پولیمر

پولیمر (/ˈpɒlɪmər/؛ چې له یوناني پولي ـ، "زیات شمېر" + مېر "برخه" څخه اخیستل شوی دی) یوه ماده یا جوهر دی چې له ډېرو لویو مالیکولونو چې مکرومالیکولونه بلل کېږي او له زیات شمېر تکراري فرعي واحدونو څخه تشکیل شوی دی. د پولیمرونو د ځانګړتیاوو د پراخ طیف له کبله، مصنوعي او طبیعي دواړه پولیمرونه په ورځني ژوند کې مهم او د ژوند هر اړخ ته ته غځېدلی رول لوبوي. د پولیمرونو محدوده له عادي مصنوعي پلاستیکونو لکه پولیسترین څخه نیولې بیا تر طبیعي بایوپولیمرونو لکه ډي اِن اې (DNA ) او پروتینونو پورې کوم چې په بیولوژیکي دندو کې بنسټیز دي، غځېږي. د پولیمرونو طبیعي او مصنوعي دواړه ډولونه د ډېرو کوچینیو مالیکولونو د پولیمرایزېشن په واسطه کوم چې د مونومرونو په توګه پېژندل کېږي، رامنځته کېږي. د کوچینیو مالیکولي مرکباتو پرتله د هغوی د لویې مالیکولي کتلې په پایله کې، د کلکوالي، لوړ ارتجاعیت، غلظتي ارتجاعیت (viscoelasticity)، او د کرستالونو پر ځای د غیر متبلوِر او نیمه کرېستالي جوړښت لپاره د هغوی د تمایل په ګډون له خپل ځان څخه  بې ساري فزیکي ځانګړتیاوې تولیدوي.[۱][۲][۳][۴][۵]

د "پولیمر" اصطلاح له یوناني کلیمې πολύς (پولوس، چې معنا یې "زیات شمېر، زیات مقدار" ده) او μέρος (مېروس، چې معنا یې "برخه" ده) اخیستل شوې ده. دغه اصطلاح په ۱۸۳۳ز کال کې د جانس یعقوب بېرزیلیوس له لوري ابداع شوه، که څه هم چې تعریف یې د ایوپک (IUPAC) له عصري تعریف څخه جلا او متمایز و. د پولیمرونو عصري مفهوم په داسې ډول چې له مالیکولي جوړښتونو سره په کوولانسي ډول رابطه لري په ۱۹۲۰ز کال کې د هېرمان ستائودینګر له خوا وړاندیز شو، چا چې راتلونکې لسیزه د دغې فرضیې لپاره د تجربوي شواهدو د موندلو لپاره ولګوله.[۶][۷][۸][۹]

پولیمرونه د ساینس په هغه څانګه کې چې د پولیمرونو ساینس بلل کېږي (هغه څانګه چې د پولیمرونو کېمیا او د پولیمرونو فزیک شاملوي)، بایو فزیک او د مادې په ساینس او انجنیرۍ کې مطالعه کېږي. له تاریخي اړخه، هغه محصولات چې د کوولانسي کېمیاوي رابطو له نښلېدو څخه رامنځته کېږي، د پولیمرونو د علم د تمرکز اصلي نقطه ګڼل کېږي. اوسمهال د ظهور په حال کې یوه مهمه ساحه په سوپر مالیکولي پولیمرونو (supramolecular polymers) باندې چې د غیر-کوولانسي لېنکونو څخه تشکیل شوي دي، تمرکز کوي. د لاتکس ربړ پولیزوپرین د یو طبیعي پولیمر یوه بېلګه ده، او د ستایروفوم پولیسترین د یو مصنوعي پولیمر یوه بېلګه ده. په بیولوژيکي موضوعاتو کې، په بنسټیزه بڼه ټول بیولوژیکي مکرومالیکولونه ـــــ یعنې پروتینونه (پولي امایدونه)، نوکلوئیک اسیدونه (پولي نوکلئیوتایدونه)، او پولي سکرایدونه ــــ په خالص ډول پولیمري دي، یا د پولیمري اجزاوو په لویه برخه کې تشکیل شوي دي.

عمده بېلګېسمول

پولیمرونه دوه ډوله دي: په طبیعي ډول رامنځته کېدونکي پولیمرونه او مصنوعي یا د بشر په لاس جوړ شوي پولیمرونه.

