‎⁨الكيمياء الصناعية نظري⁩.pdf

‫الكيمياء الصناعية‬ ‫المرحلة الرابعة‬ ‫قسم الكيمياء‬ ‫م‪.‬د‪.‬بسمة جعفر احمد‬ ‫أ‪.‬م‪.‬د‪.‬مها عبد الوهاب‬ ‫م‪.‬د‪.‬رويدة سمير سعيد‬ ‫م‪.‬د‪.‬مائدة حميد سليم‬  ‫الكيمياء الصناعية‬ ‫المقدمة‬...

‫الكيمياء الصناعية‬ ‫المرحلة الرابعة‬ ‫قسم الكيمياء‬ ‫م‪.‬د‪.‬بسمة جعفر احمد‬ ‫أ‪.‬م‪.‬د‪.‬مها عبد الوهاب‬ ‫م‪.‬د‪.‬رويدة سمير سعيد‬ ‫م‪.‬د‪.‬مائدة حميد سليم‬  ‫الكيمياء الصناعية‬ ‫المقدمة‬ ‫الكيمياء الصناعية ‪:‬‬ ‫هو فرع الكيمياء الذي يهتم باستخدام الطرق الصناعية المختلفة النتاج المواد المفيدة من خالل‬ ‫اجراء التفاعالت الكيمياوية على المواد الخام لتحويلها الى مواد ذات استخدامات مختلفة ويسمى في‬ ‫بعض االحيان بالصناعات الكيمياوية حيث يتم تحويل المواد االولية الخام مثل النفط والغاز الطبيعي‬ ‫والهواء والماء والمعادن والعناصر االخرى بخاماتها الى مواد ذات استخدامات مفيدة قد يصل‬ ‫عددها اكثر من ‪ 70‬الف من المنتوجات المختلفة‪.‬‬ ‫استعمل االنسان على مر العصور المواد الكيميارية بصيغ متعددة وبطرق بدائية بسيطة اال ان‬ ‫البداية الحقيقية للصناعات الكيمياوية بمختلف انواعها بدأت مع بداية الثورة الصناعية حيث تم انتاج‬ ‫حامض الكبريتيك بكميات تجارية عام ‪ 1736‬من قبل احد الصيادلة واستمر تطور الصناعات‬ ‫الكيمياوية بعد ذلك ليصل الى مستويات متقدمة جدا لتشمل معظم االحتياجات المدنية والعسكرية في‬ ‫حياة االنسان‪.‬‬ ‫ومن اهم الدول التي كان لها دور اساسي في تطور الصناعات الكيمياوية بعد المملكة المتحدة هما‬ ‫الواليات المتحدة والمانيا‪.‬‬ ‫ان مادة الكيمياء الصناعية تختلف عن غيرها من المواد التي تدرس في فرع الكيمياء حيث تحتاج‬ ‫هذه المادة ومن اجل فهمها او دراستها الى معرفة واسعة في مجال الكيمياء اوال ثم الهندسة‬ ‫الكيمياوية ومعلومات اقتصادية ضرورية باالضافة لمعلومات احصائية وبيانات بيئية‪.‬‬ ‫وكمثال لتوضيح احد مفاهيم الكيمياء الصناعية وهو الصناعة التحويلية حيث نحتاج الى ماده اولية‬ ‫لتحويلها الى منتوج جديد الستخدامه في مجال معين ولو فرضنا ان الماده االولية هي) )‪ ( A‬ومن‬ ‫خالل اجراء عمليات صناعية مختلفة على هذه المادة نحصل على المنتوج )‪ ( B‬تكون المعادلة‬ ‫كاالتي ‪:‬‬ ‫ان العمليات الصناعية قد تكون بخطوة واحدة او العديد من الخطوات ولمعرفة الجدوى االقتصادية‬ ‫لهذه الصناعة يجب معرفة قيم كل من الماده االولية وكلفة االنتاج وقيمة المادة المنتجة ‪ ,‬يجب ان‬ ‫تكون قيمة المادة المنتجة اعلى من كل من المادة االولية وكلفة االنتاج بغية معرفة ربحية الصناعة‬ ‫والمعادلة االتية توضح ذلك‪:‬‬ ‫)‪R= B- (A+C‬‬ ‫حيث ‪ R‬هي الربحية و ‪ B‬هي قيمه المنتوج (المادة المصنعة) و ‪) A‬كلفة الماده االولية و ‪ C‬كلفة‬ ‫االنتاج ولكي تكون هذه الصناعة مريحة وذات جدوى اقتصادية يجب ان تكون قيمة ‪ B‬اعلى من‬ ‫قيمة مجموع )‪ (A+C‬وتعتمد الصناعات المختلفة على توفر المواد االولية وسهولة الحصول عليها‬ ‫واسعارها الزهيدة‪.‬‬ ‫تتوفر في العراق والوطن العربي الكثير من المواد االولية الرخيصة لقيام الكثير من الصناعات‬ ‫التحويلية المهمة ومن اهم هذه المواد هو النفط والغاز الطبيعي والكبريت والفوسفات والسليكا‬ ‫‪1‬‬ ‫باالضافة الى المحاصيل الزراعية التي يمكن استعمالها في الصناعات المختلفة مثل التمور‪,‬‬ ‫النباتات الزيتية‪ ,‬الزيتون‪ ,‬القطن‪ ,‬الكتان‪ ,‬زهرة الشمس‪ ,‬الذرة والحبوب ‪....‬الخ(‬ ‫وتعتبر الصناعات البتروكيمياوية من الصناعات المهمة في الوطن العربي حيث تعتبر المملكة‬ ‫العربية السعودية و بعض دول الخليج العربي وقطر واالمارات من البلدان المنتجة للكثير من‬ ‫المواد التي تعتمد على النفط والغاز في انتاجها‪.‬‬ ‫تتوفر في العراق الكثير من المواد االولية الرخيصة والتي اعتمدت النتاج الكثير من المواد المفيدة‬ ‫فباالضافة الى النفط وصناعاته المختلفة هناك السليكا النتاج الزجاج والياف الزجاج وكذلك‬ ‫الفوسفات النتاج االسمدة الكبريت النتاج حامض الكبريتيك والتمور النتاج الكحول وقد ازدهرت‬ ‫بعض الصناعات المذكورة اعاله في النصف الثاني من القرن العشرين‪.‬‬ ‫العمليات الصناعية الكيمياوية‪:‬‬ ‫ان عمليات التصنيع تشمل تغيير طبيعة المادة االولية وتحويلها الى ماده يمكن استخدامها بطرق‬ ‫سهلة وبسيطة للحصول على الفائدة المطلوبة وقد تكون هذه العمليات فيزياوية او كيمياوية ولكنها‬ ‫بصورة عامة تسمى العمليات الصناعية الكيمياوية الن اغلبها يحتاج الى تغييرات كيمياوية وفيما‬ ‫يلي بعض العمليات المعتادة في الصناعات الكيمياوية ‪:‬‬ ‫‪ -1‬االستخالص ‪Extraction‬‬ ‫هي عملية فصل مادة معينة من مزيج من المواد وتحويلها الى هيئتها النقية الستعمالها في‬ ‫الصناعات المختلفة مثال ذلك استخالص السكر من البنجر السكري (الشوندر(‪.‬‬ ‫‪ -2‬التقطير ‪Distillation‬‬ ‫وهي عملية تحويل المادة السائلة الى هيئة بخار يمرر على سطح بارد ليتكثف ثم يعود مكونا سائال‬ ‫نقيا الستخدامه في مختلف االستخدامات الحياتية وتعتمد عملية التقطير على الفرق في درجة غليان‬ ‫المادة عن درجة غليان مذيبها او المزيج الذي تكون احدى مكوناته‪.‬‬ ‫وهناك عدة انواع من عمليات التقطير منها‪:‬‬ ‫)أ) التقطير البسيط ‪Simple Distillation‬‬ ‫وهي عملية التقطير تحت الضغط الجوي االعتيادي حيث يوضع المزيج في دورق التقطير والذي‬ ‫يرتبط به مكثف يعمل على تحويل بخار السائل الى حالته السائلة ويجمع الناتج بعد ثبوت درجة‬ ‫غليان المادة ثم يستمر التسخين لحين ثبوت درجة الحرارة مرة ثانية فيتم جمع الماده الثانية وهكذا‬ ‫الى نهاية عملية التقطير‪.‬‬ ‫)ب) التقطير تحت ضغط مخلخل ‪Distillation Vacuumed‬‬ ‫تجري عملية التقطير بهذا النوع تحت ضغط واطئ لفصل السوائل ذات درجات غليان عالية من‬ ‫خالل تقليل الضغط سوف تنخفض درجة غليان السائل فيتم تقطيرها وجمعها الستعمالها الغراض‬ ‫مختلفة وهناك تقنيات مختلفة لتقليل الضغط داخل منظومة التقطير‪.‬‬ ‫‪1‬‬  ‫)ج) التقطير البسيط لفصل مركب بسيط عن مكونات سائلة‬ ‫حيث تستخدم هذه الطريقة لفصل ماده صلبة من مزيج مختلط معها من مكونات سائلة حيث تجري‬ ‫عملية التقطير البسيط للمواد السائلة تاركة المادة الصلبة التي يمكن جمعها بعد ذلك لالستفادة منها‬ ‫في الصناعات المختلفة‪.‬‬ ‫) د) التقطير التجزيئي ‪Fractionation Distillation‬‬ ‫هو عملية فصل مخلوط إلى مكوناته (أجزائه) األصلية باستخدام التجزئة‪ ,‬مثل فصل المركبات‬ ‫الكيميائية عند درجة غليانها عن طريق تسخينها إلى درجة حرارة تتبخر عندها المكونات‪.