مبلمر

نشأ وتطور علم البوليمرات في بيئة صناعية لذا من الطبيعي أن يكون لكل بوليمر اسم شائع، واسم معتمد على بنيته حدده الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية. وتعرف أغلب البوليمرات بالحروف الأولى من اسمها. مثلا، عديد الستيرين يرمز له PS من اسمه (polystyrene). وتستخدم العديد من الشركات أسماءً تجارية للتعريف بمنتجاتها من البوليمرات. مثلا، فورترل-بولي إستر هي ألياف بولي إيثلين تيرفثالات أو ألياف PET. وقد يكون للبوليمر اسم عام مثل الرايون، البولي إستر، والنايلون.

يقابل كلمة polymer في اللغة العربية كل من المصطلحات التالية: البوليمر [5][6][7][8][9][10] أو المبلمر[11][12][13][14][15][16] أو المكثور[17][18] Polymer (ج مكاثير)[19] أو المُكَوْثَرُ (من الكَوْثَرَةِ)،[20]

تتكون البوليمرات من بنى تتمثل في وحدات بنائية متطابقة متكررة. وهذه الوحدات بدورها تتكون من جزيئات أصغر تسمى المونومرات أو المواحيد (جمع موحود). تتفاعل المواحيد مع بعضها لتشكل البوليمر. يوضح الشكل الجانبي موحود البروبيلين والوحدة المتكررة التي تشكل عديد البروبيلين.

وباستثناء المجموعة الطرفية في سلسلة عديد البروبلين، فإنها تتكون كاملا من هذه الوحدة المتكررة. ويسمى عدد هذه الوحدات (n) في سلسلة البوليمر بدرجة البلمرة أو DP. والبوليمرات الأخرى، مثل البروتينات، يمكن وصفها بكتابة الوحدة المتكررة التقريبية كما في الشكل التالي.

حيث تكون طبيعة R متغيرة (يستعاض عنها بذرة أو مجموعة من الذرات).

وتؤثر التغييرات التي تحدث في المواحيد في خواص البوليمر مثل مرونة، وقابلية الذوبان، أو قوة شد البوليمر. ويمكن لهذه التغيرات في البروتينات أن تجعل للبوليمر القدرة على أن يكون له التركيب المناسب، بدلا من حدوث لف عشوائي "Random Coil" له. ومع أن معظم البوليمرات عضوية (أي أنها مكونة من سلسلة كربونية)، فإنه يوجد أيضا بوليمرات غير عضوية، وغالبا ما تكون سلاسلها مبنية على أصل من السيليكون. ويغطي مصطلح بوليمر مدى واسع من الجزيئات، متضمنا أيضا بعض المواد مثل البروتينات والخيوط التي لها قوة شد عالية مثل خيوط كيفلر. والأساس في التفريق بين البوليمرات والجزيئات الأخرى الكبيرة هو وجود الوحدات المتكررة (المواحيد) في سلاسل البوليمر. ويحدث هذا في عملية البلمرة، والتي ترتبط فيها المواحيد معا لتكوين سلسلة طويلة من البوليمر. فمثلا، عملية تكون البولي إثيلين "Polyethylene or Polyethene" تتضمن تشابك آلاف الوحدات من جزيئات الإثنين معا لتكوين سلسلة لها الوحدة المتكررة -CH₂- :

غالبا ما تسمى البوليمرات على اسم المواحيد المكونة للبوليمر، فمثلا، يمثل البولي إثيلين كالتالي:

ولأن التفريق بين البوليمرات يكون غالبا بالمواحيد المكونة لها، فإن سلاسل البوليمرات في أي مادة لا يكون لها نفس الطول. وهذا بعكس الجزيئات الأخرى التي تتكون من عدد معين من الذرات، ويكون لكل جزيء ووزن جزيئي محدد. وتختلف أطوال سلاسل البوليمرات لإن السلاسل تنتهي بطريقة عشوائية أثناء تطور عملية البلمرة.

البروتينات ما هي إلا حموض أمينية في شكل بوليمر. ومن دستة إلى عدة مئات تقريبا من أشكال المواحيد التي تكون السلسلة، فإن التتابع الذي يتكون به البروتين يحدد خواصه ونشاطه. ولكن يوجد في هذه البروتينات ما يسمى مناطق نشيطة، والتي تكون محاطة بما يعتقد (حتى 2003) بأنه مناطق تركيبية، والتي يكون دورها الأساسي هو إظهار هذه المنطقة/المناطق النشطة. وعلى ذلك فإن التتابع الأصلي للحمض الأميني ليس له أهمية كبيرة، طالما أن هذه المناطق النشطة يمكن الوصول إليها بفاعلية. وحيث أن تكون البولي إثيلين يحدث بطريقة عشوائية، فإن من يقوم بتصنيع البروتينات الحيوية والحموض النووية يجب أن يكون لديهم عامل حفز (مادة تقوم بتسهيل أو تعجيل التفاعل). ومنذ الخمسينيات من القرن العشرين، كان للعوامل الحفازة دور كبير في تصنيع البوليمرات. وبوجود مزيد من التحكم في تفاعلات البلمرة، فقد صنعت بوليمرات ذات خصائص فريدة، مثل القدرة على إصدار ضوء ملون.

