البوليميرات هي عبارةٌ عن موادٍ مصنوعةٍ من سلاسلَ طويلةٍ ومتكررةٍ من الجزيئات، وهذه المواد لها خصائصٌ فريدةٌ تعتمد على نوع الجزيئات وكيفية ارتباطها، فبعضها تنثني وتمتد مثل المطاط والبوليستر والبعض الآخر قاسٍ مثل الإيبوكسي والزجاج.

البوليميرات تلامس تقريبًا كل جانبٍ من جوانب حياتنا، فجميع الناس يستخدمون المنتجات التي تحتوي على هذه المواد من زجاجات المياه إلى الأدوات والإطارات وغيرها، وغالبًا ما يتم استخدام مصطلح البوليمير لوصف المواد البلاستيكية والتي هي البوليميرات الإصطناعية، ولكن الطبيعية منها موجودةٌ أيضًا فعلى سبيل المثال المطاط والخشب هي عبارةٌ عن بوليميراتٍ طبيعيةٍ تتكون من هيدروكربون وإيزوبرين وفقًا لما ذكرته Encyclopedia Britannica، والبروتينات كذلك الأمر هي عبارةٌ عن بوليميراتِِ طبيعيةِ مكونةً من الأحماض الأمينية، إضافةً إلى ذلك فإنّ الأحماض النووية (DNA,RNA) هي بوليميرات النيوكليوتيدات (جزيئاتٌ معقدةٌ تتكون من النتروجين والسكريات وحمض الفوسفوريك).1

أنواع البوليميرات

تصنيف البوليميرات تبعاً لمصدرها

  • البوليميرات الطبيعية

على سبيل المثال البروتينات والنشاء والسيللوز والمطاط إذ يتشكل هذا النوع بشكلٍِ طبيعيٍّ ويوجد في النباتات والحيوانات، ولدينا أيضًا البُوليميرات القابلة للتحلل الحيوي والتي تسمى البوليميرات الحيوية.

  • البوليميرات نصف الإصطناعية

وهي مشتقةٌ من البُوليميرات الطبيعية إلا أنها تخضع للعديد من التعديلات الكيميائية، على سبيل المثال نترات السيللوز وخلات السيللوز.

  • البوليميرات الإصطناعية

وهذه البُوليميرات من صنع الإنسان إذ أنّ البلاستيك هو أكثر البوليميرات الإصطناعية شيوعًا وأكثرها استخدامًا كذلك الأمر، حيث يتم استخدام البُوليميرات الإصطناعية في الصناعات ومختلف منتجات الألبان.

تصنيف البوليميرات على أساس السلسلة

  • البوليميرات الخطية

إذ أنّ هيكل هذه البُوليميرات يحتوي على سلاسل طويلةٍ ومستقيمةٍ، حيث أنّ كلوريد البولي فينيل المستخدم على نطاقٍ واسعٍ لصنع الأنابيب والكابلات الكهربائية هو أحد الأمثلة الحية على البُوليميرات الخطية.

  • البوليميرات ذو السلاسل المتشعبة

عندما تشكل السلاسل الخطية للبوليمير مجموعةً من الفروع عندها يتم تصنيف هذه البُوليميرات على أنها بوليميراتٌ ذات سلاسلَ متشعبةٍ ومن الأمثلة عليها البوليثين منخفض الكثافة.2

ميزاتها

  • يمكن أن تكون البُوليميرات شديدة المقاومة للمواد الكيميائية، فمن الملاحظ أنّ جميع مواد التنظيف الموجودة في المنازل قد تم تعبئتها في علبٍ بلاستيكيةٍ كما أنّ التحذيرات الموجودة على هذه العلب والتي تنصح بعدم ملامسة هذه المواد للجلد أو العينين تؤكد بأنّ هذه العلب البلاستيكية مقاومةً للمواد الكيميائية.
  • يمكن للبوليميرات أن تكون عوازل حرارية وكهربائية، فجميع الأجهزة والأسلاك والمآخذ الكهربائية مصنوعة أو مغلفة بمواد بوليميرية، كما أنّ مقابض أواني الطبخ المصنوعة من موادٍ بلاستيكيةٍ تؤكد عازلية البلاستيك الحرارية، إضافةً إلى ذلك فإنّ الملابس الداخلية الحرارية التي يرتديها الكثير من المتزلجين مصنوعةً من مادة البولي بروبيلين والتي هي مادةٌ بوليميريةٌ.
  • البوليميرات خفيفة الوزن، فبالنظر إلى تطبيقاتها في ألعاب الأطفال وألياف النايلون المستخدمة في السترات الواقية من الرصاص يمكننا أن نلتمس ذلك. ومع العلم بأنّ بعض البوليميرات تطفو على سطح الماء بينما يغرق بعضها الآخر ولكن إذا ما قارناها من حيث الوزن مع الحجر والخرسانة والنحاس والألمنيوم سنجد أنّ المواد البلاستيكية هي موادٌ خفيفة الوزن.
  • تمتلك البُوليميرات مجموعةً واسعةً من الخصائص والألوان التي تؤدي إلى توسيع استخداماتها وتطبيقاتها فيمكن استخدام البُوليميرات لتقليد ألياف القطن والحرير والصوف وكذلك الخزف والرخام والألمنيوم والزنك.
  • عادةً تصنع البُوليميرات من النفط ولكن ليس دومًا، وبذلك تتكون العديد من البوليميرات من وحدات التكرار المشتقة من الغاز الطبيعي أو النفط الخام أو الفحم.3

مجالات إستخدامها

للبوليميرات استخدامات واسعةٌ في مجال الصناعة فهي جزءٌ كبيرٌ من الكثير من الصناعات، إذ أنّ اختبارات البُوليميرات والبلاستيك له العديد من التطبيقات في صناعاتٍ تخص الفضاء والسيارات والأجهزة الطبية وغيرها، كذلك تدخل البُوليميرات في الكثير من عناصر مجالات الهندسة والإلكترونيات ونظام توصيل الأدوية وأجهزة الإستشعار البيولوجي وهندسة الأنسجة ومستحضرات التجميل وما إلى ذلك.

ما زالت تطبيقات البُوليميرات تتزايد بسرعةٍ بسبب سهولة تصنيعها وكثرة مجالاتها وهذه بعض الصناعات التي قد تجد فيها استخدامًا للمواد البوليميرية المختلفة:

  • في الطائرة والفضاء والمعدات الرياضية.
  • البُوليميرات المستخدمة في التصوير ثلاثي الأبعاد.
  • البُوليميرات العضوية المستخدمة في تنقية المياه.
  • البُوليميرات التي يتم استخدامها في السترات الواقية من الرصاص والسترات المقاومة للحريق.4

المراجع