‬تستخدم‬ ‫هذه الطريقة لفصل مكونات النفط الخام باالعتماد على الفرق في درجات غليانها وباستخدام عمود‬ ‫التجزئة ( سيتم توضيحها في موضوع الصناعات النفطية الحقا( ‪.‬‬ ‫)ه) التقطير االتالفي ‪Distractive Distillation‬‬ ‫وهي عملية كيمياوية لتحليل المواد تحت ضغط عالي ودرجة حرارة عالية وبغياب الهواء وبوجود‬ ‫القليل من االوكسجين او بعض العوامل المساعدة حيث يعمل كل من الحرارة العالية والضغط‬ ‫العالي على تفكيك مكونات المادة والحصول على مواد متطايرة تستخدم استخداما صناعيا مفيدا‬ ‫ومن االمثله على هذا النوع من التقطير هو التقطير االتالفي للفحم الحجري للحصول على‬ ‫الغازالطبيعي والمستخدم كمصدر من مصادر الطاقة في بعض البلدان التي التمتلك مخزونا نفطيا‬ ‫مناسب ‪.‬‬ ‫مصطلحات صناعية كيمياوية‪Industrial chemical terms :‬‬ ‫‪ -1‬درجة الحرارة ‪Temperature‬‬ ‫درجة حرارة وسط التفاعل هي مؤشر على كمية الطاقة الحرارية التي يختزنها ذلك الوسط وهناك‬ ‫العديد من الوحدات لقياس درجة الحرارة مثل الكلفن )‪ )K‬و السيلزيوس )‪.)C‬‬ ‫‪ -2‬الضغط ‪Pressure‬‬ ‫تحتاج كثير من الصناعات الكيمياوية الى ان تكون تحت ضغط معين للتحكم في سرعة التفاعل‬ ‫الكيمياوي وابسط تعريف له هو الثقل المسلط على وحدة المساحة وله وحدتان رئيسيتان لقياسه هما‬ ‫وحدة بساي ‪ PSI‬وهي الباوند‪/‬انج مربع‪ ,‬الضغط الجوي ‪ Atmosphere‬حيث ان ضغط جوي‬ ‫واحد يعادل مقدار وزن ‪ 76‬سم زئبق على السنتمتر المربع الواحد‪.‬‬ ‫‪ -3‬سرعة التفاعل ‪Rate of reaction‬‬ ‫وهو الزمن الالزم لتحول جميع المواد الداخلة في التفاعل الى مواد منتوجة‪ ,‬ويقاس بوحدات قياس‬ ‫الزمن المعروفة‪.‬‬ ‫‪ -4‬التوازن ‪Equilibrium‬‬ ‫تقل سرعة التفاعل وبشكل واضح في التفاعالت الرجوعية ‪ reversible‬وقد يتوقف فيها التفاعل‬ ‫تماما ولغرض زيادة سرعة التفاعل يتم استعمال بعض العوامل المؤثرة مثل درجة الحرارة‬ ‫والضغط والعامل المساعد ‪.‬‬ ‫‪2‬‬  ‫‪ -5‬العوامل المساعدة ‪Catalysis‬‬ ‫تستعمل العوامل المساعدة لتسريع التفاعل الكيمياوي وبتراكيز محددة دون ان تدخل في عملية‬ ‫التفاعل مثل استخدام خامس اوكسيد الفناديوم عند انتاج حامض الكبريتيك بطريقة التماس ‪.‬‬ ‫‪ -6‬انتقال الحرارة ‪Heat transfer‬‬ ‫عندما يحدث انبعاث او امتصاص حراري اثناء العمليات الكيمياائية يتطلب الحفاظ على درجة‬ ‫الحرارة المطلوبة بتسهيل عملية انتقال الحرارة عبر الموائع او المواد الممزوجة في وسط التفاعل ‪.‬‬ ‫‪ -7‬السيطرة الكيميائية الموقعية ‪Field chemical control‬‬ ‫يتم اجراء الفحوصات والتحاليل الالزمة لكل مرحلة من مراحل التصنيع لغرض التاكد من سالمة‬ ‫اتمام تلك المراحل بالشكل المخطط له ‪.‬‬ ‫‪ -8‬طريقة الوجبة ‪Batch process‬‬ ‫تستعمل طريقة الوجبة في المصانع الصغيرة حيث يجري االنتاج بوجبة واحدة محددة او في‬ ‫التفاعالت التي تجري بصورة بطيئة او في التفاعالت التي تتطلب ظروف السالمة تصنيع كميات‬ ‫صغيرة محدودة في كل وجبة ‪.‬‬ ‫‪ -9‬الطريقة المستمرة ‪Continuous process‬‬ ‫تستعمل في قياسات طرق االنتاج الكبيرة وتخضع للسيطرة االلية وتتميز هذة الطرائق عادة‬ ‫بانخفاض كلفة األنتاج وثبات نوعية األنتاج ‪.‬‬ ‫‪ -11‬السحق ‪Crushing‬‬ ‫هي عملية تكسير المواد األولية الداخلية في التفاعل لغرض الحصول على حجوم اقل وذلك لسهولة‬ ‫دخولها في التفاعل‪.‬‬ ‫‪ -11‬الطحن ‪Grinding‬‬ ‫عملية تحطيم المواد المتفاعلة الصلبة وتحولها الى اجسام تقل اقطارها عن سنتمتر واحد وتجري‬ ‫هذه العملية بعدة تقنيات منها الطواحين المطرقية والساحقات الدوارة والبكرات الساحقة ‪.‬‬ ‫‪3‬‬  ‫البوليمرات ‪Polymers‬‬ ‫البوليمر‪Polymer :‬‬ ‫ويسمى بالعربية ( متعدد االجزاء) اما كلمة ‪ Polymer‬فهي كلمة التينية تتكون من مقطعين االول‬ ‫)– ‪ (Poly‬عني المتعدد والثاني )‪ (mer‬ويعني الجزء وترجمتها الحرفية تكون متعدد االجزاء اال‬ ‫انها تعني االتي‪:‬‬ ‫البوليمر هي المادة التي تتكون من اجزاء عديده قد تكون متشابهه او غير متشابهة تتكون بارتباطها‬ ‫باالواصر الكيميائية سالسل من الجزيئات ليرتفع وزنها الجزيئي الى عدة االف او ماليين لذلك قد‬ ‫يطلق مصطلح الجزيئة العمالقة ‪ macromolecule‬على البوليمرايضا‪.‬‬ ‫اما المونيمر ‪ monomer‬فتعني الوحده البنائية الصغيرة المتكررة في تركيب السلسة البوليمرية‪.‬‬ ‫عملية البلمرة ‪Polymerization‬‬ ‫هي عملية تحويل الوحدات البنائية ‪ monomers‬الى البوليمر من خالل تفاعالت كيميائية متنوعة‬ ‫تعتمد على طبيعة الوحدة البنائية للبوليمر‪ :‬مثال ‪ :‬يتحول االثلين )‪ (CH2=CH2‬بتفاعل البلمرة الى‬ ‫البولي اثلين حيث ‪ n‬تمثل عدد جزيئات االثلين في البوليمر‪:‬‬ ‫‪Polymerization‬‬ ‫)‪n (CH 2=CH2‬‬ ‫‪CH2-CH2 n‬‬ ‫درجة البلمرة ‪Degree of polymerization‬‬ ‫وهي عدد الوحدات المتكررة في السلسلة البوليميرية وتعتمد على طول السلسلة البوليمرية ولكون‬ ‫اطوال هذه السالسل غير متساوية لذلك فان درجة البلمرة تمثل معدل اعداد الوحدات البنائية‬ ‫المتكررة في السلسلة البوليمرية وعليه يجب تسميتها (معدل درجة البلمرة) لذلك تكتب‬ ‫يعتمد حساب الوزن الجزيئي للبوليمر على معدل درجة لبلمرة‬ ‫بهذه الطريقة‬ ‫والوزن الجزيئي للوحدة البنائية المتكررة (المونمر) ويمكن التعبير عن الوزن الجزيئي كاالتي‪:‬‬ ‫الوزن الجزيئي = معدل درجة البلمرة ‪ X‬الوزن الجزيئي للمونيمر‬ ‫(يحسب الوزن الجزيئي للبوليمر عند زمن معين من التفاعل )‬ ‫تتراوح قيم درجة البلمرة من وحدات قليلة الى درجات كبيرة تقترب من عشرة االف او اكثر في‬ ‫بعض الحاالت‪...‬مثال ‪:‬‬ ‫ماالوزن الجزيئي التقريبي للبولي ستايرين اذا كانت درجة البلمرة له تساوي (‪ 100‬وحدة)؟‬ ‫‪4‬‬  ‫الحل‪:‬‬ ‫تتحول جزيئة الستايرين الى البولي ستايرين وفق المعادلة‪:‬‬ ‫‪M.w. of C8H8 = (12x8) + (1x8) = 104‬‬ ‫الوزن الجزيئي للستايرين =‪104‬‬ ‫‪100 x 104 = 10400‬‬ ‫اذن الوزن الجزيئي للبولي ستايريرين يساوي ‪:‬‬ ‫)سؤال) ‪ :‬اذا كان الوزن الجزيئي للبولي ستايرين عند زمن معين للتفاعل يساوي ‪20800‬‬ ‫احسب معدل درجة البلمره لهذا البوليمر ؟؟‬ ‫الجواب‪:‬‬ ‫‪20800 = 104 X‬‬ ‫‪X = 20800/104 = 200‬‬ ‫تصنيف البوليمرات ‪Classifications of polymers‬‬ ‫هناك العديد من طرق تصنيف البوليمرات وذلك لكثرتها ويعتمد تصنيف البوليمرات على عدة‬ ‫اعتبارات يمكن تقسيم البوليمرات على اساسها لتكون على االقسام التالية‪:‬‬ ‫‪ -1‬تصنيف البوليمرات حسب مصادرها ‪:‬‬ ‫وفيها تقسم البوليمرات الى االنواع االتية‪:‬‬ ‫)أ) البوليمرات الطبيعية (ب) البوليمرات المصنعة (ج) البوليمرات شبه المصنعة‬ ‫)أ) البوليمرات الطبيعية‪Natural Polymers :‬‬ ‫وهي المواد البوليمرية الموجودة في الطبيعة كمنتوجات نباتية او حيوانية وفي بعض االحيان تقسم‬ ‫الى ‪:‬‬ ‫(‪ )1‬البوليمرات النباتية المصدر و (‪ )2‬البوليمرات حيوانية المصدر‬ ‫من االمثلة على النوع االول ‪ :‬السليلوز‪ ,‬النشا‪ ,‬الصمغ العربي‪ ,‬القطن‪ ,‬المطاط الطبيعي والحرير‬ ‫الطبيعي‬ ‫‪5‬‬  ‫اما النوع الثاني فيشمل الصوف‪ ,‬الشعر‪ ,‬الجلد‪ ,‬والبروتينات‪.‬‬ ‫)ب) البوليمرات المصنعة ‪Synthetic polymers‬‬ ‫وهي البوليمرات التي يتم تحضيرها او تصنيعها من مصادر طبيعية اخرى غير الحيوان او النبات‬ ‫او من مركبات كيميائية بسيطة وتمثل الجزء االكبر من البوليمرات ومن االمثلة عليها البالستيكات‬ ‫المختلفة والمطاط الصناعي ‪ ,‬وااللياف الصناعيه والبولي اثلين وبعض الراتنجات المصنعه‬ ‫واالصباغ ‪...‬الخ‬ ‫‪CH2-CH2‬‬ ‫‪CH2-CH2‬‬ ‫‪CH2-CH2 n‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪CH3‬‬ ‫‪Polyethylene‬‬ ‫‪Poly vinyle chloride‬‬ ‫‪Polyisopropylene‬‬ ‫)ج) البوليمرات شبه المصنعة ‪Semisynthetic Polymers‬‬ ‫وهي البوليمرات التي تصنع من مصادرها النباتية ومن امثلتها هي الرايون والحرير الصناعي‬ ‫والورق‪.‬‬ ‫‪ -2‬تصنيف البوليمرات حسب شكل السالسل البوليمرية‪:‬‬ ‫ان ارتباط الوحدات البنائية في البوليمرات يعتمد على طبيعة هذه الوحدات وعلى طريقة ارتباطها‬ ‫وكذلك وجود او عدم وجود مجاميع فعالة في التركيب الكيمياوي لهذه الوحدات وكما بينا سابقا ان‬ ‫البوليمرات تكون بشكل سالسل تختلف عن الجزئيات واطئة الوزن مثل البنزين اوالتولوين او‬ ‫الهكسان او اي مركب عضوي اخر ‪.‬وعليه تصنف البوليمرات بحسب هذه الصفة الى‪:‬‬ ‫)أ) البوليمرات الخطية ‪Liner Polymers‬‬ ‫حيث ترتبط كل وحده بنائية مع االخرى بشكل خط مستقيم مثال ذلك بولي اثيلين عالي الكثافة‬ ‫وبولي كلوريد الفاينيل )‪.( PVC‬‬ ‫‪H2 H 2 H 2‬‬ ‫‪H2‬‬ ‫‪H 2 H2‬‬ ‫‪H2 H‬‬ ‫‪H2‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H2 H‬‬ ‫‪C C C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C C‬‬ ‫‪C C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C C‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫]‪Polyethylene [H.D.P.E‬‬ ‫‪Poly vinylechloride‬‬ ‫‪-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-‬‬ ‫ويمكن تمثيلها بالشكل‪:‬‬ ‫)ب) البوليمرات المتفرعة ‪Branched Polymers‬‬ ‫وهي البوليمرات التي تكون سلسلتها الرئيسية بشكل مستقيم تتفرع منه سالسل اخرى باطوال‬ ‫مختلفة وتسمى السلسلة بالعمود الفقري للبوليمر ‪ Back bone‬والشكل التالي يمثل ذلك‬ ‫‪6‬‬  ‫ومثال ذلك بولي اثيلين واطيء الكثافة‪:‬‬ ‫)ج) البوليمرات المتشابكة ‪Crosslinked Polymers‬‬ ‫وهي البوليمرات ذات ابعاد ثالثية في السالسل الطويلة تتصل مع بعض باواصر كيمياوية لتشكل‬ ‫هيئة فراغية بشكل شبكة ويمكن تمثيلها بالشكل االتي‪:‬‬ ‫ومثال ذلك مايحدث في راتنج الفينول فورمالديهايد‪.‬‬ ‫‪7‬‬  ‫)‪ - (3‬تصنيف البوليمرات حسب نوع المونيمرات في السلسلة البوليمرية ‪:‬‬ ‫يعتمد هذا التصنيف على نوعية الوحدات البنائية المكونة للبوليمر اذا كانت متشابهة او مختلفة‬ ‫ويكون التقسيم كاالتي ‪:‬‬ ‫)أ) البوليمرات المتجانسة ‪HomoPolymers‬‬ ‫حيث تتكون هذه البوليمرات من وحدات بنائية متشابهة كالبولي اثيلين او البولي ستايرين وممكن‬ ‫تمثيلها بالترتيب ‪:‬‬ ‫(ب) البوليمرات غير المتجانسة ‪Hetropolymers‬‬ ‫وفيها تتالف السالسل البوليمرية من وحدات بنائية غير متشابهة اي من نوعين او اكثر من‬ ‫المونيمرات وتسمى ايضا بالبوليمرات المشتركة ‪ Copolymers‬وهي انواع‪:‬‬ ‫)‪ -(1‬بوليمر مشترك متناوب ‪ Alternated copolymer‬حيث تترتب المونيمرات بالتناوب مع‬ ‫بعضها البعض ‪:‬‬ ‫‪-A- B- A- B- A- B- A- B-‬‬ ‫)‪ -)2‬بوليمر مشترك عشوائي ‪Random copolymers‬‬ ‫حيث اليوجد ترتيب معين الرتباط المونيمرات مع بعضها اي يكون الترتيب عشوائيا كما في‬ ‫ماياتي ‪:‬‬ ‫‪-A-B-A-B-B-A-AA-B-A-B-AA-B-‬‬ ‫)‪ -)3‬بوليمر مشترك قالبي ‪Block copolymer‬‬ ‫حيث تشكل الوحدات البنائية المتشابهة مجموعات مرتبة تشبه القالب وكما موضح فيما يلي‪:‬‬ ‫منتظم ‪-A-A-A-B-B-B-A-A-A-B-B-B-‬‬ ‫غير منتظم ‪-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-B-B-A-A-‬‬ ‫(‪ )4‬بوليمر مشترك مطعم ‪Graft copolymers‬‬ ‫حيث يتكون هذا البوليمر من سلسلة رئيسية متجانسة لمونيمر متشابه اما السالسل الفرعية فتكون‬ ‫من مونمرات مختلفة وكما في ادناه‪:‬‬ ‫‪8‬‬  ‫(‪ )4‬تصنيف البوليمرات حسب الترتيب الفراغي للوحدات البنائية‬ ‫تتشكل السالسل البوليمرية فراغيا بهيئات واشكال مختلفة متاثرة بعوامل عديدة اهمها المجاميع‬ ‫الفعالة الموجودة ضمن التركيب الكيمياوي للوحدات البنائية ويمكن تقسيمها كما ياتي ‪-:‬‬ ‫أ‪ -‬حسب طريقة ارتباط الوحدات البنائية مع بعضها في السلسلة البوليمرية حيث ترتبط الوحدات‬ ‫البنائية مع بعضها فراغيا بطرق مختلفة وتسمى بموجبها التسميات االتية‪:‬‬ ‫ب‪ -‬حسب الشكل الفراغي للسلسلة البوليمرية‬ ‫تاخذ السالسل البوليمرية اشكال مختلفة بسبب قوى التجاذب والتنافر الموجودة في التركيب‬ ‫الكيمياوي للوحدات البنائية واالشكال التي قد تاخذها السالسل البوليمرية وهي (خطية وحلزونية‬ ‫ومتعرجة وملتفة )‬ ‫‪9‬‬  ‫ج‪ -‬حسب التوزيع الفراغي للمجاميع الفعالة‬ ‫تتوزع المجاميع الفعالة على السلسلة البوليمرية بثالث هيئات فراغية وتسمى هذه العملية‬ ‫(‪)tacticity‬‬ ‫والهيئات الثالث هي ‪:‬‬ ‫(‪Isotactic )1‬‬ ‫عندما تتوزع المجاميع الفعالة بشكل متناظر على سلسلة البوليمر‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪Isotactic‬‬ ‫(‪Syndiotactic )2‬‬ ‫وفيه يكون التوزيع بطريقة متناوبة ‪:‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪Syandiotactic‬‬ ‫(‪ : A tactic -)3‬عندما يكون التوزيع الفراغي للمجاميع الفعالة عشوائيا على سلسلة البوليمر ‪:‬‬ ‫‪10‬‬  ‫)‪ -(5‬حسب التركيب الكيميائي للوحدات البنائية‪:‬‬ ‫حيث تقسم البوليمرات حسب التركيب الكيميائي لسالسل البوليمر الرئيسية من حيث كونها ذات‬ ‫تركيب عضوي او غير عضوي كما يلي‪:‬‬ ‫أ‪ -‬بوليمرات عضوية‬ ‫حيث تتكون السالسل البوليمرية من وحدات بنائية ذات تركيب عضوي (تحتوي اساسا على‬ ‫الكاربون والهيدروجين ) مثال ذلك البولي اثلين‪ ,‬بولي بروبلين‪ ,‬بولي كلوريد الفاينيل (‪)PVC‬‬ ‫وبولي فاينيل الكحول (‪..... )PVOH‬الخ‬ ‫‪CH2-CH2‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪CH2-CH‬‬ ‫‪CH2-CH n‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫‪PE‬‬ ‫‪PVC‬‬ ‫‪PVOH‬‬ ‫ب‪ -‬بوليمرات غير عضوية‪:‬‬ ‫وفيها يكون التركيب الكيميائي للوحدات البنائية لسالسل البوليمر غير محتوي على عناصر‬ ‫الكاربون والهيدروجين ومثال ذلك البولي سليكون ثنائي الكبريت‪:‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪Polycilicon disulphide‬‬ ‫ج‪ -‬بوليمرات عضوية ‪ -‬غير عضوية‪:‬‬ ‫وتتكون وحداتها البنائية من جزيئات عضوية واخرى غير عضوية كما في المثال التالي ‪:‬‬ ‫‪11‬‬  ‫‪CH3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪CH3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪Si‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪Ti‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪Ti‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪Ti‬‬ ‫‪CH3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪CH3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪CH 3‬‬ ‫‪Polydimethylsiloxane‬‬ ‫‪Polydimethytitanoxane‬‬ ‫)‪ -(6‬التصنيف التكنولوجي للبوليمرات‪:‬‬ ‫تصنف البوليمرات حسب تأثرها بدرجات الحرارة والتي تعتبر مقياسا مهما الستخدام البوليمرات‬ ‫المختلفة وخاصة التكنولوجية منها حيث تقسم الى قسمين رئيسين هما‪:‬‬ ‫‪Thermoplast‬‬ ‫أ‪ -‬البوليمرات المطاوعة للحرارة‬ ‫تتميز هذه البوليمرات بقابليتها المطاوعة للحرارة حيث يمكن السيطرة على تشكيلها بهيئات مختلفة‬ ‫عند تعرضها لمدى معين من درجات الحرارة اي تتمدد عند تسخينها ثم تعود الى هيئتها‬ ‫االصليةعند التبريد وقد يعود السبب في ذلك الى كونها خطية او قليلة التفرع ومثال ذلك البولي‬ ‫اثيلين‪.‬‬ ‫ب‪ -‬البوليمرات غير المطاوعة للحرارة ‪Thermoset‬‬ ‫و هي البوليمرات التي التتاثر بالحرارة بنفس الطريقة للنوع االول بل تتصلب بالحرارة وعند‬ ‫تبريدها تبقى على حالتها المتصلبة بسبب تشابك سالسلها البوليمرية مما يجعلها غير ذائبة وغير‬ ‫قابلة لالنصهار ورديئة التوصيل للحرارة لذلك تستخدم كمواد عازلة للحرارة والكهربائية ومن‬ ‫امثلتها الرتنجات الفينولية واالمينية والبولي استرات‪.‬‬ ‫( س) ‪ :‬قارن بين البوليمرات المطاوعة وغير المطاوعة للحرارة؟ )‬ ‫ج‪ -‬البوليمرات المطاطية ‪Elastomers‬‬ ‫تمتاز هذه البوليمرات بقابليتها على االستطالة والتمدد والتقلص وتمتاز بليونتها العالية والمرونة‬ ‫المميزة وذلك بسبب احتوائها على سالسل بوليمرية طويلة تتكون من جزيئات مرنة (وحدات بنائية‬ ‫مرنة) من امثلتها المطاط الطبيعي والصناعي‪.‬‬ ‫د‪ -‬االلياف ‪Fibers‬‬ ‫تمتاز باحتوائها على سالسل خطية عالية الترتيب وتحتوي على مجاميع قطبية مقاومة للحرارة‬ ‫وذات صفات ميكانيكية جيدة من امثلتها الياف السليلوز والنايلون والياف االكريليك ‪.‬‬ ‫‪12‬‬  ‫تسمية البوليمرات ‪Nomenclature of Polymers‬‬ ‫توجد أنواع مختلفة من التسمية للبليمرات مستخدمة في الوقت الحاضر‪ ,‬أنواع منها مألوفة على‬ ‫النطاق التجاري واألخرى في مجال العلوم الصرفة‪.‬وسنتكلم فيما يلي عن الطرق المختلفة لتسمية‬ ‫البوليمرات‪:‬‬ ‫أوالً‪ :‬التسمية المبنية على مصادر البوليمرات‪Nomenclature Based on Sources :‬‬ ‫تعتبر تسمية البوليمرات نسبة الى مصادرها من أبسط طرق التسمية وأكثرها استعماالً وخاصة‬ ‫لتسمية البوليمرات المحضرة من مونومر واحد‪.‬وفي هذه الطريقة يهمل ذكر المجاميع الطرفية في‬ ‫الجزيئة البوليمرية‪.‬إن هذا النوع من التسمية ال يشير الى طبيعة الجزيئات البوليمرية من حيث‬ ‫مدى تشابكها )‪ (Cross – linking‬أو تفرعها )‪.(Branching‬تسمى البوليمرات حسب هذه‬ ‫الطريقة بإضافة مقطع بولي )‪ (Poly -‬قبل اإلسم العلمي للمونومر المتكون منه البوليمر‪.‬‬ ‫فالبوليمرات المحضرة من اإليثلين وبروبيلين وستيرين وبيوتادايين‪ ,‬تسمى بالبولي إيثلين وبولي‬ ‫بروبيلين وبولي ستيرين وبولي بيوتادايين على التوالي‪.‬‬ ‫مع مالحظة وضع اسم المونومر بين قوسين إذا كان إسما ً مركبا ً (مكون من أكثر من مقطع واحد)‬ ‫أو معقداً لتفادي االرتباك الذي قد يحصل عند تسمية بعض البوليمرات‪ ,‬بالرغم من أن مثل هذا‬ ‫الغموض ال يحصل عند تسمية البوليمر باللغة العربية كما هو الحال عند تسميته باللغة اإلنجليزية‪,‬‬ ‫فمثالً )‪ Poly (ethylene oxide‬باللغة اإلنجليزية قد يعني أحد التركيبين التاليين‪:‬‬ ‫‪CH2-CH2‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪or‬‬ ‫‪H 2C-H2C‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪O‬‬ ‫أما باللغة العربية فيكون لها اسمان متميزان كليا ً حتى بدون وضع األقواس في حالة تعدد المقاطع‬ ‫في اسم المونومر‪.‬‬ ‫‪13‬‬  ‫مثال توضيحي‪:‬‬ ‫البوليمر المحضر من‪ -6 :‬أمينو حمض الكبرويك )‪(6-aminocaproic acid‬‬ ‫يسمى‪ :‬بولي (‪ -6‬أمينو حامض الكبرويك)‬ ‫يالحظ مدى بساطة التسمية سواء لبوليمرات اإلضافة أو لبوليمرات التكثيف المتكونة من مونومر‬ ‫واحد‪.‬أما في حالة تعدد المونومرات التي يحضر منها البوليمر فتصبح هذه الطريقة معقدة وغير‬ ‫مرغوبة بالرغم من أن البعض يقترح اتباع نفس الطريقة السابقة وبوضع مقطع كو– )‪ (CO-‬بين‬ ‫المونومرات المتكون منها البوليمر‪.‬‬ ‫مثال توضيحي‬ ‫يمكن تسمية البولي استر المتكون من ايثلين ال ِكاليكول )‪ (ethylene glycol‬وحامض التيرفثاليك‬ ‫)‪ (terphthalic acid‬كما يلي‪:‬‬ ‫بولي (اثيلين كاليكول – كو – حامض التيرفثاليك)‬ ‫)‪Poly (ethyleneglycol–co–terphthalic acid‬‬ ‫إال أن تسمية بعض البوليمرات بهذه الطريقة تواجه بعض الصعوبات منها‪:‬‬ ‫‪ -1‬صعبة وغير مفهومة‪.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪ -2‬أن بعض البوليمرات تسمى نسبة الى مونومرات قد يبدو بأن المونومر محضر منها‪.‬إال أنه‬ ‫محضر في الحقيقة من مونومرات أخرى‪.‬‬ ‫مثال توضيحي‬ ‫مثالً بولي (كحول الفينيل )‪ (Vinyl alcohol‬يبدو أنه محضر من كحول الفينيل إال أنه في الحقيقة‬ ‫يحضر من خالت الفينيل لتكوين بولي (خالت الفينيل )‪ (Poly (Vinyacetate‬ثم يجري للبوليمر‬ ‫تحلل مائي لتكوين بولي (كحول الفينيل)‪.‬‬ ‫‪CH2-CH‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪Hydrolysis‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH2-CH‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪C CH3‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫تسمية البوليمرات الناتجة عن التكثيف أو اإلضافة‪:‬‬ ‫تتكون بعض البوليمرات من بلمرة مونومر معين بطريقة التكثيف أو أنها تتكون من بلمرة مونومر‬ ‫أخر بطريقة اإلضافة‪.‬أي يمكن تحضير البوليمر من مونومرين مختلفين مثال ذلك البوليمر أدناه‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH2 -CH 2‬‬ ‫‪n‬‬ ‫يسمى مثل هذا البوليمر نسبة الى المونومر‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪H2C‬‬ ‫‪CH2‬‬ ‫الذي يحضر منه بتفاعالت اإلضافة التي تتم بطريقة فتح الحلقات‬ ‫)‪(Ring opening polymerization‬‬ ‫فعلى هذا األساس يسمى‪ :‬بولي أوكسيران )‪ )Polyoxirane‬او بولي (أوكسيد اإلثيلين)‬ ‫)‪ Poly (ethylene oxide‬أما عند اعتباره مشتقا ً من كاليكول االثيلين )‪(ethylene glycol‬‬ ‫وذلك بواسطة تفاعل التكثيف المبين أدناه‪:‬‬ ‫‪H2C‬‬ ‫‪CH2‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪HO‬‬ ‫‪CH2-CH2‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪(n-1) H2O‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪Poly (ethylene glycol‬‬ ‫)‪Poly (1,2 ethylene diole‬‬ ‫‪15‬‬  ‫فعلى هذا األساس يسمى البوليمر كما يلي‪:‬‬ ‫بولي (‪ -1,2‬اثيلين دايول)‬ ‫او‬ ‫بولي (كاليكول االثيلين)‬ ‫)‪Poly (1,2–ethylenediol‬‬ ‫)‪Poly (ethylene glycol‬‬ ‫تسمية البوليمرات التكثيفية‪Nomenclature of Condensation Polymers :‬‬ ‫أوالً‪ :‬يمكن تسمية البوليمرات التكثيفية وكأنها تكونت من انفتاح بعض التراكيب الحلقية المتكونة من‬ ‫المونومر أو المونومرات المكونة للبوليمر‪.‬ومن األمثلة على ذلك البوليمر ذو التركيب التالي‪:‬‬ ‫فعند تسمية هذا البوليمر يفترض بأنه ناتج من انفتاح الجزيء الحلقي التالي‪:‬‬ ‫‪H2‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪CH2‬‬ ‫‪H2C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪H2C‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪H2‬‬ ‫‪H‬‬ ‫وكذلك بالنسبة لتسمية البوليمر ذو التركيب‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪HO‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH2-CH2-O‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪16‬‬  ‫حيث يفترض عند التسمية بأنن البوليمر تكون من انفتاح اإلستر الحلقي ذو التركيب اآلتي‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪H2C‬‬ ‫‪CH2‬‬ ‫ثانيا‪ :‬تسمى بعض البوليمرات التكثفية الناتجة عن تكثيف مونومرين او اكثر بذكر اسم المونومرات‬ ‫بعد كلمة(بولي) وبينهما المقطع كو(‪ )co-‬كما في المثال‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪(CH2)6‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪(CH2)4 C‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫‪n‬‬ ‫بولي (هكسامثيلين ثنائي امين)‪-‬مشترك‪ -‬اديبيل‬ ‫‪Poly(hexamethylenediamine)-co-adipyl‬‬ ‫تسمية الكوبوليمرات‪Nomenclature of Copolymers :‬‬ ‫‪ -1‬تسمية الكوبوليمرات المتكونة عشوائياً‪Nomenclature of Random Copolymer :‬‬ ‫تسمى البوليمرات المشتركة (الكوبوليمرات) المتكونة عشوائيا ً من بلمرة مونومرين أو أكثر بذكر‬ ‫اسم المونومرات بعد كلمة بولي وبينهما المقطع )‪ (Co‬فمثالً يسمى الكوبوليمر المتكون من‬ ‫الستيرين والبيوتادايين كما يأتي‪:‬‬ ‫بولي ستايرين – مشنرك – بيوتادايين )‪Poly (styrene – co – butadiene‬‬ ‫ويسمى الكوبوليمر المتكون من ميثيل أكريالت والستيرين كما يأتي‪:‬‬ ‫بولي (ميثيل ميثا أكريالت) – مشترك – ستيرين‬ ‫‪Poly (methyl Methacrylate) – co – styrene‬‬ ‫ويمكن تسمية البوليمر المتكون من ثالث مونومرات أو أكثر بنفس الطريقة‪ ,‬فمثالً عند تسمية‬ ‫الكوبوليمر المتكون من الستايرين والبيوتادايين واألكريلونتريل المعروف تجاريا ً بمطاط ‪,ABS‬‬ ‫كما يأتي‪:‬‬ ‫بولي (ستايرين – مشترك – بيوتادايين – مشترك – اكريلونتريل)‬ ‫‪17‬‬  ‫)‪Poly (styrene – co – butadiene – co – acrylonitrile‬‬ ‫‪ -2‬تسمية الكوبوليمرات المتناوبة‪Nomenclature of Alternating Copolymer :‬‬ ‫تسمية الكوبوليمرات المتناوبة التي تتناوب فيها المونومرات في السلسلة البوليمرية‪ ,‬تتبع نفس‬ ‫الطريقة المتبعة مع الكوبوليمرات العشوائية عدا استبدال المقطع )‪ (-co-‬بالمقطع )‪ (alt‬من‬ ‫المصطلح )‪ (alternative‬والذي يعني (متناوب) وتسمى هذه الطريقة بطريقة (كريسا ‪)ceresa‬‬ ‫فمثالً يمكن تسمية الكوبوليمر المتكون من اإليثلين وأول أكسيد الكربون المتناوبان في السلسلة‬ ‫البوليمرية كما يأتي‪:‬‬ ‫بولي (إيثلين – متناوب – أول أكسيد الكربون)‬ ‫)‪Poly (ethylene – alt – carbonmonoxide‬‬ ‫‪ -3‬تسمية الكوبوليمرات المطعمة‪Nomenclature of Grafted Copolymers :‬‬ ‫في الكوبوليمر المطعم الذي يتكون من مونومرين أو أكثر أحدهما يكون السالسل البوليمرية‬ ‫الرئيسية واألخرون يكونون فروعا ً مرتبطة بالسلسلة الرئيسية كما مبين أدناه‪:‬‬ ‫عند تسمية هذه الكوبوليمرات يستبدل المقطع )‪ (co‬بالحرف )‪ (g‬وهو أول حرف من الكلمة‬ ‫)‪ (graft‬التي تعني (مطعم) كما في المثال اآلتي‪:‬‬ ‫بولي (ستايرين – مطعم – أكريلو نتريل) )‪Poly (styrene–g–acrylonitrile‬‬ ‫‪ -4‬تسمية الكوبوليمرات القالبية ‪Block Copolymers‬‬ ‫تتكون سالسل هذه الكوبوليمرات من (بلوكات) كتل من المونومرات المكونة لها مرتبطة بعضها‬ ‫بالبعض األخر بروابط كيميائية كما هو مبين في المخطط األتي‪:‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪A A‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B B‬‬ ‫‪B A‬‬ ‫‪A A‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪18‬‬  ‫عند تسمية هذه الكوبوليمرات يستبدل المقطع )‪ )–CO‬بالحرف )‪ (b‬الذي مصدره المصطلح‬ ‫)‪ (block‬فيمكن تسمية كوبوليمر متكون من بلوكات من مونومرين مثل األكريلونتريل‬ ‫والبيوتادايين ذو التركيب‪:‬‬ ‫‪CH 2-CH‬‬ ‫‪CH-CH 2‬‬ ‫‪CH2 -CH‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪CN‬‬ ‫كما يلي‪:‬‬ ‫بولي (بيوتادايين – ب – أكريلونتريل)‬ ‫)‪Poly (butadiene – b – acrylonitrile‬‬ ‫ثانياً‪ :‬التسميات المبنية على أساس تركيب الوحدة البنائية للسلسلة البوليمر‬ ‫)‪)Nomenclature Based on the Structure of Repeating Unit‬‬ ‫يمكن تسمية البوليمرات نسبة الى تركيب الوحدة البنائية لسلسلة البوليمر‪ ,‬بهذه الطريقة يمكن تسمية‬ ‫البول يمرات المشتقة من مونومرين أو أكثر‪.‬تجري هذه التسمية بوضع كلمة بولي قبل قوس يحتوي‬ ‫على اسم الوحدة التركيبية للبوليمر‪.‬‬ ‫مثال توضيحي‬ ‫البوليمر محضر من هكسا ميثلين ثنائي أمين )‪ (hexamethylene diamine‬وحامض السباسيك‬ ‫)‪ (Sebasic acid‬يسمى إلى الوحدة التركيبية التي هي أميد والتي لها التركيب التالي‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪N‬‬ ‫)‪(CH2‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪(CH2)8‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪6‬‬ ‫فيكون اسم البوليمر كاآلتي‪:‬‬ ‫بولي (هكسا ميثلين سبساميد)‬ ‫)‪Poly (hexamethylene sebasamide‬‬ ‫مثال توضيحي‬ ‫البوليمر المحضر من إيثلين الكاليكول وحامض التيرفثاليك يسمى نسبة الى الوحدة التركيبية‬ ‫للبوليمر الناتج والتي هي استر لها التركيب التالي‪:‬‬ ‫‪19‬‬  ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH2-CH2-O‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪n‬‬ ‫بولي (تيرفثاالت اإليثيلين)‬ ‫فيكون اسم البوليمر الناتج كاآلتي‪:‬‬ ‫)‪Poly (ethylene terephthalate‬‬ ‫إن هذه الطريقة للتسمية صعبة التطبيق بالنسبة للبوليمرات التي يكون لها تراكيب كيميائية معقدة‬ ‫غير أنها مألوفة بالنسبة لمعظم البوليمرات المهمة صناعياً‪.‬‬ ‫ثالثا ً‪ :‬التسميات التجارية أو التسميات المألوفة ‪Trade and Known Names‬‬ ‫لقد أصبحت التسميات التجارية أكثر ألفة وشيوعا ً في اإلستعمال حتى من التسميات العلمية بالرغم‬ ‫من أن بعض التسميات التجارية ليست لها أية عالقة بالتركيب الكيميائي للبوليمر‪.‬‬ ‫مثال توضيحي‪:‬‬ ‫تدعى البوليمرات المشتقة من الحوامض الثنائية الكاربوكسيل والداي أمينات )‪,(diamines‬‬ ‫والمعروفة علميا ً تحت اسم البولي أميدات‪ ,‬بالنايلون )‪ (nylon‬نسبة إلى التسمية التي أطلقها‬ ‫مكتشفها األول كاروثرز )‪ (Carothers‬الذي يشير فيها إلى عدد ذرات الكربون في الداي أمين‬ ‫والحامض بأرقام تلي كلمة نايلون على التوالي (األرقام الدالة على عدد ذرات الكربون في الحامض‬ ‫واألمين المكونة للبولي أميدات)‪.‬‬ ‫فمثالً‪:‬‬ ‫* نايلون – ‪ :6‬تعني أن البوليمر متكون من الكابرو والكتام‪.‬‬ ‫* نايلون – ‪ :66‬بولي (هكسا ميثيلين اديباميد) متكون من‪:‬‬ ‫) ‪( HOOC CH 2 4 COOH‬‬ ‫‪-1‬حامض األديبيك )‪:(adipic acid‬‬ ‫‪( H 2N  (CH 2) 6 NH 2‬‬ ‫‪ -2‬هكسا ميثلين داي أمين )‪(hexamethylene diamine‬‬ ‫* نايلون – ‪ 116‬بولي (هكسا ميثلين سباساميد) )‪Poly (hexamethylene sebasamide‬‬ ‫‪CF2-CF2‬‬ ‫* تيفلون ‪ : Teflon‬بولي (رباعي – فلوروإيثيلين)‬ ‫)‪Poly (Tetra flouro ethylene‬‬ ‫* ‪ :PVC‬بولي (كلوريد الفينيل) )‪Poly (vinyl chloride‬‬ ‫‪20‬‬  ‫‪CH2-CH‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫أما البولي أميدات التي تحضر من مونومر واحد مثل‪:‬‬ ‫الكابروالكتام ‪ caprolactam‬أو ‪ -6‬أمينو حامض الكبرويك )‪ )6- aminocaproic‬فيتبعها رقم‬ ‫واحد يشير إلى عدد ذرات الكربون في الوحدة المتكررة )‪ (repeating unit‬فالبوليمر السابق‬ ‫(كابروالكتام) يدعى بالنايلون – ‪.(Nylon – 6) 6‬‬ ‫إن التسميات التجارية بشكل عام تنقصها الدقة العلمية فإنها ال تعطي تفصيالت عن التركيب‬ ‫الكيميائي للبوليمر وقد يكون لنفس البوليمر أسماء تجارية مختلفة من شركات منتجة مختلفة‪.‬‬ ‫فالبوليمرات المحضرة من الفينول والفورمالدهيد تدعى أحيانا ً ببوليمرات الفينول فرومالدهيد أو‬ ‫الراتنجات الفينولية )‪ (phenolic resins‬أو الفينوبالست )‪.)Phenoplast‬وقد تستعمل أسماء‬ ‫تجارية ال عالقة لها مطلقا ً بتركيب البوليمر‪.‬فمثالً يدعى بوليمر (تترافلورو إيثيلين)‬ ‫)‪ (Polytetrafluoroethylene‬بالتفلون‪ ,‬ويدعى البولي (أكريلونتريل) )‪)Polyacrylonitrile‬‬ ‫بالبريسبكس )‪.(prespex‬‬ ‫اوتستعمل التسميات التجارية بكثرة لسهولتها ولتعقيد التسمية العلمية لكثير من البوليمرات‪.‬‬ ‫رابعاً‪ :‬التسميات المبنية على النظام العالمي ‪Nomenclature Based on IUPAC‬‬ ‫نظراً لتعدد التسميات المستعملة للبوليمرات ولتزايد عدد البوليمرات المحضرة صناعيا ً فقد أصبح‬ ‫من الضروري إي جاد نظام عام لتسمية البوليمرات أسوة بالمركبات العضوية وغير العضوية‪.‬وقد‬ ‫ارتأت اللجنة العالمية لتسمية البوليمرات ‪(IUPAC Macromolecular Nomenclature‬‬ ‫)‪ )Commission‬في عام ‪ 1974 – 1973‬م وضع أسس وقواعد عامة لتسمية البوليمرات كما‬ ‫هو الحال في تسمية المركبات العضوية‪.‬‬ ‫إن هذا النظام في التسمية غير مألوف لدى الكثيرين وغير متبع إال في عدد قليل من المراجع‬ ‫الدراسية‪ ,‬إال أنها الطريقة الوحيدة في الوقت الحاضر المتبعة في المراجع العلمية والدوريات‬ ‫)‪ (journals‬والمجالت العلمية والمعاجم العلمية‪.‬‬ ‫وفي هذه الطريقة من التسمية يجب مراعاة ما يلي‪:‬‬ ‫تعيين وحدة التكوين المتكررة ‪Constitutional Repeating Unit‬‬ ‫إن تركيب الوحدة المتكررة في هذه التسمية قد يختلف عن تركيب المونومر أو المونومرات‬ ‫المحضر منها البوليمر‪ ,‬ويمكن لكل بوليمر اختيار نوع واحد أو أكثر من الوحدات المتكررة فلو‬ ‫أخذنا البولي بروبيلين فيمكن اختيار نوعين من الوحدات التكوينية وهي‪:‬‬ ‫‪CH-CH2‬‬ ‫‪CH2-CH‬‬ ‫‪CH3‬‬ ‫او‬ ‫‪CH3‬‬ ‫‪21‬‬ ‫وفي بعض الحاالت األكثر تعقيداً يمكن اختيار عدة أنواع من وحدات التكوين المكررة‪ ,‬فلو أخذنا‬ ‫البوليمر ذي التركيب التالي‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH-CH2 O‬‬ ‫‪CH-CH2 O‬‬ ‫‪CH-CH2 O‬‬ ‫‪CH-CH2‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪F‬‬ ‫فيمكن اختيار الوحدات المتكررة التالية‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH-CH2‬‬ ‫'‬ ‫‪CH2-O-CH‬‬ ‫'‬ ‫‪CH-CH2 O‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪CH-O-CH2‬‬ ‫'‬ ‫‪O‬‬ ‫‪CH2-CH‬‬ ‫‪CH2-CH-O‬‬ ‫'‬ ‫‪F‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪F‬‬ ‫وقد وضعت بعض القواعد واألسس التي يجب مراعاتها عند اختيار وحدة التكوين المتكررة‬ ‫للبوليمر عند تسمية البوليمرات بهذه الطريقة‪ ,‬أهمها ما يلي‪:‬‬ ‫قاعدة (‪:)1‬‬ ‫اختيار الوحدة المتكررة الثنائية التكافؤ )‪ (bivalent‬في سلسلة البوليمر وتفضل على الوحدات‬ ‫المتكررة المتعددة التكافؤات كما هو مبين أدناه‪:‬‬ ‫الوحدة المتكررة ‪ -CH=CH-‬مفضلة على الوحدة المتكررة =‪=CH-CH‬‬ ‫والوحدة المتكررة ‪:‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪H‬‬ ‫مفضلة على الوحدة المتكررة ‪:‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪22‬‬  ‫‪-CH=CH-CH2CH2-‬‬ ‫والوحدة لمتكررة‪:‬‬ ‫=‪-CH-CH2-CH2CH‬‬ ‫مفضلة على الوحدة المتكررة‪:‬‬ ‫قاعدة (‪)2‬‬ ‫يجب اختيار أبسط الوحدات المتكررة وأسهلها من حيث التسمية وال عالقة لوحدة التكوين‬ ‫بالمونومر الذي حضر منه البوليمر‪.‬فيسمى البولي إيثيلين وبولي (أوكسيد اإليثيلين) حسب هذه‬ ‫التسمية بالبولي ميثيلين وبولي (اوكسي إيثيلين) على التوالي‪:‬‬ ‫قاعدة (‪)3‬‬ ‫ال يجوز تجزئة وحدة التكوين المتكررة بل يفضل اختيار أكبر الوحدات المكونة للوحدة المتكررة‬ ‫وتسمية بقية الوحدات أو المجاميع كوحدات ثانوية‪.