بسپارش (پلیمریزاسیون): جهان از تکپارها[1] به مولکولهای غولآسا
بسپارش دقیقاً چیست؟
بیایید با یک مثال ساده شروع کنیم. یک قطار اسباببازی را تصور کنید. هر واگن به تنهایی یک واحد کوچک است. وقتی این واگنها را با قلاب به هم وصل میکنید، یک قطار بلند تشکیل میدهند. در شیمی، به هر واگن، یک تکپار میگویند. فرآیند اتصال این واگنها (تکپارها) به هم برای تشکیل قطار بلند (بسپار)، همان بسپارش است. این اتصال از طریق پیوندهای شیمیایی قوی انجام میشود.
$ n(M) \rightarrow (M)_n $
که در آن $ n $ یک عدد بزرگ (مثلاً هزار یا دههزار) است.
دو راه اصلی برای ساخت یک زنجیر بلند
بسپارش را میتوان به دو روش کلی انجام داد که خواص بسیار متفاوتی هم به محصول نهایی میدهند. این دو روش در جدول زیر مقایسه شدهاند:
| ویژگی | بسپارش افزایشی[5] | بسپارش تراکمی[6] |
|---|---|---|
| نحوه اتصال | تکپارها یکییکی به سر زنجیره در حال رشد اضافه میشوند. | اتصال تکپارها با حذف یک مولکول کوچک (معمولاً آب) همراه است. |
| محصول جانبی | ندارد. | دارد (مثل آب). |
| سرعت واکنش | معمولاً سریع است. | معمولاً کندتر است. |
| مثال محصول در زندگی |
پلیاتیلن (بطریها، کیسهها) پرکاربرد |
نایلون (لباس، طناب) پلیاستر (پوشاک) |
| تکپار معمول | اتیلن ($ C_2H_4 $) | یک مولکول با دو گروه عاملی (مثل اسید و الکل) |
بسپارها در کجای زندگی ما هستند؟
شما هر روز و در هر لحظه با محصولات بسپارش سر و کار دارید. به اتاق خود نگاه کنید:
مثال ۱ (پلاستیک): بدنهی خودکار، کلیدهای صفحهکلید کامپیوتر، بطری آب معدنی و حتی عینک شما. بیشتر این موارد از پلاستیکهایی مثل پلیاتیلن یا پلیپروپیلن ساخته شدهاند که حاصل بسپارش افزایشی هستند.
مثال ۲ (پوشاک): بسیاری از پارچهها مصنوعی هستند. نایلون و پلیاستر که در تولید کاپشن، جوراب و لباس ورزشی استفاده میشوند، نتیجهی بسپارش تراکمی هستند.
مثال ۳ (لوازم خانگی): دستهی قابلمه (از جنس باکالیت[7])، فوم داخل مبل و صندلی (از جنس پلییورتان)، چسبهای قوی (مثل چسب اپوکسی). همهی اینها پلیمر هستند.
حتی بدن ما هم از پلیمرهای طبیعی تشکیل شده است! پروتئینها (پلیمری از اسیدهای آمینه)، دیانای[8] (پلیمری از نوکلئوتیدها) و نشاسته (پلیمری از مولکولهای قند) همگی نتیجهی فرآیندهای بسپارش طبیعی در سلولهای زنده هستند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاورقی
[1] تکپار (Monomer): مولکول کوچکی که واحد سازندهی پلیمر است. این مولکولها قابلیت اتصال به هم را دارند.
[2] بسپارش (Polymerization): فرآیند شیمیایی تشکیل پلیمر از اتصال تکپارها.
[3] پلیمر (Polymer): مولکول بزرگ و زنجیرهای حاصل از اتصال تعداد زیادی تکپار.
[4] مونومر (Monomer): معادل انگلیسی تکپار.
[5] بسپارش افزایشی (Addition Polymerization): در این روش، تکپارها بدون حذف هیچ مولکولی و با شکستن پیوندهای چندگانه به هم اضافه میشوند.
[6] بسپارش تراکمی (Condensation Polymerization): در این روش، اتصال تکپارها همراه با حذف یک مولکول کوچک (معمولاً آب، آمونیاک و ...) است.
[7] باکالیت (Bakelite): از اولین پلیمرهای مصنوعی ترموست (گرماسخت) که با گرم کردن سخت میشود و دیگر ذوب نمیشود.
[8] دیانای (DNA): اسید دئوکسی ریبونوکلئیک، پلیمری که اطلاعات ژنتیکی موجودات زنده را حمل میکند.
