البوليمر المشترك (copolymer): هو بوليمر يتكون من نوعين أو أكثر من المونومر. العديد من البوليمرات المهمة تجاريًا هي بوليمرات مشتركة، على سبيل المثال: أسيتات البولي إيثيلين والفينيل (PEVA)، ومطاط النتريل، وأكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS). تُعرف العملية التي يتكون فيها البوليمر المشترك من أنواع متعددة من المونومرات باسم البلمرة المشتركة. وغالبًا ما يتم استخدامه لتحسين أو تعديل خصائص معينة للمواد البلاستيكية. أما البوليمر المتجانس؛ فهو بوليمر يتكون من نوع واحد فقط من وحدة المونومر.

تصنيف الكوبوليمرات:

يتم تصنيف البوليمرات المشتركة بناءً على هياكلها. تُعرف تلك التي تحتوي على سلسلة واحدة باسم الكوبوليمرات الخطية بينما تسمى تلك التي تحتوي على سلاسل جانبية باسم الكوبوليمرات المتفرعة.

ما هي الأنواع المختلفة من الكوبوليمرات الخطية؟
يمكن تصنيف الكوبوليمرات الخطية بشكل أكبر إلى عدة فئات مثل الكوبوليمرات المتناوبة والكوبوليمرات والإحصائية. يتم هذا التصنيف بناءً على ترتيب المونومرات في السلسلة الرئيسية.

كتلة الكوبوليمرات الخطيّة:
عندما يتم ربط أكثر من وحدة بوليمر خطي معًا عبر روابط تساهمية ف؛إن الجزيء الكبير الناتج عن سلسلة واحدة يسمى كوبوليمر مشترك الكتلة.
وتسمى الوحدة الوسيطة التي ترتبط بها سلسلتي البوليمر المتجانس كتلة التوصيل.
يحتوي الكوبوليمر ثنائي الكتلة على كتلتين من البوليمر المتماثل بينما يحتوي الكوبوليمر ثلاثي الكتل على ثلاث كتل متميزة من البوليمرات المتجانسة.
مثال على هذا البوليمر هو أكريلونيتريل بوتادين ستايرين، يشار إليه عادة باسم مطاط SBS.

الكوبوليمرات الإحصائيّة:
الكوبوليمرات الإحصائية هي البوليمرات التي يتم فيها ترتيب اثنين أو أكثر من المونومرات في تسلسل يتبع بعض القواعد الإحصائية.
إذا كان الجزء المولي من المونومر مساوياً لاحتمال العثور على بقايا المونومر في أي نقطة في السلسلة ، فإن البوليمر بأكمله يعرف بعد ذلك بالبوليمر العشوائي.
يتم تصنيع هذه البوليمرات بشكل عام عن طريق  البلمرة الجذرية الحرة.مثال على البوليمر الإحصائي هو المطاط المصنوع من البوليمرات المشتركة للستايرين والبوتادين.
الكوبوليمرات المتناوبة
تحتوي الكوبوليمرات المتناوبة على سلسلة رئيسية واحدة مع مونومرات متناوبة.
بعد النايلون 6،6  مثالًا على البوليمر المشترك المتناوب، حيث يتكون من وحدات متناوبة من الديامين هيكساميثيلين وحمض الأديبيك.
الكوبوليمرات الدورية
تتميز هذه البوليمرات بتسلسل متكرر يتم فيه ترتيب المونومرات في سلسلة واحدة.

التدرج والبوليمرات المشتركة
تسمى البوليمرات المشتركة أحادية السلسلة التي يتغير فيها تركيب المونومرات تدريجياً على طول السلسلة الرئيسية بالبوليمرات المتدرجة. إذا كانت تكتيكات المونومرات تختلف باختلاف الكتل أو الوحدات في البوليمر؛ فإن الجزيء الكبير يعرف باسم البوليمر المشترك.

الكوبوليمر المتفرع
كما يوحي لك الاسم؛ فإن البوليمر المشترك المتفرع هو بوليمر تشكل فيه المونومرات بنية متفرعة. بعض الأنواع الهامة من الكوبوليمرات المتفرعة تشمل الكوبوليمرات النجميّة، والكوبوليمرات المطعّمة وغيرها. يحتوي البوليمر المشترك النجمي على عدة سلاسل بوليمرية متصلة بنفس النواة المركزية.

الكوبوليمرات المطعمة
تعرف البوليمرات المشتركة المتفرعة التي تتميز بسلاسل رئيسية منظمة بشكل مختلف وسلاسل جانبية باسم البوليمرات المشتركة للتطعيم، يمكن أن تكون السلسلة الرئيسية أو السلاسل الجانبية لهذه البوليمرات عبارة عن بوليمرات مشتركة أو بوليمرات متجانسة. البوليسترين عالي التأثير هو مثال مهم على الكوبوليمر المطعم، ويمكن تصنيعها من البلمرة الجذرية الحرّة.

