ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers...

14
175 وية كبدائل حيمها استخداصنيف البوليميرات تPolymers Classification and their Bio- materiall Applications 12 - 1 مقدمة: الواسعةصهاب خواسبية بت الطبلتطبيقافة اتناسب مع كاي ت المواد التيرات معتبر البوليم ت و المتنوعة. حيثلطبية عامت التطبيقاول مره في ا البوليمرات استخدام تم1960 تيل ايدروكسي بوليمرات هيخدمت فقد استدويةقوم بتوزيع ا تتخدمت كناق استيقة كماة الرقصقت اللعدسا تصنيع اة فيليت كمواد زرعياكري ميثالجة الموقعيةلمعا ا في كل مlocal treatment . تبر علم وهندساااااة يع البوليمراتمكانية جية عظيمة وذلكتكنولوراتيجية وسااااات ذات أهمية امها فيتخداسااااا ا متنوعةمات واستخدات مجا ووية. كبدائل حيمها استخدامها أهلدائر الواسع في استخدام النتشا شك أن ا أولحاضر اة في عصرنا نقلة نوعيلبوليمرات أحدا يسمى با م امولىذ نشأت منسانن التي مر بها امخرى ا العصورتميز ع ي وجعل، ذه المواد إن سيطرة ه و دخولهاسانن ا بها مر التيمختلفة ال الزم مراحل نتذكر يجعلنالحياة ات مجا جميع. ن و ا ود فالكيميائيوندخول عصر جدي نستعد ل انتها عليناا وتسهيلعصر بكافة أبعادهرة ا نعيش حضا نحبلمراتعة المت ثورة في مجال صناأحدثوا ثانية و قد بدأوها مرة، وم الم مهرة لذلك العصر ان قميصكلظا ا،ثيلي اي البولي مصنوعة ملبجة ال فينيل وزجا البوليبس مصنوعة م استر وحقيبة الم البولي مصنوع مري استي البولي مصنوع م ونجلس على أثا بروبيلي البولياجيد مصنوعة منام على سجا نسير ونن كما أنرات مصنوعة متنا تسير على إطا وسيارتغذىي تر الت أجهزة الكمبيوت، ناهيك عزوبروبي اي البولي حياتنا فيا نتعامل معة بسيطة لمرنة، وما ذكر مجرد أمثل المفينيلت ال أسيتا البوليات مصنوعة مسطوان با وأعظم أكثر امخرىمور ام في واستخدم خفي ومابلمرات، المت م اليومية. لبلمرات خج المتد إنتا ازدا و قدبلمراتج المت إنتا فقد تضاع ة كبيرة جدالماضية بصور العقود امربعة انتاجهاق حجم ا وفا مائة ضعاضية بأكثر م سنة المل امربعيكية وحدها خمريتحدة امت الميا في الولثانية عشرضرة المحا ا

Transcript of ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers...

Page 1: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

175

تصنيف البوليميرات استخدامها كبدائل حيوية

Polymers Classification and their Bio- materiall Applications

مقدمة: 1 -12

المتنوعة. حيث و تعتبر البوليميرات م المواد التي تتناسب مع كافة التطبيقات الطبية بسبب خواصها الواسعة

فقد استخدمت بوليمرات هيدروكسي ايتيل 1960تم استخدام البوليمرات الول مره في التطبيقات الطبية عام

ميثااكريليت كمواد زرعية في تصنيع العدسات الالصقة الرقيقة كما استخدمت كناقالت تقوم بتوزيع االدوية

.local treatmentفي كل م المعالجة الموقعية

اسااااااتخدامها في ذات أهمية اسااااااتراتيجية وتكنولوجية عظيمة وذلك إلمكانية البوليمراتيعتبر علم وهندسااااااة

أهمها استخدامها كبدائل حيوية. و مجاالت واستخدامات متنوعة

ما يسمى بالبوليمرات أحد نقلة نوعية في عصرنا الحاضر أو ال شك أن االنتشار الواسع في استخدام اللدائ

دخولها و إن سيطرة هذه المواد ،وجعل يتميز ع العصور األخرى التي مر بها اإلنسان منذ نشأت األولى

.جميع مجاالت الحياة يجعلنا نتذكر مراحل الزم المختلفة التي مر بها اإلنسان

نح نعيش حضارة العصر بكافة أبعادها وتسهيالتها علينا ان نستعد لدخول عصر جديد فالكيميائيون و و اآلن

الظاهرة لذلك العصر ان قميصك م المالم و ،قد بدأوها مرة ثانية وأحدثوا ثورة في مجال صناعة المتبلمرات

مصنوع م البولي استر وحقيبة المالبس مصنوعة م البولي فينيل وزجاجة اللب مصنوعة م البولي ايثيلي ،

كما أننا نسير وننام على سجاجيد مصنوعة م البولي بروبيلي ونجلس على أثا مصنوع م البولي استيري

البولي ايزوبروبي ، ناهيك ع أجهزة الكمبيوتر التي تتغذى وسيارتنا تسير على إطارات مصنوعة م

باسطوانات مصنوعة م البولي أسيتات الفينيل المرنة، وما ذكر مجرد أمثلة بسيطة لما نتعامل مع في حياتنا

.اليومية م المتبلمرات، وما خفي واستخدم في األمور األخرى أكثر وأعظم

العقود األربعة الماضية بصورة كبيرة جدا فقد تضاع إنتاج المتبلمرات و قد ازداد إنتاج المتبلمرات خالل

في الواليات المتحدة األمريكية وحدها خالل األربعي سنة الماضية بأكثر م مائة ضع وفاق حجم انتاجها

المحاضرة الثانية عشر

Page 2: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

176

.م حجم ما تنتج م الحديد1980م المواد المتبلمرة منذعام

فالحديث يدور اآلن حول .تقدم فى هذا العصر أنها تستطيع منافسة الحديدو مما يدل على اكتساح البوليمرات لل

سيارة مصنوعة بالكامل م البالستيك، وأنا وأنت نستخدم ونسافر على طائرات تجارية بها أجزاء كبيرة م

ل قوة شد الهيكل مصنوعة م المتبلمرات المتراكبة أحدها هو بولي )ترنثال أميدالبارافينيلي ( وهذا البوليمر

إن هذا المتبلمر على الرغم م اسم الصعب والثقيل ل نسبة قوة إلى وزن تفوق الحديد ،أعلى قليال م الحديد

ستة أضعاف ولكي نفهم هذه الميزة ونقدرها يجب أن نعلم أن خفض رطل واحد م وزن هيكل الطائرة يقلل

الي األخرى التي يمك توفيرها عندما يخفض م وزنها عند اإلقالع عشرة أرطال، وعليك أن تحسب التك

.وزن الهيكل عشرات األرطال

فهي تسااااتخدم على ساااابيل المثال ال الحصاااار في المفاعالت النووية ككابالت المفاعالت لتتحمل طاقات عالية

في المجاالت الحربية كدروع واقية م الرصاص لإلنسان. ومع بداية بدون حدو تحطم اوتكسير في بنيتها.

القرن فإن العالقة الوثيقة بي االشاااعاعات النووية والمواد البوليميرية أصاااب يمثل ركيزة هامة وخاصاااة في

ستخدامها –المحطات المدارية إ –المجاالت المتعلقة بأبحا الفضاء وصناعة األقمار الصناعية فضال ع ا

حراري والمائي والصااااوتي، وصااااناعة في الصااااناعة في التعبئة والتغلي للمواد الغذائية وأغراض العزل ال

نابيب مياه الحريق، الحبال، المظالت، الخيام المالبس، ناعة أ ماء والوقود وصاااااا قل ال المركبات، خراطم ن

األحذية.

–هو الجانب الطبي فيمك اسااااااتخدامها الطبي كخيوط جراحية و أما في الجانب الذي يهم المهندس الطبي

لقياس الجرعات اإلشااعاعي الناتجة (sensor, وكحساااسااات ضااوئية )وأجهزة تعويضااية لإلنسااان وصاايدالنية

سااانساااتعرض في هذه المحاضااارة اهمية البوليميرات كمادة مهمة م و غيره.و ع االنشاااطة الذرية المختلفة

تصنيف .و تصنيع البوليميرو سنشرح ع تركيبو المواد الطبية الحيوية

تصنيف البوليميرات 12-2

ات حسب مصدرهاتصنيف البوليمر 12-2-1

تصن البوليمرات م حيث مصادرها إلى ثالثة أصناف رئيسية:

Natural Polymersالبوليمرات الطبيعية المصدر 12-2-1-1

و تنقسم هذه البوليمرات إلى:

(Organic)بوليمرات من مصدر عضوي (1

ذلك:حيوانية وم األمثلة على أو تعتبر هذه البوليمرات منتجات طبيعية نباتية

السااااايللوز، النشااااااء، الصااااامح العربي، القط ، المطاط الطبيعي، الحرير، البرويتنات، األحماض النيكيولية،

الصوف الشعر، الجلد، وغيرها. وتكون هذه البوليمرات غالية الثم وذلك لصعوبة الحصول عليها لذلك فإن

استخداماتها محدودة نسبيا .

