خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها چیست؟
مهندسی پلیمر
تکنولوژی کامپوزیت‌ها: گاهی پلیمرها به تنهایی خواص مطلوب را برای هدف مورد نظر ندارند. در این‌گونه مواقع با اضافه کردن مواد خاصی شرایط مطلوب حاصل می‌شود کامپوزیت‌ها موادی هستند که از ترکیب فیزیکی یک یا چند ماده به پلیمرها حاصل می‌گردند. از این‌گونه مواد می‌توان به فایبر گلاس‌ها اشاره کرد در این درس دانشجویان با انواع کامپوزیت‌ها روش‌های ساخت و خواص فیزیکی و مکانیکی آن‌ها آشنا می‌شوند. تخریب پلیمر
پلیمرهای مذاب، سیالات غیر نیوتنی با ویسکوزیته بالا هستند و برهمکنش بین تخریب حرارتی و مکانیکی آنها می‌تواند پیچیده باشد. در دماهای پایین، پلیمر مذاب چسبناک تر است و بیشتر در معرض تخریب مکانیکی از طریق تنش برشی است. در دماهای بالاتر ویسکوزیته کاهش می‌یابد اما تخریب حرارتی افزایش می‌یابد. اصطکاک در نقاط پرشور نیز می‌تواند باعث گرمایش موضعی شود که منجر به تخریب حرارتی اضافی می‌شود.
بلورینگی
هنگامی که به پلیمرها اعمال می شود ، اصطلاح کریستالی یک استفاده تا حدودی مبهم است. در برخی موارد ، مدت زمان بلورین استفاده یکسان را برای استفاده در بلورشناسی معمولی پیدا می کند. به عنوان مثال ، ساختار یک پروتئین کریستالی یا پلی نوکلئوتید ، مانند یک نمونه آماده برای ، ممکن است از لحاظ یک سلول واحد معمولی متشکل از یک یا چند مولکول پلیمری با ابعاد سلولی صدها نفر از آنگستروم تعریف شده و یا بیشتر. پلیمر مصنوعی ممکن است آزادانه به عنوان کریستالی توصیف شود اگر آن را شامل مناطق سه بعدی سفارش در اتمی (به جای macromolecular) مقیاس طول ، معمولا ناشی از intramolecular تاشو و/یا انباشته از زنجیر مجاور. پلیمرهای مصنوعی ممکن است از هر دو مناطق کریستالی و آمورف تشکیل شده باشند; درجه بلورینگی ممکن است از لحاظ کسر وزن یا کسر حجمی مواد بلوری بیان شود. بلورینگی پلیمرها از روی درجه بلورینگی آنها شناخته می شود که می تواند مقدار صفر براي يك پليمر كاملا غير بلوری به يك پليمر تئوريک كاملاً بلوری باشد. پلیمرها با مناطق میکروبلوری به طور کلی چقرمه هستند (می توانند بدون شکستن خم شوند) و مقاوم تر نسبت به پلیمرهای کاملا آمورف. پلیمرها با درجه بلورینگی نزدیک به صفر یا یکی از آنها تمایل به شفاف ، در حالی که پلیمرها با درجه متوسط از بلورینگی تمایل به به دلیل پراکندگی نور توسط مناطق کریستالی یا شیشه ای مات می شود. برای بسیاری از پلیمرها ، کاهش بلورینگی نیز ممکن است با افزایش شفافیت همراه باشد. کانفورماسیون زنجیره ریزسیستم‌های زیست‌الکترومکانیکی
استفاده از پلاستیک و پلیمر در Bio-MEMS مورد توجه خاصی قرار گرفته‌است چراکه روش ساخت آن بسیار آسان است، با روش‌های rapid prototyping سازگار است و همچنین قیمت کمی دارند. خیلی از پلیمرها شفاف هستند و نور به راحتی از آن‌ها عبور می‌کند و می‌توانند در سیستم‌هایی که روش‌های نوری را برای تشخیص به کار می‌برند، استفاده شوند مثل Raman method یا UV/Vis absorbance و فلوروسنس. علاوه بر این خیلی از پلیمرها از نظر بیولوژیک سازگار هستند و برخی از نظر شیمیایی نسبت به حلال‌ها مقاوم هستند و برخی برای پوشش‌های مقاوم الکتریکی در فیلم‌های الکتریکی قوی مثل جداسازی الکتروفورتیک مناسب هستند. همچنین ترکیب شیمیایی سطح پلیمرها می‌تواند برای مصارف اختصاصی تغییر داده شود. شایع‌ترین پلیمرهایی که در Bio-MEMS استفاده می‌شود شامل PMMA ,PDSM, OSTEmer و SU-8 می‌باشند. تخریب پلیمر
پلیمرهای ترموپلاستیک (چه بکر و چه بازیافتی) باید تا زمانی که مذاب شوند حرارت داده شوند تا به شکل نهایی خود درآیند و دمای فرآوری آن بین ۱۵۰ تا ۳۲۰ درجه سانتیگراد (۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه فارنهایت) با توجه به نوع پلیمر باشد. پلیمرها در این شرایط اکسید می‌شوند، حتی در غیاب هوا، این دماها برای ایجاد تخریب حرارتی در برخی مواد کافی است. پلیمر مذاب همچنین تنش برشی قابل توجهی را در حین اکستروژن و قالب‌گیری تجربه می‌کند که برای چفت شدن زنجیره‌های پلیمری کافی است. بر خلاف بسیاری از اشکال دیگر تخریب، اثرات فرآوری مذاب به جای لایه‌های سطحی، کل پلیمر را تخریب می‌کند. این تخریب، نقاط ضعف شیمیایی را به پلیمر وارد می‌کند، به‌ویژه به شکل هیدروپراکسیدها، که به مکان‌هایی برای تخریب بیشتر در طول عمر جسم تبدیل می‌شوند. سیال غیرنیوتنی
بسیاری از سیالهای صنعتی رفتار غیرنیوتنی دارند. به عنوان مثال محلولها و پلیمرهای مذاب، مایعات اتمی و موادی که دارای خواص توأم لزج و الاستیک هستند دارای خواص غیرنیوتنی بوده که به‌طور فزاینده در یک طیف گسترده در فرآیندهای صنعتی به کار گرفته می‌شوند و درک شاخص‌های انتقالی آنها مهم است درجه پلیمریزاسیون
به‌طور کلی افزایش درجه پلیمریزاسیون منجر به دمای ذوب بالاتر در پلیمرهای نیمه کریستالی و افزایش دمای انتقال شیشه ای پلیمرها خواهد شد. همچنین افزایش استحکام مکانیکی را نیز در پی دارد. مطابق نمودار زیر، تغییرات اندک وزن مولکولی در بازهٔ وزنهای مولکولی کم و متوسط، تغییرات زیاد خواص را در پی دارد. اما بعد از رسیدن به یک سطح آستانه ای، تغییرات خواص بسیار اندک می‌شود. این پدیده برپایهٔ غلظت انتهای زنجیره توجیه میشود. پلیمرهای با وزن مولکولی کمتر، زنجیره‌های کوتاهتری دارند، بنابراین برای مقدار یکسان ماده، افزایشی در تعداد مولکولها و به دنبال آن افزایش انتهای زنجیره دیده میشود. انتهای زنجیره‌ها در مقایسه با قسمت میانی، تمایل بیشتری به تحرک و حجم آزاد دارند؛ بنابراین پلیمرهای با وزن مولکولی کمتر، پلاستیسیته بیشتر و دمای شیشه ای شدن کمتر دارند.همچنین با فرض جهت‌گیری عالی زنجیرههای مولکولی، انتهای زنجیره ها نقص و عیب محسوب می‌شوند و به عنوان نقطه شروع تشکیل میکروترک عمل می‌کنند. پس در مقدار یکسان ماده، هرچه وزن مولکولی بیشتر باشد انتهای زنجیره، کمتر بوده و خواص کششی بهبود می‌یابد. به عبارت دیگر با افزایش درجه پلیمریزاسیون و وزن مولکولی، درگیری فیزیکی زنجیرهها بیشتر شده و نیروهای کششی از طریق نقاط درگیری(entanglement points) منتقل می‌شود. مهندسی پلیمر
۵) شیمی فیزیک پلیمرها خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها با ضریب۳ گچ پلیمری
گچ‌های پلیمری طی عملیات‌های میکرو یونیزه شدن پخت و سرند کردن و اضافه کردن مواد افزودنی همچون پرلیت، مواد سلولزی آهک هیدراته، مواد پلیمری، اسید سیتریک، اسید تارتاریک، هوستاپور و … معایب گچ سنتی را از بین برده و ویژگی‌های جدیدی به گچ افزوده است که مهم‌ترین آن‌ها عبارت است از: این ویژگی‌ها سبب شده تا در برخی موارد گچ‌های پلیمری جای سیمان سفید را بگیرند و مقرون به صرفه باشند. بهای گچ‌های پلیمری در مقایسه با گچ‌های سنتی به‌طور تقریبی در حدود ۳ برابر بیشتر است لیکن با توجه به نسبت مصرف حدود نصف در قیاس با گچ معمولی در سطوح مورد استفاده و مزایای سبکب وزن و عایق بودن، بخش زیادی از این قیمت بالا توجیه اقتصادی پیدا می‌کند. اجرای گچ‌های پلیمری چه به صورت دستی و چه به صورت پاششی به علت دیر گیر بودن سرعت گچ کاری را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد که این میزان در حالت پاششی به ۵ برابر سریعتر از گچ کاری سنتی می‌رسد. خواص مکانیکی مواد
این خواص پیش از آنکه یک قطعه مورد استفاده قرار گیرد، بایستی به طور کامل بررسی شوند. چنانچه قطعه مورد نظر در جایی بکار رود که تحت تنش‌های مکانیکی باشد، به ترتیب در تنش‌های دورهای و در درجه حرارت‌های بالا در دو مورد اخیر، مورد بررسی قرار می‌گیرند. پس از بررسی خواص مکانیکی قطعه از طریق انجام آزمایش‌های مربوطه و بدست‌آمدن نتایج، مناسب بودن قطعه برای کاربرد مورد نظر مشخص می‌گردد. چنانچه خواص مکانیکی قطعه‌ای با شکل و ترکیب مشخص مطابق با مقادیر مطلوب نباشد، به کمک تغییر در ترکیب ماده و به روشهای مختلفی مانند مکانیزم‌های استحکام‌دهی می‌توان به مقدار مطلوب دست پیدا نمود. پلیمر تقویت‌شده با الیاف
با پیشرفت‌های علم و فناوری، امروزه متخصصین امر ساخت وساز سعی می‌کنند به تکنولوژی ساخت مواد جدیدی دست یابند که علاوه بر انجام وظیفه‌های در نظر گرفته شده از جنبه‌های دیگر مؤثر بر سازنده مانند وزن، مقاومت، راحتی کاربرد و طول عمر نیز برتری‌هایی داشته باشند. یکی از این مواد که دارای مزیت‌های شمرده شده می‌باشند کامپوزیت‌های پلیمری می‌باشند. این مواد قابلیت استفاده به صورت‌های مختلف و در قسمت‌های مختلف سازه را دارند. پلی‌استایرن
