موضوع مقاله: بسپار | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # بسپار | مقدمه: یا پلیمر یک درشت‌مولکول است که از تعداد زیادی واحد کوچکتر به نام تکپار تشکیل شده است که به صورت زنجیره‌ای به هم متصل می‌شوند. | ## بخش 1: بسپار | هر دو بَسپار مصنوعی و بَسپار طبیعی نقش‌های اساسی و همه گیر را در زندگی روزمره ایفا می‌کنند. واژهٔ بَسپار فارسی است و از دو بخش بَس (بسیار) و پار (پاره، قطعه) ساخته شده است. بیشتر مواد اساسی همچون پروتئین، چوب، کیتین، لاستیک طبیعی، لاستیک مصنوعی و رزینها بَسپار هستند. بسیاری از مواد مصنوعی همچون پلاستیکها، الیاف مصنوعی (نایلون، ریون و…)، چسبها، شیشه و چینی مواد پلیمری هستند. دسته‌بندی بسپارها بَسپارها به دو دسته بَسپارهای طبیعی و بَسپارهای مصنوعی تقسیم می‌شوند. گرمانرم‌ها، بَسپارهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب می‌شوند در حالی که گرماسخت‌ها، بسپارهایی هستند که در اثر گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت‌ناپذیری تجزیه می‌شوند. بسپارها دارای خواص ویسکو الاستیک هستند و منشأ این پدیده، در گرمانرم‌ها گره خوردگی زنجیره‌ها و در گرماسخت‌ها گره خوردگی زنجیره‌ها و اتصالات شبکه‌ای آن‌ها در هم است. معماری مولکولی شکل و نحوه اتصال زنجیره‌های پلیمری به یکدیگر، که به آن معماری مولکولی گفته می‌شود، تأثیر عمیقی بر خواص فیزیکی و مکانیکی ماده نهایی دارد. این زنجیره‌ها می‌توانند به صورت منظم در کنار یکدیگر قرار گیرند و ساختارهای بلورین ایجاد کنند. این آرایش منظم منجر به افزایش نیروهای بین‌مولکولی، چگالی، استحکام کششی و نقطه ذوب بالاتر می‌شود. در نتیجه، پلیمرهای شاخه‌دار معمولاً چگالی، درجه بلورینگی، استحکام و نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به همتایان خطی خود دارند. در نتیجه، این مواد بسیار سخت، سفت و اغلب شکننده هستند و در اثر حرارت ذوب نمی‌شوند، بلکه در دماهای بسیار بالا تخریب می‌گردند. طبقه‌بندی بر اساس رفتار حرارتی پلیمرها را بر اساس واکنش آن‌ها به حرارت به سه گروه اصلی تقسیم می‌کند. | ## بخش 2: بسپار | ترموپلاستیک‌ها یا گرمانرم‌ها (Thermoplastics): این پلیمرها از زنجیره‌های خطی یا شاخه‌دار تشکیل شده‌اند که توسط نیروهای بین‌مولکولی ضعیف (مانند نیروهای واندروالس یا پیوندهای هیدروژنی) در کنار هم نگه داشته شده‌اند. با اعمال حرارت، این نیروهای ضعیف شکسته شده و زنجیره‌ها می‌توانند آزادانه روی هم بلغزند و ماده نرم یا ذوب می‌شود. این فرایند ذوب و انجماد به صورت برگشت‌پذیر قابل تکرار است، که امکان فرآوری مجدد و بازیافت آن‌ها را فراهم می‌کند. ترموست‌ها یا گرماسخت‌ها (Thermosets): این مواد در ابتدا از مولکول‌های کوچک یا زنجیره‌های کوتاه تشکیل شده‌اند که می‌توانند جریان یابند و قالب‌گیری شوند. اما با اعمال حرارت (یا افزودن یک عامل پخت)، واکنش شیمیایی برگشت‌ناپذیری رخ می‌دهد که طی آن پیوندهای عرضی کووالانسی بین زنجیره‌ها ایجاد شده و یک شبکه سه‌بعدی صلب و یکپارچه شکل می‌گیرد. پس از پخت، این مواد دیگر ذوب نمی‌شوند و در دماهای بالا به جای ذوب شدن، تخریب شیمیایی می‌شوند. این ساختار شبکه‌ای به آن‌ها استحکام، سختی و پایداری حرارتی و شیمیایی بالایی می‌بخشد. رزین‌های اپوکسی، فنولیک (باکلیت) و پلی‌استرهای غیراشباع نمونه‌هایی از ترموست‌ها هستند. الاستومرها یا لاستیک‌ها (Elastomers): الاستومرها نیز مانند ترموست‌ها دارای ساختار شبکه‌ای با پیوندهای عرضی هستند، اما تفاوت کلیدی در چگالی پایین این پیوندهاست. این فاصله زیاد بین نقاط اتصال عرضی به بخش‌های بلند زنجیره اجازه می‌دهد تا در هنگام اعمال تنش، باز شده و از حالت کلاف‌خورده خود خارج شوند که منجر به کشسانی بسیار بالا (الاستیسیته) می‌شود. این مواد معمولاً آمورف (بی‌شکل) هستند و دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) آن‌ها پایین‌تر از دمای کاربردشان است. وجود یا عدم وجود پیوندهای عرضی کووالانسی و چگالی آن‌ها، تعیین‌کننده اصلی واکنش پلیمر به حرارت است. زنجیره‌های خطی و شاخه‌دار که فاقد این پیوندها هستند، به صورت گرمانرم رفتار می‌کنند، در حالی که ساختارهای شبکه‌ای، بسته به تراکم اتصالات عرضی، به صورت گرماسخت (چگالی بالا) یا الاستومر (چگالی پایین) عمل می‌کنند. | ## بخش 3: بسپار | آلیاژسازی بسپارها مهم‌ترین دلایل اقتصادی آلیاژسازی بسپارها، عبارتند از: به‌کارگیری بهتر و بیشتر از بسپارهای مهندسی، به وسیلهٔ آمیزش آن‌ها با گونه‌های ارزان قیمت. 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 فراورده‌های بسپاری به کار می‌رود. این مواد عبارتند از: نرم‌کننده‌ها نرم‌کننده‌هاplasticizer افزودنی‌هایی هستند که انعطاف‌پذیری ماده‌ای را که به آن افزوده می‌شود را افزایش می‌دهد. نرم‌کننده‌های پلاستیک‌ها معمولاً از دستهٔ فتالات‌ها هستند که انعطاف‌پذیری و دوام پلاستیک را افزایش می‌دهند. پایدارکننده‌ها رنگدانه‌ها رنگدانه‌هاPigment موادی هستند که برای رنگ کردن و دادن خاصیت رنگی به پلیمر استفاده می‌شود و شامل رنگدانه‌های آلی و معدنی می‌شود. این عوامل رنگزا می‌توانند یک لایه از یک جسم پلاستیکی را با رفتار قابل پیش‌بینی رنگی کنند. بیشتر این عوامل رنگزا دارای ذراتی با ابعاد میانگین بین ۰/۲ تا ۱/۰ میکرومتر هستند. به خاطر دوام نسبتاً پایین این رنگ‌ها، این رنگدانه‌ها همیشه بهترین کیفیت را ندارند. 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. به‌طور نمونه، دوام رنگدانه‌های آلی ۱۰–۲۰ بار بیشتر از رنگ‌های غیرآلی مورد مقایسه است و این به خاطر این است که رنگ‌های آلی ذرات کوچکتری نسبت به رنگ‌های غیر آلی دارند. خط افزودنی‌های رنگزا در پلاستیک‌هاعنوان تصحیح شده توسط ربات پرکننده‌ها آنتی استاتیک (عامل ضد الکتریسیته ساکن) آنتی اکسیدانت (عوامل ضد اکسایش) آنتی یو وی (پایدارکننده نوری) رشته دانشگاهی بسپار رشته دانشگاهی بسپار یکی از گرایش‌های شیمی و مهندسی شیمی می‌باشد. | ## جمع‌بندی | این گرایش تا سال ۱۳۶۲ یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی بود اما در حال حاضر به عنوان یک رشته مستقل با دو گرایش صنایع بسپار (پلیمر) و تکنولوژی و علوم رنگ در دانشگاه‌ها و مراکز آموزش عالی ارائه می‌شود، البته هنوز نیز در شماری از دانشگاه‌های کشور مهندسی بسپار یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی است.