(Inorganic)بوليمرات من مصادر غير عضوية (2

.الزجاج –الغرافيت –األسبستوس :مثل

Page 3: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

177

Synthetic Polymers (البوليمرات الصناعية)البوليمرات المحضرة صناعيا 12-2-1-2

وهذه تشااامل البوليمرات التي يجري تحضااايرها م مركبات كيميائية بسااايطة وتمثل هذه األغلبية العظمى م

اللدائ المختلفة، كالمطاط الصااااناعي، واأللياف الصااااناعية البوليمرات المهمة صااااناعيا . وهذه تشااااتمل على

وغيرها.

وينقسم هذا النوع إلى:

:بوليمرات عضوية (1

مثل البولي إستر، البولي أميد، البولي إيثلي ، البولي أكريليك، البولي كربونات، البولي بروبيلي وغيرها.

.مثل بوليمرات البولي سيليكونبوليمرات غير عضوية: (2

Modified Natural Polymersالبوليمرات الطبيعية المعّدلة 12-2-1-3

البوليمرات المعاد تصنيعها م بوليمرات طبيعية: وتشتمل على بعض البوليمرات الطبيعية التي تجري

تغيير تركيب أو عليها بعض التحويرات إما بتغيير تركيبها الكيميائي كإدخال مجموعات جديدة في البوليمر،

بتطعيم بوليمر طبيعي على بوليمر صناعي والعكس. أو ض المجموعات الفعالة الموجودة في بع

:ومن االمثلة على البوليمرات الطبيعية المحورة

، سيللوز مرسب (Cellulose Nitrate)، نترات السيللوز (Cellulose Acetate)اسيتات السيللوز

لياف األكريليك وغيرها.فسكوز(، سلوفان، صوف صناعي، القط المطعم بأ)

ويمك توضااي أهمية هذه البوليمرات بأخذ خالت الساايللوز كمثال. إن الساايللوز بوليمر طبيعي صااعب

الذوبان في معظم المذيبات العضااوية وال ينصااهر لذلك فإن تصاانيع صااعب جدا بشااكل الطبيعي وذلك بساابب

لل م ي والتي تق ية القوية الموجودة ف هاره. ولك عند تحويل عدد م الروابط الهيدروجين ن وانصاااااا ذوبا

فإن (أقلأو بحدود ثالثة مجموعات)مجموعات الهيدروكسيل في كل وحدة تركيبية م السيللوز الى اسيتات

اسيتات السيللوز الناتجة تذو في معظم المذيبات العضوية وبالنتيجة يمك تحويل محلول البوليمر إلى ألياف

وغيرها م االستخدامات األخرى. (Films)تيكية رقائق بالسأو صناعية

التصنيف المعتمد على الطبيعة الكيميائية للبوليمر 12-2-2

Classification Based on the Chemical Nature of Polymer

:غير عضوية إلى ثالثة أصناف رئيسيةأو تصن البوليمرات على أساس كونها بوليمرات عضوية

:Organic Polymersالبوليمرات العضوية 12-2-2-1

أنها ناتجة م مصااادر أو تحضااار هذه البوليمرات م مركبات عضاااوية )وحدات تركيبية عضاااوية متكررة(

عضوي. وهذه أكثر البوليمرات أهمية في الصناعة في الوقت الحاضر.

Page 4: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

178

Pure Inorganic Polymers :البوليمرات غير العضوية )ال عضوية بحتة( 12-2-2-2

وهذه البوليمرات تتكون عادة م مركبات غير عضاااااوية. وتتكون ساااااالسااااالها الجزيئية البوليميرية عادة م

البورون والنتروجي أو (-P-N-) الفوسفور والنتروجي معا أو (-N-)النتروجي أو فقط (-Si-)السيليكون

(-B-N-).

