بَسپار یا پلیمر (به انگلیسی: polymer) ماده‌ای شامل مولکول‌های بزرگی است که از به هم پیوستن واحدهای کوچک تکرار شونده که تکپار یا مونومر نامیده می‌شود، ساخته شده است.

رشته دانشگاهی پلیمر یکی از گرایشهای شیمی و مهندسی شیمی می‌باشد. این گرایش تا سال ۱۳۶۲ یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی بود اما در حال حاضر به عنوان یک رشته مستقل با دو گرایش صنایع پلیمر و تکنولوژی و علوم رنگ در دانشگاهها ومراکز اموزش عالی ارایه میشود، البته هنوز نیز در شماری از دانشگاههای کشور مهندسی پلیمر یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی است. واژهٔ بسپار فارسی است و از دو بخش بس (بسیار) و پار (پاره، قطعه) ساخته‌شده‌است. واژه «پلیمر» از دو بخش یونانی «پُلی» به معنای بسیار و «مر» به معنی قسمت، پاره یا قطعه گرفته شده است.

گونه‌های بسپار

شمار واحدهای تکرارشونده در یک مولکول بزرگ درجه بسپارش یا درجه پلیمریزاسیون نامیده می‌شود. بسپارهایی که تنها از یک نوع واحد تکرار شونده ساخته‌شده‌اند، جوربسپار و آنهایی که از چند گونه واحد تکرارشونده تشکیل شده‌اند، هم بسپار نامیده می‌شوند. گاهی لفظ ترپلیمر نیز برای محصولات حاصل از بسپارش سه تک‌پار به کار می‌رود. در عین حال، در مورد محصولاتی که با بیش از سه تک‌پار بسپارش شده‌اند، لفظ ناجوربسپار رایج است.

بیشتر مواد اساسی همچون پروتئین، چوب، کتین، لاستیک خام (کائوچو) و رزین‌ها بسپار هستند. بسیاری از مواد مصنوعی همچون پلاستیک‌ها، الیاف مصنوعی (نایلون، ریون و… )، چسب‌ها،شیشه وچینی مواد پلیمری هستند.

دسته بندی بسپارها

بسپارها به دو دسته بسپارهای طبیعی و بسپارهای مصنوعی تقسیم می‌شوند. البته بسپارها را به روش های مختلف دیگری نیز دسته بندی نیز می‌کنند. دسته بندی زیر بر اساس ساختار بسپار انجام شده است.

بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته گرمانرم‌ها (ترموپلاستیک‌ها )  و گرماسختها(ترموست‌ها ) تقسیم می‌شوند. گرمانرم ها، پلیمرهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب می‌شوند در حالی که گرماسخت ها، بسپارهایی هستند که در اثر گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می‌شوند. بسپارها دارای خواص ویسکو الاستیک هستند و منشا این پدیده، در گرمانرم ها گره خوردگی زنجیره‌ها و در گرماسخت ها گره خوردگی زنجیره‌ها و اتصالات شبکه ای آن ها در هم است.

آلیاژ سازی بسپارها

آمیختن بسپارها، یکی از روش‌های فراگیر و پر‌بازده برای دستیابی به مواد جدید با ویژگی‌های مناسب است. این روش، معمولاً اقتصادی‌تر از ساخت و گسترش بسپارهای جدید است. توماس هانکوک (Thomas Hancock) اولین فردی بود که به فکر دست‌یابی به خواص بهتر با به کارگیری از روش آلیاژسازی افتاد. او با آمیختن لاستیک طبیعی با یک گونه صمغ طبیعی به نام “گوتا پرچا” (Gutta Percha) ماده‌ای به دست آورد که از آن برای ساخت لباس‌های ضدآب استفاده شد. نخستین آمیزهٔ تجاری گرمانرم، آلیاژ PVC/NBR بود که درسال ۱۹۴۲ به بازار جهانی عرضه شد. مهم‌ترین دلایل اقتصادی آلیاژسازی بسپارها، عبارتند از:

۱) بکارگیری بهتر و بیشتر از بسپارهای مهندسی، به وسیلهٔ آمیزش آنها با گونه‌های ارزان قیمت.

۲) تهیه مواد با خواص مورد نظر.

۳) دست‌یابی به آلیاژهایی با کارآیی بالا با استفاده از بسپارهایی که اثرات هم‌افزایی (Synergistic) دارند.

۴) تنظیم ترکیب درصد اجزاﺀ آلیاژ با مشخصات مورد نیاز مصرف کننده.

۵) بازیافت پسماندهای پلاستیک‌های مصرفی و وارد کردن آنها در آلیاژسازی .

نکتهٔ مهمی که وجود دارد این است که انتخاب اجزا آمیزه باید به گونه‌ای باشد که مزایای پلیمر اول پوشانندهٔ معایب پلیمر دوم باشد .

