پلیمر از دو واژه یونانی پُلی به معنای بسیار و مر به معنی جزء گرفته شده است. پلیمر از ابتدای حیات بشر در دسترس بوده و انسان ها بدون اینکه درک درستی از این مواد داشته باشند برای رفع نیازهای زندگی از آن استفاده می کردند. این مواد (Polymers) در طبیعت و تمام سیستم های زنده یافت می شوند. مواد پلیمری شامل دسته ای از مواد لاستیک ها و پلاستیک ها ، رنگ‌ها، فوم‌ها، چسب‌ها، رزین‌ها و بسیاری دیگر از موادی که در زندگی روزمره کاربرد دارند، می‌باشد. بدن ما نیز خود از پلیمرها تشکیل شده است.
ماهیچه ها، پروتئین ها، ژن ها و کروموزوم همه از پلیمر طبیعی ساخته شده اند. مواد پلیمری در قرن بیستم وارد زندگی بشر شده و زمینه ساز تحولات زیادی در پیشرفت تکنولوژی و تغییر سبک زندگی بشر شده‌اند. بشر با تلاش براي دستيابي به مواد جدید , با استفاده از مواد ألي (عمدتا هيدروكربن‌ها) موجود در طبيعت به توليد مواد مصنوعي نايل شد. اين مواد عمدتا شامل عنصر كربن , هیدروژن , اكسيژن, نیتروژن و گوگرد بوده و به نام مواد پليمري معروف هستند. مواد پلیمری خواص فيزيكي و مكانيكي نسبتا خوب و مفيدي دارند . آنها دارای وزن مخصوص پاييين و پايداري خوب در مقابل مواد شيميايي هستند.
مواد پلیمری و ساختار آن
پلیمرها موادی هستند که ساختمان مولکول آنها از تعداد زیادی اجزا تکرار شونده تشکیل شده است. برای مثال می توانیم از مواد پلیمری پلی اتیلن نام ببریم . پلی اتیلن پرکاربردترین پلیمر ساخت بشر است که از گاز اتیلن ساخته می‌شود. بنابراین مولکول پلی‌اتیلن از تکرار واحدهای اتیلن تشکیل شده است. با چسبیدن مولکولهای اتیلن به یکدیگر پلی‌اتیلن حاصل می‌شود. همچنین از بهم چسبیدن مولکولهای پلی پروپیلن به یکدیگر مولکول پلی پروپیلن بوجود می آید.
منومر چیست؟
مونومر در اصطلاح به واحدهای تشکیل دهنده پلیمرها می‌گویند. مونو یعنی “یک” و مر یعنی “جز” ؛ پس مونومرها اجزا تک جزئی تشکیل دهنده پلیمرها می‌باشند. به عمل چسباندن مولکولهای مونومرها به هم و تشکیل پلیمر فرایند پلیمریزاسیون می‌گویند. در واحدهای پتروشیمی تولید کننده پلیمرها، فرایند پلیمریزاسیون انجام می‌شود و طی آن پلیمرها از مونومرها تشکیل می‌شوند.
پلیمریزاسیون به چند دسته تقسیم می گردد:
پلیمریزاسیون زنجیره ای (Chain Polymerization): پلیمریزاسیون زنجیره ای از سه مرحله اصلی تشکیل شده است:۱. شروع ۲. انتشار ۳. اختتام
در این روش مولکول های مونومر در یک حالت خود به خودی و خیلی سریع در طول یک واکنش زنجیری به هم اضافه می شوند؛ این واکنش محصول فرعی ندارد.
پلیمریزاسیون مرحله ای (Step Polymerization): در این روش پلیمر در طول فرآیند به وسیله واکنش بین گروه های عاملی مونومر ساخته می شود؛ واکنش به طور مرحله ای اتفاق می افتد (یعنی مرحله به مرحله) بنابراین سرعت تشکیل پلیمر کند است.
پلیمریزاسیون تراکمی (Condensation Polymerization): در پلیمریزاسیون تراکمی که اکثرأ برای ساخت ترموست ها بکار می رود در طی فرآیند چیزی متراکم یا فشرده در اثر واکنش حاصل می شود و آب در اثر تراکم از محیط خارج می شود.
پلیمریزاسیون افزایشی (Addition Polymerization): در پلیمریزاسیون افزایشی هر مونومر به مونومر بعدی متصل می شود و به این ترتیب پلیمر تشکیل می شود.
مواد پلیمری و دسته بندی آنها
پلیمرها به طور کلی از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته بزرگ ترموپلاستیک‌ها (گرمانرم ها) و ترموست‌ها (گرماسخت ها) تقسیم‌بندی می‌شوند.
ترموپلاستیک‌ها
دسته بزرگی از مواد پلیمری ترموپلاستیک‌ها هستند که به صورت ساده‌تر به آنها پلاستیک یا مواد پلاستیک می‌گویند که در صورت حرارت دیدن ذوب می‌شوند و بر اثر سرد شدن مجدد جامد می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که مواد پلاستیک مانند فلزات قابلیت بازیافت داشته باشند و بنابراین در صورت بازیافت نسبت به دیگر پلیمرها کمتر وارد محیط زیست شوند.
ترموست‌ها
ترموست‌ها پلیمرهایی هستند که در اثر حرارت ذوب نمی‌شوند بلکه سخت می‌شوند و یا می‌سوزند؛ بنابراین نمی‌توان آنها را بازیافت کرد. به دلیل مسایل زیست محیطی تولید آنها در مقایسه با پلاستیک‌ها رو به کاهش است. نمونه‌ای از ترموست‌ها ملامین است که در تولید ظروف ملامین به کار می‌رود. از ترموست ها می توان بسیاری از لاستیک‌ها، رنگ‌ها، رزین‌ها و چسب‌ها را نام برد.
مواد پلیمری و کاربرد های آن
مواد پلیمری خواص فیزیکی و مکانیکی جالب و جذابی دارند و این باعث توسعه روزافزون کاربرد این مواد در صنایع گوناگون و همچنین زندگی روزمره شده است. از جمله این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حمل و نقل: حمل و نقل ریلی، حمل و نقل عمومی، حمل و نقل هوایی و حمل و نقل نظامی.
- ساختمان: بتن با عملکرد بالا، کاربرد در کاهش مصرف انرژی ساختمان، پوشش دهنده ساختمان و پوشش دهنده ضدحریق.
- پتروشیمی: تجهیزات صنایع پتروشیمی، رنگرزی و پوشش دهی.
- خودروسازی: ساخت صندلی، شیشه ها، تایر، سپر، کفپوش و انواع درزگیرها.
- غذایی: بطری های آبمیوه، ظروف یکبار مصرف و بسته بندی.
- نساجی: الیاف پلیمری، پلیمرهای مقاوم حرارتی ، چاپ، لباس فضانوردان، لباس های محافظ وکفش.
- برق و الکترونیک: لوله های کامپوزیتی عبور کابل، تیرهای کامپوزیتی و پلیمرهای رسانای جریان الکتریسیته.
- پزشکی: نانوپلیمرها در مهندسی بافت، نانوپلیمرها در رهایش کنترل شده دارو، بازسازی بافت، پوشش دهی زخم و مهندسی پزشکی.
- عمران: آسفالت پلیمری، قیر پلیمری، مهندسی سازه وبتن پلیمری.
- نظامی: اسلحه های شخصی، جنگ افزارهای بزرگ، موشک و هواپیما.
- مواد پلیمری پرمصرف در صنعت پتروشیمی
عمده ترین مواد پلیمری تولیدی در صنعت پتروشیمی شامل پلی اتیلن، پلی اتیلن ترفتالات، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید، پلی استایرن، اکریلونیتریل و بوتادین استایرن هستند. هر یک از مواد نامبرده در فوق، خواص ویژه ای داشته و در یکی از صنایع لاستیک یا پلاستیک کاربرد دارند.