ویژگی‌های ماده توسط جذب کوتاه مدت وان در والسی بین زنجیرهای پلیمری تعیین می‌شود. از آنجایی که مولکول‌ها هیدروکربن‌‌های بلند-زنجیری هستند که از هزاران اتم تشکیل می‌شوند، نیروی کششی کلی بین مولکول‌ها بزرگ می‌باشد. هنگام حرارت دادن (یا به سرعت بدشکل شدن به علت ترکیب با ویژگی‌های ویسکوالاستیک viscoelastic و عایق حرارتی) زنجیره‌ها سازگاری بیشتری بدست آورده و از کنار یکدیگر سر می‌خورند. این سستی بین مولکولی (در مقابل قدرت بالای بین مولکولی به علت استقامت هیدروکربنی) حالت انعطاف‌پذیری و کشسانی به این ماده می‌دهد. قابلیت سیستم برای بدشکل شدن آن در دمای بالاتر از دمای تبدیل شیشه‌ای اش، به پلی استرین (و به‌طورکلی پلیمرهای نرمش پذیر در مقابل حرارت) این امکان را می‌دهد تا هنگام حرارت دادن به راحتی نرم شده و به شکل‌های گوناگون درآید. افزودنی‌های پلیمری
عمل آلیاژ کردن نرم سازها با برخی پلیمرها از همان روزهای اول صنعت پلاستیک وقتی الکساندر پارکس، پارکزین را معرفی کرد انجام می‌شده‌است. وقتی اولین مرتبه به کار گرفته شدند، اساساً به عنوان جداکننده مولکولهای پلیمر عمل می‌کردند. طبعاً انرژی کمتر جهت چرخش پیوند مولکولی لازم بود و پلیمرها در دمای پایین‌تر از دمای تجزیه‌شان قابلیت جریان داشتند. بعدها دریافتند که نرم سازها دو نقش دیگر هم ایفا می‌کنند، کم کردن گرانروی مذاب و تغییر خواص فیزیکی محصول مانند افزایش نرمی و انعطاف‌پذیری و کاهش دمای انعطاف سرد (دمایی که زیر آن آمیزه پلیمر انعطاف‌پذیری خود را از دست می‌دهد) سازه غشایی
ویژگی‌های مذکور ارتباط مستقیم با خواص مواد سازنده غشاهای این نوع سازه‌ها دارد. ساخت و تولید مواد کامپوزیت از الیاف و پلیمرها با طیف وسیعی از خواص فیزیکی، مکانیکی و سازه‌ای امکانات متعددی را پیش روی طراحان قرار داده است. این مواد دارای تفاوت‌هایی در اندازه، وزن و خواصی نظیر مقاومت گسیختگی، مقاومت در برابر ترک خمشی، انتشار آتش، گسترش پارگی و همینطور درجه شفافیت، دوام و ضمانتی که کارخانه سازنده می‌دهد، می‌باشند؛ بنابراین شناخت این ویژگی‌ها و تفاوت‌ها جهت انتخاب ماده مناسب از سوی طراحان و مهندسین، امری ضروری می‌نماید. پلیمر
بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته گرمانرم‌ها (ترموپلاستیک‌ها) و گرماسخت‌ها(ترموست‌ها) تقسیم می‌شوند. گرمانرم‌ها، پلیمرهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب می‌شوند در حالی که گرماسخت‌ها، بسپارهایی هستند که در اثر گرما ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت‌ناپذیری تجزیه می‌شوند. بسپارها دارای خواص ویسکو الاستیک هستند و منشأ این پدیده، در گرمانرم‌ها گره خوردگی زنجیره‌ها و در گرماسخت‌ها گره خوردگی زنجیره‌ها و اتصالات شبکه‌ای آن‌ها در هم است. بتن پلیمری
بتن‌های پلیمری را از پرکننده‌های‌های معدنی و در بعضی مواد آلی می‌سازند و این پرکننده‌ها باعث می‌شوند که خواص بتن‌های پلیمری به مراتب بهتر از بتن‌های سیمانی شوند و می توانند سبب افزایش مقاومت فشاری و تا حدودی مقاومت کششی شوند. به عبارت دیگر می‌توان گفت به کمک تغییر این پرکننده‌ها میتوان خاصیت بتن‌های پلیمری را تغییر داد. سازوکارهای استحکام‌بخشی مواد
پلیمرها با شکسته شدن پیوندهای درون و برون مولکولی می‌شکنند. در نتیجه، ساختار شیمیایی این نوع مواد نقش بزرگی در افزایش استحکام دارند. برای پلیمرهای شامل زنجیرهایی که به راحتی از کنار هم سر می‌خورند، می‌توان اتصال عرضی شیمیایی و فیزیکی را برای افزایش سختی و استحکام به کار برد. در پلیمرهای ترموست، پل‌های دی سولفید و دیگر اتصالات عرضی کووالانسی باعث ایجاد ماده‌ای سخت می‌شوند که می‌تواند دماهای بسیار بالا را تحمل کند. این اتصالات عرضی مخصوصاً به بهبود استحکام کششی موادی که دارای فضای خالی زیادی که متمایل به ترک برداشتن هستند، کمک می‌کنند، از جمله پلیمرهای شیشه‌ای شکننده. در الاستومر (Elastomer)های نرم شونده با گرما، جداسازی فازهای نامتشابه متشکل از مونومرها، به ترکیب نواحی سخت در دریایی از فاز نرم ختم می‌شود که نتیجه اش می‌شود یک ماده با سختی و استحکام بیشتر. مهندسی بافت
سرامیک‌ها به لحاظ هدایت استخوانی، یکپارچگی و در برخی موارد القای استخوانی به عنوان یکی از گزینه‌های عالی جهت پیوند بافت تخریب شده به‌شمار می‌روند. از طرفی سرامیک‌ها استحکام مکانیکی مناسبی نداشته و در برابر تنش‌های معمولی نیز رفتاری شکننده دارند. با توجه به این نکته استفاده از این مواد به عنوان افزودنی در بستر پلیمرها به دلیل تنوع در خواص، بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. انتخاب ماده جهت تهیه داربست به میزان زیادی بستگی به نوع بافت مورد نظر دارد. به عنوان مثال سرامیک‌ها و کامپوزیت آن‌ها با پلیمرها جهت بازسازی بافتهای سخت و از پلیمرها جهت بازسازی بافتهای نرم استفاده می‌شود. پلیمرهای رسانا
وضعیت الکترونی پلیمرها مانند عایق‌ها و نیم‌رسانا هاست: نوار والانس آن‌ها پُر و نوار رسانای‌یشان خالی است و میان این دو نوار یک شکاف بزرگ انرژی (منطقه غیرمجاز) قرار دارد. پلیمرهای رسانا با تکرار پیوندهای دوگانه به‌طور مزدوج از پلیمرهای معمولی متماییز می‌شوند. در حالت خنثی دو گونه نوار انرژی که مربوط به الکترون‌های π است، وجود دارد: شکاف انرژی بین دو نوار به همان ترتیبی است که در نیم‌رساناها وجود دارد: اغلب بزرگتر از 1eV (مانند پلی استیلن) است و گاهی به چندین الکترون ولت نیز می‌رسد (مانند پلی تیوفن و پلی پیرول). این موضوع آشکارا علت نبود رسانش را در پلیمرهای رسانا در حالت خنثی، با وجود داشتن سامانه مزدوج بالای پیوندهای دوگانه، بیان می‌دارد. بیشتر پلیمرهای رسانا در گذشته در حالت خنثی تهیه شده بودند ولی، به رسانایی آن‌ها تنها در دو دهه پیش، پس از فرایند آلایش کردن، پی برده شد. در نیم‌رساناهای معدنی خالص (مانند سیلیکون) نیز وضعیتی همانند حاکم است. در هر حالت، رسانش الکتریکی تنها در حالتی برقرار می‌شود که ناخالصی‌هایی مناسب برای ایجاد سطوح انرژی غیرمجاز در شکاف انرژی وجود داشته باشند. این سطوح باید به اندازه کافی به نوار رسانایی (ناخالصی‌های الکترون دهنده که موجب رسانایی گونه n می‌شود) یا متناوباً به نوار والانس (ناخالصی‌های الکترون پذیر که حفرات را در نوار والانسی ایجاد می‌کنند و به دنبال آن موجب ایجاد رسانش گونه p می‌شوند) نزدیک باشند. این مکانیسم بسیار ساده به درک مفهوم سولیتون، پلارون و بای پلارون، که مسئول افزایش رسانش الکتریکی در پلیمرهای رسانا هستند، کمک می‌کند. پلیمرهای رسانا
اگر در ساختار زنجیر پلیمر، الکترون‌های \pi می‌توانستند آزادانه در طول زنجیر حرکت کنند، به عبارتی همه پیوندها طولی یکسان داشتند (کوتاه‌تر از پیوند ساده و بلندتر از پیوند دوگانه)، پلیمر می‌توانست مانند یک فلز رسانایی الکتریکی بالایی داشته باشد، ولی وضعیت الکترون‌های formula_4 و طول پیوندها به این صورت نیست. گوگرد
نیترید گوگرد پلیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد(شبه فلز است). این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیرمعمول دارد. گوگرد غیر متبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل می‌شود. مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان می‌دهد که گونه غیر متبلور و بی‌نظم ممکن است که ۸ اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد. بیورآکتور غشایی
این ممبران‌ها بر مبنای ساختار فیزیکی خود به سه دسته هموژن (متقارن)، غیرهموژن (نامتقارن) و کامپوزیتی تقسیم می‌شوند. برخی از معایب اصلی ممبران‌های پلیمری عبارتند از: محدوده باریک دمای مجاز، مقاومت مجاز، استحکام مکانیکی کم، رخداد تجزیه زیستی، کمی pH اندک در برابر حمله شیمیایی و محدوده باریک عمر مفید. پلیمر کوئوردیناسیونی
پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل انعطاف‌پذیر برای ذخیره‌سازی مولکولی به‌طور بالقوه جذاب هستند، زیرا اندازه منافذ آنها با تغییرات فیزیکی قابل تغییر است. نمونه ای از این ممکن است در یک پلیمر مشاهده شود که حاوی مولکول‌های گاز در حالت عادی آن است، اما پس از فشرده سازی، این پلیمر فرو می‌ریزد و مولکول‌های ذخیره شده را آزاد می‌کند. بسته به ساختار پلیمر، این امکان وجود دارد که ساختار به اندازه کافی انعطاف‌پذیر باشد که ریزش منافذ قابل برگشت باشد و می‌توان دوباره از پلیمر برای جذب مجدد مولکول‌های گاز استفاده کرد. صفحه فریم ورک فلزی و ارگانیک دارای یک بخش مفصل است که با ذخیره‌سازی گاز H سروکار دارد. ویسکوالاستیسیته
