ستاره....
عضو جدید
µ درآمـــدی برعلـــم پلیـــــــمرعلم شیمی یک علم پرهیجان است و تعدادشاخه های آن بدون وقفه رو به افزایش است.علم شیمی ماکرومولکولها یکی از پرشور-ترین این شاخه ها می باشد.علم پلیمر که شاخه ای از شیمی آلی به شمار می آید، ازعلوم بسیار جوانی است که برای اولین بار توسط مطالعات و تحقیقات پرفسوراستادینگر(Stadinger.H) در بین دو جنگجهانی اول و دوم پا به عرصه ی وجود گذاشت؛ ولی رشد و توسعه ی آن چنان سریع بودهاست که آگاهی یافتن از آن ضروری به نظر می- رسد. پلیمرهای مصنوعی در زندگی روزمرهی ما مصرفی چشمگیر یافته و نیز کاربرد های صنعتی گوناگونی پیدا کرده اند.این موادجانشین شیشه، فلزات، سرامیک، چوب و مقوا شده اند. در پی توسعه ی صنعتی این رشته،وجود مواد اولیه ی در کشورما(که یک کشور نفت خیز است) نیاز به متخصصان کارآزموده یبسیاری حس می- شود.بسپارها،مولکولهای بسیار بزرگی هستند که از تعداد زیادی اتمتشکیل شده اند. شیمی پلیمرها شاخه ای از شیمی آلی است که به لحاظ ویژگی های خاصخود نسبت به سایر شاخه های آن از رشد بیشتری برخوردار بوده.ریز مولکولها عمدتاًدارای وزن مولکولی کمی هستند و وزن آنها بین۵٠ تا ۲٥٠است ولی ماکرومولکولها(پلیمرها)محدودیتی برای وزن مولکولی ندارند و تا بیش از چند هزار و در مولکول های سه بعدی،تا بیش از چندین هزارتغییر می کند.واژه پلیمرازکلمات یونانی(Poly) به معنای" بسیار" و (Meros) به معنای " قسمت " گرفته شده است.همچنین در کلمه یبسپار (بس) به معنای بسیار و (پار) به معنای واحد بسیار تکرار شونده، واژه ی بسپاررا می سازند.طبیعت خیلی پیش از آنکه انسان بتواند بسپارهای سنتزی را بسازد،بسپارهایی مانند سلولز را ساخته بود. سلولز جزء اصلی تشکیل دهنده ی الیاف پنبه وچوب است. پروتئین ها، کائوچو و برخی رزین ها از این دسته بسپارها هستند. بدن مانیز خود از بسپارها تشکیل شده. ماهیچه ها، پروتئین ها، ژن ها و کروموزوم ها همه ازبسپار ساخته شده اند. لباسی که بر تن می کنیم از این مولکولهای بلند که به شکل لیفدر آمده اند تشکیل شده است. ظروف آشپزخانه که هر روز مصرف می کنیم، لاستیکخودروها- که از الاستومر هستند- روکش کابل- های برق، شیشه ها، چسب ها، رنگ ها،پوشش ها، دریچه های- مصنوعی قلب، تاندون های مصنوعی عضلات، کامپوزیت هایی که جهتپر کردن دندان به کار می روند، حتی دندان های- مصنوعی، محمل های دارویی، سرنگ هاییکبار مصرف وتمام قطعات لاستیکی و پلاستیکی که در ماشین ها کاربرد دارند، همگیپلیمرهستند.به طور خلاصه می توان گفت، محصولات پلیمری در مقایسه با کل مواد موردمصرف در جهان، از مواد غیر پلیمری (فلزات و استیل)، پیشی گرفته است. در واقعپلیمرها نه تنها جای خود را در میان مواد باز کرده اند، بلکه توانسته اند جایگزینآنها نیز بشوند.ü تاریخچه:انسان به قدمت عمر خود از پلیمرها استفاده کرده است. ازگوشت و سبزی ها برای خوراک، چوب و نی برای خانه سازی، چرم و پنبه برای لباس و کاغذبرای ارتباطات استفاده کرده است، که همگی پلیمرهای طبیعی هستند. در دورانباستان(بیش از پنج هزار سال پیش)، سامری ها از آسفالت برای پوشش کف پیاده رو هااستفاده می کردند و در مصر باستان تابوت های حجاری شده را با پلیمرهای طبیعی(مانند وارنیشvarnish) جلا می دادند. این پلیمرها در قرون وسطی نیز برای حفاظت چوب ونقاشی ها کاربرد داشتند. در ابتدای قرن هفدهماستفاده از ترشحات پلیمری کرم ابریشم آغاز شد و با کشف(چارلز گودیر Goodyear )در سال١٨۳٩ میلادی دوره ی موسوم به (عصر جدید)آغاز شد. این دانشمند به چگونگی تبدیل لاستیک به لاستیک ولکانیزه پی برد. لاستیکتقریباً صد سال پیش از آن ازطریق آمریکای جنوبی به اروپا معرفی شده بود و نام آناز اولین کاربردش که مداد پاک کن بود،(Rubber) گذاشتهشد.در١٨٦٩ میلادی، سلولوئید از واکنش اسیدها با سلولز و تهیه ی سلولزنیترات حاصلشد. در این سال ها پلیمرها به شکل الیاف و دیگر اشکال تهیه شدند که بسیاری از آنهاتا جنگ جهانی اول مورد استفاده قرار نگرفتند.اولین پلیمرهای مصنوعی تجاریپلاستیکهای فنول-فرمالدهید بودند که (آتو باکلند) آنها را در سال١٩٠٧ ساخت وباکلیت نام گرفتند. بسیاری از پلاستیکها در حین تحقیقات، وبسیاری به طور اتفاقیتهیه شده اند. یکی از معروف ترین این تحقیقات برای مواد جدید( که منجر به کشفنایلون شد) کارهای (کاروتز) بود. این کارها در سال١٩٣٩ به منظور تولید الیاف جدیدصورت نگرفت، بلکه به هدف فرا گیری بیشتر در مورد پلیمرها انجام شد.µ آشنایی با برخی تعاریفواصطلاحات پلیمر · واژگان پلیمر:مر(mer): قطعه، تکهمنومر(monomer): تکپار؛ بهمولکولهایی که در ساخت پلیمر بکار گرفته می شود گویند. مثل:-( CH2-CH2)-دیمر(Dimer): دوپارتریمر(Trimer): سه پارپلیمر(polymer): بسپارپلیمریزاسیون(polymerization): بسپارشماکروملکول(Macromolecule): درشت مولکول،پلیمردرجه پلیمریزاسیون(degree of polymerization DP): تعداد منومرهای موجود در زنجیر یک درشت مولکول یا تعدادمولکولهای به هم چسبیده را گویند.الیگومر(oligomer): چندپار، مادیبا جرم مولکولی کمتر از پلیمرهاهموپلیمر(homo polymer): پلیمری کهتنها از یک نوع منومر بوجود آمده باشد را جورپلیمر گویند:-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-کوپلیمر(copolymer): پلیمری شاملدو نوع منومر را گویند:-A-B-A-B-A-B-B-A-A-A-A-B-B-ترپلیمر(terpolymer): پلیمر شاملسه نوع منومر را گویند:-A-B-C-A-A-C-C-B-C-C-B-A-B-C-هموپلیمر خطی(linear homopolymer): وقتی اتمهای یک منومر به صرت خطی دنبال یکدیگر قرار بگیرند،هموپلیمر خطی ایجاد می شود.همو پلیمر شاخه ای(branch homopolymer): وقتی اتم های یک پلیمر به صورت شاخه ای قرار گیرند، هموپلیمرشاخه ای ایجاد می شود:هموپلیمر مشبک یا سه بعدی (tridimentional homopolymer or crosslinked homopolymer): پلیمری که در بین زنجیرهای آن اتصالات عرضی وجود دارد:هموپلیمر زنجیری(homo chain polymer): اگر زنجیرهای پلیمر دارای اتم های یکسان باشند(کربن و هیدروژن)آنها را هموپلیمر زنجیری گویند:هترو پلیمر زنجیری(hetro chain polymer): گاهی در زنجیر، اتمی غیر از اتم های اصلی(H,C) وجود دارد(مثلSi) اینگونهپلیمرها را هترو پلیمر زنجیری گویند. مانند ترکیبات سیلیکون(دی متیل سیلوکسان):ترموپلاست(thermoplast): پلیمرهاییهستند که بر اثر گرما نرم می شوند ومی توان آنها را قالب گیری کرد؛ دارای ساختاردو بعدی اند و در حلال حل می شوند.