متعددات الإستر

متعددات استر

Polyesters - Polyesters

متعددات الإستر

متعددات الإستر (أو البولي إسترات أو البولسترات) polyesters مركّبات عضويّة يمكن أن تشير إلى:

1- إستر (مركب إستري) يحوي الجزيء منه عدة وظائف إسترية، كأن تكون ثنائية أو ثلاثية. فينتج من تفاعل أسترة esterification غول[ر] متعدد الوظيفة الغولية مع حمض أحادي الكربوكسيل[ر: الحموض الكربوكسيلية]، أو من تفاعل أسترة حمض متعدد الوظيفة الكربوكسيلية مع غول أحادي الوظيفة. فعلى سبيل المثال تعطي أسترة الغليسرين وهو غول ثلاثي الوظيفة الغولية[ر: غليسرول] مع RCOOH إستراً ثلاثي الوظيفة:

CH₂OCOR—CHOCOR—CH₂OCOR

وتعطي أسترة حمض الفتاليك - وهو حمض ثنائي الكربوكسيل صيغته C₆H₄(COOH) - مع ROH إستراً ثنائي الوظيفة: (بارا) RCOOC₆H₄OCOR. وتنتمي هذه الإسترات إلى مجموعة المركبات ذات الوظائف المتعددة المتجانسة homo- أو غير المتجانسة hetero -.

2- الإسترات المتماثرة (المتبلمرة): وهي تتكون من حموض متعددة الوظيفة الحمضية (يحتوي جزيء الحمض أكثر من مجموعة كربوكسيل) أو أحد مشتقاته وكحولات في جزيئاتها أكثر من مجموعة هدروكسيل واحدة، فيرتبط طرف كحولي بطرف حمضي في رابطة إسترية، وتتناوب الأجزاء الكحولية مع الأجزاء الحمضية في سلسلة طويلة:

يعود الفضل إلى برزليوس Berzelius في اصطناع أول بولستر عام 1847. كما اكتشف سميث Smith الراتنجات الألكيدية عام 1901، وشاع استعمالها تجارياً عام 1926. وعرفت متعددات الاستر من النمط الألّيلي والنمط الماليئي (نسبة إلى حمض الماليئيك)، ودخلت في الصناعة منذ عام 1940. وتصنف هذه البولسترات حسب بناها ومميزاتها وتطبيقاتها في عدة أصناف: البولسترات الخطية المشبعة؛ والبولسترات الألكيدية alkyde، والبولسترات غير المشبعة من النمط الماليئي أومن النمط الأليلي (نسبة لحمض الألّيل).

1) متعددات الإستر الخطية المشبعة

يحصل عليها من تكاثف حمض ثنائي الوظيفة الكربوكسيلية (المالونيك، الأديبيك، السيباسيك، الأزيلاييك، الفتاليك، التيرفتاليك) مع غول ثنائي الوظيفة الغولية (الإيتلين غليكول، البروبانديول، البوتانديول، والبولي غليكول).

فعند إضافة الحمض ثنائي القاعدية إلى الغول ثنائي الوظيفة بالشروط المناسبة تتم عملية التبلمر[ر] بالتكاثف وينتج منها البولستر وماء. وهذا التفاعل هو تفاعل أسترة عادي، مثل التفاعل:

لكنه يتكرر عدة مئات من المرات، فينتج منه البولمير المعني، فعلى سبيل المثال، تفاعل حمض السكسنيك مع الإيتلين غليكول ينتج البولستر الآتي:

منتجات تكاثف بلا ماء أورتو حمض الفتاليك مع الغليكولات متماثرات متلدنة حرارياً[ر: اللدائن] وصهورة، لا تصلح لصناعة الخيوط. وتتميز البولسترات الناتجة من تكاثف حمض الإيزو فتاليك (ميتا حمض الفتاليك) بالخاصة نفسها. ومن أجود أنواع البولسترات يذكر البولستر الذي يحصل عليه من تكاثف الإيتلين غليكول مع حمض التيرفتاليك (بارا)؛ ويطلق على هذه المادة في الولايات المتحدة اسم الدَكرون Dacron، وفي أوربا الغربية التيريلين Terylene. ونظراً لصعوبة ذوبان حمض التيرفتاليك في المذيبات المعروفة، وجَب تحويله أولاً إلى ثنائي ايتيل التيرفتالات ثم تكثيف الإستر مع الإيتلين غليكول:

تنصهر هذه البولسترات عند الدرجة 250 ْس، وتصنع منها خيوط (التِرغال والدَكرون)، كما تستعمل موادَّ بلاستيكية ذات مقاومة ميكانيكية عالية وشفافية ممتازة، وتتميز أيضاً بمقاومة عالية للدهون.

تعدّ ألياف البولي إستر أهم الألياف الاصطناعية انتاجاً وانتشاراً حيث حلّت محل القطن والصوف في إنتاج الملابس الداخلية والخارجية. وتمتاز مصنَّعات البولي إستر بألوانها الزاهية الثابتة كما أنها تقاوم العثة، وتعمّر طويلاً. ويستخدم البولي إستر كذلك في صنع الستائر وربطات العنق والجوارب. وقد حلّ محل القطن في كثير من الأغراض الصناعية وكذلك في صنع الحبال وشباك صيد الأسماك.