‬‬ ‫مثال توضيحي‬ ‫يسمى البولي بيوتادايين ذي الوحدة المتكررة التكوينية التالية‪:‬‬ ‫‪-CH=CH-CH2-CH2-‬‬ ‫)‪Poly (1-butenylene‬‬ ‫ألن األصرة المزدوجة يجب أن تحمل أصغر رقم ممكن ألنه تم تجزئة الوحدة المتكررة إلى وحدات‬ ‫أصغر ولكون اسم الوحدة المتكررة من مقطعين إذ يفضل اختيار الوحدة المتكررة ذات المقطع‬ ‫الواحد أو التسمية ذات أقل عدد من المقاطع فتكون تسمية المركب ذي التركيب‪:‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪CH3‬‬ ‫)‪Poly(ethylidine‬‬ ‫وذلك لتعدد مقاطع الوحدة المتكررة في التسمية الثانية‪.‬‬ ‫قاعدة (‪)4‬‬ ‫يجب أن تحتل المجاميع المعوضة أصغر المواقع ترقيما ً عدا الحاالت التي يكون الترقيم ثابتاً‪ ,‬وعند‬ ‫تسمية الوحدة المتكررة ترتب المجاميع بحسب حروفها الهجائية اإلنجليزية مع ذكر مواقع‬ ‫ارتباطها‪.‬ويجري ترقيم الوحدة المتكررة‪.‬‬ ‫‪23‬‬  ‫مثال توضيحي‬ ‫* تكون تسمية البوليمر ذو التركيب التالي‪:‬‬ ‫"‬ ‫"‬ ‫'‬ ‫'‬ ‫"‬ ‫"‬ ‫'‬ ‫'‬ ‫"‬ ‫"‬ ‫'‬ ‫'‬ ‫كما يلي‪:‬‬ ‫بولي (‪ – 3‬برومو – ‪ – 2‬كلورو – بارا – تيرفنياللين – ‪)4" ,4‬‬ ‫)‪Poly (3- bromo – 2'- choro – p- terpheny – 4,4'ylene‬‬ ‫قاعدة (‪)5‬‬ ‫عند تسمية المجاميع المعوضة في الوحدة المتكررة يجب أن تختار المجاميع األقل عدداً من حيث‬ ‫المقاطع وأبسطها فيكون للبولي ستايرين ذي الوحدة المتكررة‪.‬‬ ‫مثال (‪:)1‬‬ ‫‪CH-CH2‬‬ ‫التسمية التالية‪Poly (1- phenylethylene) :‬‬ ‫مثال (‪:)2‬‬ ‫يكون للبوليمر ذي التركيب‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪CH2-CH2‬‬ ‫‪n‬‬ ‫)‪Poly (1, 2 – dioxo tetramethylene‬‬ ‫التسمية التالية‪:‬‬ ‫‪24‬‬ ‫ألن موقع مجموعتي الكربوكسيل في الوحدة المتكررة في التسمية الثانية هو )‪ (1, 4-‬أما في األولى‬ ‫فهو )‪ (1, 2-‬وهو المفضل‪.‬‬ ‫* تكون تسمية البوليمر ذي التركيب التالي‪:‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪CH2-CH2‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪n‬‬ ‫بولي (أوكسي سكسنيل)‬ ‫كما يأتي‪:‬‬ ‫)‪Poly (Oxy Succinyl‬‬ ‫وذلك لتعدد المقاطع في تسمية الوحدة المتكررة‪.‬‬ ‫قاعدة (‪)6‬‬ ‫إذا كانت وحدة التكوين المتكررة تحتوي على تراكيب ثابتة الترقيم فيحافظ على نفس الترقيم عند‬ ‫تسمية البوليمر مشيراً الى مواقع ارتباط الوحدات المتكررة كما في تسمية البوليمرات ذو التراكيب‬ ‫التالية‪:‬‬ ‫‪ -1‬بولي (‪ – 4 ,2‬بيريدين داييل)‬ ‫)‪Poly (2, 4 – pyridinediyl‬‬ ‫‪ -2‬بولي (‪ – 7 ,1‬نفثالين)‬ ‫)‪Poly (2, 7 – naphthalane‬‬ ‫‪ -3‬بولي (تراي سايكلو [‪ ]1 ,2 ,2‬هيبيتيلين – ‪)5 ,3‬‬ ‫)‪Poly (tricycle ]2,2,1[ heptylene – 3,5‬‬ ‫‪25‬‬  ‫القوى الجزيئية في البوليمرات‬ ‫‪Intermolecular Forces in Polymers‬‬ ‫يوجد نوعان من اإلرتباطات أو القوى بين جزيئات البوليمرات‪:‬‬ ‫النوع األول‪:‬‬ ‫هي اإلرتباطات أو األواصر األ ولية وهي المسؤولة عن ربط الذرات المكونة للسالسل البوليمرية‬ ‫مع بعضها وتمثل األواصر (الروابط) التساهمية )‪ (Covalent bonds‬الغالبية المطلقة في معظم‬ ‫البوليمرات وهذه األواصر هي التي تربط الوحدات التركيبية مع بعضها‪.‬‬ ‫النوع الثاني‬ ‫القوى الثانوية )‪ (Secondary forces‬وتكون هذه القوى عادة بين السالسل البوليمرية أو بين‬ ‫أجزاء السلسلة الواحدة‪.‬لهذه القوى تأثير بليغ على معظم خواص البوليمرات الفيزيائية‬ ‫والميكانيكية‪.‬‬ ‫هناك نوع أخر من اإلرتباطات في البوليمرات ناتجة عن التشابك الفيزيائي‪:‬‬ ‫الرابطة التناسقية في البوليمرات‪Co – Ordination Bonds :‬‬ ‫توجد في بعض البوليمرات غير العضوية )‪ (Inorganic polymers‬والشبه عضوية‬ ‫)‪ (Semi Organic polymers‬نوع من األواصر التناسقية )‪ (Co – ordination bonds‬والتي‬ ‫تنتج عن طريق هبة إحدى الذرتين المرتبطتين باألصرة بزوج من اإللكترونات إلى الذرة األخرى‪.‬‬ ‫الرابطة األيونية في البوليمرات‪(Ionic Bonds) :‬‬ ‫أما األواصر األيونية (فلز– فلز) )‪ (Ionic bonds‬فإنها غير مألوفة عادة في البوليمرات عدا في‬ ‫حالة استعمال بعض األيونات الثنائية التكافؤ لغرض تقسية البوليمرات أي تشابك سالسلها مع‬ ‫بعضها‪ ,‬وخاصة بعض الراتنجات الطبيعية )‪ (Natural resins‬لغرض تكوين بوليمرات متشابكة‬ ‫)‪ ,(Cross-linked polymers‬وقد أدخل هذا الصنف من االرتباطات في صنف من المواد تدعى‬ ‫باأليونوميرات )‪ ,(Ionomers‬إذ تمتاز هذه المواد بصفات ممتازة كالقوة والمرونة وقابليتها‬ ‫التالصقية الكبيرة ومقاومتها للدهون وتستعمل مثل هذه المواد في تغليف األغذية وكلواصق طبية‬ ‫)‪ ,(Plasters‬وفي صناعة األحذية‪.‬‬ ‫الروابط الفلزية في البوليمرات‪Metallic Bonds :‬‬ ‫اما األواصر الفلزية (فلز– فلز) )‪ (Metalic bonds‬فإنها مألوفة لحد األن في مجال البوليمرات‬ ‫ولكن تعتبر األواصر الموجودة في المركبات العضوية‪ -‬معدنية )‪( (Organometallic‬فلز –‬ ‫مركب عضوي) األساس في إحدى أصناف البوليمرات المهمة المعروفة ببوليمرات الميتالوسين‬ ‫)‪ ,(Metalocene polymers‬أي البوليمرات الفلزية المعدنية مثل بولي فثالوسيانين‬ ‫)‪.(Polyphthalocyanene‬‬ ‫‪26‬‬  ‫أنواع القوى الثانوية (قوى فان درفالز) الموجودة بين جزيئات البوليمرات‪:‬‬ ‫توجد أيضا ً أنواع مختلفة من القوى الثانوية )‪ (Secondary forces‬بين جزيئات البوليمرات‬ ‫وتعرف في بعض األحيان هذه القوى الثانوية بقوى فان درفالز )‪ (Van der Waals‬وتدعى أحيانا ً‬ ‫بالقوى بين الجزيئات )‪.(Inter molecular forces‬ويعتبر فان درفالز أول من أشار إلى وجود‬ ‫مثل هذه القوى الثانوية بين الجزيئات ونذكر فيما يلي أنواع هذه القوى الثانوية‪.‬‬ ‫أ‪ -‬قوى االستقطاب‪Dipole Forces :‬‬ ‫تنجم هذه القوى عن وجود جزيئات مستقطبة أو مجاميع مستقطبة في سلسلة بوليمر‪ ,‬يكون لمثل هذه‬ ‫الجزيئات أو المجاميع عزم قطبي )‪ (Dipole moment‬أي يكون لها قطبان مختلفي الشحنة‪.‬وهذا‬ ‫يؤدي إلى حدوث تجاذب بين األقطاب المختلفة وإن هذا النوع من القوى يعتمد على درجة الحرارة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬قوى الحث‪Induction Forces :‬‬ ‫ويعود مصدر هذه القوى إلى وجود مجاميع مستقطبة في سلسلة البوليمر‪ ,‬إذ تؤثر هذه المجاميع‬ ‫على ما يحيط بها من الجزيئات أو المجاميع غير المستقطبة فتؤدي إلى حدوث استقطاب جزئي في‬ ‫هذه الجزيئات أو المجاميع‪.‬ومن الجدير بالذكر أن قوى الحث ال تعتمد على درجة الحرارة‪.