قا هذه البوليمرات بم ثل تاز م هذه وتم عدد كبير م لك نا ية. ه يائ عل المواد الكيم ية للحرارة ولف عال ها ال ومت

( تركيب 10-1البوليمرات المحضرة م مركبات الكبريت والفوسفور والسيليكون والبورون. ويبي الجدول )

بعض أنواع البوليمرات غير العضوية وبعض خواصها الفيزيائية والكيميائية.

عية لهذه البوليمرات محدودة في الوقت الحاضاار عدا بوليمرات الساايليكونإال أن االسااتخدامات الصاانا

(Silicon Polymers)صناعة األلياف الزجاجية التي تستخدم في(GLASS Fibers) والبولي سيليكات–

وبولي أكسيد السيليكون )الزجاج( وغيرها. (PolySilicates) –أسبستوس

:Organic – Inorganic Polymersالعضويةغير –البوليمرات العضوية 12-2-2-3

يشااااامل هذا الصااااان على البوليمرات التي تتكون م وحدات تركيبية تحوي على بعض العناصااااار المعدنية

إضااافة إلى وجود بعض المجموعات العضااوية. تمتاز هذه البوليمرات بمقاومتها الجيدة للحرارة. وم األمثلة

الصيغة الجزيئية للوحدة المتكررة في إحدى أنواع هذه البوليمرات:على هذا الصن بوليمرات السيليكون.

.تمثل مجموعات عضوية مختلفة (R , Ŕ) حيث

Page 5: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

179

( تركيب بعض البوليمرات غير العضوية1-12جدول )

Co-ordination Polymers ويمك أن يصاان هذا النوع الى بوليمرات متضاامنة ارتباطات معدنية

( ضم السلسة البوليمرية العضوية بحيث تكون الرابطة بي Metal IONويسمى في بعض المصادر )

. ويمك (Co-ordination Bond)العنصااااار المعدني والجزء العضاااااوي م الجزيئة هي رابطة تسااااااندية

لة على ذلك تحضاااااير هذا النوع م البوليمرات م بلمرة مونومرات تحتوي على األيون المعدني، وم األمث

:كما هو مبي أدناه Ferrocineالمونومرات الحاوية على الفيروسي

Page 6: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

180

.بعض األنواع الهامة م هذه البوليمرات (2-12ويبي الجدول )

غير العضوية –بعض أنواع البوليمرات العضوية (2-12جدول )

Page 7: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

181

التصنيف التكنولوجي للبوليمرات 12-2-3

Classification of Polymers Based on Technological Aspects

واساااتخداماتها العملية إلى البوليمرات وفقا لخواص البوليمر الناتج بالنسيييبة لتأثره بعملية لتسيييخين تصااان

:األصناف التالية

Thermoplasticsاللدائن المتلدنة بالحرارة 12-2-3-1

عنااد درجااات الحرارة العاااديااة ولكنهااا تلي بااالحرارة (Hard)وهي مواد بوليمريااة صاااااالبااة القوام

(Soften) وتتحول إلى ما يشاااااب العجينة بحيث يمك تغيير هيئتها باليد، وإذا زادت درجة الحرارة أكثر فإن

، ومعظم (Thermoplastics)المادة اللينة تنصاااهر وتسااايل ويسااامى هذا النوع )ببوليمرات الثيرموبالساااتيك

تخدم في صناعات البالستيك واأللياف الصناعية. وعند التبريد تمر المادة بجميع المراحل البوليمرات التي تس

سبب تسمى هذه البوليمرات أحيانا سابقة حيث تتصلب تدريجيا حتى تعود ثانية لتأخذ الحالة الصلبة ولهذا ال ال

لتجارية التي تقع ضاااااام هذا . وهنالك العديد م البوليمرات اThermoplasticsباللدائ المتلدنة بالحرارة

، البولي كربونااات Polystyreneالبولي سااااااتيري Polyethyleneالصاااااان نااذكر منهااا: البولي أيثيلي

Polycarbonates )البولي )فينيل كلوريد ،Poly(vinylChloride) البولي بروبيلي ،Polypropylene

.وغيرها

أثير درجة الحرارة، فبتأثير الحرارة تتحول إلى يتضاام هذا الصاان البوليمرات التي تتغير صاافاتها بت

منصاااهرات. فعندما تقتر درجة الحرارة م درجة انتقالها الزجاجية تصاااب مرنة ثم تزداد مرونتها بتحول

إلى منصااااهرات لزجة. وعند خفض درجة حرارة المنصااااهر تسااااترجع حالتها الصاااالبة القوية. وتسااااتغل هذه