به‌طور کلی تمامی مواد دارای مقداری از پاسخ‌های ویسکوالاستیک هستند؛ به‌طور معمول فلزاتی مانند فولاد یا آلومینیوم و همچنین کوارتزها، در دمای اتاق و در کرنش‌های پایین، انحراف چندانی از کشسانی خطی ندارند. پلیمرهای سنتز شده، چوب و بافت‌های بدن نیز به مانند فلزات در دماهای بالا، از خود رفتارهای ویسکوالاستیک قابل توجهی نشان می‌دهند. در برخی شرایط، ظهور یک رفتار ویسکوالاستیک کوچک نیز می‌تواند قابل تأمل باشد. برای همین، در طراحی وسایل و تجهیزات حساس، توجه به چنین رفتارهای مواد جایگاه خاصی دارد. به‌طور کلی، تسلط و احاطه کامل بر رفتارهای ویسکوالاستیک مواد نیازمند اندازه‌گیری‌ها و آزمایش‌های زیادی است. پلیمریزاسیون پلاسما
در اوایل دهه ۱۸۷۰، «پلیمرهای» تشکیل شده توسط این فرایند شناخته شده بودند، اما در ابتدا بدون توجه به خواص آنها به عنوان محصولات جانبی ناخواسته همراه با تخلیه الکتریکی در نظر گرفته می‌شدند. تا دهه ۱۹۶۰ که خواص این پلیمرها مفید یافته شد. مشخص شد که می‌توان پوشش‌های پلیمری نازک بی عیب را روی فلزات تشکیل داد، اگرچه برای لایه‌های بسیار نازک (<10nm) اخیراً نشان داده شده‌است که یک ساده‌سازی بیش از حد است. با انتخاب نوع مونومر و چگالی انرژی به ازای مونومر، که به عنوان پارامتر Yasuda معروف است، می‌توان ترکیب شیمیایی و ساختار لایه نازک حاصل را در دامنه وسیعی تغییر داد. این لایه‌ها معمولاً بی اثر، چسبنده و دارای ثابت دی الکتریک پایین هستند. برخی از مونومرهای رایج پلیمریزه شده با این روش عبارتند از استایرن، اتیلن، متاکریلات و پیریدین. دهه ۱۹۷۰ پیشرفت‌های زیادی در پلیمریزاسیون پلاسما به همراه داشت، از جمله پلیمریزاسیون انواع مختلف مونومرها. با این حال تا همین اواخر مکانیسم‌های رسوب تا حد زیادی نادیده گرفته می‌شدند. از آنجایی که در این زمان بیشترین توجه به پلیمریزاسیون پلاسما در زمینه "پوشش دهی"‌ها بوده‌است، اما از آنجایی که کنترل ساختار پلیمری دشوار است، کاربردهای محدودی دارد. افزودنی‌های پلیمری
می‌دانیم که نرم سازها در اصل حلالهای غیر فرار هستند. در نتیجه می‌بایست از پارامترهای انحلال پذیری نزدیک به پارامترهای انحلال پذیری پلیمر و وزن مولکولی دست کم ۳۰۰ برخوردار باشند. در صورتی که پلیمر یا نرمساز متمایل به تبلور باشند، طبعاً نیاز به برخی برهم کنش‌های ویژه میان پلیمر و نرم ساز خواهد بود. مهندسی پلیمر
این نکته را باید مد نظر داشته باشیم که بخش‌های Soft و Hard باید از نظر ترمودینامیکی ناسازگار باشند به‌طوری‌که در داخل یکدیگر حل نشوند بلکه همچون فازهای جداگانه عمل کنند و مورفولوژی خاصی را بپذیرند. پلیمرهای حساس به تغییرات پی‌اچ
پلیمرهای حساس به تغییرات PH می‌توانند به دو دسته تقسیم شوند: پلیمرها با گروه‌های اسیدی) مانند -COOH و -SOH) و پلیمرها با گروه‌های بازی (-NH)0 مکانیسم تغییرات در هردو گروه یکسان می‌باشد و تنها محرک‌ها متفاوت هستند. شکل عمومی پلیمرها یک زنجیره ستون فقرات مانند با «گروه‌های آویزه ای» عملکردی است که از آن آویزانند. وقتی این گروه‌های عملکردی در سطوح PH خاصی یونیزه می‌شوند، بار مثبت یا منفی دریافت می‌کنند. دافعه بین بارهای مشابه باعث تغییر شکل پلیمرها می‌شود. پلی اسیدها، یا پلیمرهای آنیونی، پلیمرهایی هستند که گروه‌های اسیدی دارند. مثال‌هایی از گروه‌های عملکردی اسیدی کربوسیسلیک اسیدها (-COOH)، سولفونیک اسیدها (-SOH)، فسفنیک اسیدها و بورونیک اسیدها می‌باشند. پلی اسیدها در مقادیر کم PH پروتون جذب می‌کنند. در مقادیر بالاتر PH، پروتون زدایی شده و بار منفی پیدا می‌کنند. بارهای منفی دافعه یای ایجاد می‌کنند که منجر به تورم پلیمر می‌شود. تورم زمانی مشاهده می‌شود که PH از pKa پلیمر بزرگ‌تر باشد. مواد پیشرفته
مقایسه خواص اصلی پیزوالکتریک پلیمری پلی‌وینیلیدن فلوئورید (PVDF) و PZT آموزنده است. انعطاف‌پذیری و چگالی پایین پلیمر در برابر صلبیت، تردی و چگالی بالای PZT قرار می‌گیرد. از طرف دیگر در PVDFضریب d پیزوالکتریک نسبتاً کوچک است. با این وجود چون گذردهی نسبی در PVDFدر مقایسه PZT پایین (۱۰~) است، ضرایب ولتاژ از نظر مقدار نسبتاً مشابه هستند. پلی‌پپتیدهای الاستینی
ساختار کلی پلیمر ELP به صورت VPGXG)n) است که واحد مونومری آن Val-Prp-Gly-X-Gly می‌باشد و X نشان دهنده یک متغیر اسید آمینه است که باعث تغییراتی در ویژگی‌های ELP مثل دمای گذار (T) می‌شود. آب دوست بودن یا آب گریزی و باردار یا بی بار بودن X نیز نقش زیادی در تعیین دمای گذار دارد. همچنین قابلیت انحلال پذیری X می‌تواند روی دمای گذار اثر داشته باشد. n نشان دهنده تعداد واحدهای مونومر است که پلیمر را می‌سازند. به‌طور کلی این پلیمرها زیر دمای Tخطی هستند اما در دماهای بالاتر از آن به شکل تودهای کروی جمع می‌شوند. پلیمرهای هوشمند
بسیاری از پلیمرها به دما واکنش نشان می دهند. وقتی این پلیمرها در دمای پایین‌تر از انحلال بحرانی(LCST) قرار دارند دچار دگردیسی می‌شوند.یکی از انواع پلیمرها که بیشتر مورد توجه قرار گرفته و روی ان مطالعه شده‌است ، poly(N-isopropylacryamide)می باشد که بررسی‌ها روی آن در دمای حدود 33 درجه می‌باشد. بسیاری از homologous N-alkyl acrylamides در دمای‌گذار که بر مبنای طول زنجیر هیدروفوبیک می‌باشد رفتار LCST از خود نشان می دهند،.بالاتر از این دمای دگردیسی، این پلیمر ها، غیرقابل حل می‌شوند. دانشمندان بر این باورند که این رفتارها بر مبنای آنتروپی می‌باشند. آلیاژهای سری ۱۰۰۰ آلومنیوم
خواص مکانیکی مواد پلی انیدرید
فرسایش و تخریب یک پلیمر توصیف می‌کند که چگونه پلیمر از نظر جسمی جرم را از دست می‌دهد (تخریب می‌شود). دو مکانیسم فرسایش متداول، فرسایش سطحی و فله ای است. پلی هیدریدها پلیمرهای فرسایش دهنده سطح هستند. پلیمرهای فرسایش دهنده سطح اجازه نفوذ آب به مواد را نمی‌دهند. مانند یک آبنبات چوبی لایه به لایه فرسایش می‌کنند. ستون فقرات آبگریز با اتصالات انیدرید قابل هیدرولیتی حساس است که اجازه می‌دهد تخریب هیدرولیتیک با دستکاری ترکیب پلیمر کنترل شود. این دستکاری می‌تواند با افزودن یک گروه آب دوست به پلی هیدرید برای ساخت یک کوپلیمر ایجاد شود. کوپلیمرهای پلی هیدرید با گروه‌های آب دوست ویژگی‌های فرسایش فله را از خود نشان می‌دهند. پلیمرهای فرساینده فله مانند اسفنج آب (در سرتاسر مواد) گرفته و در داخل و سطح پلیمر فرسایش می‌یابند. مواد پیشرفته
کامپوزیت‌های پیزوسرامیک- پلیمر اخیراً به دسته‌ای مواد کامپوزیت افزوده شده‌اند و چون خواص آن‌ها به ویژه در فناوری سونار و تصویربرداری اولتراسونیک پزشکی باعث مزیت‌هایی نسبت به پیزوسرامیک‌ها به تنهایی شده‌است، گسترش یافته‌اند. در این کاربردها مبدل انرژی اغلب در تماس با آب یا بافت‌های نرم ملنند پوست بدن است.. مزیت این کامپوزیت‌ها شامل تطابق آکوستیکی مناسب بین مبدل و محیط، ضریب جفت‌شدگی الکترومکانیکی بهبود یافته و پهنای نوار بیش‌تر می‌شود. مورد اخیر مهندسی پالس‌های اولتراسونیک کاملاً مشخص و در نتیجه قدرت تفکیک آنی و گیرایی مناسب را میسر می‌کند. پلیمرهای رسانا
· ویژگی‌های الکتریکی و نوری این‌گونه مواد به ساختار الکترونیکی و شیمیایی واحدهای تکراری در آن‌ها بستگی دارد. پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر
ابتدا خواصی مانند ظرفیت وزن پلیمر تخریب پذیر با پلیمر سنتی متفاوت است که ممکن است در بسیاری از کاربردهای روزانه نامطلوب باشد. دوم، مسائل مهندسی. پلیمرهای تخریب پذیر اکثراً مواد بر پایه گیاه هستند، به این معنی که آنها در اصل از منبع آلی مانند سویا یا ذرت حاصل می‌شوند. این گیاهان آلی شانس پاشیدن با سموم دفع آفات حاوی مواد شیمیایی را دارند که می‌توانند محصولات زراعی را آلوده کرده و به محصول نهایی منتقل کنند. سوم، نرخ تخریب پایین. در مقایسه با روش رسوب سنتی، تجزیه تخریب پلیمر دارای یک دوره تخریب طولانی‌تر است. به عنوان نمونه از پلی هیدروکسی آلکانواتها (PHA) استفاده کنید، PHAها تا سه یا شش ماه یک دوره تخریب دارند. آخر، مسئله هزینه. فناوری تولید پلیمر تخریب پذیر هنوز نابالغ است، هزینه منابعی از قبیل نیروی کار و مواد اولیه در مقیاس کم تولید زیاد قابل مقایسه خواهد بود. فرآیند تابش پرتو الکترونی
اتصال عرضی پلیمرها از طریق فرآیند پرتو الکترونی، می تواند یک پلیمر ترموپلاستیک را به یک ترموست تبدیل کند . هنگامی که در پلیمرها باتصال عرضی برقرار می شود، حرکت مولکولی قفل شده و پلیمر در برابر گرما پایدار می شود.قفل شدن مولکول ها به یکدیگر از مزایای اتصال عرضی و باعث بهبود خواص زیر می شود: اتصالات عرضی باعث ارتباط مولکول های بلند مجاور با پیوندهای شبکه از طریق عملیات شیمیایی یا عملیات پرتو الکترونی می شود. فرآیند پرتو الکترونی مواد ترموپلاستیک منجر به بهبود خواص مانند افزایش استحکام کششی و مقاومت در برابر سایش، ترک‌خوردگی ناشی از تنش و حلال‌ها می شود. پروتزهای مفاصل مانند زانو و باسن از پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده با پیوند عرضی ساخته می‌شوند، زیرا ویژگی‌های سایش عالی با توجه به دلایل گفته شده در تحقیق تحقیق دارند. مهندسی پلیمر
