إحدى الطرق للقيام بذلك هي صنع سلاسل طويلة جدًا (تسمى البوليمرات) من قطع أصغر (مونومرات)؛ وهي عملية ربما لم تسمع بها من قبل ولكن بالتأكيد، في فصل الكيمياء الخاص بك، تستخدم المصطلح بوليمر الإضافة وبوليمر التكثيفستتناول هذه المقالة ماهية البلمرة التكثيفية، وكيف تعمل، وبعض المنتجات التي نستخدمها فيها يوميًا. في النهاية، سوف تجد أن هذه المقالة أكثر منطقية بالنسبة لك!
البلمرة التكثيفية هي عملية فريدة من نوعها تجمع بين كتل بناء جزيئية صغيرة (مونومرات) لإنتاج جزيئات كبيرة حيث تتحد المونومرات الفردية بواسطة روابط تتكون أثناء تكوين الماء. يمكن تحرير (إطلاق) الجزيئات الصغيرة مثل الماء وما إلى ذلك عندما تتراكم هذه المونومرات لتشكيل بوليمر. هذا هو السبب في إضافة كلمة "تكثيف". التكثيف - مصطلح التكثيف يعني التخلي عن شيء أقل أو تركه بينما يتم إنشاء البنية الأكبر.
انواع من سدادة السيليكونهناك العديد من أنواع البلمرة التكثيفية ولكن الآلية التي تشارك فيها تعمل بطريقة مماثلة. لجعل هذه الفكرة أكثر وضوحًا، فكر في نوع واحد فقط من المونومر حيث يبدو الجزءان المتحدان أشبه بحمض الكربوكسيل والكحول. البلمرة مع نوع ثانٍ من المونومر مثل الأمين وكلوريد الحمض هي الطريقة التي يختلط بها هذا المونومر، مرة أخرى مع مجموعات فراغية أخرى. عندما يتحد هذان المونومران المتميزان، يتفاعلان كيميائيًا. يؤدي هذا التفاعل إلى تكوين جزيء صغير، مثل الماء. هذا الرسم التوضيحي هو طريقة منفردة يمكن أن تحدث بها البلمرة التكثيفية!
في حين أن التحولات الكيميائية التي تنطوي عليها عملية البلمرة بالتكثيف قد تبدو شاقة للغاية بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون الكثير عن التفاعلات العضوية، فسوف نلقي نظرة على كيفية عمل ذلك من خلال أحد هذه التفاعلات - البوليستر. من المحتمل أنك تصادف البوليستر بشكل متكرر كمادة في الملابس والتغليف. هناك نوعان من المونومرات المستخدمة لإنشاء البوليستر: حمض الكربوكسيل والكحول. يتفاعل هذان المونومران معًا لإنشاء رابطة كيميائية تسمى رابطة الإستر.
يحدث هذا التفاعل عندما يلتقي الحمض والكحول مع بعضهما البعض. وعندما يتفاعلان، يشكلان إسترًا ويكون الماء منتجًا جانبيًا. هذا التفاعل الأول هو تفاعل استرة. يُضاف مونومر ثانٍ إلى هذا التكوين الذي يتفاعل في موقعين على العنصر المتفاعل الأولي. يؤدي إضافة هذه المواد مرة أخرى إلى إطلاق المزيد من جزيئات الماء، ويساعد ذلك بشكل غير مباشر في بلمرة الإسترات لتكوين سلاسل طويلة. يتم تكرار نسخة موسعة من العملية عدة مرات لتكوين سلسلة بوليمر كبيرة.
تتكون البوليمرات التكثيفية من وحدات بناء صغيرة، وداخل الوحدات توجد مناطق محددة ذات طبيعة محبة للماء وقادرة على التفاعل مع وحدات بناء أخرى لتكوين سلاسل. يمكن لجزيء الوحدة المختارة أن يغير سلوك المنتج النهائي للبوليمر إلى حد كبير. أحد هذه الأسباب هو أنه يمكنك، على سبيل المثال، استخدام أنواع مختلفة من الوحدات، وهذا يحدد مدى قوتها أو ما إذا كانت أكثر مرونة أو ما إذا كانت مقاومة للحرارة وما إلى ذلك.
بالمقارنة مع البلمرة الإضافية، فإن البلمرة التكثيفية أكثر تنوعًا من حيث الخصائص والاستخدام. ومع ذلك، نظرًا لأن جزيءًا صغيرًا يتم إطلاقه في عملية البلمرة التكثيفية، فإن ذلك يجعلها أقل فائدة لإنتاج كميات كبيرة من البوليمر بسبب الصعوبات في التحكم في العملية في بيئة صناعية.