هم م البوليمرات. ويعتبر هذا الصااااان م أكثر البوليمرات أهمية الخاصاااااية في تصااااانيع هذا الصااااان الم

صااناعيا. وم األمثلة على بوليمرات هذا الصاان : بولي إيثيلي ، بولي بروبيلي ، بولي سااتيري ، بولي )فينيل

.كلوريد( وغيرها

Page 8: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

182

Thermosetting Polymers البوليمرت المتصلبة حراريا 12-2-3-2

لك يساااعد التسااخي على ثباتها في شااكلها و البوليمرات التي ال تنصااهر بالتسااخي ويشاامل هذا الصاان

النهائي )تتصااااالب بفعل الحرارة والضاااااغط أثناء تحويل معاجينها إلى الشاااااكل المطلو في قوالب خاصاااااة(

(.Thermosettingوتسمى ببوليمرات الثيرموست )

تشاااابك فيها الساااالسااال البوليمرية وتصاااب هذه تعاني هذه البوليمرات تغيرات كيميائية عند تساااخينها فت

البوليمرات بعد معاملتها الحرارية غير ذوابة وغير قابلة لالنصااااااهار رديئة التوصاااااايل للحرارة والكهربائية.

ية ناعات الكهرب عديد م الصاااااا تسااااااتخدم هذه البوليمرات كمواد عازلة للحرارة والكهربائية وتدخل في ال

والمنزلية.

رات التي تدخل في االسااااااتخدامات الصااااااناعية الخاصااااااة وم االمثلة على هذه وهي تشااااااكل البوليم

البوليمرات: راتنجات الفينول فورم ألدهيد، راتنجات اليوريا فور ألدهيد واإليبوكساي. وبعض البولي أساترات

المتشابكة وغيرها.

:صفات البوليمرات المتصلبة حراريا

معقدة التركيب ومتشابكةCrosslinked يئاتالجز.

وتمتاز بأنها صلبة القوام(Hard) وعديمة الذوبان في المذيبات الشائعة.

)وذات مقاومة عالية تجاه الحرارة )غير قابلة لالنصهار بفعل الحرارة.

وتكون غير موصاااالة للحرارة والكهرباء )رديئة التوصاااايل(، ولذلك تسااااتعمل عادة في صااااناعة المعدات

والكهرباء.واألجزاء العازلة للحرارة

إلى بوليمرات المتصلبة حراريا (Thermoplastics)تحويل اللدائن المتلدنة بالحرارة

إلى البوليمرات المتصااااالبة حراريا بطرق (Thermoplastics)ويمك تحويل البوليمرات المتلدنة بالحرارة

.فيزيائيةأو كيميائية

الطرق الكيميائية: -1

المتلدنة إلى المواد المتلدنة Crosslinking Agentsبمعامالت التشبيك إضافة بعض المركبات التي تعرف

(Polymerثم تسااخينها معا فتحد تفاعالت التشااابك بي سااالساال البوليمر مكونة بوليمر متشااابك بالحرارة

Crosslinking .)

الطرق الفيزيائية: -2

تؤدي الى (High Energy Radiation)إلى أشااااااعة ذات طاقة عالية المتلدنة بالحرارة تعريض اللدائ

.حدو تفاعالت التشابك بي سالسل البوليمر

Page 9: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

183

:Elastomersالبوليمرات المرنة المطاطية 3- 12-2-3

لاالاابااولاايااماارات الااماارناااة الاامااتاامااثاالاااة باااالاامااطااااط باااأنااواعااا صاااااااافاااات مااتاامااياازة كااااالسااااااااتااطاااالاااة

(Extensibility or Elongation) وقاااااااباااااالاااااايااااااتااااااهااااااا عاااااالااااااى الااااااتااااااماااااادد والااااااتااااااقاااااالااااااص

Resilience or Resiliency).)