وللحصول على خصائص جيدة للمبلمر فإنه لابد من ضبط عدة عوامل. وهذا لأن البوليمر يتكون في الحقيقة من توزيعات من السلاسل بأطوال مختلفة، وكل سلسلة تتكون من حصيلة المونومرات (المواحيد) التي تؤثر على خواص البوليمر. وبعض هذه العوامل مشروحة بالأسفل.

تتضمن الخواص الفيزيائية للبوليمرات درجة البلمرة وتوزيع الكتلة المولية.

بدأت اللدائن من الطبيعة، مثل الصمغ العربي والمطاط الطبيعي. وفي القرن 19، بدأ العلماء محاولة تقليد الطبيعة. وفي القرن العشرين عندما زادت الحاجة للمطاط في الحرب العالمية الثانية، استطاع العلماء الألمان إنتاج المطاط الصناعي؛ وهو يعطى نفس مواصفات المطاط الطبيعي ونفس التركيب الكيميائي تقريباً. البوليميرات هي مركبات كيميائية تمتاز بطول السلسلة، ولكن طول السلسلة المسبب لكبر الوزن الجزيئي للمركب ناتج عن تكرار وحدات متشابهة بنفس الترتيب على طول السلسلة. وبالتالي يسمى المركب بوليمر. وقد تكون الوحدة الأساسية المكونة للبوليمر مكونة من مادة واحدة أو أكثر. وتسمى الوحدة المتكررة من البوليمر باسم مونومر أي وحدة وحيدة. فمثلاً يمكن أن تتفاعل المادة A مع نفسها تحت ظروف معينة وتعطي البوليمر A + A = A-A ومن هذه الأمثلة البولي إيثلين المستخدم في صناعة الأكياس البلاستيكية وخلافه، والناتج من تفاعل الإيثلين مع نفسه تحت ظروف الضغط العالي والحرارة العالية في وجود عامل حفاز للتفاعل وهو غالباً من المعادن ويكون التفاعل كالتالي: n CH2=CH2 → (CH2-CH2)n ويكون الوزن الجزيئي للإيثلين 28 ولكن بتفاعل آلاف الجزيئيات معاً ينتج مركب قد يصل وزنه الجزيئي للملايين.

أضحت البوليمرات من المواد ذات الأهمية الكبيرة للحياة العصرية لتنوع الأغراض التي تستخدم فيها ولصلاحيتها لهذه الأغراض، ولما يصاحب صنعها من إمكانيات التصرّف في البناء ليوافق الناتج وظيفة معينة. لكن هذه المواد غريبة عن البيئة الطبيعية، ولذلك لا تتعرض للخسف الحيوي، وإذا انتقلت إلى البيئة تبقى فيها، صورة من صور التلوث التي تتفاقم آثارها يوماً بعد يوم.[21] تسهم البوليمرات في تشويه الطبيعة نتيجة تراكم النفايات، وقد تكون مرتعاً لنمو الحشرات والقوارض. وقد انتشرت نفاياتها في البحار والمحيطات، ونقلتها حركة المياه إلى المناطق النائية، وأصبحت خطراً يهدد الأسماك. تبقى مشكلة التخلص من هذه المواد قائمة، إذ أن حرقها يؤدي إلى تلوث الهواء، عدا عن أن هذه العملية لا تكون مكتملة وفعاليتها غير تامة. فالإطارات المطاطية مثلاً تحترق مطلقة دخاناً كثيفاً وروائح كريهة. أما بولي كلوريد ڤاينيل فينطلق منه غاز كلوريد الهيدروجين الضار.

• البلمرة
• عجينة البوليمر
• متعدد الكهارل
• درجة حرارة التحول الزجاجي
• إكسيمر
• بقية (كيمياء)
• ثلاثي الوحدات
• قائمة من البوليمرات الاصطناعية

• ملاحظة 1 المرادفات: المَكثور (جمعه:مكاثير)[17][22]

• قاموس البوليمرات
• البوليمرات الحيوية
• مصادر تعليمية لكيمياء البوليمرات
• Polymer Chemistry Innovations
• مواد دراسية للأجهزة العضوية

• بوابة إلكترونيات
• بوابة الفيزياء
• بوابة الكيمياء
• بوابة علم العملات
• بوابة علم المواد
• بوابة علوم
• بوابة كيمياء فيزيائية