پوليمر شبه عضوي

بولمير شبه العضوي polymère semi-organique هو المتماثر (المتبلمر) الذي تكون الموحودات (مونوميرات أو الوحدات المتكررة) فيه لاعضوية جزئياً، أما في المتماثر اللاعضوي polymère inorganique فتكون جزيئات موحوداته جميعها لاعضوية. تُحضرَّ المتماثرات العضوية من مركبات عضوية أو ذات مصدر عضوي، في حين المتماثرات الشبه عضوية متماثرات عضوية يدخل في تركيبها زمرة أو ذرة لا عضوية كالهالوجين على سبيل المثال.

تمتاز المتماثرات غير العضوية بمقاومتها العالية للحرارة ولفعل المواد الكيمياوية مثل الحموض والأسس، ويتباين تأثيرها كونها ممدّدة أو مركزة. ومن أهم هذه المتماثرات:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 ضروب المتماثرات السيليكونية Polymères silicones

تُعد المتماثرات السيليكونية متماثرات شبه عضوية ذات وزن جزيئي مرتفع تتكوَّن من سلاسل طويلة تضم ذرات من السيلسيوم (السيليكون) والكلور أو الأكسجين، وأول من اكتشف هذا النوع من المتماثرات في إنكلترا عام 1906 هو فريدريك ستانلي كبينگ F.S.Kipping، ويغلب على موحود السيليكون الصيغ البسيطة من النوع:

يتم اصطناع منتجات السيليكون بتفاعلات ضم addition الأوليفينات أو تفاعلات التكاثف condensation بوجود الصوديوم وتشمل:

أ- المنتجات السائلة السيليكونية fluides silicones.

ب- الراتنجات السيليكونية résines silicones.

ج- المطاطيات السيليكونية élastomèrs silicones .

أ - المركبات السائلة السيليكونية: تتشكل المنتجات السائلة وفق الشكل الآتي:

تتميز المتماثرات السيليكونية السائلة بتنوع أوزانها الجزيئية ما يؤهلها لاستخدامات متنوعة. يتم استعمالها من دون إضافات أو مواد مالئة ويغلب استخدامها عند اصطناع مواد التشحيم والورانيش المختلفة وفي صناعة اسفنجيات بولي الأوريثان ومعالجة السطوح والمنسوجات والورق والجلود.

ب - الراتنجات السيليكونية: تتشكل الراتنجات السيليكونية عادة بإضافة الماء إلى ثلاثي كلور السيلان ويتم التفاعل بـوسط محـل من التولوين أو الكسيلين ووسيط من الأوكتات octates (الأوكتات هي مركبات من الكحولات معالَجَة بالصوديوم) أو النفثانات naphthénates (النفثانات هي فحوم هدروجينية حلقية خماسية أو سداسية مشبعة).

يمكن أن تتفاعل الراتنجات السيليكونية مع المركبات العضوية مثل مركبات الأيبوكسيدات (بيروكسيد البنزويل على سبيل المثال) معطية مواد تتميز بمقاومة ميكانيكية عالية وثبات حراري مرتفع وعزل كهربائي جيد. تستخدم راتنجات السيليكون في صناعة الزجاج والألياف الزجاجية وفي العوازل الكهربائية.

ج - المطاطيات السيليكونية: تتشكل بوليمرات المطاطيات السيليكونية بدءاً من بولي ثنائي ميثيل السيلوكسان وصيغتها العامة:

يعطي إدخال زمر من الفلور أو الآزوت (النتروجين) في بنية المطاطيات السيليكونية مواصفات ممتازة متمثلة في المقاومة العالية للحرارة (تراوح بين – 70 ْس و250 ْس) ومقاومة للزيوت والبنزن.

تتميز المطاطيات السيليكونية بخواص عزل كهربائية جيدة ومقاومة ملحوظة للمواد الكيمياوية الحمضية منها والقلوية ومقاومتها للأشعة فوق البنفسجية وعوامل الأكسدة.

تستخدم المطاطيات السيليكونية في المجالات الطبية لكونها خاملة فيزيولوجياً، ولاسيما في صناعة الأنابيب الطبية لنقل الدم في الجسم والوصلات لربط الأوعية الدموية وصمامات ومجسات طبية متنوعة.

وتتميز المتماثرات الشبه عضوية التي أساسها الألمنيوم والتيتانيوم والبور والقصدير والرصاص والفسفور بثباتها ومقاومتها للحرارة ولفعل المواد الكيمياوية.

 متماثر فينيل بوتيل البور إيميد phényl -butyl borimide

يتشكل هذا النوع من المتماثرات بارتباط الآزوت بالبور ضمن السلسلة البولميرية وفق الصيغة:

يتميز متماثر فينيل بوتيل البور إيميد بمقاومة عالية للحرارة تصل إلى 350 ْس ويُنتَج بشكليه السائل اللزج والصلب.

- بولي إيثيل ألمينو ثلاثي السيلوكسان polymères d’aluminium

يشابه تشكل متماثرات الألمنيوم تشكل متماثرات السيليكون وفق التفاعل الآتي:

متماثر إيثيل ألمينو ثلاثي السيلوكسان جسم صلب متبلور ينحل في المحلات العضوية مثل البنزن والكحول والأسيتون. ويستخدم المتماثر في صناعة الدهانات لكونه مقاوماً لدرجات الحرارة العالية نحو 400 ْس.

 متماثرات التيتانيوم polymères de titane

تعتمد متماثرات التيتانيوم عند تشكلها على وجود عناصر الأكسجين والتيتانيوم والسيليكون وذلك بتفاعل ألكيل كلورو سيلان مع بوتيل حمض أورتو التيتانيوم وفق التفاعل الآتي:

 متماثرات القصدير polymères d’étain

تتشكل متماثرات القصدير من تفاعل حمض ميتا الأكريليك مع أكسيد ثنائي بوتيل القصدير بوجود أكسيد ثلاثي بوتيل القصدير وفق ما يأتي:

تتبلمر موحودات القصدير بتقانة بلمرة الاستحلاب عند درجة الحرارة 50 ْس باستخدام مبادر initiateur من فوق كبريتات البوتاسيوم persulfate de potassium.

تتميز متماثرات القصدير المتشكلة بثباتها الحراري والميكانيكي وتستخدم في المجالات الطبية المتنوعة.

 متماثر كلورو فسفور نتريل poly chloro phosphore nitrile

يعدّ بولي كلورو فسفور نتريل من المتماثرات الأكثر شهرة في فصيلة المتماثرات التي يشارك فيها عنصر الكلور أو الفسفور. وقد تم اكتشافه من قبل العالم ستوك Stokes في نهاية القرن التاسع عشر من التفاعل الحاصل بين كلوريد الأمونيوم وخماسي كلوريد الفسفور:

وفي عام 1924 أنجز ريمر تفاعله الشهير ببلمرة موحود كلورو فسفور نتريل وحصل على متماثر بنيته تشبه بنية المطاط الطبيعي صيغته:

يتميز متماثر كلورو فسفور الآزوت ببنيتين حلقية وخطية، فالمتماثر الحلقي ذو وزن جزيئي منخفض في حين يكون للمتماثر ذي البنية الخطية وزن جزيئي مرتفع. يمكن تحويل بنية المتماثر الحلقي إلى خطية بمعالجة المركب ذي البنية الحلقية بمزيد من خماسي كلوريد الفسفور عند درجة الحرارة350 ْس. تتميز متماثرات كلورو فسفور نتريل بمقاومتها للحرارة لذا يستفاد منها في مكافحة الحرائق.