشيطا بحيث ينمو بسرعة هائلة ج إل

تمتاز هذه . تكوين سلسلة بوليمرية طويلة عالية في الوزن الجزيئي

: هي التفاعالت بصورة عامة بأنها تتم بثالث خطوات أساسية

Initiationالبدء ) ١

Propagationالتكاثر ) ٢

Terminationاإلنتهاء ) ٣

ذه ون ه ا أن وتك ة، آم ي الميكانيكي رعة وف ي الس ة ف وات مختلف الخط

ر ر من سرعة الخطوات األخرى األم ون أآب اثر تك سرعة خطوة التك

. جداالذي يؤدي إلى تكوين سلسلة بوليمرية طويلة في وقت قصير

ملخص ملفهوم البلمرة ذات النمو املتسلسللة اعالت المتسلس ة للتف وليمرات نتيج ذه الب ون ه Chain)تتك

Reaction) ومر (التي تحصل للجزيئات البسيطة وتعرف باسم ) المونذه و به افة تنم وليمرات اإلض م ب لي ومعظ و السلس وليمرات النم ب

ادة ل . الطريقة وليمرات تكون المونومرات المستخدمة ع ذه الب تحضير هبعة ر مش ومر (unsaturated)غي ات المون ين جزيئ اط ب تم اإلرتب وي

ا بشكل جذور حرة ا إم نتيجة النفتاح األواصر المزدوجة الموجودة فيهات كل أيون رة اإلضافة . أو بش ادة ببلم رة ع ن البلم وع م ذا الن دعى ه ي

(AdditionPolymerization) ر ي تحض وليمرات الت دعى الب وتوليمرات اإلضافة ذه . (AdditionPolymers)بهذه الطريقة بب وفي ه

: الطريقة ينمو البوليمر بمعدل سريع جدا ) ١ .آما يتميز بأن له وزن جزيئي عال جدا في معظم األحوال) ٢

136

136

يل بواسطة اجلذور احلرةفينات المونومرميكانيكية بلمرة Mechanism of Free Radical

Polymerization of Vinyl Monomers

ذ ة نأخ ذه الميكانيكي يح ه تطيع توض ي نس ومرلك يغته مون ص

ة د تكون xحيث (CH2 = CH)الجزيئي أو (R-)أو (H-)ق

(-CH=CH2) أوCl أو(-OH)...أو الخ .

واد ود بعض الم رة بوج ذور الح رة بواسطة الج ة البلم دأ عملي تب

ات مى البادئ ل تس ة للتفاع درا (initiators)البادئ ون مص وتك

اء التفاعل رة داخل إن د الجذور الح ز لتولي وألجل التبسيط يرم

. (I)بالحرف للبادئ

وتتكون اخلطوات الثالث لتفاعل البلمرة باجلذور احلرة كما يلي

Initiation Stepمرحلة البدء ) ١

اديء ك الب من تفك رة (I)وتتض ذورا ح ا ج مكون

(free radicals) ات ى جزيئ رة ال ذور الح ذه الج افة ه م إض ث

) : جذور حرة جديدة(مكونة مراآز فعالة مونومرال

137

137

Propagation Stepمرحلة التكاثر ) ٢

ى افته ال ك بإض ال وذل ز الفع و المرآ ة نم ذه المرحل وتتضمن ه

: ات أخرى آما يأتي مونومرلالرابطة المزدوجة

Termination Stepمرحلة اإلنتهاء ) ٣

وتتضمن هذه المرحلة اختفاء المراآز الفعالة على السلسلة النامية

ا مى . وانتهائه ة تس اعالت مختلف طة تف اء بواس ة اإلنته تم عملي وت

. (termination reaction)بتفاعالت اإلنتهاء

138

138

:ما يلي االنتهاءأهم تفاعالت بواســـطة ازدواج اجلـــذور احلـــرة االنتهـــاءتفـــاعالت ) أ