2) متعددات الإستر من النمط الألكيدي alkyde

يحصل عليها من تكاثف متعددات الحموض polyacids المشبعة أو غير المشبعة مع متعددات الغول. فإذا كان متعدد الغول المستعمل ثنائي الوظيفة نتج راتنج غير متصلد حرارياً؛ أي إنه بالتسخين يصبح طرياً. أما إذا كان الغول المتحد مع ثنائي الحمض يحوي في جزيئه ثلاث زمر هدروكسيلية (-OH) على الأقل (الغليسرول، البنتاإيريتريت، السوربيتول، المانتول)، أو إذا كان جزيء الحمض الكربوكسيلي المستعمل تجاه ثنائي الغول يحوي ثلاث زمر كربوكسيل (-COOH) على الأقل مثل حمض الليمون (السيتريك)؛ نتجت راتنجات متصلدة حرارياً thermosetting؛ أي إنها لاتلين بالتسخين، بل تزداد قساوة.

تعد المركبات الآتية من المواد الأساسية المستعملة في الحصول على الراتنجات الألكيدية: بلاماء حمض الفتاليك (ومتماكباته)، والغليسرول والبنتاإيريتريت. فالغلبتال glyptal من بولسترات هذا النمط، ويستحصل بتفاعل بلا ماء حمض الفتاليك مع الغليسرول.

ويستعمل أحياناً خليط من حموض مشبعة أو غير مشبعة في التفاعل مع خليط من متعددات الأغوال للحصول على راتنجات أخرى، منها ما يشبه الراتنجات الطبيعية، مثل الراتنج الطبيعي الكولوفان colophane. وتستعمل بعض الراتنجات الألكيدية في مجالات عدة، منها الطلاءات والدهانات الصنعية.

3) متعددات الإستر غير المشبعة من النمط الماليئي

يحضر أولاً بولستر وسطي غير مشبع ذو وزن جزيئي منخفض؛ وتكاثف بلا ماء حمض الماليئيك؛ وهو حمض غير مشبع مع دي إيتيلين غليكول (كما هو مبيَّن في التفاعل) من دون وجود أكسجين هو نموذجي. ويكون ناتج التفاعل زيتاً لزجاً ذا وزن جزيئي يراوح بين 2000 و4000. وتقوم حموض أخرى (أو بلا ماءاتها) - مثل حمض الفوماريك، وضروب غليكول أخرى، مثل البروبيلين غليكول- بتفاعلات مشابهة.

والبولستر الوسطي الخفيف يتبلمر بتفاعله مع وحيد الحد monomer من النمط الڤينيلي (على سبيل المثال خلات الڤينيل vinyl، والستارين، وميتا أكريلات الميتيل) وبوجود فوق أكسيد وحفّاز (وسيط) لتسريع التفاعل. ودخول البولستر الوسطي يحسِّن الخواص الميكانيكية للمتماثر؛ ويزيد من تحمل بعضِ القطع الصناعية النارَ والحرارة والماء.

4) متعددات الإستر غير المشبعة من النمط الألّيلي

وهي متماثرات ضروب إستر ثنائي الألّيل (غول الألّيل غير مشبع صيغته CH₂=CHCH₂OH)، مثل فتالات ثنائي الألّيل، وكربونات ثنائي الألّيل، وسكسينات ثنائي الألّيل حيث ينتج متماثر متشابك وذلك بتبلمر زمر الألّيل كما يحصل في فتالات ثنائي الألّيل.

ويتم تبلمر وحيد الحد فتالات ثنائي الألّيل، ويتكوّن راتنج. الراتنجات المتبلمرة جزئياً ووحيد الحد تستعمل في صنع الطلاءات المقاومة كيمياوياً، وتستعمل كثيراً في التبلمر التساهمي copolymerization مع بولستر غير مشبع من النمط الماليئي 30%. وتستعمل هذه الراتنجات في إنتاج القطع الصناعية المقاومة جداً.

تحضَّر بعض الراتنجات الألّيلية الأخرى من كربونات الألّيل والغليكول؛ وهي تستعمل في صناعة زجاج النظارات أو في صناعة القطع الضوئية، أو من سيانورات ثلاثية الألّيل المحسِّنة للخواص الميكانيكية للبولسترات الماليئية.

ويُحصل على البولسترات أيضاً من تفاعل تبادل إستري. من أشهرها تفاعلات التبادل بين إستر فتالات ثنائية المتيل (CH₃OOC—C₆H₄—COOCH₃) والإيتيلين غليكول HO—(CH₂CH₂OH) الذي ينتج منه بولستر الدَكرون المعروف:

— (—CH₃OH (CH₂CH₂O—CO—C₆H₄—CO—O—)_n+ 2nCH₃OH

يستعمل الليكسان Lexan في صناعة الأدوات المنزلية، ويحضر من تفاعل كربونات ثنائية الفينيل (C₆H₅)₂CO₃ (أو الفوسجين COCl₂) مع البيسفينول HO—C₆H₄—C(CH₃)₂—C₆H₄—OH:

—(—O—C₆H₄—C(CH₃)₂—C₆H₄—OCO—)_n—+ 2n C₆H₅OH

فواز الديري

الإسترات ـ التبلمر ـ الغول ـ اللدائن ـ المتماثر البتركيمياوي.

ـ عبد الرحمن عبد النور، وياسين عثمان النجومي، وعبد المنعم ساتي، الإنسان والكيمياء (المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم، تونس 1988).

- DAVID BAKER and ROBERT ENGEL, Organic Chemistry (West Publishing Company 1992).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلد السابع عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 687

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية