كتب copolymer

أنواع البوليميرات الإسهامية

ولما كان البوليمير الإسهامي يتكون من وحدتين مكونتين على الأقل، يمكن للبوليميرات الإسهامية أن تصنف وفقًا لطريقة ترتيب هذه الوحدات على طول سلسلة البوليمير. وهذه الأنواع هي:

• بوليمير إسهامي متناوب (Alternating copolymers): تناوب منتظم للوحدات A وB، كما في (2).
• بوليمير إسهامي دوري (Periodic copolymers): الوحدات A وB مرتبة بتسلسل دوري، أي (A-B-A-B-B-A-A-A-A-B-B-B)_n
• بوليمير إسهامي إحصائي (Statistical copolymers): هي بوليميرات إسهامية يكون فيها تسلسل الوحدات يتبع قاعدة إحصائية. إذا كانت احتمالية وجود نوع محدد من المواحيد في مكان خاص من السلسلة مساوية للكسر المولي لذلك الموحود في السلسلة، يكون البوليمير إذن بوليميرًا عشوائيًا.، كما في (3).
• بوليمير إسهامي كتلي (Block copolymers): يتكون من جزئين أو أكثر من بوليمير متجانس متصلين ببعضهما بروابط تساهمية، كا في (4). قد يتطلب اتحاد جزئي البوليمير المتجانس جزءًا وسيطًا غير متكرر يعرف با الكتلة الرابطة. البوليميرات الإسهامية الكتلية قد تسمى بوليميرات إسهامية ثنائية الكتلة أو ثلاثية الكتلة وفقًا لعدد الأجزاء الكتلية للبوليمير الإسهامي.

وتوصف البوليميرات الإسهامية إيضًا بوجود تفرعات أو ترتيبها في بنية البوليمير. البوليمير الإسهامي الخطي يتكون من سلسلة رئيسية مفردة في حين أن البوليمير الإسهامي المتفرع يتكون من سلسلة رئيسية مفردة مع وجود سلسلة جانبية واحدة أو أكثر.

ويوجد أنواع خاصة من البوليميرات الإسهامية المتفرعة تتضمن البوليميرات النجمية، والمكنسية، والمشطية، وكلها تصف شكل البوليمير المتشكل. وفي البوليميرات الإسهامية المتدرجة يتغير تركيب الموحود تدريجيًا على طول السلسلة. البوليمير الإسهامي الثلاثي (terpolymer)، هو بوليمير إسهامي يتكون من ثلاثة مواحيد مختلفة. والرباعي من أربعة. ولأن أكبر مجموعة هي بوليميرات ثنائية، فإن مصطلح بوليمير إسهامي يطلق أساسًا على هذه المجموعة.

• بوليمير إسهامي كتلي فراغي (Stereoblock copolymers): هو بوليمير ذو بنية خاصة، يمكن أن يتشكل من موحود واحد، تكون السمة المميزة له هي ترتيبية كل كتلة.

بوليمير إسهامي مُطعّم (Graft copolymers)

نوع خاص من البوليميرات المتفرعة تكون فيها السلاسل الجانبية مميزة بنيويًا عن السلسلة الرئيسية. يصور الشكل في (5) حالة خاصة فيها السلسلة الرئيسية والسلاسل الجانبية مكونة من بوليميرات متجانسة مميزة. وقد تكون السلاسل المفردة للبوليمير الإسهامي المطعم هي بذاتها بوليميرات متجانسة أو إسهامية. لاحظ أن تعاقب البوليمير الإسهامي المختلف هو كاف لتعريف الاختلاف البنيوي. لنفترض أننا نقوم بكوثرة بالجذور الحرة للستايرين بوجود متعدد البيوتادايين، المطاط الاصطناعي، الذي يحمل رابطة ثنائية تفاعلية C=C في المتبقي. سنحصل على سلاسل متعدد الستايرين تنمو في كلا الاتجاهين في بعض الأماكن التي توجد فيها روابط مزدوجة وإعادة ترتيب لذرة كربون واحدة. النتيجة هي سلسلة رئيسية من متعدد الستايرين مع سلاسل متعدد البيوتادايين تنمو منها في الاتجاهين. وهو بوليمير إسهامي مهم يختلف في خصائصه عن مكوناته، فالسلسلة المطاطية ستمتص الطاقة عند الاصطدام، فهي أقل قصافة من متعدد الستايرين التقليدي. يسمى هذا المركب بمتعدد الستايرين المقاوم للصدم.

بوليمير إسهامي كتلي

تتكون البوليميرات الإسهامية من كتل من مواحيد متكوثرة. فمثلًا PS-b-PMMA هو اختصار لـ متعدد الستايرين-ب-متعدد (ميثيل أكريلات الميثيل)، وهو يصنع عادة من بوليمير الستايرين، ثم تضاف أجزاء بوليمير MMA إلى النهايات التفاعلية لسلاسل متعدد الستايرين. هذا البوليمير هو بوليمير إسهامي ثنائي بسبب احتوائه على كتلتين كيميائيتين مختلفتين. ويمكن تصنيع بوليميرات ثلاثية ورباعية ومتعددة الكتل. البوليميرات الإسهامية ثنائية الكتل تصنع باستخدام تقنية الكوثرة الحية ، مثل الكوثرة بالجذور الحرة وانتقال الذرة ، وكوثرة بانتقال السلسلة وإضافة الأجزاء العكوسة ، كوثرة بالتنادل والفتح الحلقي ، أو الكوثرة الأنيونية الحية أو الكاتيونية الحية. ويوجد تقنية كوثرة بطريقة مكوك السلسلة . التقنية الأقوى لتحضير البوليميرات الإسهامية الكتلية هي اقتران تدريجي انتقائي بين الأصل البوليميري وعوامل الارتباط الوظيفية المغايرة.