إن قابلية هذا الصاااان م البوليمرات إلظهار صاااافات المرونة تعتمد على طبيعة الجزيئات البوليمرية

ذات السااالساال الطويلة المرنة الموجودة في وضااعيات ملتفة على بعضااها بصااورة عشااوائية بحيث أن معدل

لمسافة عندما تكون الجزيئة في الوضعية الممتدة.المسافة بي نهايتي جزيئة البوليمر أقل بكثير م ا

وبصااااااورة عامة تكون درجة حرارة االنتقال الزجاجية للبوليمرات المرنة أقل م درجة الحرارة التي

تستخدم فيها حيث تكون السالسل البوليمرية حرة في الحركة الموضعية. وتتميز البوليمرات المرنة بانخفاض

.(gT)درجة انتقالها الزجاجية

هاانااااك أنااواع مااخااتاالاافاااة ماا الاابااولاايااماارات مسااااااااتااعااماالاااة صاااااااانااااعااياااا باامااثااااباااة بااولاايااماارات ماارناااة

( أهم هذه األنواع م البوليمرات.3-12ويبي الجدول )

Page 10: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

184

(أنواع المطاط الصناعي)( أهم البوليمرات المرنة 3-12جدول )

:Fibersاأللياف 12-2-3-4

وتشااامل هذه البوليمرات الصاااالحة لصاااناعة الخيوط المساااتخدمة في صاااناعة األقمشاااة والفرح، وتكون هذه

.وذات قوى تماسك كبيرة بي جزيئاتها (Crystalline Polymer)البوليمرات عادة م النوع المتبلور

Page 11: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

185

:يتميز هذا الصنف من البوليمرات بمواصفات خاصة

كالقوة والمتانة.

التبلور وقابليتها على.

ويجب أن تكون السالسل البوليمرية قادرة على الترتيب باتجاه محور اللي لكي تكسب القوة والمتانة.

ويجب أن تكون درجة انتقالها الزجاجية (gT) مرتفعة نساااابيا تقاوم ظروف االسااااتخدام كالغساااال والكوي

وغيرها.

يمكنها أن تتراص باتجاه محور اللي . ويجب أن تكون السالسل البوليمرية خطية وليست متفرعة لكي

ويجب أن تكون القوى الجزيئية فيها عالية. لذلك يساااتوجب أن تحتوي ساااالسااال البوليمر على مجموعات

مستقطبة قادرة على ربط سالسل البوليمر مع بعضها.

سااااال تجاه الحرارة والضاااااوء واألكسااااادة والتحلل تحت ظروف الغاويجب أن تكون هذه البوليمرات ثابتة

واالستخدام.

ويجب أن تكون قادرة على تقبل األصااااباغ )لها قابلية جيدة للصااااباغة( وذات قابلية المتصاااااص الرطوبة

.الناتجة ع احتكاك المالبس مع الجسم (Static Charges)الناتجة ع العرق لتبديد الشحنات االستاتيكية

.م مواصفاتها خلوها م الشحنات االستاتيكية

:وليمرات هذا الصنفومن أهم ب

(البولي أميدات)النايلون.

البولي إسترات الخطية.

(االلياف االكريلية) (أكريلو نتريل)بولي.

البولي بروبيلي وغيرها.

Adhesive and Coatingsاللواصق والمواد الطالئية 12-2-3-5

تستخدم نسبة كبيرة م البوليمرات كمواد الصقة وكمواد طالئية. إن نوعية السطوح الالصقة هي التي تحدد

طبيعة البوليمر المناسب اللتصاقها فإذا كانت السطوح نفاذة مثل الخشب والورق فيمك استخدام معظم أنواع

خل الفيزيائي لسالسل البوليمر الالصق يكون بسبب التداالبوليمرات المعروفة ألن االلتصاق في هذه الحالة

.بين السطحين

أما إذا كانت السطوح غير نفاذة كالمعادن والزجاج وغيرها ففي هذه لحالة يجب أن يكون البوليمر حاويا على

مجموعات مساااتقطبة لكي تكون عملية اللصاااق جيدة بفضااال القوى التي تحصااال بي المجموعات المساااتقطبة

.ر النفاذةوالسطوح المستقطبة غي

:ومن األمثلة على البوليمرات المستخدمة كلواصق

البوليمرات الطبيعية كالصمح العربي(Arabic Gum)

الصمح الحيوانيو.

المطاط الطبيعيو.

Page 12: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

186

األلبومي .و

الدكستري و.

النشاء وغيرهاو.