Coupling Reaction

تفاعالت اإلنتهـاء نتيجـة النتقـال السلسـلة الناميـة ) بChain Transfer

ى مونومروقد يتم انتقال السلسلة النامية الى ال أو الى المذيب أو ال

: السلسلة البوليمرية نفسها آما هو مبين في التفاعالت التالية

: املونومر إىلانتقال السلسلة النامية )١

139

139

املذيب إىلنتقال السلسلة النامية ا )٢ Chain Transfer to Solvent

: البادئىل إانتقال السلسلة البوليمرية ) ٣

ة مع الجذر الحر يمكن أن حيث ة النامي لة البوليمري تتحد السلس

األولي للجذر الحر باالنتهاءيسمى هذا النوع من اإلنتهاء . للبادئ

(primary radical termination)

ز ادة ترآي ة بزي ذه الطريق اء به ل اإلنته رعة تفاع د س ادئتزي الب

.وبخفض درجة حرارة البلمرة

انتقال السلسلة النامية اىل جزيئات بوليمرية منتهية ) ٤Chain Transfer to Polymer Molecules

140

140

انتقال السلسلة اىل نفسها) ٥

. آما في البولي إيثيلينويحدث أحيانا

ة ومن الج د المتكون من جزيئ دير بالذآر أن المرآز الفعال الجدي

ن ال د م و بإضافة مزي ى النم ادر عل وليمر ق ومرالب ا مون ات مكون

. جزيئة بوليمرية متفرعة

ــــاعالت ) ج ــــطة تف ــــاء بواس ــــاعالت اإلنته ــــمحاللتف االضDisproportionation

داهما تشترك سلسلتان ناميتان في هذه التفاعالت فتتحول إح وهنا

لة ى سلس إلى سلسلة منتهية برابطة مزدوجة واألخرى تتحول إل

: بوليمرية مشبعة غير قادرة على النمو آما هو مبين أدناه

141

141

الناجتــة عــن إضــافة عوامــل خاصــة االنتهــاءتفــاعالت ) د Termination Agentsتنهي السالسل النامية