از دروس اصلی مهندسی پلیمر می‌توان از موازنه انرژی و مواد، مکانیک سیالات، انتقال جرم و حرارت، شیمی و سینتیک پلیمریزاسیون، فرایندهای پلیمریزاسیون، مهندسی پلاستیک، تکنولوژی الیاف مصنوعی و تکنولوژی کامپوزیت‌ها نام برد. مهندسی پلیمر در پزشکی قانونی
به عنوان مثال، پلیمرها می‌توانند توسط مواد شیمیایی تهاجمی مورد حمله قرار گیرند و اگر تحت بار باشند، با مکانیسم ترک خوردگی تنشی، ترک‌ها رشد می‌کنند. ترک خوردگی ازن از لاستیک شاید قدیمی‌ترین نمونه شناخته شده‌است، که در آن آثار ازن موجود در اتمسفر به پیوند دوگانه درون زنجیره مواد حمله می‌کند. الاستومرهایی که پیوند دوگانه در زنجیرهای خود دارند شامل لاستیک طبیعی، لاستیک نیتریل و لاستیک استایرن-بوتادین هستند. همه آنها در معرض حمله ازن قرار دارند و می‌توانند مشکلاتی از قبیل آتش‌سوزی وسایل نقلیه (از خطوط سوخت لاستیک) و ضربات ناشی از تایر به بدنه ایجاد کنند. امروزه ضد اوزوننت‌ها به‌طور گسترده به این پلیمرها اضافه می‌شوند، بنابراین میزان ترک خوردگی کاهش یافته‌است. با این حال، تمام محصولات لاستیکی مهم محافظت نمی‌شوند، و از آنجا که فقط PPb ازن شروع به حمله می‌کند، شکست‌ها هنوز هم رخ می‌دهند. پلیمر الکترواکتیو
پلیمرهای الکترواکتیو (به انگلیسی: ElectroActive polymers)، یا EAPها، پلیمرهایی هستند که هنگام تحریک توسط یک میدان الکتریکی، تغییر اندازه یا شکل را نشان می‌دهند. متداول‌ترین کاربردهای این نوع مواد در عملگر مکانیکی و سنسورها است. یکی از ویژگی‌های بارز EAP این است که آن‌ها در حالیکه نیروهای زیادی را تحمل می‌کنند، دچار تغییر شکل زیادی می‌شوند. اکثر عملگرهای مکانیکی در گذشته از مواد پیزوالکتریک سرامیکی ساخته شده‌اند. در حالی که این مواد قادر به مقاومت در برابر نیروهای بزرگ هستند، اما معمولاً فقط کسری از درصد را تغییر می‌دهند. در اواخر دهه ۱۹۹۰، نشان داده شده‌است که بعضی از EAPها می‌توانند تا ۳۸۰٪ کرنش از خود نشان دهند، که این بسیار بیشتر از سایر عملگرهای مکانیکی سرامیکی است. یکی از رایج‌ترین کاربردهای EAP در زمینه رباتیک در توسعه ماهیچه‌های مصنوعی است؛ بنابراین، اغلب از یک پلیمرالکترواکتیو به عنوان یک ماهیچه مصنوعی یاد می‌شود. خواص پلاستیک
در بسیاری از فلزات چکش خوار و نرم()، بارهای کششی وارده بر نمونه می‌تواند منجر به یک رفتار الاستیک شود. هر گونه اضافه شدن به این بار منجر به ازدیاد افزایش طول می‌گردد. وقتی که بار برداشته می‌شود، قطعه به ابعاد اولیه خود بازمی‌گردد؛ ولی با این وجود اگر بار اضافه شود، به یک نقطه تسلیم که نیروی اضافه شده بر آن به سرعت از محدوده حالت الاستیک دور می‌شود می‌رسیم. حالا هنگام برداشت بار، مقداری از تغییر فرم باقی خواهد ماند. تغییر فرم الاستیک به شکل تقریبی به سرعت و زمان وارد شدن نیرو بستگی دارد. همان‌طور که در شکل مقابل نشان داده شده‌است، تغییر شکل شامل تغییر شکل الاستیک می‌باشد همچنین به عنوان تغییر شکل الاستیک پلاستیک یا الاستو پلاستیک از آن یاد می‌شود. اگر نیرو به‌طور ناگهانی وارد شود، رفتار ماده به شکل ترد و اگر نیرو به آرامی وارد شود، رفتار ماده به شکل نرم خواهد بود. پلیمرهای رسانا
در سال ۱۹۷۹ برای اولین بار، دیاز و همکارانش پلی پروپیل را به عنوان پلیمری با خاصیت رسانایی معرفی کرد. این یافته‌ها در سال ۲۰۰۰جایزه نوبل شیمی را برای شیراکاوا، مک دیارمید، هیگر به دنبال داشت. از جمله متداول‌ترین پلیمرهای رسانا می‌توان به پلی تیوفن، پلی آنیلین، پلی پروپیل، پلی پارافنیلن اشاره کرد. خصوصیت الکتریکی، الکتروشمیایی، نوری پلیمرهای رسانا، آن‌ها را به عنوان مادهای برای کاربرد در پوشش‌های ضد الکتریسیته ساکن، پوشش‌های ضد خوردگی، پوشش‌های برای جذب امواج ماکروویو، بیوحسگرها تبدیل کرده‌است. خواص رسانایی پلیمرها به میزان دلخواه قابل تنظیم است به طوری که می‌تواند در حد رساناها یا نیم‌رساناها باشد. این پلیمرها از نظر ساختاری در زنجیرهٔ اصلی خود دارای باند دوگانه به صورت یک در میان است به طوریکه طی فرایند دوپاند شدن خواص رسانایی آن‌ها افزایش می‌یابد. اصطلاح آلایش کردن از لغت‌نامه اجسام نیم‌رسانا گرفته شده‌است زیرا مواد پذیرنده و دهنده الکترون می‌توانند موجب افزایش رسانایی پلیمرهایی با سیستم مزدوج شوند. اصطلاح آلایش کردن مترادف اکسایش یا کاهش است. شکل فضایی و نیروهای بین زنجیره‌های ضعیف، نفوذ یون آلایش‌کننده را به میان زنجیره‌های پلیمر ممکن می‌سازد. تنها آلایشی مورد استفاده قرار می‌گیرند که همراه با ایجاد پایداری شیمیایی توانایی رسانندگی الکتریکی را نیز بالا برند. این ویژگی تعداد آلایش کننده‌های مفید را به انواع I2 و FeCl3 برای الکترون پذیرنده‌ها و Li, Na وk برای الکترون دهنده‌ها محدود می‌سازد آلایش کردن پلیمر سبب می‌شود که: ریزساختار
ریزساختار مشخصات مشاهده‌شده از ساختار مواد توسط میکروسکوپ در بازهٔ (۱۰۰۰–۰٫۱ میکرومتر)، است. ریزساختار یک ماده (مانند فلزات، پلیمرها، سرامیک یا کامپوزیت‌ها) می‌تواند بر روی خواص فیزیکی مانند قدرت، چقرمگی، انعطاف‌پذیری، سختی، مقاومت در برابر خوردگی، رفتار در درجه حرارت بالا / پایین یا مقاومت در برابر سایش تأثیر بگذارد. این خواص به نوبه خود کاربرد این ماده را در فرایند صنعتی را کنترل می‌کند. به عبارت دیگر، ساختار کریستالی شکل ظاهری مواد را در مقیاس طول اتمی توصیف می‌کند و ریزساختار ظاهر مواد در مقیاس طول nm-cm توصیف می‌کند. یک تعریف عملی مناسب از ریزساختار عبارت است از:" ترتیب فازها و نقص هادر یک ماده. پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر
علاوه بر مهندسی بافت، از پلیمرهای تخریب پذیر در کاربردهای ارتوپدی مانند تعویض استخوان و مفصل استفاده می‌شود. طیف گسترده‌ای از پلیمرهای غیر تخریب پذیر برای کاربردهای ارتوپدی شامل لاستیک سیلیکون، پلی اتیلن، رزین‌های اکریلیک، پلی اورتان، پلی پروپیلن و پلی متیل متاکریلات استفاده شده‌است. نقش اصلی بسیاری از این پلیمرها عمل به عنوان سیمان زیست سازگار در تثبیت پروتزها و جایگزینی اتصالات بود. پلیمرهای جدید زیست تخریب پذیر مصنوعی و طبیعی سازگار با بیولوژیکی توسعه یافته‌اند. اینها شامل پلی گلیکولید، پلیلاکتید، پلی هیدروکسی بوتییرات، کیتوزان، اسید هیالورونیک و هیدروژل‌ها می باشد. به‌طور خاص، از پلی (۲-هیدروکسی اتیل متاکریلات)، پلی (اتیلن گلیکول)، کیتوزان و اسید هیالورونیک بطور گسترده در ترمیم غضروف، رباط‌ها و تاندون‌ها استفاده شده‌است. به عنوان مثال، پلی (L-lactide) (PLA)، برای ساخت پیچ و دارت برای ترمیم منیسک استفاده می‌شود و با نام تجاری Clearfix Mensical Dart / Screw به بازار عرضه می‌شود. PLA یک پلیمر تخریب کننده آهسته است و برای تخریب و جذب بدن نیاز به مدت زمانی بیشتر از دو سال دارد. پلاستیک‌های مهندسی
هر پلاستیک مهندسی معمولاً دارای یک ترکیب منحصر به فرد از خواصی است که برای برخی از کاربردها است ساخته می‌شود. برای مثال پلی کربنات بسیار مقاوم در برابر ضربه در حالی که پلی آمیدها بسیار مقاوم در برابر سایش. خواص دیگر به نمایش گذاشته شده توسط گریدهای مختلف از پلاستیک‌های مهندسی عبارتند از: مقاومت در برابر حرارت مقاومت مکانیکی استحکام ثبات شیمیایی خود روانکاری (مخصوص استفاده در ساخت چرخ دنده و ترمز ماشین‌ها) و ایمنی و آتش است. پلیمرهای حافظه‌دار
پلیمرهایی که از خود اثر حافظه شکلی نشان می دهند، دارای دو شکل هستند : شکل اول قابل مشاهده، متداول (موقت) و شکل دوم ذخیره شده (دائمی) . هنگامی که شکل دوم با روش‌های مرسوم ساخته شد، مواد پلیمر از طریق گرم شدن، تغییر شکل داده و سپس سرد شده ، به شکل دیگر که موقتیست، تبدیل می‌شوند. پلیمر این شکل موقت را تا زمانی که تغییر شکل به شکل دائمی توسط یک محرک خارجی از پیش تعیین شده فعال شود، حفظ میکند. راز پشت این مواد در ساختار شبکه مولکولی آنها نهفته است که شامل حداقل دو فاز جداگانه است. "T" دمایی است که بالاترین انتقال حرارتی را نشان می‌دهد، و برای ایجاد پیوندهای عرضی فیزیکی که شکل دائمی را ایجاد میکنند باید از این دما فراتر رفت. از سوی دیگر، بخش‌های سوئیچینگ، بخش‌هایی هستند که توانایی نرم شدن پس از عبور از یک دمای گذار معین ("T") را داشته و مسئول شکل موقت هستند. در برخی موارد این دما، دمای انتقال شیشه "(T)" و در برخی دیگر دمای ذوب "(T) است." بالاتر از حد "T" (در حالی که کمتر از "T" باقی می ماند) سوئیچینگ را با نرم کردن این بخش ها فعال کرده و در نتیجه به مواد اجازه داده میشود که شکل اصلی (دائمی) خود را از سر گیرند. پایین تر از "T" ، انعطاف پذیری بخش ها حداقل تا قسمتی محدود است. اگر "T" برای برنامه ریزی SMP انتخاب شود، تبلور ناشی از کرنش قطعه سوئیچینگ زمانی آغاز میشود که دما بالای "T" برده شود و متعاقبا به زیر "T" سرد شود. این کریستال‌ها شبکه‌های کووالانسی را تشکیل می‌دهند که از تشکیل مجدد ساختار مار پیچ معمولی پلیمر جلوگیری می‌کند. نسبت قطعه سخت به نرم معمولا بین 5/95 و 95/5 است، اما در حالت ایده آل این نسبت بین 20/80 و 80/20 قرار دارد. پلیمرهای حافظه دار به طور موثر ویسکوالاستیک (گرانروکشسان) هستند و مدل ها و روش های تجزیه و تحلیل زیادی برایشان وجود دارد. مهندسی پلیمر