طبیعيسمول

طبیعي پولیمیري مواد لکه کنف، د شیلاک (د خوړل کېدو وړ سرښناکه ماده)، عنبر، وړۍ، ورېښم او طبیعي ربړ د پېړیو لپاره کارول کېږي. د نورو طبیعي پولیمرونو بېلابېل ډولونه لکه سلولوز، کوم چې د لرګي او کاغذ اصلي ترکیبات دي، په طبیعت کې شتون لري.

مصنوعيسمول

د مصنوعي پولیمرونو لېست، په اټکلي ډول د نړیوالې تقاضا له مخې په ترتیب سره پولي اتلین، پولي پروپېلین، پولیسترین، پولي وینایل کلوراید (PVC)، مصنوعي ربړ، فېنول فارم الدېهاید رېزین (یا بېکلایت پلاستیک)، نیوپرین، نایلون، پولي اکرایلونایترایل، پولي وینایل بوتیرال (PVB)، سیلیکان او زیات شمېر نور شاملوي. له دغو پولیمرونو څخه هر کال له ۳۳۰ میلیونه ټنو څخه زیات جوړېږي (د ۲۰۱۵ز کال اټکل). په ډېره معموله بڼه، د یو پولیمر مسلسل د ملا تیر چې په دوامداره توګه د پلاستیک د چمتو کولو لپاره کاورول کېږي په عمده توګه د کاربن له اتومونو څخه تشکیل شوی دی. یوه ساده بېلګه یې پولي اتلین دي (چې په برتانوي انګلیسي کې پولیتلین دي)، د کوم چې تکرارېدونکی واحد یا مونومر اتلین دی.  زیات شمېر نور جوړښتونه شتون لري؛ د بېلګې په توګه د سیلیکانو په څېر عناصر کټ مټ سیلیکان ډوله مواد جوړوي چې بېلګې یې سیلیکاني معجون (Silly Putty) او د نلدوانۍ د اوبو ضد عایق دي. اوکسیجن همدارنګه د پولیمرونو په ستون فقرات لکه پولی اتلین ګلایکول، پولي سکرایدونو (په ګلایکوزیدیک رابطو سره) او په په ډي اِن اې کې (په فاسفودیستر رابطو سره) موجود دی.[۱۰]

تاریخچهسمول

پولیمرونه د انسانانو د ژوند له لومړیو ورځو څخه د توکو بنسټیز اجزا بلل کېږي. د جامو لپاره د وړیو (کراتین)، پنببې، او د سپین کتان د رېښکیو (سلولوزو)، د کاغذ لپاره د کاغذ د نلو کارول زموږ د نیکونو له لوري د مصنوعاتو د لاسته راوړلو لپاره د پولیمر لرونکو خامو موادو د کارونې یوازې یو څو نمونې دي. د کائوچوک ونې (طبيعي ربړ) له سوېلي امریکا څخه وروسته له هغې چې اولمېک، مایا، او ازتېک ټبرونو د (لوبو) د توپونو، اوبو ضد منسوجاتو او لوښو لپاره د موادو په توګه د هغې کارول پیل کړل، په ۱۶مه زېږدیزه پېړۍ کې اروپا ته ورسېدې.[۱۱]

له پولیمرونو نه کېمیاوي ګټه اخیستنه ۱۹مې زېږدیزې پېړۍ ته ورګرځي، که څه هم چې په هغه وخت کې د دغو نوعو ماهیت نه و پېژندل شوی. د پولیمرونو چلند په پیل کې د توماس ګراهام له لوري د واړندیز شوې نظرې پر بنسټ منطقي شو کومې چې نوموړي د کوچینیو مالیکولونو کولوئیدي مجموعې بللې کومې چې د نا معلومو قوو په واسطه یو ځای سره نښتې وې.

د تیوریکي پوهې له نشتوالي سره سره، د نوښت وړ، لاسرسي وړ او ارزانه موادو د لاسته راوړلو لپاره د پولیمرونو وړتیا په چټکۍ سره درک کړای شوه. هغه هلې ځلې چې د براکونوټ، پارکېس، لودرسدورف، هایارډ او زیات شمېر نورو پوهانو له خوا د طبیعي پولیپرونو په بڼې بدلولو باندې تر سره شوې په دې برخه کې یې زیات شمېر د پام وړ پرمختګونه رامنځته کړل. د هغوی ونډه اخیستنه د سلولوئید، ګالالیت، پارکېزین، مصنوعي ورېښمو، کلک کړای شوي ربړ (vulcanised rubber) او په دې وروستیو کې د بېکلایت په څېر موادو د کشف لامل شوه: نوموړي ټول هغه مواد وو چې په چټکۍ سره د صنعتي تولید پروسو ته ور د ننه شول او کورونو ته د جامو د اجزاوو په توګه ورسېدل (د بېلګې په توګه، ټوکران، تڼۍ)، لوښي او زینتي توکي. [۱۲]