ا أ ي بإمكانه ل الت ذه العوام ن ه ة م واع مختلف اك أن ف هن ن توق

ا مع المرآز ك بتفاعله تفاعالت التكاثر أو تقلل من سرعتها، وذل

ة ة النامي ذه (growing active center) الفعال مى ه وتس

ـ ة (العوامل ب ع (inhibiting agents)العوامل المانع أو الموان

(inhibitors) ؤخرة ل الم مى بالعوام رى تس واد أخ اك م وهن

اعالت و لتف ات (retarding agents)النم أو المعوق

(retardants) . دى ي م و ف وعين ه ذين الن ين ه تالف ب واإلخ

ا ع بإمكانه النوع األول أي الموان و، ف اعالت النم تأثيرهما على تف

ا اثر توقف اعالت التك ف تف ة وتوق ل النامي ع السالس ل م أن تتفاع

. تاما

142

142

بواسـطة تكـوين فينيـلات المونومرميكانيكية بلمرة )كاتيونية(املوجبة األيونات

Cationic Polymerization of Vinyl Polymers

ومرات ال رة مون ة بلم يح ميكانيكي ن توض ليمك تعمال فيني باس

عندما تكون وذلك (CH2 = CHX)مونومر ذو ترآيب آيميائي

X ات ة لإللكترون (electron donating group)مجموعة واهب

أو غيرها وتتضمن (OR-)، (C2H5-)، (CH3-)، (OH-)مثل

ا ابهة لم ية مش ل أساس الث مراح ة ث ذه الميكانيكي ي ه ا ف ذآرن

: ميكانيكية البلمرة بالجذور الحرة وهذه الخطوات هي

Initiation Stepمرحلة البدء ) ١

اديء ة الب اط جزيئ ة ارتب ذه المرحل من ه (initiator)وتتض

ب ون موج ة أي ال بهيئ ز فع وين مرآ المونومر وتك اتيون (ب آ

(cation ادة ون ع اديء يك إن الب ذلك ف تد ، ل امض برونس ح

(bronsted acid) اء أو حامض ويس مع الم . (Lewis acid) ل

ي من حامض دروجين اآلت ون الهي ولو فرضنا أن الباديء هو أي

دء فإن H2SO4أو حامض HClبروتوني مثل ة الب تكون مرحل

: آما يأتـي

143

143

Propagation Stepمرحلة التكاثر أو اإلنتشار ) ٢

ى المراآز ومر ال د من المون وتتلخص هذه المرحلة بإضافة مزي

:الفعالة وتكون هذه الخطوة سريعة جدا

Terminationمرحلة اإلنتهاء ) ٣

: تحدث تفاعالت اإلنتهاء

ة ) ١ ة برابط ة منتهي لة بوليمري وين سلس ون وتك دان بروت بفق

:مزدوجة آما يأتي

144

144

ي فعال )٢ د تنته اعالت وق الل تف ن خ ة م لة النامي ة السلس ي

لة ال السلس ق (chain transfer) انتق ن طري ك ع وذل

ة ى انتقال بروتون من السلسلة النامي ا إل ومر آم ة مون جزيئ

:في المعادلة التالية

األيون اد ب ل لإلتح وتنتهي هذه السلسلة عند إضافة أيون سالب قاب

. الموجب

145

145

بواسطة تكوين فينيلات المرمونوميكانيكية بلمرة األيونات السالبة

Anionic Polymerization of Vinyl Monomers

ومرات ال لإن مون ي فيني ة ه ذه الطريق ا به ن بلمرته ي يمك الت

ات احبة لإللكترون ة س ى مجموع ة عل ومرات المحتوي المون

(electron withdrawing) ومر ذو تخدام مون ة اس ي حال فف

ي ب اآلت ة CH2=CHXالترآي ون المجموع ب أن تك Xيج

ل ات مث احبة لإللكترون أو C6H5أو CH=CH2)(أو CNس

Cl . والمراحل األساسية لهذه الميكانيكية هي آما يلي :

Initiationمرحلة البدء ) ١

ز وين مراآ ومر وتك ات المون ى جزيئ اديء ال افة الب ي بإض وه

قواعد لويس يكون الباديء من نوع). أنيونية(فعالة سالبة الشحنة

(Lewis base) ي ترك ف ر مش ي غي زدوج إلكترون ا م أي له

ون ل أي البة مث -OHتكوين رابطة، أو أن القاعدة تحمل شحنة س

: آما في المعادالت اآلتية

. قاعدة ما تحمل شحنة سالبة -Yمثل يحيث

146

146

Propagation Stepمرحلة التكاثر أو اإلنتشار ) ٢

Termination Stepمرحلة اإلنتهاء ) ٣

تتم مرحلة اإلنتهاء في هذا النوع من البلمرة

ة إلىسط التفاعل وبانتقال بروتون من )١ السلسلة البوليمري

:النامية

د أو قد ) ٢ ون هيدري ة أي -)يحدث أحيانا أن تفقد السلسلة النامي

H) مكونة رابطة مزدوجة آما في المعادلة اآلتية :

147

147

ية أو املنتظمة فراغيا ميكانيكية البلمرة التناسقCoordination Polymerization or Sterioregular Polymerization