أكمل القراءة

لا بد وأنك تساءلت يومًا عن الأنواع الكثيرة من البلاستيك، وكيف تتدرج هذه المادة من الليونة والخفة في أكياس النايلون إلى المتانة والصلابة كالكراسي والألعاب والقوارب الخفيفة، هذه المنتجات لم تكن موجودة لولا تطور العلم واستخدامه لتقنية البلمرة المشتركة.

البلمرة المشتركة

إن عملية مزج البولميرات المتجانسة هي عمليه ليست سهلة، فقد يحدث فصل للأطوار بسهولة مثل بعض اللدائن الحرارية لذلك تم التغلب على هذه المشكلة عن طريق بلمرة خليط من المونومرات بعملية تدعى البلمرة المشتركة، (والمونومر هو الجزء الأصغر المكون للبوليميرات حيث ترتبط مع بعضها مشكلة سلسلة ضمن عملية تدعى البلمرة وكمثال عليها الغلوكوز والأحماض الأمينية).

أنواع البوليميرات المشتركة:

تتمثل إحدى المشكلات الأساسية في عملية البلمرة المشتركة في معرفة كيفية التلاعب بترتيب الوحدات على أجزاء السلسلة. حيث تتشكل البوليميرات المشتركة بشكل عام من أجزاء مكررة لاثنين أو أكثر من المونومرات المتنوعة، ويتم تصنيفها على أنها بوليميرات مشتركة عشوائية أو بوليميرات مشتركة بديلة.

لتسهيل فهم عملية تكوين البوليميرات المشتركة العشوائية، تخيل نفسك تمسك بمجموعة من المونومرات وترميها في الهواء ثم تشاهدها كيف تسقط على الأرض بشكل اعتباطي، أينما تسقط تلك المونومرات يتم ربطها مع بعضها بسلسلة فريدة من نوعها لتشكل البولميرات العشوائية، أما البوليميرات البديلة، فهي بوليميرات منظمة أكثر حيث تكون أجزائها مرتبة بشكل متنظم.

عندما يتم ترتيب المونومرات بطريقة متناوبة، يسمى بالبوليمر المشترك المتناوب، مثل البوليمر المشترك بوتادين_بولي بروبيلين الذي يتميز بخصائص حرارية فائقة مقارنة مع البولي إيزوبيرين.

صناعة النايلون:

تم تصنيع النايلون لأول مرة في عام 1936م في الولايات المتحدة الأمريكية، على يد كيميائي جامعي يعمل في شركة DuPont, W.H. Carothers، وشارك في تطوير أنواع المطاط الصناعي أهمها البولي كلوروبرين، كما شجع على استغلال البولميرات في الأنشطة التجارية فقام بصنع أول جوارب نايلون، وكان الإقبال عليها كبيرًا وخصوصًا من قبل الإناث، فقد اعتُبرت هذه الجوارب أرخص وأكثر متانة من جوارب الحرير باهظة الثمن والتي لم يستطع غالبية الشعب شراءها.

تطور استخدام النايلون فيما بعد وغزى السوق التجاري بشكل كبير، وفي ظل الحرب العالمية الثانية تم استخدامه للصناعات العسكرية مثل المظلات والحبال وشبكات التمويه للجنود، أما اليوم فهو يستخدم كألياف مجتمعة مثل المنسوجات والحبال أو يستخدم كخيوط أحادية مثل خيوط الصيد وفرشاة الأسنان.

ومع ذلك، فإن الإنتاج الصناعي للنايلون (أو البولي أميد) يعاني من مشاكل صغيرة، مثل وجود كميات قليلة من الشوائب الذي  يمكن أن يمنع نمو البولمير عالي الكتلة الجزيئية بشكل كبير، ومن أجل تجنب هذ المشكلة يفضل تنقية المونومرات بشكل دقيق قبل استخدامها.

تتميز البولميرات المشترك بخصائص وفوائد متنوعة وكثيرة وهذا مايميزها عن البولميرات التي تم تشكيلها من نوع واحد من المونومرات (أو البولميرات المتجانسة)، حيث تقوم بالجمع بين ميزات كل فئة فردية من المونومرات لتشكيل بولمير واحد بخصائص فريدة، على سبيل المثال تتم بلمرة البولسترين مع المطاط لتشكيل مادة لاصقة مصهورة، كما أن رغوة البولي يورثان تظهر مرونة عالية في درجات الحرارة العالية والمنخفضة، وتدخل البولميرات المشتركة في صناعة المستحضرات الطبية والتجميلية ومواد الطلاء وغيرها الكثير من المواد المحيطة بنا.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي البلمرة المشتركة"؟