په ۱۹۲۰ز کال کې، هېرمان ستائودینګر خپل مهم اثر ”اوبر پولیمرایزېشن“ (Über Polymerisation)، خپور کړ، په کوم کې چې هغه وړاندیز وکړ چې پولیمرونه په حقیقت کې د کوولانسي رابطو په واسطه نښتي د اتومونو اوږده ځنځیرونه وو. د هغه اثر د ډېرې مودې لپاره د بحث موضوع وګرځېده، اما بالاخره د علمي ټولنې له خوا ومنل شو. ستائودینګر ته د نوموړي د دغه کار لپاره په ۱۹۵۳ز کال کې د نوبل جایزه ورکړل شوه.[۱۳][۱۴]

له ۱۹۳۰مې زېږدیزې پېړۍ راوروسته پولیمرونه یوه طلایي دور ته ور د ننه شول د کوم په بهیر کې یې چې نوي ډولونه کشف شول او په چټکۍ سره سوداګریزې ګټې اخیستنې ترې پیل شوې چې په دې توګه د طبیعي موادو ځای ناستي شول. دا پرمختګ د صنعتي سکتور له لوري د پیاوړې اقتصادي انګېزې سره ځواکمن شو او د اکادمیکې ټولنې له خوا یې د خامو موادو، د پولیمرایزېشن له اغېزناکو پروسو، د پولیمرونو د طبقه بندۍ له پرمختللو تخنیکونو، او همداراز په پراخه کچه د پولیمرونو د تیوریکي پوهې له لارې له مونومرونو څخه د مبتکرانه مصنوعاتو کې په ونډې اخیستنې سره په پراخه توګه ملاتړ وشو. [۱۵]

له ۱۹۵۳ز کال راهیسې، د نوبل ۶ جایزې د پولیمرونو د علم په څانګه کې ورکړل شوې دي، یادې جایزې له هغو پرته دي کومې چې د بیولوژیکي مکرو مالیکولونو د څېړنې په تړاو ورکړل شوې دي. دا هڅونه په عصري ساینس او تکنالوژۍ باندې د خپلې اغېزې نور شواهد هم وړاندې کوي. لکه څرنګه چې لارډ ټاډ په ۱۹۸۰ز کال کې په داسې توګه لنډیز کړې ده: ” زه تمایل لرم تر څو په دې نظر واوسېږم چې د پولیمرایزېشن پرمختګ ښایي تر ټولو لوی هغه څه دي چې تر اوسه پورې په کېمیا کې تر سره شوي دي، دا ځکه چې دغې کار په ورځني ژوند باندې تر ټولو لویه اغېزه اچولې ده. [۱۶]

ترکیبسمول

پولیمرایزېشن په کوولانسي بڼه نښتي ځنځير یا شبکې ته د اړولو په موخه  د مونومرونو په نامه د زیات شمېر کوچینیو مالیکولونو د یو ځای کولو پروسه ده. د پولیمرایزېشن د پروسې په ترڅ کې، ښایي هر مونومر ځینې کېمیاوي ګروپونه له لاسه ورکړي. چې دا پېښه د پي. اي. ټي پولي ایستر (PET polyester) د پولیمرایزېشن په ترڅ کې واقع کېږي. په دې پروسه کې مونومرونه تېرېفتالیک اسید ((HOOC—C6H4—COOH)) او ایتلین ګلایکول (HO—CH2—CH2—OH) دي. اما تکرارېدونکی واحد، —OC—، C6H4—COO—CH2—CH2—O—، دی، چې د دوو مونومرونو له ترکیب سره د اوبو له دوو مالیکولونو له لاسه ورکولو سره  تړاو لري. د هر مونومر هغه متمایزه ټوټه چې په پولیمر کې مدغمېږي د تکرار د واحد یا د مونومر د پاتې شوني په نامه یادېږي

د ترکیب مېتودونو په عمومي ډول په دوو کټګوریو، د تدریجې ودې پولیمرایزېشن او ځنځیري پولیمرایزېشن باندې وېشل کېږي. د دغو دواړو تر منځ بنسټیز تفاوت دا دی چې په ځنځیري پولیمېرایزېشن کې، مونومرونه لکه په پولیسترین کې یوازې پر یو وخت کې ور اضافه کېږي، حال دا چې د تدریجي ودې په پولیمرایزېشن کې ښایي د مونومرونو ځنځیرونه لکه څرنګه چې په پولیستر کې لیدل کېږي، له یو بل سره په مستقیمه بڼه یو ځای شي.[۱۷][۱۸][۱۹]