در صنعت پوشاک پلیمرها در تولید پاپوش‌ها، تن‌پوشها و کف‌پوش‌ها بسیار مؤثر هستند. در صنایع حمل و نقل زمینی (خودروسازی، قطار و …)، هوایی (هواپیما و بالگرد) و دریایی (کشتی‌ها و …) پلیمرها حضوری چشمگیر دارند، و بالاخره در صنایع نظامی، پزشکی، کشاورزی و بسته‌بندی کاربرد مواد پلیمری بسیار گسترده‌است. بدر صنعت پوشاک نیز پلیمرها در تولید پاپوش‌ها، تن‌پوشها و کف‌پوش‌ها بسیار مؤثر هستند. در صنایع حمل و نقل زمینی (خودروسازی، قطار و …)، هوایی (هواپیما و بالگرد) و دریایی (کشتی‌ها و …) پلیمرها حضوری چشمگیر دارند، و بالاخره در صنایع نظامی، پزشکی، کشاورزی و بسته‌بندی کاربرد مواد پلیمری بسیار گسترده‌است. با توجه به کاربرد وسیع پلیمرها در صنایع، فارغ‌التحصیلان این رشته توانایی‌های کافی در زمینه‌های ایجاد و برنامه‌ریزی واحدهای تولیدی تبدیل پلیمر خام به مواد مصرفی و اشتغال در مجتمع‌های بزرگ تولید پلیمر خواهند داشت. پلیمر کوئوردیناسیونی
لیگاندها و کاتیونهای فلزی تمایل به پیروی از روند تئوری پایه اسید نرم سخت (HSAB) دارند. این بدان معنا است که فلزات نرم‌تر، بزرگتر و قطبی تر با لیگاندهای نرم‌تر بزرگتر و قطبی تر هماهنگ می‌شوند و فلزات سخت کوچک، غیرقطبی، به راحتی با لیگاندهای کوچک، غیرقطبی و سخت هماهنگ می‌شوند. پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر
علیرغم اینکه پلیمرهای تخریب پذیر کاربردهای بیشماری دارند، خواصی وجود دارد که تمایل دارند در بین آنها مشترک باشند. تمام پلیمرهای تخریب پذیر باید پایدار و با دوام کافی برای استفاده در کاربرد خاص خود باشند، اما پس از دفع به راحتی باید تجزیه شوند. پلیمرها، به‌طور خاص پلیمرهای تخریب پذیر، دارای ستون فقرات کربن بسیار قوی هستند که شکستن آنها دشوار است، به گونه ای که تخریب اغلب از گروه‌های انتهایی شروع می‌شود. از آنجا که تخریب در انتها شروع می‌شود، یک منطقه با سطح بالا متداول است زیرا دسترسی آسان به مواد شیمیایی، سبک یا موجودات بدن را آسان می‌کند. تبلور غالباً کم است زیرا دسترسی به گروه‌های انتهایی را مهار می‌کند. درجه پایین پلیمریزاسیون، به‌طور معمول، همان‌طور که در بالا اشاره شد، مشاهده می‌شود، زیرا انجام این کار گروه‌های انتهایی قابل دستیابی بیشتری را را برای واکنش با آغازگر تخریب امکان‌پذیر می‌کند. یکی دیگر از مشترکات این پلیمرها، آبگریز بودن آنها است. پلیمرهای آبگریز و گروه‌های انتهایی در صورتیکه آنزیم محلول در آب نتواند به راحتی با پلیمر در تماس باشد از تعامل آنزیم جلوگیری می‌کنند. خواص مکانیکی مواد
خواص مکانیکی شامل سختی، استحکام، مدول الاستیسیته و چقرمگی شکست، رفتار خستگی و خزشی خواصی هستند که تعیین کنندهٔ رفتار مواد در برابر نیروهای وارده هستند. بتن پلیمری
پرکننده‌های پلیمری از دو بخش تشکیل یافته‌اند: ۱- جز سفت ۲- جز نرم.جز زبر که معمولاً دانه بندی‌های درشت در ان دیده می‌شود و جز نرم که برعکس شامل دانه بندی‌های ریز است.از پرکننده‌های نرم می‌توان به سنگ‌های پرلیت، رسی و حتی سنگ پا اشاره کرد؛ و از پرکننده‌های سفت می‌توان از ریت؛ هماتیت و قطیر نام برد.مزایای پرکننده‌های نرم و سفت:از پر کننده‌های نرم برای جلوگیری از حجم اضافع ی بتن و به اصطلاح کاهش حجم‌های خالی بتن استفاده کرد.مانند پودر سیلیس، خاکستر، کربنات کلیسم، میکلا و … .با استفاده از این پرکننده‌های معدنی و آلی می‌توان در بتن خاصیت رسانایی و الکتریکی ایجاد کرد و حتی باعث استحکام و مقاومت در برابر ضربه و تنش شد. طول پایسته
به گفتار عامیانه می‌توان گفت که برای پلیمرهایی با طول کوتاه‌تر از طول پایسته، درشت ملکول مانند یک میله کشسان انعطاف‌پذیر رفتار می‌کند در حالی که خواص قطعات بلندتر پلیمر که بسیار بلندتر از طول پایسته باشند را می‌توان تنها به صورت آماری توضیح داد، درست مانند یک ول‌گشت سه بعدی. به بیان علمی‌تر، طول پایسته، P، طولی است که در طی آن هم‌بستگی در جهت مماس، از بین می‌رود. در یک بیان شیمیایی‌تر آن را می‌توان متوسط مجموع تصاویر تمام پیوندهای j ≥ i روی پیوند i ام در یک زنجیرهٔ بسیار بلند دانست. کامپوزیت زمینه پلیمری
در پلیمرهای ترموپلاستیک هردو نوع تغییر شکل کشسان و دائم رخ می‌دهد. البته باید توجه داشت که سازوکار (mechanism) چنین تغییر شکل‌هایی با سازوکار تغییر شکل فلزات و سرامیک‌هامتفاوت است. معمولاً تغییر شکل پلیمرها نسبت به سرامیک‌ها و فلزات بیشتر است و به شدت وابسته به زمان می‌باشد. در اثر اعمال نیروی کششی زنجیره‌های پلیمری تحت تأثیر سازوکار زیر تغییر طول می‌دهند. آزمایش آب و هوای پلیمرها
مدت زمان زیادی است مشخص شده است که بیشتر فرسودگی این مواد مبتنی بر یک واکنش شیمیایی به نام «اکسیداسیون رادیکال» می‌باشد. تحت تأثیر تنش‌های خارجی، رادیکال‌های اولیه تولید می‌شوند که این رادیکال ها به پیوندهای شیمیایی حمله می‌کنند (به ویژه فراوان‌ترین آن‌ها، میان کربن و هیدروژن)، در نتیجه واکنش‌هایی با اکسیژن اتمسفر رخ می‌دهد. این موضوع باعث تشکیل بسیاری از فرآورده های شیمیایی می‌شود که بین آنها هیدروپراکسیدها و پراکسیدها فرآورده های کلیدی و مهم هستند. آنها هم به حدکافی پایدار هستند که قابل شناسایی باشند و هم به حد کافی واکنش پذیر هستند تا به بسیاری از محصولات جانبی مانند کتون ها، الکل ها، اسیدها و ... تجزیه شوند که این محصولات به آسانی با روش های طیف سنجی قابل تشخیص و شناسایی می‌باشند. عنصر مهم دیگر، تجزیه یکی از این گروه‌های پراکسید شده (مانند پراکسید هیدروژن) است که دو رادیکال جدید را تولید می‌کند که این رادیکال ها خود منجر به تسریع فرسودگی می‌شود. نانوکامپوزیت
اتصال پلیمرها به نانولوله باعث افزایش حلالیت نانو لوله‌ها و در نتیجه گسترش کاربرد آن‌ها می‌شود علاوه بر ان خواص فیزیکی پلیمر ازقبیل استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی ان با اتصال به نانو لوله بهبود می‌یابد و در نتیجه می‌توان با این روش نانو کامپوزیت‌هایی با ویژگی‌های قابل کنترل و مناسب کاربرد خاص ان تولید نمود. پلیمرهای هوشمند
پلیمر‌های هوشمند، پلیمرهایی با بازده بالا هستند که با توجه به شرایط تغییر می‌کنند . چنین موادی می‌توانند به تعدادی از عوامل مانند دما، رطوبت و pH و طول موج یا شدت نور یا میدان مغناطیسی و الکتریکی که در آن قرار دارند حساس باشند. همچنین این پلیمرها، می‌توانند به روش‌های مختلف واکنش نشان دهند مانند تغییر در رنگ یا شفافیت. تبدیل شدن به رسانا، یا تغییر شکل(مانند پلیمرهای حافظه دار) .اغلب اوقات تغییرات اندک در محیط کافی هستند تا تغییرات بزرگی در ویژگی‌های پلیمرها به وجود آورند. پلیمرهای حافظه‌دار
پلیمرهای حافظه دار به سبب انتقال شیشه ای یا انتقال ذوبشان از فاز سخت به فاز نرم که مسئول اثر حافظه شکل است، با آلیاژهای حافظه شکل (SMAs) تفاوت دارند. در آلیاژهای حافظه شکل، ایجاد اثر حافظه شکلی با تبدیل شدن فازهای مارتنزیتی / آستنیتی صورت میگیرد. مزایای متعددی وجود دارد که SMP ها را نسبت به آلیاژهای حافظه دار مورد توجه بیشتری قرار میدهد. پلیمرهای حافظه دار دارای ظرفیت بالایی برای تغییر شکل الاستیک (در اکثر موارد بالغ بر 200٪) ، هزینه بسیار پایین تر، چگالی کمتر، طیف گسترده ای از کاربردها در دماهای مختلف که می توان آنها را تنظیم کرد، فرآوری آسان، سازگاری بالقوه با محیط زیست و زیست تخریب پذیری و احتمال بروز دادن خواص مکانیکی برتر نسبت به SMA ها هستند. پلیمرهای ستاره‌ای
بتعدادی از شگفت‌انگیزترین ویژگی‌هایی که پلیمرهای ستاره ای واجد آن هستند؛ خصوصیات رئولوژیکی و دینامیکی آن‌ها در مقایسه با نظایر خطی مشابه از منظر جرم مولکولی و ترکیبات منومر می‌باشد. آن‌ها عموماً دارای شعاع هیدرودینامیکی و شعاع دوران و گرانروی درونی کمتری نسبت به نظایر خطی از جرم مولکولی مشابه هستند. گرانروی درونی با افزایش عاملیت و جزم مولکولی شاخه‌ها افزایش می‌یابد و رسیدن به اشباع حداکثر عاملیت باعث می‌شود گرانروی تنها به جرم مولکولی بازوها وابسته باشد. ستارهای هتروآرم دارای گرانروی و شعاع هیدرودینامیکی بیشتری نسبت به ستاره‌ها با بازوی تک نوعی هستند. علت این رخداد افزایش برخوردهای دفع کننده که نتیجهٔ تعداد بیشتری اتصالات چند نوعی میان بازوهای مختلف هستند، می‌باشد. علاوه بر این پلیمرهای ستاره ای دمای ذوب، دمای تبلور و درجهٔ تبلور کمتری به نسبت نظایر حطی خود، بروز می‌دهند فوم‌های پلیمری
