بنية البوليمرات وخصائصها – اللدائن الحرارية واللدائن المتصلدة بالحرارة والمطاط المرن

ماذا تعرض

تعتمد خصائص البوليمر على الطريقة التي تتماسك بها سلاسله الطويلة. ففي اللدائن الحرارية لا تؤثر بين السلاسل إلا القوى بين الجزيئية، فيسمح التسخين للسلاسل بالانزلاق: فتلين وتسيل ويمكن إعادة تشكيلها. والقوى الأقوى والسلاسل الأطول والتراص الأشد ترفع درجة حرارة التليّن والمتانة؛ أما التفرع، كما في LDPE، فيخفض الكثافة والمتانة مقارنة مع HDPE الخطي. وقليل من الروابط المتشابكة التساهمية يعطي مطاطًا مرنًا يرتد، وكثير منها يعطي لدائن متصلدة صلبة تتفحم بدل أن تنصهر. وتتكون بوليمرات الإضافة من الألكينات دون ناتج ثانوي؛ أما بوليمرات التكثيف فتفقد الماء، ويمكن تحليل روابطها الإسترية أو الأميدية تحليلًا مائيًا.

طريقة الاستخدام

في «تسخين»، اختر نموذجًا جاهزًا مثل LDPE أو HDPE، أو اضبط «طول السلسلة» و«التفرعات لكل سلسلة» و«الروابط المتشابكة لكل سلسلة» و«القوى بين السلاسل»، ثم اضغط «تسخين ▲» و«تبريد ▼» وراقب منحنى الارتفاع. في «شد»، اضغط «شد» و«إفلات» وقارن منحنيات الإجهاد والاستطالة. يحتفظ زر «عينة جديدة» بآخر منحنى باللون الرمادي. في «تكوين البوليمرات»، اختر بوليمرًا، واضغط «ضمّ المونومر التالي» أو «تلقائي»، ثم «تحليل مائي».

المعاملات القابلة للتغيير

• الاختبار تسخين, شد, تكوين البوليمرات
• طول السلسلة (كل خرزة تمثل وحدات متكررة كثيرة) 10–60 خرزة
• التفرعات لكل سلسلة 0–10
• الروابط المتشابكة لكل سلسلة 0–10
• القوى بين السلاسل ضعيفة (قوى لندن), متوسطة (ثنائي القطب–ثنائي القطب), قوية (روابط هيدروجينية)
• البوليمر (شاشة تكوين البوليمرات) البولي إيثين – إضافة, PET – بوليستر (تكثيف), نايلون 6,6 – بولي أميد (تكثيف), PLA – بوليستر قابل للتحلل الحيوي (تكثيف)

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تكون كثافة LDPE ودرجة حرارة تليّنه أقل من HDPE المصنوع من المونومر نفسه؟
2. لماذا يتفحم البوليمر المتصلد بالحرارة عند تسخينه بدل أن ينصهر كاللدائن الحرارية؟
3. لماذا تتحلل بوليمرات التكثيف مثل PLA حيويًا، بينما يبقى البولي إيثين طويلًا في البيئة؟