‬‬ ‫ج‪ -‬قوى االنتشار‪Dispersion Forces :‬‬ ‫يرجع مصدر هذا النوع من القوى إلى تغيير العزم القطبي للجزيئات أو المجاميع الموجودة في‬ ‫الجزيئات مع الزمن‪ ,‬إال أن محصلة العزم القطبي تكون مساوية للصفر‪ ,‬ويرجع سبب هذا التغيير‬ ‫في العزم القطبي إلى الوضعيات اإللكترونية المختلفة التي تتخذها اإللكترونات حول نواة كل ذرة‬ ‫ألن هذا يؤثر على توزيع القيمة اإللكترونية للذرات المجاورة والذي يؤثر على حصول قوى‬ ‫تجاذب تدعى بقوى التجاذب اإلنتشارية )‪.(dispersion attractive forces‬إن هذا النوع من‬ ‫القوى موجود في معظم الجزيئات‪ ,‬إال أن هذه القوى تختفي في حالة وجود مجاميع أو جزيئات‬ ‫مستقطبة قوية وإن هذه القوى اإلنتشارية ال تعتمد على درجة الحرارة‪.‬‬ ‫د‪ -‬األواصر الهيدروجينية‪Hydrogen Bonds :‬‬ ‫توجد هذه األواصر بين الذرات المرتبطة بذرة هيدروجين وذرة حاوية على مزدوج إلكتروني‬ ‫ويكون اإلرتباط من خالل ذرات الهيدروجين‪.‬قد تنشأ األواصر الهيدروجينية بين مجموعتين‬ ‫فعالتين في نفس الجزيء وتدعى حينئذ باألواصر الهيدروجينية ضمن الجزيء‬ ‫)‪ (Intermolecular hydrogen bonding‬أو تكون األواصر الهيدروجينية بين مجموعتين‬ ‫فعالتين موجودتين على جزيئين مختلفين وتدعى عندئذ باألواصر الهيدروجينية بين الجزيئات‬ ‫)‪.(Interamolecular hydrogen bonding‬ومن أهم المجاميع القادرة عل تكوين األواصر‬ ‫الهيدروجينية هي مجاميع الكربوكسيل )‪ (-COOH‬ومجاميع األميدات )‪ (- CONH2‬واألمينات‬ ‫(– ‪ (- NH2‬والهيدروكسيل )‪ (-OH‬وغيرها‪.‬إن لوجود هذه المجاميع المستقطبة المكونة لألواصر‬ ‫الهيدروجينية تأثير كبير على صفات البوليمرات الفيزيائية والميكانيكية‪.‬‬ ‫‪27‬‬  ‫الوزن الجزيئي للبوليمرات‬ ‫مفهوم الوزن الجزيئي في البوليمرات يختلف اختالفا ً كبيراً عن الوزن الجزيئي للمركبات العضوية‬ ‫أو الالعضوية‪ ,‬وذلك ألن السالسل البوليمرية تتباين في أطوالها أي أنها سالسل غير متجانسة من‬ ‫حيث الوزن الجزيئي‪ ,‬ولهذا السبب يقصد بالوزن الجزيئي للبوليمرات عادة معدل األوزان الجزيئية‬ ‫)‪ (Average molecular weights‬وليس وزن جزيئي مطلق‪.‬‬ ‫ان استخدام أجهزة مطياف الكتلة )‪ (Mass – spectrometry‬تكون مناسبة فقط لتعيين األوزان‬ ‫الجزيئية العالية جداً‪ ,‬وإن قسما ً من هذه األجهزة قد ال تصلح لتعيين األوزان الجزيئية التي تتطلب‬ ‫أن تكون المادة هذه متطايرة )‪ (Volatile‬في درجات حرارية مناسبة وعليه فإن استعمالها في‬ ‫تعيين األوزان الجزيئية للبوليمرات قليل األهمية‪ ,‬نظراً ألن البوليمرات تكون عادة غير متطايرة‪.‬‬ ‫طرق تعيين األوزان الجزيئية العالية للبوليمرات‪:‬‬ ‫وتستخدم في تعيين األوزان الجزيئية العالية للبوليمرات طرق واجهزة عديدة مثل‪:‬‬ ‫* األزموميترات )‪.(Osmometers‬‬ ‫* الطرق العديدة المعتمدة على تشتت الضوء )‪.(Light scattering‬‬ ‫* قياس اللزوجة )‪.(Viscometry‬‬ ‫* الطرق المعتمدة على قوة الطرد المركزية )‪.(Ultracentrifugation‬‬ ‫ويعبر عن الوزن الجزيئي للبوليمرات بدالالت مختلفة اعتماداً على خصائص بوليمرية معينة‬ ‫وعلى الطريقة المستخدمة في تعيين الوزن الجزيئي للبوليمر‪.‬‬ ‫أنواع األوزان الجزيئية للبوليمرات‪:‬‬ ‫توجد ثالثة أنواع من األوزان الجزيئية للبوليمرات‪:‬‬ ‫* المعدل العددي للوزن الجزيئي ‪(Mn) (Number average molecular weight) :‬‬ ‫وهو أبسطها وأكثرها تداوالً ويرمز له بـ )‪ (Mn‬ويعتمد هذا النوع من الوزن الجزيئي على عدد‬ ‫السالسل الجزيئية دون االهتمام بأوزانها‪.‬‬ ‫* المعدل الوزني للوزن الجزيئي‪(Mw) Weight average molecular weight :‬‬ ‫ويستند هذا النوع من األوزان الجزيئية للبوليمرات إلى أوزان أو كتل السالسل البوليمرية وليس‬ ‫عددها ‪.‬‬ ‫)‪(Mv‬‬ ‫* المعدل اللزوجي للوزن الجزيئي‪(Viscosity average molecular weight):‬‬ ‫وهو يعتمد احيانا على لزوجة محاليل البوليمر لذلك سمي بهذه التسمية وهو أكثر داللة على الوزن‬ ‫ويرمز له بالرمز )‪. (Mv‬‬ ‫الحقيقي من )‪(Mn‬‬ ‫إن قيم األوزان الجزيئية المختلفة للبوليمر تتباين بتباين الطرق المتبعة في تعيينها‪ ,‬الطرق المعتمدة‬ ‫على الخواص الكمية للمركب )‪:(Colligative properties‬‬ ‫‪ -1‬انخفاض درجة التجمد‪.‬‬ ‫‪28‬‬  ‫‪ -2‬ارتفاع درجة الغليان‪.‬‬ ‫‪ -3‬الضغط األزموزي‪.‬‬ ‫ألن هذه الطرق تعتمد أساسا ً على حساب‬ ‫وتستخدم لتعيين المعدل العددي للوزن الجزيئي )‪(Mn‬‬ ‫هو النسبة بين الوزن الكلي للبوليمر‬ ‫عدد السالسل البوليمرية فئة كل وزن جزيئي أي أن )‪(Mn‬‬ ‫إلى العدد الكلي للجزيئات البوليمرية‪:‬‬ ‫حيث أن‪:‬‬ ‫‪ :Ni‬هو عدد الجزيئات التي لها وزن جزيئي ‪.Mi‬‬ ‫أما عند استعمال الطرق المعتمدة على تشتت الضوء )‪ (Light scattering‬أو على قوة الطرد‬ ‫المركزية )‪ (Ultracentrifugation‬في تعيين الوزن الجزيئي للبوليمر فإن هذه الطرق تعين ما‬ ‫يسمى بالمعدل الوزني للوزن الجزيئي )‪ (Mw‬وذلك العتماد الطريقتين على كتلة الجزيئات‬ ‫وليس عددها‪.‬ويمكن التعبير عن هذا النوع من الوزن الجزيئي بالتعبير الرياضي التالي‪:‬‬ ‫حيث أن‪:‬‬ ‫‪ :Wi‬يمثل الكسر الوزني )‪ (Weight fraction‬للجزيئات التي لها وزن جزيئي ‪ Mi‬نسبة إلى‬ ‫الوزن الكلي للجزيئات‪.‬‬ ‫بالتعويض عن قيمة ‪ Wi‬التي تساوي‪:‬‬ ‫ويمكن التعبير عن )‪(Mw‬‬ ‫وبالتالي فإن)‪ (Mw‬ستكون‪:‬‬ ‫أما المعدل اللزوجي للوزن الجزيئي )‪ , (Mv‬فيعتمد في تعيينه على قياس لزوجة المحلول ويعبر‬ ‫عنه رياضيا ً كما يلي‪:‬‬ ‫‪29‬‬  ‫حيث أن‪:‬‬ ‫‪ :Wi‬يمثل الكسر الوزني‪.‬‬ ‫‪ :a‬ثابت يتراوح قيمته بين (‪.)0.5– 0.9‬‬ ‫وبالتعويض عن )‪ (Wi‬في المعادلة‪:‬‬ ‫بالقيمة‬ ‫نحصل على‪:‬‬ ‫مساويا ً للمعدل الوزني )‪. (Mw‬‬ ‫أوعندما تصبح )‪ (a = 1‬يصبح عندئذ المعدل اللزوجي )‪(Mv‬‬ ‫يكون دائما ً أقل من المعدل الوزني للوزن الجزيئي‬ ‫لذا فإن معدل الوزن الجزيئي اللزوجي )‪(Mv‬‬ ‫)‪. (Mw‬‬ ‫وبشكل عام تتدرج القيم الثالثة للوزن الجزيئي للبوليمر بالشكل التالي‪:‬‬ ‫للوزن الجزيئي في بعض األحيان بالمعدل الحسابي‪.‬‬ ‫ويسمى المعدل العددي )‪(Mn‬‬ ‫بنسبة انتشار الوزن الجزيئي للبوليمر ‪Molecular weight‬‬ ‫أوتسمى النسبة‬ ‫)‪.distribution ratio (MWDR‬‬ ‫أما عندما يكون البوليمر ضيق االنتشار )‪ (Narrow distribution‬أي أن السالسل البوليمرية‬ ‫قريبة من الواحد تصبح قيم‬ ‫متقاربة في األطوال فعندئذ تصبح النسبة‬ ‫‪30‬‬  ‫متساوية تقريباً‪.‬‬ ‫تعيين المعدل اللزوجي للوزن الجزيئي )‪(Mv‬‬ ‫‪Determination of Viscosity Average Molecular Weight‬‬ ‫يقصد باللزوجة بشكل عام المقاومة ضد االنسياب )‪ (Flow resistance‬لجزيئات السائل من قبل‬ ‫بعضها البعض‪.‬نظراً لكون لزوجة المحاليل البوليمرية