همراه با عملکرد برتر عایق ، فوم های سفت و سخت PU همچنین به دلیل ترکیب مقاومت مکانیکی ذاتی فوم پلیمری و اتصال چسبنده خودکار به رویه ها و مواد آستری که به عنوان عناصر ساختاری برای انتها استفاده می شوند ، سهم قابل توجهی در مقاومت ساختاری دارند.  کاربرد مهندسی پلیمر
اخیراً دو خانوادهٔ جدید به نام‌های radiation cross linked , TPE- Silicone که اولی جزﺀ گروه Block-Copolymers و دیگری Polymer Blends است نیز مطرح شده‌اند ولی هنوز گسترده نشده‌اند و مرسوم نیستند ولی پیش‌بینی می‌شود که به زودی جایگاه خود را به دست می‌آورند. ازلحاظ Hardness نیز دامنهٔ آن‌ها در رنج Shore A 35 - Shore D 60 می‌باشد. آلیاژسازی پلیمرها جهت ساخت ترموپلاستیک پلیمرها یکی از اقدامات نوینی است که صورت گرفته‌است. بسیاری از صنایع پایین دستی پتروشیمی نیز در دنیا مشغول تولید این دسته از آلیاژهای پلیمری (پلی بلندها) هستند و کاربردهای ویژه‌ای بخصوص در صنعت خودرو و … را توسط این مواد جدید به وجود آورده‌اند (منبع: «فصل مقدمه» از پایان‌نامه کارشناسی ارشد نوشته شده توسط عمار قاسمیان عزیزی به راهنمایی پروفسور احمد عارف آذر) مهندسی پلیمر در پزشکی قانونی
محصولات شکستگی را می‌توان با استفاده از فراکتوگرافی، روشی مناسب برای کلیه اجزای شکسته شده یا با استفاده از ماکروفوتوگرافی و میکروسکوپ نوری بررسی کرد. اگرچه پلیمرها معمولاً دارای خاصیت کاملاً متفاوتی نسبت به فلزات، سرامیکها و شیشه‌ها هستند، درصورتی که محصولات از نظر طراحی و تولید ضعیف باشند، به همان اندازه مستعد شکست ناشی از اضافه بار مکانیکی، خستگی و ترک خوردگی تنشی هستند. ویسکر
بهبود خواص مکانیکی پلیمرهای مصنوعی و طبیعی: پلی(ان-ایزوپروپیل‌اکریل‌آمید)
از جمله مزّیت‌های استفاده از این روش در مقایسه با روش‌های دیگر نظیر افزایش چگالیِ پیوندهای عرضی، کوپلیمریزاسیون و استفاده از الیاف تقویت‌کننده در بهبود خواص مکانیکی PNIPA می‌توان به عدم اختلال در خواص برجستهٔ فیزیکی - ساختاری پلیمر همچون آب‌دوستی، شفافیت و نفوذپذیری می‌باشد. در مقالات از مواد مختلفی از جمله اکریلیک اسید و در کنار PNIPA برای تهیهٔ شبکهٔ در هم تنیده استفاده شده‌است. فتوپلیمر
تغییرات در خصوصیات ساختاری و شیمیایی پلیمرها می تواند به وسیله ی دو عامل انجام گیرد. عامل داخلی، یعنی تغییر از طریق کروموفورهای موجود در زیر واحد های پلیمر ایجاد می‌شود و یا عامل خارجی، یعنی افزودن مولکول های حساس به نور که باعث ایجاد تغییر می شود. به طور کلی فتوپلیمر از ترکیبی از مونومرهای چند وظیفه ای و الیگومر ها ساخته شده است تا بتواند به ویژگی های فیزیکی مورد نیاز دست پیدا کند. بنابراین انواع گوناگونی از مونومر ها و الیگومر ها بوجود امدند تا هر کدام در برابر نور بسپارش شوند. پلیمرهای حساس به تغییرات پی‌اچ
پلیمرهای حساس به تغییرات PH با ساختارهای کوپلیمری با بلوک خطی، ستاره ای، شاخه ای، دندریمر، برسی و دندانه ای ساخته می‌شوند. پلیمرها با معماری‌های متفاوت، خود را به سایر ساختارها تبدیل می‌کنند. این خود تغییری می‌تواند به دلیل طبیعت پلیمر و حلال یا تغییر PH باشد. علاوه بر این تغییرات PH می‌تواند باعث متورم شدن یا کاهش تورم ساختار بزرگ‌تر شود. به عنوان مثال، کوپلیمرهای بلوکی اغلب میسل تشکیل می‌دهند، پلیمرهای ستاره ای و پلیمرهای شاخه ای نیز به همین صورت تشکیل می‌شوند. با این وجود، پلیمرهای ستاره ای و شاخه ای می‌توانند به جای کره‌های معمول، میسل‌های میله ای یا کرم شکل تشکیل دهند. از پلیمرهای برس معمولاً برای اصلاح سطوح استفاده می‌شود زیرا ساختارشان به آن‌ها اجازه نمی‌دهد ساختار بزرگ‌تری مانند میسل تشکیل دهند. پلاستیک
برخی از پلاستیک‌ها نرم و انعطاف‌پذیرند و بعضی سفت و محکمند. برخی از آن‌ها نرم می‌شوند و حتی زمانی که در معرض گرما قرار می‌گیرند. ممکن است ذوب شوند و بعضی نیز هیچ گونه حرارتی بر آن‌ها تأثیر ندارد. بررسی و مطالعه ساختار مولکولی پلیمر‌های عالی می‌تواند بسیاری از این تفاوت‌ها در خواص و رفتار پلاستیک‌ها را توضیح دهد. کامپوزیت زمینه پلیمری
در صورتی که زمینه‌های پلیمری توسط ذرات تقویت شده باشند ویژگی‌های دیگری نسبت به پلیمرهای تقویت شده با الیاف به دست می‌آید. ذرات برای افزایش مدول یانگ، مقاومت خزشی یا ایجاد ویژگی‌های مغناطیسی و در برخی مواقع به منظور زیبایی به زمینه افزوده می‌شوند. حضور ذرات باعث افزایش سختی و استحکام شده و هدایت حرارتی و مقاومت به سایش پلیمر را افزایش می‌دهد. پلی‌استر
خصوصیات: چگالی g/cm۳ ۱٫۳۸، نیروی پارگی بسیار زیاد، الاستیسیتهٔ خوب، مقاومت سایشی، ثبات بسیار خوب نوری، مقاومت بالا در برابر اسیدهای معدنی و آلی (در اسید سولفوریک غلیظ تجزیه می‌شوند) مهندسی پلیمر
مهندسی الاستومر: برخی از مواد در اثر نیروی وارد به آن‌ها تغییر شکل داده پس از برداشتن نیرو مجدداً به حالت اولیه خود بر می‌گردند به این مواد الاستومر یا لاستیک می‌گوییم بخش عمده‌ای از مواد پلیمری دارای خاصیت الاستومری هستند که از جمله آن‌ها می‌توان به تایرهای اتومبیل واشرهای لاستیکی و لرزه گیرهای اتومبیل اشاره کرد مهندسان پلیمر با گذراندن این درس ضمن آشنا شدن با این‌گونه مواد با نحوه طراحی فرمولاسیون و ترکیب صحیح لاستیک‌ها همچنین با فرایندهای ساخت، پخت و شکل‌دهی الاستومرها آشنا می‌شوند. افزودنی‌های پلیمری
ویژگی‌های ذاتی مواد گاهی اوقات برای رسیدن به مشخصات عملکرد مورد انتظار یا متناسب با محدودیت‌های تولید نیست. نمودار تنش-کرنش مهندسی
برخی از پلیمرهای بلورین و شیشه‌ای هنگام تغییر شکل پلاستیک از خود رفتار مشابهی نشان می‌دهند. در این حالت پس از تسلیم بالایی و افت نیرو، کشش سرد آغاز می‌شود که مانند نقطهٔ تسلیم پایینی در فلزات است ولی این ناحیه وسیع‌تر بوده و در آن واحدهای ساختاری پلیمرها در برابر نیرو جهت‌گیری می‌کنند. این فرایند باعث افزایش استحکام پلیمر در برابر نیرو می‌شود. دارورسانی نانوذرات
برای نانوذرات پلیمری، القاء واکنش‌های تحریک کننده معمولاً به شدت به پلیمرهای شناخته شده‌ای متکی هستند ک که دارای یک انگیزه ذاتی برای تحریک کردن یا واکنش پذیری هستند. پلیمرهای خاصی که می‌توانند به علت تغییرات دما یا pH، تغییرات فاز قابل برگشت را تجربه کنند، منافعی را ایجاد کرده‌اند. مسلماً پلیمرهای بیشتر استفاده شده برای تحویل تعادلی فعال، پلی مشتقات پلیمری (N-isopropylacrylamide) مقاوم در برابر حرارت می‌باشند. این محلول به راحتی در آب در دمای اتاق حل می‌شود اما از لحاظ برگشت‌پذیری از زمانی که درجه حرارت از دمای محلول بحرانی (LCST) بالاتر رود، از شکل زنجیره ای گسترده به یک زنجیره فروریخته تغیر می‌یابد. این ویژگی راهی برای تغییر خاصیت آبدوستی یک پلیمر از طریق درجه حرارت را فراهم می‌کند. همچنین تلاش‌ها، بر سیستم‌های تحویل دارویی پاسخ دهنده دوگانه را در مرکز توجه قرار می‌دهند که این سیستم‌ها می‌توانند برای کنترل انتشار داروی کپسوله شده مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال، کوپلیمر سه بعدی از پلی (اتیلن گلیکول) -b-poly (3-آمینوپروپیل-متاکریلامید) -b-poly (N-isopropylacrylamide) (PEG-b-PAPMA-b-PNIPAm) می‌توانند خود را در شکل میسل‌ها و با داشتن یک ساختار core-shell- corona در دمایی بالاتر از دمای محلول بحرانی تشکیل دهند. این برای pH نیز صادق است؛ بنابراین، آزاد سازی دارو می‌تواند با تغییر درجه حرارت یا PH تنظیم شود. آلبمت
خواص مکانیکی در دمای اتاق حداقل مقادیر را دارا می‌باشد. خواص مکانیکی بلوک‌هایی با قابلیت شکلدهی برای اکستروژن دارای جهت‌گیری در راستای طولی است. خواص در راستای عرضی نیز عموماً کمتر می‌باشد. تعدادی قالب اکستروژن با ابعاد استاندارد وجود دارد. محصول نورد در محدوده ضخامت ۰٫۰۶۳ اینچ تا ۰٫۳۱۳ اینچ × ۲۵ اینچ (۰٫۱۶ تا ۰٫۷۹۵ سانتی‌متر × ۶۳٫۵ سانتی‌متر) موجود است. برای بالاتر بردن چقرمگی، کامپوزیت‌های ماتریس فلزی هیپ (HIP) شده، سپس اکسترود یا نورد می‌گردد سپس ماتریس فلزی آلومینیوم برلیوم آنیل می‌شود. نتایج حاصل از آزمون کشش ماتریس آلبمت در جدول آورده شده. نکته قابل توجه میزان پایین کرنش تا لحظه شکست می‌باشد که نشان از تردی این کامپوزیت می‌دهد. مدول الاستیسیته نیز در حدود formula_3 200 برآورد شده‌است. پلیمر سوپرامولکولی (فرامولکولی)
