به گزارش صنایع پلاستیک، پلیمرهای شبکه ای شده، ساختارهایی متشکل از زنجیره های بزرگ مولکولی به هم متصل هستند که دارای خواص مکانیکی استثنایی و مقاومت شیمیایی در محصول نهایی هستند. با این حال، اصلاح این مواد آسان نیست. اکنون دانشمندان مووسسه فناوری توکیو روشی را تدوین کرده اند که با استفاده از آن، ادغام پلیمرهای مختلف با هم به راحتی انجام می شود؛ بعلاوه، این روش، امکان تنظیم دقیق خواص مواد نهایی را از طریق انتخاب پلیمرهای پایه مناسب و ادغام آنها به نسبت مناسب فراهم می کند.
پلیمرها، زنجیره های بزرگ مولکولی متشکل از زیر واحد های کوچک تکرار شونده هستند که در اطراف و همچنین در درون ما وجود دارند. DNA و پروتئین ها برخی از پلیمرهای طبیعی شناخته شده هستند.
در مقابل پلیمرهای طبیعی، پلیمرهای مصنوعی، مانند پلاستیک، ابتدا حدود یک قرن پیش تولید شدند، اما از آن پس به دلیل ارائه خواص شگفت انگیز، راه خود را در زندگی روزمره ما پیدا کرده اند. خواص پلیمرها را می توان بر اساس زیر واحد های تشکیل دهنده آنها تنظیم کرد تا بسیاری از خواص مطلوب نظیر استحکام مکانیکی، کشش پذیری، نفوذپذیری و غیره به آنها اعطا کند.
راه دیگر برای دستیابی به عملکرد حتی بهتر در پلیمرها، اتصال متقابل آنها است. پلیمرهای اتصال عرضی شده (CPL ها) پلیمرهایی هستند که با استفاده از مولکول های خاص به یکدیگر متصل شده اند. برخی از CPL ها به دلیل ساختارهای سه بعدی در هم تنیده، از خواص برجسته ای برخوردار هستند.
با توجه پتانسیل های کاربردی این مواد، یک تیم تحقیقاتی از مووسسه فناوری توکیو (فناوری توکیو) (Tokyo Institute of Technology) به سرپرستی استاد هیدویوکی اوتسوکا (Hideyuki Otsuka) به تازگی به موفقیتی در این زمینه دست یافته است: آنها موفق شدند با روشی نوآورانه، CPL های مختلف را با هم متصل کنند.
اوتسوکا تصریح کرد: “توسعه یک روش جدید برای آمیختن CPL های مختلف، انقلابی را در این زمینه به ارمغان می آورد، زیرا در یک فرآیند ساده عملیاتی، خواص مکانیکی آنها به راحتی و به طور سازمان یافته تنظیم می شود.”
محققان با جایگزینی مواردی در مولکول عامل اتصال عرضی مورد استفاده، به این هدف دست یافتند. برای اینکه یک CPL توانایی خود ترمیم شوندگی که در بسیاری کاربردها بسیار جذاب است، داشته باشد، باید به آنچه به عنوان پیوند کووالانسی پویا شناخته می شود، بپیوندند.
این پیوندها همچنین امکان اختلاط انواع مختلفی از CPL ها را فراهم می کنند. در حالی که مولکول های کربن مورد استفاده در عوامل اتصال عرضی موجود در حال حاضر مستعد به اکسیداسیون هستند و این امر ترکیب و پردازش CPL ها در بالک پیچیده می کند. کاری که این تیم تحقیقاتی انجام داده است،
استفاده از یک مولکول پیوند دهنده به نام BiTEMPS است که پلیمرها را از طریق پیوند کووالانسی گوگرد-گوگرد (S-S) مرکزی متصل می کند. این پیوند می تواند در دمای بالاتر از ۸۰ درجه سانتیگراد به طور موقت به دو قسمت شکسته شود، که رادیکال های حاصل که رادیکال های TEMPS نامیده می شوند، امکان تبادل با انتهای آزاد پلیمرهای مختلف را فراهم می کنند (شکل مطلب را ببینید). از طریق این فرآیند شکسته شدن و اتصال مجدد، CPL های مختلفی را می توان با هم ادغام کرد. یکی از مهمترین مزایای رادیکال های TEMPS این است که در برابر اکسیژن بسیار پایدار هستند به این معنی که تمام فرآیند ها بدون نیاز به مراقبت از اکسیژن قابل انجام است.
محققان برای اثبات فواید رویکردشان، دو نوع CPL را به یکدیگر اتصال عرضی کردند که یکی از آنها بسیار الاستیک تر از دیگری بود. آنها توانستند با پرس گرم مخلوط، CPL ها را به هم متصل کنند و خواص مکانیکی ماده نهایی به نسبت CPL های خام مورد استفاده بستگی داشت. اوتسوکا نتیجه گیری کرد که “خواص مکانیکی نمونه های ذوب شده می توانند در بسیاری از موارد تنظیم شوند تا به اندازه مطلوب نرم و الاستیک شوند. از آنجا که تنوع پلیمرهای موجود تقریبا نامتناهی است، می توان قاطعانه گفت که با استفاده از روش ما، با انتخاب ترکیبات پلیمری و نسبت های اختلاط مناسب، می توان موادی با طیف گسترده ای از خواص فیزیکی تولید کرد. ” این روش نوآورانه به طور قابل توجهی سبب توسعه مواد CPL می شود و امکان تولید موادی با خواص مطلوب را برای کاربردهای تخصصی فراهم می آورد.
توضیج تصویر: پیوندهای مطرح شده BiTEMPS در پیوند کووالانسی S-S در> 80 درجه سانتیگراد شکسته می شوند. پس از سرد شدن، رادیکال های TEMPS بار دیگر به هم متصل می شوند و این امر باعث می شود که پلیمرهای مختلف متصل به هم متصل شوند.
ذکر این مطلب مانند سایر مطالب تهیه شده در واحدهای گوناگون رسانه فارسی زبان صنایع پلاستیک، تنها با ذکر منبع مجاز می باشد.این مطلب از وبسایت phys.orgبرگرفته شده است.