افزودنی‌های بسپار

افزودنی‌های بسپار یک نوع از افزودنی‌های شیمیایی بتن می‌باشند، این مواد برای تصحیح خواص فرآورده‌های بسپاری به کار می‌رود.این مواد عبارتند از:

• نرم کننده‌ها: نرم‌کننده‌ها افزودنی‌هایی هستند که انعطاف پذیری ماده‌ای را که به آن افزوده می‌شود را افزایش می‌دهد. این مواد علاوه بر صنعت پلیمر در بتون و سیمان نیز کاربرد دارد. نرم کننده‌های پلاستیک ‌ها معمولاً از دستهٔ فتالات‌ها هستند که انعطاف پذیری و دوام پلاستیک را افزایش می‌دهند. عملکرد این مواد به این صورت است که با قرار گرفتن بین مولکول های مواد پلیمری فضاهای خالی را افزایش داده وموجب پایین آمدندمای ذوب کریستالی و در نتیجه نرم تر شدن پلیمر می‌شود.
• پایدار کننده‌ها
• رنگدانه‌ها: رنگدانه‌ها  موادی هستند که برای رنگ کردن و دادن خاصیت رنگی به پلیمر استفاده می‌شود و شامل رنگدانه‌های آلی و معدنی می‌شود.
  • رنگدانه‌های معدنی:
    رنگدانه‌های غیرآلی، نمک‌های فلزی و اکسیدها هستند. این عوامل رنگزا می‌توانند یک لایه از یک جسم پلاستیکی را با رفتار قابل پیش بینی رنگی کنند. اکثر این عوامل رنگزا دارای ذراتی با ابعاد میانگین بین ۰/۲ تا ۱/۰ میکرون هستند. تولید کنندگان، رنگ‌های مرغوب را با زدودن ذرات بالاتر از ۵ میکرون، تولید می‌کنند. رنگدانه‌های غیرآلی به جز چند استثناء، مواد خام ارزان قیمت هستند که. به خاطر دوام نسبتاً پایین این رنگ‌ها، این رنگدانه‌ها همیشه بهترین کیفیت را ندارند.
  • رنگدانه‌های آلی : رنگدانه‌های آلی، گسترهٔ وسیعی از لحاظ پیچیدگی ساختاری دارند. که ساختار این مواد می‌تواند به سادگی کربن سیاه و یا به پیچیدگی ساختار چهارتایی رنگدانه‌هایفتالوسیانین باشد. استفاده از رنگدانه‌های آلی در آلیاژها و آمیخته‌های پلیمری به سرعت در حال افزایش است که این افزایش نتیجه‌ای از دیدگاه کاهش مصرف فلزات سنگین است.به طورنمونه، دوام رنگدانه‌های آلی ۱۰ – ۲۰ بار بیشتر از رنگ‌های غیرآلی مورد مقایسه‌است و این به خاطر این است که رنگ‌های آلی ذرات کوچکتری نسبت به رنگ‌های غیرآلی دارند.
• پر کننده‌ها
• آنتی استاتیک (عامل ضد الکتریسیته ساکن)
• آنتی اکسیدانت (عوامل ضد اکسایش)
• آنتی یو وی (پایدارکننده نوری)

 

فهرست مطالب:

فصل اول:

تعریف

انواع پلیمر از نظر منشا

انواع پلیمر از نظر روش تهیه

ترموپلاستیک

نرم کننده

گرمانرم

گرماسخت

فصل دوم:

شیمی فضایی پلیمرها

برهمکنش های مولکولی

بلورهای پلیمری

ارتباطهای ساختار-خواص در پلیمرها

و…

فصل سوم:

رنولوژی

انواع ویسکوالاستیسیته

انحلال پذیری

گرانروی سنجی

و…

فصل چهارم:

وزن مولکولی

جز به جز کردن سیستمهای بسپاشیده

کروماتوگرافی تراوش ژلی

محاسبه ارتفاع هم ارز با یک طبق نظری

تحلیل گروه انتهایی

و…

فصل پنجم:

مدل فوکت

ضریب الاستیک

استحکام خمشی

استحکام فشاری 

سختی راکول

مقاومت در برابر ضربه

استحکام برشی

آزمون شکنندگی

و…

فصل ششم:

مقایسه نوع پلیمر و سنتیک بسپارش

سنتیک مرحله ای

بسپارش واکنش مرحله ای به صورت کلی

روشهای سنتز پلیمرهای تراکمی

و…

فصل هفتم:

بسپارش کاتیونی

بسپارش آنیونی

بسپارش با کاتالیزورهای کمپلکس کوئوردیناسیونی

و…

فصل هشتم:

آغازگرها در بسپارش زنجیری رادیکالی

مکانیزم بسپارش زنجیری رادیکالی

نتایج بسپارش رادیکالی

انتقال زنجیر

فنون بسپارش

و…

فصل نهم:

سنتیک همبسپارش

معادله وال و مایو

همبسپارش های تجارتی

کوپلیمرهای بلوکی

همبسپارهای پیوندی

مخلوطهای پلیمری

و…

فصل دهم:

پلی ساکاریدها

کیتین نشاسته

پروتئینها

نوکلوئیک اسیدها

پلی ایزوپرن های طبیعی

و…

فصل یازدهم:

مبانی نظری اثر پرکننده ها

پرکننده ها

توان دهی

و…

فصل دوازدهم:

نرم سازها

توضیح اثر نرم ساز

ضد اکسایش

پایدار کنندگان در برابر گرما

پایدار کنندگان در برابر تابش فرابنفش

عوامل ضد آتش

و…