یکی از خواص شگفت‌انگیز پلیمرهای سوپرامولکولی توانایی خود ترمیمی شکستگی ایجاد شده، می‌باشد. یک لاستیک سوپرامولکولی مبتنی بر ویتریمرها، که توسط لودویک لیبلر معرفی شده است، به سادگی می‌تواند با فشردن دو لبه شکسته ماده به هم خود را ترمیم کند. در این حالت، شکستگی‌ها زمانی رخ می‌دهد که پیوندهای هیدروژنی بین مونومرها در ماده شکسته شده اند؛ نزدیک کردن لبه‌های شکستگی به هم اجازه می‌دهد که پیوندهای هیدروژنی دوباره شکل بگیرند و شکاف را ببندند. به طور موثر، رفتار دینامیک پیوندهای هیدروژنی با خواص ماده سازش نمی‌کند. استحکام مکانیکی بالا یک ماده و توانایی خودترمیمی به طور کلی متقابلا منحصربه‌فرد هستند. بنابراین یک ماده شیشه‌ای که می‌تواند در دمای اتاق خود را ترمیم کند تا همین اواخر یک چالش باقی مانده بود. تاکوزو ایدا، در یک طراحی ظریف یک شیشه پلیمری نوآورانه متشکل از یک اتر تیواوره الیگومر که به روش سوپرامولکولی پلیمری شده است را معرفی کرد، که از نظر مکانیکی مقاوم است (گیگاپاسکال "e"= 1.4) اما می‌تواند فقط با یک فشرده شدن در سطوح شکسته، حتی در دمای اتاق، خودترمیم باشد. اختراع شیشه پلیمری خودترمیم باعث تجدی نظر در این پیش فرض که تنها مواد لاستیکی نرم می‌تواند ترمیم شوند، شد. پلیمرهای هوشمند
پلیمرهای هوشمند، چه در کاربردهای خاص و چه در قالب محصولات معمولی، به صورت یکسان دیده می‌شوند. آن‌ها برای تولید هیدروژل ها و بسته‌بندی‌های زیست فروسایی و نیز در ابعاد گسترده در تولید تجهیزات مهندسی زیست‌محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال ، پلیمری هست در مقابل تغییرPH محیط تغییر در صورت بندی خود ایجاد می‌کند . این نوع پلیمر در ساخت دارو مورد استفاده قرار گیرد.به مورد دیگری هم می‌توان اشاره کرد. پلیمرهایی که به رطوبت حساس می‌باشند و می‌توان در پانسمان زخم خود سازگار استفاده شود. این نوع پانسمان به‌طور خودکار توازن رطوبت را دور زخم ایجاد می‌کند. مهندسی پلیمر
اما الاستومرها دارای اتصالات شیمیایی (کووالانسی) بین زنجیره‌های خود هستند: چون نیروهای بین زنجیری همچون نیروهای درون زنجیری ازنوع کووالانسی است در نتیجه امکان ذوب شدن از ماده سلب شده و دیگرقابل بازیافت نیست. ازطرفی فرایند کراسلینکینگ، فرایندی هزینه براست و شکل‌دهی الاستومرها سخت بوده و همواره با محدودیت‌هایی همراه می‌باشد ولی با تمام این وجود به دلیل خواص ویژه الاستومرها نیازمند کاربرد آن‌ها می‌باشیم و ترموپلاستیک‌ها نمی‌توانند این کاربردها را به خود اختصاص دهند. رابرهای مشهوری چون NBR , SBR , BR , NR جزﺀ این خانواده می‌باشند. کاربرد الاستومرها منتج از Tg بسیارپایین آن‌ها است که درترموپلاستیک‌ها وجود ندارد و از طرفی الاستومرها بدون وجود اتصالات عرضی خواص کاربردی خود را ازدست می‌دهند و گفتیم که وجود این اتصال عرضی شیمیایی یعنی عدم توانایی درذوب کردن ماده و در نتیجه عدم توانایی در بازیافت آن. پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان
«سیلوکسان‌ها ترکیب‌هایی سیلسیم‌دار با خواص صنعتی مهمی از جمله نفوذپذیری زیاد، مقاومت در برابر قلیاها و برخورداری از سطحی آب‌گریز هستند. این مواد در شکل پلیمری، خواص خود را در محدوده گسترده‌ای از تغییرات محیطی حفظ می‌کنند. مهندسی پلیمر
درگیری‌های فیزیکی همچون گره خوردگی‌های بین زنجیری (Entanglements) باعث عدم شارش زنجیرها می‌شود و نیروهای بین زنجیری مانند پیوندهای هیدروژنی این درگیری‌ها را تشدید می‌کنند و باعث مستحکم تر شدن ساختار ماده و بهبود خواص آن می‌شوند. یک چنین ساختاری در ترموپلاستیک‌ها سبب می‌شود که ماده، توانایی ذوب شدن را داشته باشد و در نتیجه قابل بازیافت تلقی شود. دلیل این امرنیز ضعیف تربودن نیروهای بین زنجیری نسبت به نیروی کووالانسی درون زنجیری میان مونومرهای تشکیل دهندهٔ زنجیر پلیمر است که با افزایش دما می‌توانیم بر این نیروی بین زنجیری غلبه کرده و پلیمر را ذوب کنیم که این مسئله بیانگر فرایندپذیری آسان و همچنین وجود صرفهٔ اقتصادی است. پلیمرهای مشهوری چون PC , PMMA , PS، پلی پروپیلن، پلی اتیلن و… جزﺀ این خانواده هستند. پلیمرهای معدنی هوشمند
تعداد زیادی از پلیمرهای فسفر وجود دارد که به نظر می‌رسد برخی از این‌ها دارای خواص هوشمندی هستند و به دلیل زیست سازگاری فسفر برای کاربردهای بیولوژیکی مانند رهایش دارو، مهندسی بافت و ترمیم بافت‌ها، بسیار مورد توجه هستند. تبلور پلیمرها
تبلور پلیمرها (به انگلیسی: Crystallization of polymers) فرایندی است که با ترازبندی نیمه کامل زنجیره‌های مولکولی آنها همراه است. این زنجیره‌ها با هم جمع می‌شوند و مناطق مرتب شده‌ای به نام لاملا () را تشکیل می‌دهند که ساختارهای کروی بزرگتری به نام اسفرولیت‌ها () را تشکیل می‌دهند. پلیمرها می‌توانند به محض خنک شدن از فرایند ذوب با کشش مکانیکی یا تبخیر حلال متبلور شوند. تبلور بر خصوصیات نوری، مکانیکی، حرارتی و شیمیایی پلیمر تأثیر می‌گذارد. درجه کریستالی با روشهای مختلف تحلیلی تخمین زده می‌شود و به‌طور معمول بین ۱۰ تا ۸۰ درصد است، پلیمرهای متبلور اغلب «نیمه کریستال» نامیده می‌شوند. خواص پلیمرهای نیمه کریستال نه تنها با درجه نیمه کریستالی بودن، بلکه با اندازه و جهت‌گیری زنجیره‌های مولکولی نیز تعیین می‌شود. پلیمرهای بلور مایع
یک دسته منحصر به فرد از پلی استرهای آروماتیک بر پایه اسید p-هیدروکسی بنزوئیک و مونومرهای مرتبط که ساختارشان تا حدی بلوری است. پلیمرهای کریستال مایع قادر به تشکیل مناطقی با ساختار بسیار منظم در فاز مایع هستند. با این حال، درجه نظم تا حدودی کمتر از یک کریستال جامد معمولی است. به‌طور معمول، LCPها دارای استحکام مکانیکی زیادی در دماهای بالا، مقاومت شیمیایی بالا، خاصیت ضد حریق و مقاوم در برابر عوامل جوی هستند. پلیمرهای بلور مایع در اشکال مختلف با استفاده از روش‌های مختلف (تف جوشی در دمای بالا تا ترکیبات حاصل از قالب‌گیری تزریقی)قابل تولید هستند. LCPها را می‌توان جوش داد، اگرچه خطوط ایجاد شده توسط جوش نقطه ضعف محصول حاصل است. LCPها دارایضریب انبساط حرارتی بالا در محور Z هستند. پلیمرهای حافظه‌دار
دو کمیت مهمی که برای توصیف اثرات حافظهٔ شکلی استفاده میشود عبارتند از نرخ بازیابی کرنش "(R" و نرخ ثابت کرنش ("R") نرخ بازیابی کرنش توانایی ماده برای به خاطر سپردن شکل دائمی خود را توصیف می کند، در حالی که نرخ ثابت کرنش توانایی قطعات سوئیچینگ برای رفع تغییر شکل مکانیکی را توصیف می کند. پلیمرهای حافظه‌دار
SMP ها میتوانند دو یا گاهاً سه شکل را در خود نگه داشته و تغییر بین این شکل ها، توسط دما صورت میگیرد. علاوه بر عامل تغییر دما، تغییر شکل SMP ها همچنین می تواند توسط یک میدان الکتریکی و یا میدان مغناطیسی ، نور و یا محلول. صورت گیرد. علاوه بر پلیمرها به طور کلی، SMPها بسته به واحدهای ساختاری که SMP را تشکیل می‌دهند، طیف وسیعی از ویژگی‌ها از پایدار تا زیست تخریب‌پذیر ، از نرم تا سخت و از الاستیک تا صلب را پوشش می‌دهند. SMPها شامل مواد پلیمری ترموپلاستیک و ترموست (پیوند عرضی کووالانسی) هستند. SMP ها می توانند تا سه شکل مختلف را در حافظه خود ذخیره کنند. SMP ها سویه هایی که قابلیت بازیافت بیش از 800% را داشته باشند، نشان داده اند. پلی‌استر
پلی‌استر لیفی گرمانرم (به انگلیسی: thermoplastic fiber) است و دراثر حرارت تغییر حالت می‌دهد درحالی‌که در دمای بالا مشتعل می‌شود. پلی‌استر بالاترین سختی و مدول کشسانی و هاشتبا جذب آب کم و حداقل جمع شدگی در اثر حرارت نسبت به الیاف مصنوعی دیگر را دارد. پلی‌استر غیراشباع (UPR) رزین ترموست است که فایبرگلاس‌های تقویت‌شده از پلی‌استر غیراشباع کاربردهای گسترده‌ای در بدنهٔ قایق‌ها و قسمت‌هایی از بدنهٔ خودروها دارد. با توجه به ترکیب زنجیره اصلی خود پلی‌استر می‌تواند:↑ دکتر احمد موسوی شوشتری و مهندس محمدعلی توانایی،۱۳۸۴، ص ۱۵۴ انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر فوم‌های پلیمری
برخی از ساختارهای پلیمری می توانند شکل اصلی خود را از طریق ویسکولاستیک بازیابی کرده و در برابر تعدادی از اثرات سنگین مقاومت کنند. با دیگران ، یک ضربه می تواند باعث آسیب دائمی به ساختار سلول شود ، به عنوان مثال PS گسترده شده پس از برخورد جدی ، کلاه ایمنی با این نوع آستر باید از بین برود. اگرچه این الزام در برخی از فعالیت های ورزشی غیرقابل عملی است ، مواردی وجود دارد که آسترهای PS یک ضربه ای کافی ارزیابی می شوند. خواص مکانیکی و ساختاری پلیمر تقویت شده با الیاف کربن