سرچينېسمول

  1. "Polymer – Definition of polymer". The Free Dictionary. د لاسرسي‌نېټه ۲۳ جولای ۲۰۱۳. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. "Define polymer".. 
  3. "Polymer on Britannica". الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. Painter, Paul C.; Coleman, Michael M. (1997). Fundamentals of polymer science: an introductory text. Lancaster, Pa.: Technomic Pub. Co. د کتاب پاڼې 1. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-1-56676-559-6. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. McCrum, N. G.; Buckley, C. P.; Bucknall, C. B. (1997). Principles of polymer engineering. Oxford; New York: Oxford University Press. د کتاب پاڼې 1. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-19-856526-0. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. If two substances had molecular formulae such that one was an integer multiple of the other – e.g., acetylene (C2H2) and benzene (C6H6) – Berzelius called the multiple formula "polymeric". See: Jöns Jakob Berzelius (1833) "Isomerie, Unterscheidung von damit analogen Verhältnissen" (Isomeric, distinction from relations analogous to it), Jahres-Bericht über die Fortschitte der physischen Wissenschaften …, 12: 63–67. From page 64: "Um diese Art von Gleichheit in der Zusammensetzung, bei Ungleichheit in den Eigenschaften, bezeichnen zu können, möchte ich für diese Körper die Benennung polymerische (von πολυς mehrere) vorschlagen." (In order to be able to denote this type of similarity in composition [which is accompanied] by differences in properties, I would like to propose the designation "polymeric" (from πολυς, several) for these substances.) Originally published in 1832 in Swedish as: Jöns Jacob Berzelius (1832) "Isomeri, dess distinktion från dermed analoga förhållanden," Årsberättelse om Framstegen i Fysik och Kemi, pages 65–70; the word "polymeriska" appears on page 66.
  7. Jensen, William B. (2008). "Ask the Historian: The origin of the polymer concept". Journal of Chemical Education 85 (5): 624–625. doi:10.1021/ed085p624. Bibcode2008JChEd..85..624J. http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/141.%20Polymer.pdf. Retrieved 2013-03-04. 
  8. Staudinger, H (1920). "Über Polymerisation" (in de). Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 53 (6): 1073–1085. doi:10.1002/cber.19200530627. https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uc1.b3481298;view=1up;seq=1283. 
  9. Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. (2003). Contemporary Polymer Chemistry (الطبعة 3). Pearson Education. د کتاب پاڼې 21. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-13-065056-6. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  10. "World Plastics Production" (PDF). الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  11. Hurley, Paul E. (May 1981). [اصطلاحي تېروتنه: د ناپېژندلې ليکنښې لوښه "۱". "History of Natural Rubber"] (in en). Journal of Macromolecular Science: Part A - Chemistry 15 (7): 1279–1287. doi:10.1080/00222338108056785. ISSN 0022-233X. 
  12. Feldman, Dorel (January 2008). [اصطلاحي تېروتنه: د ناپېژندلې ليکنښې لوښه "۱". "Polymer History"] (in en). Designed Monomers and Polymers 11 (1): 1–15. doi:10.1163/156855508X292383. ISSN 1568-5551. 
  13. Staudinger, H. (1920-06-12). "Über Polymerisation". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series) 53 (6): 1073–1085. doi:10.1002/cber.19200530627. ISSN 0365-9488. https://zenodo.org/record/1426679. 
  14. "The Nobel Prize in Chemistry 1953". NobelPrize.org (په انګلیسي ژبه کي). د لاسرسي‌نېټه ۲۵ جون ۲۰۲۰. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  15. Feldman, Dorel (January 2008). [اصطلاحي تېروتنه: د ناپېژندلې ليکنښې لوښه "۱". "Polymer History"] (in en). Designed Monomers and Polymers 11 (1): 1–15. doi:10.1163/156855508X292383. ISSN 1568-5551. 
  16. [اصطلاحي تېروتنه: د ناپېژندلې ليکنښې لوښه "۱". "Lord Todd: the state of chemistry"]. Chemical & Engineering News Archive 58 (40): 28–33. 1980-10-06. doi:10.1021/cen-v058n040.p028. ISSN 0009-2347. 
  17. Sperling, L. H. (Leslie Howard) (2006). Introduction to physical polymer science. Hoboken, N.J.: Wiley. د کتاب پاڼې 10. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-471-70606-9. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  18. Sperling, p. 11
  19. Sperling, p. 15