پلی‌کتون های آلیفاتیک چیست؟/ کاربرد پلی کتون‌های آلیفاتیک/ انواع پلی‌کتون‌های آلیفاتیک

یک پلی‌کتون مسلماً یک پلیمر است با گروه کتون در زنجیر اصلی. پلی کتونی که ما درباره‌اش در این صفحه صحبت می‌کنیم، مشابه تصویری است که شما در بالای صفحه مشاهده می‌کنید، که در آن R نشان دهنده ی اتصال اتیلنی است. (یعنی-CH2CH2-).

شرکت شل این خانواده از پلیمرها را وارد بازار کرد و آنها را تحت نام کاریلون (Carilon) فروخته است. بیایید ببینیم یکی از این پلیمرها شبیه چیست و برای مقایسه، آن را در کنار یک زنجیر پلی‌اتیلن در نظر بگیرید.

تفاوت زیادی با هم ندارند. تنها تفاوت این است که پلی‌کتون‌ها دارای گروه‌های کربونیل هستند، اما این کربونیل‌ها کار زیادی انجام می‌دهند.

همان طور که می‌دانید گروه‌های کربونیل بسیار قطبی هستند. چرا که اکسیژن بسیار الکترونگاتیو است و الکترون‌ها را از اتم کربن، به سوی خودش می‌کشد.

بنابراین اکسیژن مقداری بار جزئی منفی و کربن بار جزئی مثبت دارد. گروه‌های کربونیل قطبی همدیگر را به شدت جذب می‌کنند. این جاذبه به حدی قوی است که پلی اتیلن در حدود 140 درجه سانتی گراد ذوب می‌شود ولی پلی‌کتون تا 225 درجه سانتی‌گراد ذوب نمی‌شود.

پلی‌کتون‌ها خاصیت جالب توجه دیگری هم دارند. آنها در هیچ چیزی حل نمی‌شوند. برای حل کردن آن باید از چیزی بسیار غیر عادی مانند هگزافلوئوروایزوپروپانول استفاده کنید.

این ویژگی زمانی کاربرد دارد که شما بخواهید از این ماده برای ساخت قطعات اتومبیل استفاده کنید. مسلماً قطعات اتومبیلی که وقتی شما بنزین روی آن بریزید، در آن حل شوند به درد نمی‌خورند. اما با بودن پلی‌کتون‌ها چنین مشکلی وجود نخواهد داشت.

همه‌ی این ویژگی‌ها بسیار مناسب است. ولی واقعاً، اهمیت پلی‌کتون‌ها در چیست؟ تعداد زیادی پلاستیک پرکاربرد در اطراف ما وجود دارد.

مثل پلی‌اترسولفون ها، پلی‌فنیلن سولفایدها، پلی‌ایمیدها که کاربردهای بسیار ویژه‌ی آنها را قبلاً دیده‌ایم. پس چه چیز پلی‌کتون‌ها را ویژه و متمایز می‌کند؟

این همان چیزی است که پلی‌کتون‌ها را ویژه می‌کند: برای تولید پلی‌کتون‌ها، گاز اتیلن و مونوکسیدکربن را با پالادیم (II)، به عنوان کاتالیزور، واکنش می‌دهیم

.

اتیلن که همان مونومر پلی‌اتیلن می‌باشد، بسیار ارزان است. مونوکسیدکربن هم ارزان است. شما هر بار که چوب یا یک شمع یا هر چیز حاوی کربن را می‌سوزانید، مونوکسیدکربن تولید می‌کنید. واکنش هم بسیار ساده انجام می‌شود.

در حالی‌که بیشتر پلیمرهای با کارایی بالا به سختی تولید می‌شوند، چرا که باید از نظر شیمیایی بسیار دقیق باشند تا واکنش‌ها انجام شود.

مونومرهای ارزان و شیمی آسان، واکنش پلی‌کتون‌ها را بسیار ارزان می‌کند، که در مجموع بسیار ارزان‌تر از پلاستیک‌های با کارایی بالا تمام می‌شود.

گاهی اوقات قیمت آنها حتی از یک دلار بر پوند هم کمتر می‌شود. این دلیلی است که ما گمان می‌کنیم در آینده وسایل زیادی از پلی‌کتون‌ها ساخته خواهد شد.

اگر می‌خواهید بدانید مونومرها به چه شکل هستند، در این جا چند مدل سه بعدی از آنها وجود دارد. اتیلن در سمت چپ و مونوکسیدکربن در سمت راست قرار دارد.

آخرین نکته:

زمانی که شرکت شل برای اولین بار پلی‌کتون را تولید کرد، مشکلی وجود داشت. همان طور که می‌بینید، این پلیمرها بسیار بلورین هستند، به عبارت دیگر، زنجیرهای پلیمری، به طرز بسیار منظمی به یکدیگر فشرده می‌شوند.

این امر پلی‌کتون‌ها را بسیار قوی و محکم می‌کند، ولی مشکل این جاست که آنها را بسیار شکننده هم می‌کند. شیمیدان‌ها مشغول به کار شدند و به یک راه حل دست یافتند.

آنها تصمیم گرفتند هنگام تهیه پلیمر، مقدار کمی پروپیلن را درون اتیلن و مونوکسیدکربن، بریزند. پروپیلن دقیقاً مانند اتیلن واکنش می‌دهد. بنابراین ما به پلیمری دست می‌یابیم که شبیه به این است:

شما هر از گاهی، یک گروه متیل اضافه که به یکی از واحدهای اتیلن چسبیده است، مشاهده می‌کنید. این گروه‌های متیل، زمانی که زنجیرهای پلیمر می‌خواهند به هم فشرده و بلورین شوند، در سر راه آنها قرار می‌گیرند.

زنجیرها هنوز هم می‌توانند به هم فشرده شوند، اما نه به خوبی قبل. اتفاق بدی که می‌افتد، این است که دمای ذوب به حدود  افت می‌کند. چرا که بلورها به استحکام قبل نیستند.

اما اتفاق خوب این است که حالا پلیمر بسیار محکم‌تر شده و شکنندگی کمتری نسبت به قبل دارد. و حالا این پلی‌کتون که با اتیلن و مونوکسیدکربن و مقدار کمی پروپیلن تولید شده است، همان کاریلون است که شما می‌توانید آن را بخرید.

منبع: my chem