CFRP دارای خاصیت‌های خاصی است. خواص CFRP به طرح بندی فیبر کربن و نسبت فیبر کربن نسبت به پلیمر بستگی دارد. دومعادله مختلف که مدول الاستیسیته خالص مواد کامپوزیت را با استفاده از خواص الیاف کربن و ماتریکس پلیمری کنترل می‌کنند نیز می‌تواند به پلاستیک تقویت شده فیبر کربن اعمال شود. مهندسی پلیمر
هدف رشته مهندسی صنایع پلیمر تولید کلیه محصولات پلیمری از قبیل لاستیک، پلاستیک، الاستومر، چسب‌ها، رزین و سایر مواد مورد نیاز صنعت است. برای مثال طراحی و تولید تایر ماشین در صنایع لاستیک، لوله‌های پلی‌اتیلن در صنایع پلاستیک و انواع #الیاف شیشه فایبرگلاس‌ها در کامپوزیت به یاری متخصصان مهندسی صنایع پلیمر انجام می‌گیرد یا حتی در این رشته شکل‌دهی رزین‌ها نیز مطرح است که برای مثال می‌توان به ساخت ملامین اشاره کرد. حتی کیسه‌های پلاستیکی و روکش ظروف نچسب (تفلون) از مواد پلیمری می‌باشند. در واقع در رشته مهندسی صنایع پلیمر هر آنچه که به این مواد بر می‌گردد، مورد مطالعه و بررسی قرار می‌گیرد. البته پلیمرها فقط کاربرد صنعتی ندارند بلکه کاربرد پزشکی نیز دارند. مثلاً اگر کشکک زانوی یک نفر آسیب ببیند و ترمیم آن امکان‌پذیر نباشد، شبیه به همان کشکک زانو را با مواد پلیمری درست می‌کنند و بر روی زانو قرار می‌دهند یا دندان مصنوعی و لنزهای چشمی همه از مواد پلیمری ساخته می‌شوند که به این مواد پلیمری «پلیمرهای زیستی» می‌گویند. پلیمرهای معدنی هوشمند
اگر چه فلزات به‌طور معمول با ساختارهای پلیمری در ارتباط نیستند، گنجاندن اتم‌های فلزی در زمینه یا به عنوان ساختار وابسته بر روی یک پلیمر می‌تواند خصوصیات هوشمندانه منحصر به فردی به خصوص در رابطه با خواص ردوکس و الکترونیکی ارائه دهد. این خصوصیات می‌تواند خود ترمیمی اکسیداسیون، حساسیت، خودمونتاژی مواد هوشمند باشد که در زیر مورد بحث قرار می‌گیرد. نانوکامپوزیت گرافنی
همانند نانو کامپوزیت‌های تهیه شده با سایر نانو افزایه‌ها، خواص مکانیکی به غلظت نحوه توزیع نانو افزایه و… بستگی دارد. اگرچه گرافن خالص بالاترین استحکام تئوری را دارد ولی وجود گروه‌های عاملی بر روی سطح اسید گرافن این مزیت را دارد که میزان پراکنش اکسید گرافن را در حلال‌های قطبی و آب افزایش می‌دهد. بهبود برهمکنش اکسید گرافن با پلیمر، پراکنش در سطح مولکولی را تسهیل می‌کند و برهمکنش بین سطحی را تقویت می‌کند که منجر به خواص مکانیکی بهتر می‌شود. تحقیقات در زمینه کامپوزیت‌های بر پایه گرافن عمدتاً بر روی بهبود مدول و استحکام مکانیکی با استفاده از گرافن به عنوان تقویت‌کننده متمرکز می‌باشد. وجود گروه‌های عاملی بر روی سطح اکسید گرافن این مزیت را دارد که میزان پراکنش اکسید گرافن با پلیمر، پراکنش در سطح مولکولی را تسهیل می‌کند و برهمکنش بین سطحی را تقویت می‌کند که منجر به بهبود خواص مکانیکی می‌شود. خواص مکانیکی بالاتر کامپوزیت‌های گرافنی در مقایسه با نانو افزایه و ماتریس پلیمری به واسطه سطوح چین خورده گرافن است. پلیمرهای معدنی هوشمند
پلی فسفات (PolyP) یک پلیمر معدنی است که از زیر واحدهای فسفات ساخته شده‌است و می‌تواند نمک‌هایی با کاتیون‌های فلزی فیزیولوژیکی مانند Mg ،Ca ،Sr تشکیل دهد. هنگامی‌که به این فلزات نمک زده می‌شود، می‌تواند به‌طور انتخابی باعث بازسازی استخوان (Ca-PolyP)، سخت شدن استخوان (Sr-PolyP) بسته به فلزی که در آن زده می‌شود، باشد. این توانایی هوشمند، آن را به یک پلیمر نوید بخش برای کاربردهای پزشکی تبدیل کرده‌است. پلی فسفاژن یک پلیمر معدنی است که از فسفر و نیتروژن تشکیل شده‌است که می‌تواند با افزودن جایگزین‌های آلی، پلیمرهای ترکیبی معدنی و آلی تشکیل دهد. برخی از پلی فسفاژن‌ها به گونه‌ای ساخته شده‌اند که LCST آن‌ها نزدیک دمای بدن باشد و بتوانند با تزریق به فرد، ژلی را تشکیل دهند تا در نهایت برای رهایش دارو مفید باشند. تجزیه بیولوژیکی آن‌ها نشان داده‌است که غیرسمی هستند و میزان تخریب آن‌ها می‌تواند با افزودن جایگزین‌های مختلف تنظیم شود. بیفنیل پلی‌کلر شده
دیگر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی PCB بسته به ردهٔ آنها تغییر می‌کند. هرچه درجهٔ کلری شدن بیشتر شود، نقطهٔ ذوب و چربی‌دوستی افزایش می‌یابد و فشار بخار و حلالیت در آب کاهش می‌یابد. PCB به آسانی شکسته نمی‌شود از این رو در صنعت بسیار مورد توجه است. همچنین مخلوط‌های PCB در برابر اسیدها، بازها، اکسید شدن، هیدرولیز و دگرگونی‌های دمایی مقاوم اند. پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر
ساختار پلیمرهای تخریب پذیر در خواص آنها مؤثر است. در حالی که پلیمرهای تخریب پذیر بیشماری، چه مصنوعی و چه طبیعی وجود دارد، اما مشترکات کمی بین آنها وجود دارد. درجه پلیمریزاسیون
از آنجاییکه تغییر در درجه پلیمریزاسیون یک پلیمر باعث تغییر در وزن مولکولی آن خواهد شد، پلیمرهای با ترکیب شیمیایی یکسان ولی درجه پلیمریزاسیون متفاوت و به طبع آن وزن مولکولی متفاوت، خواص فیزیکی مختلفی از خود نشان میدهند. وزن مولکولی بر خواصی همچون: ویسکوزیته مذاب، استحکام کششی، چقرمگی و خواص حرارتی پلیمر تأثیرگذار است. پتروفیزیک
ویژگیهای مکانیک سنگی پلاستیک
پلاستیک‌ها خواص متعددی دارند که دیگر مواد ساختمانی از آن برخوردار نیستند. آن‌ها ضد رطوبت و در برابر فرسودگی مقاومند؛ علاوه بر آن وزنی سبک دارند. استحکام آن‌ها خوب است و به راحتی می‌توان آن‌ها را به اشکال پیچیده و گوناگون قالب ریزی نمود. آزمایش آب و هوای پلیمرها
مقاومت در برابر فرسودگی "طبیعی" خود تغییرپذیر است و بستگی به دما، تابش خورشید (اقلیم، عرض جغرافیایی، رطوبت، ...) و بسیاری از عوامل دیگر (محدودیت‌های فیزیکی، سطح آلودگی، ...) دارد که ارزیابی دقیق آن کار دشواری است. شبیه‌سازی این فرسودگی با استفاده از چشمه نور مصنوعی و سایر محدودیت‌های فیزیکی (دما، پاشیدن آب شبیه‌سازی باران، ...) موضوع بسیاری از پیشرفت ها بوده است که مبنای چندین استاندارد مانند ISO، ASTM و غیره نیز می باشد. تبلور پلیمرها
پلیمرها از زنجیره‌های طولانی مولکولی تشکیل شده‌اند که مارپیچ های(coils) نامنظم و در هم پیچیده‌ای را در مذاب تشکیل می‌دهند. بعضی از پلیمرها هنگام انجماد چنین ساختار بی نظمی را حفظ کرده و به راحتی به جامدات بی‌شکل تبدیل می‌شوند. در سایر پلیمرها، زنجیره‌ها هنگام انجماد مجدداً مرتب می‌شوند و مناطق مرتب شده با اندازه معمولی ۱ میکرومتر را تشکیل می‌دهند. از نظر انرژی برای زنجیرهای پلیمری تراز موازی بودن مطلوب خواهد بود و درهم آمیختگی مانع چنین ترازی می‌شود؛ بنابراین، در مناطق مرتب شده، زنجیرهای پلیمری هم تراز شده و هم تا می‌شوند؛ بنابراین این مناطق نه بلوری و نه آمورف هستند و به عنوان نیمه کریستال طبقه‌بندی می‌شوند. نمونه‌هایی از پلیمرهای نیمه بلورین عبارتند از: پلی اتیلن خطی (PE)، پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلی تترا فلورواتیلن (PTFE) یا پلی پروپیلن ایزوتاکتیک (PP) خواص پلاستیک
در مورد مواد نامنظم کریستالی، صحبت از نابجایی بکار نمی‌رود، از آن جایی که تمام مواد از یک نظم برخوردار نمی‌باشند این مواد می‌توانند دارای تغییرات پلاستیک باشند. مواد دارای ساختار نامنظم، مانند پلیمرها به خوبی نظم نگرفته‌اند در نتیجه دارای فضاهایی آزاد یا مرده می‌باشند. کشش در این مواد از این فضاها باز شده و می‌تواند به آن‌ها شکل نامعلومی دهد. این نامعلومی نتیجه Crazing است که در نواحی رگه‌های ناشی از تنش هیدرواستاتیک هستند؛ که ممکن است مواد از فرم منظم به الگویی نامشخص، کشیده شده و دارای تغییر طول گردند. خواص پلاستیک
این فرضیه بر مبنای آن است که چه وقتی مواد به شکست می‌رسند. همچنین در برش فرض نسبتاً خوبی برای فلزات می‌باشد. با توجه به اصول تنش ما می‌توانیم دایرهٔ مور را برای مشخص کردن ماکسیمم تنش برشی که ماده‌مان می‌تواند تحمل کند استفاده کنیم و ماده زمانی شکننده می‌شود که: کامپوزیت زمینه پلیمری
ویژگی‌های کامپوزیت‌های زمینه پلیمری متأثر از ویژگی‌های فیزیکی-شیمیایی و رفتار حرارتی زمینه است. کامپوزیت زمینه پلیمری
خواص ماتریس مقاومت PMC را به فرایندهایی که شامل آسیب ضربه، جذب آب، حمله شیمیایی و خزش درجه حرارت بالا می‌باشد تعیین می‌کند. این به این معنی است که ماتریس PMC معمولاً پیوند ضعیف است. زمینه PMCها شامل رزین‌هایی هستند که گرماسخت (ترموست) یا گرمانرم (ترموپلاستیک) هستند.گاهی زمینه خواصی بین ترموست و ترموپلاستیک دارد که الاستومر نامیده می‌شود. پلیمرهای حساس به تغییرات پی‌اچ
پلیمرها می‌توانند به گونه ای طراحی شوند که به بیش از یک محرک خارجیPH و دما، پاسخ دهند. اغلب این پلیمرها به صورت یک کوپلیمر ساخته می‌شوند که هر پلیمر گونه ای واکنش را نمایش می‌دهد.