أصااناف أخرى م ( أهم أصااناف البوليمرات المحضاارة المسااتخدمة كالواصااق. وهناك 4-12ويبي الجدول )

– Filmsالرقائق البالسااااتيكية أو األفالم –االصااااماغ البوليمرات يعتمد تصاااانيفها على اسااااتخداماتها ومنها

.غيرهاو األصباغ البالستيكية

( أهم أصناف البوليمرات الصناعية المستخدمة كالواصق4-12جدول )

البوليمرالتصنيف المعتمد على الشكل البنائي لجزيئات 12-2-4

Classification Based on the Structural Shape of Molecules

تصااان البوليمرات على أسااااس الشاااكل البنائي للجزيئات البوليمرية إلى ثالثة أصاااناف رئيساااية تختل في

خواصها الفيزيائية والميكانيكية وفي استخداماتها.

Page 13: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

187

:Liner Polymersالبوليمرات الخطية (أ

البوليمرات تكون الوحدة التركيبية مرتبطة مع بعضها بشكل خطي متواصل، تحضر هذه البوليمرات في هذه

بطرق خاصاااااااة. وم مونومرات معينة تكون هذه البوليمرات ذات قابلية على التبلور أكثر م االصااااااناف

.البوليمرية األخرى وتمتاز بخواصها الميكانيكية المرغوبة

:مراتومن األمثلة على هذه البولي

الذي يحضااااار باساااااتخدام عوامل (High Density – Polyethylene)البولي إيثيلي العالي الكثافة

. يكون لهذه البوليمرات سااالساال خطية غير (Ziegler – Natta Catalyst)ناتا –مساااعدة م نوع زيجلر

.(5-12متفرعة كما في الشكل )

شكل تخطيطي يوض أنواعا مختلفة م السالسل البوليمرية :(5-12شكل )

ه( بوليمر متشابك ، ج، د( بوليمر متفرع أ( بوليمر خطي

Branched Polymersالبوليمرات المتفرعة (ب

ستخدام مونومرات متعددة المجموعات الفعالة سبب ا سبب حدو أو تتكون البوليمرات المتفرعة إما ب ب

ة، تكون جزيئة البوليمر بشاااااكل متفرع ويختل التفرع م حيث طول الفرع الجانبي بعض التفاعالت الجانبي

بشااكل أو وموقع على ساالساالة البوليمر فقد تكون هذه الفروع مرتبة بشااكل صااليبي على الساالساالة الرئيسااية

،ج،د(. 14-1سلمي كما هو مبي في الشكل )أو مشطي

الفيزيائية كقابليتها على التبلور ودرجة انصيييييهارها لهذه التفرعات تأثير كبير على صيييييفات البوليمر

(mT) ودرجة انتقالها الزجاجية(gT) وعلى صفاتها الميكانيكية المختلفة.

Page 14: ةيويح لئادبك اهمادختسا تاريميلوبلا فينصت Polymers ...au.edu.sy/images/courses/biomedical/1-1/193_chemistry.pdfةيويح لئادبك اهمادختسا

188

وفي هذا المجال يجب التمييز بي البوليمرات الخطية الحاوية سااااااالساااااالها على مجموعات معوضااااااة كحلقة

ذرة الكلور الموجودة في البولي سااااااتيري والبولي بروبيلي وبولي )فينياال أو مجموعااة الميثياالأو البنزي

ألن التفرع ألن المجموعيات المعوضييييييية تعتبر جزءا من الوحيدة التركيبيية للبوليمركلورياد( على التوالي

يتكون عادة م عدد م الوحدات التركيبية.

:ومن األمثلة على هذه البوليمرات

.(Low Density Polyethylene)الكثافة بولي إيثيلي المنخفض

:(Crosslinked Polymersج( البوليمرات المتشابكة

تكون السااالساال البوليمرية في هذا الصاان م البوليمرات متشااابكة مع بعضااها ومرتبطة مع بعضااها

.بأكثر م موقع واحد

تييأثير كبير على صييييييفييات البوليمر الفيزيييائييية (Degree of Crosslinking)إن لييدرجيية التشييييييييابييك

.الميكانيكيةو

زيادة درجة التشابك يؤدي إلى:

.تقل الصفات المطاطية

.ترتفع درجة االنصهار

عندما تكون درجة التشااااااابك عالية يصااااااب البوليمر غير قابل لالنصااااااهار وغير موصاااااال للحرارة

.والكهرباء

ومن االمثلة على بوليمرات هذا الصنف:

:مثل (Thermosetting Resins)راتنجات المتصلبة حراريا ال

راتنجات اليوريا فورم ألدهيد.

غيرهاو الفينول فورم ألدهيد.

العاشرةالثانية نهاية المحاضرة

إضافات مدرس المقرر