ة ى وجه الدق ة عل ر معروف زال غي رة ال ت ذه البلم إن ميكانيكية ه

ة أو بواسطة الجذور الحرة ولكن المعروف . فيما إذا آانت أيوني

ادة م ذي يكون ع ن هو أن البلمرة تتم على سطح العامل الحافز ال

انس ر المتج وع غي تم (heterogeneous catalyst)الن ، وت

ة ن الميكانيكي وع م ذا الن مى ه ة، ويس ر أيوني دة غي وة واح بخط

جمة ة المنس از (conserted mechanism)بالميكانيكي ويمت

تظم رع ومن ل التف وليمر خطي قلي وين ب هذا النوع من البلمرة بتك

اميع الكيميائ ي للمج ع الفراغ ث التوزي ن حي لة م ول السلس ة ح ي

أن البلمرة التناسقية هذه تتم في درجات إلىالبوليمرية هذا إضافة

. حرارة منخفضة

) بلمرة النمو التدرجيي( البوليمرات ذات النمو اخلطي) ب Step-Growth Polymerization

رة وع من البلم ذا الن و الخطي (في ه رة النم ال يوجد مرآز ) بلم

ال و آ (active center)فع رة ذات النم ي البلم ال ف و الح ا ه م

ع ل م ا أن تتفاع ة بإمكانه ة مونومري ل جزيئ ل إن آ ل، ب المتسلس

ة مضاعفة وين جزيئ ان لتك رتبط جزيئت ر (غيرها، فت ائي مي ) الثن

(dimer) ة وقد يرتبط الثنائي مير مع مونومر ثالث لتكوين جزيئ

148

148

ر (ثالثية ي مي ين في المخ trimer) الثالث ا هو مب ذا آم طط وهك

: التالي

1 1 2

2 1 3

2 2 4

3 1 4

3 2 5

M + M M ير ائي م ثن

M + M M ير ي م ثالث

M + M M ير اعي م رب

M + M M ير اعي م رب

M + M M

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

3 3 6

3 4 7

n x n

ير ي م خماس

M + M M ير ي م سداس

M + M M ير باعي م س

M + M M + x ر بوليم

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

ن وع م ذا الن از ه بيا ويمت ة نس اعالت بطيئ ذه التف ون ه وتك

ون ر تك ومر آخ ع مون ومر م ل مون رعة تفاع أن س اعالت ب التف

ة ة المنتهي لة البوليمري ومر مع السلس مساوية لسرعة تفاعل المون

ة ة الدال ى (functional group)بالمجموع ؤدي إل ذا ي ، وه

ا ي أطواله ة ف ة المتباين ل البوليمري ن السالس ر م دد آبي ون ع . تك

ي ون إال ف ة ال تتك ة الطويل ل البوليمري ر أن السالس ى آخ بمعن

. المراحل األخيرة من التفاعل

ا وليمرات يمكن أن تحضر باستخدام آلت وهناك عدد آبير من الب

ة رة الخطي ة (طريقتي البلمرة أي طريقة البلم ة أو طريق ) الخطوي

ولي ير ب ن تحض ثال يمك ل فم و المتسلس والت (النم ايو جاليك ) ث

(poly(thioglycolate) ك و الخطوي وذل حسب ميكانيكية النم

149

149

ة ي المعادل ا ف ومر آم ك آمون امض الثايوجاليكولي تعمال ح باس

: التالية

ل و المتسلس ة النم ب ميكانيكي وليمر حس س الب ر نف ا ويحض آم

(chain growth) د وذلك ببلمرة المونومر ثنائي ثايو جاليكوالي

: عن طريق فتح الحلقة السداسية آما يأتي

: من البوليمرات المشهورة، ويمكن تحضيره من 6 -يعد النايلون

(Caprolactam)الكابروالآتام ) ١

(oxohexamethylene amine-2): وهو علميا يسمى

:أو يحضر من ) ٢

150

150

Aminocaproic Acid δ–أمينو حامض الكبرويك -د(

:آما هو مبين في التفاعلين اآلتيين

151

151

التدرجيي ملخص للبلمرة ذات النمو

تمر ر المس دريجي غي و الت ة النم ون بطريق ي تتك وليمرات الت الب

دريجي و الت وليمرات النم رف بب م (step-growth)وتع ومعظ

. بوليمرات التكثيف تنمو بهذه الطريقة

ذا رف ه ن يع وع م فالن رة التكثي رة ببلم البلم

(condensation polymerization) ا دعى بوليمراته وت

وليمرات التكثيف ذه . (condensation polymers) بب تج ه تن

ف ال ق تكثي ن طري وليمرات ع ومرالب ى مون ة عل ات الحاوي

. أو أآثر (functional groups)مجموعتين فعالتين

وفي هذه الطريقة

بوليمر بمعدل بطيء وتدريجي ينمو ال -

. آما أن وزنه الجزيئي يكون منخفضا نسبيا -

ي سنتحدث ة التفاعل الخطي الت ويجري التفاعل حسب ميكانيكي

.في فصل الحق إن شاء اهللاعنها