ترموست(thermoset): پلیمرهاییهستند که بر اثر گرما، نرم نمی شوند و قابلیت قالبگیری مجدد ندارند؛ دارای ساختارسه بعدی اند و در حلال حل نمی شوند.الاستیسیته(elasticite): تغییر شکلموقتی و برگشت پذیر که بر اثر اعمال نیرو یا تنش بوجود می آید و پس از حذف آن،بازگشت به حالت اولیه صورت می گیرد.پلاستیسیته(plasticite): تغییر شکلدائمی و بازگشت ناپذیر که بر اثر نیرو یا تنش بوجود می آید و پس از حذف آن، بازگشتبه حالت اولیه صورت نمی گیرد.پلاستومر(plastomer): بسپارهایدارای خاصیت پلاستیسیتهلاستومر(elastomer): بسپارهایدارای خاصیت الاستیسیته µ توسعه ی کاربرد موادکامپوزیتی در خودروکامپوزیت هاتحقیق در مورد مواد کامپوزیتی برایساخـت قطعـات و بـدنـه خودرو چنـدیـن دهـه است کـه جریان دارد. در دهه ۱۹۳۰ بنا به درخـواسـت هـنـری فــورد،دانشمندان شرکت "فورد موتور" شروع به جسـتجوی راه هـای توسعه قطعاتارگانیکی ( آلی) خودرو کردنـد. در سـال ۱۹۴۰ ماده مناسبی برای این کار پیدا شد وآن روغن سویا بود.بنا به گفته دانشمندان، روغن سویامیتوانست در داخل پلاستیک تقویت‌شده با الیاف، قالبگیری شود و به طور شگفت‌انگیزی استحکام داشته باشد. (مقاومت بهضربه آن ۱۰ برابر فولاد بود) و هنری فورد، خود با ضربه زدن با یک تبر بهیک قطعه ساخته شده از روغن سویا آن را امتحان کرد. اما روغن سویا دارای دو مشکلعمده بود: زمان زیادی برای خشک شدن نیاز داشت و براحتی قالبگیری نمیشد.امروزهتحقیقات برای مواد کامپوزیتی ایدهآل ادامه دارد. اما تمرکز بر روی مواد بشرساختهایاست که قابلیت قالبگیری و شکلدهی برای بدنههای سبک و آﺋرودینامیک داشته باشند،زیرا این مشخصهها برای خودروهای آینده ضروری به نظر میرسند.کامپوزیت هایپیشـرفـته کـه امروزه توسعـه یافـتهاند، مـواد پلیمری بشرساختهای هستند که پس ازتشکیل، محکمتروچقرمهتر (Tougher) و بسیاربادوامتر از هر دو ماده اولیه می شوند. این مـواد جدید، ترکـیبی از الیـاف محکمکـربن و الیاف چقـرمـه "کِولار" با پلاستیکهای مقاوم در برابر خوردگیهستند که با هم تشکیل کامـپوزیتی میدهند کـه بسیار بهتر از فولاد و آلومینیوم عملمی کند. اما اصولی که در پس این کامپوزیتهای پیشرفته وجود دارد، چیزی غیر از آنچهکه هنری فورد در سال ۱۹۴۰ برای دستیابی به آن تلاش میکرد نیسـت. شاید کامـپوزیـت‌هـایپیشرفته بیشتر در کاربردهـای ویـژه نظامی نظیـر هواپیماهـا شـناختـه شـده باشـد،ولــی در بسیاری از اشیای روزمره نظیر بدنه قایقها، چوبهای ماهیگیری، اسنوبوردو راکت‌های تنیس نیزمیتوان آنهارا به‌کاربرد. کامپوزیتهای ساختاری، نوع دیگری ازکامپوزیت‌ها هستند که دارای کارایی کمتری نسبت به کامپوزیتهای پیشرفته میباشند ودر سـقف خـودرو و قسـمت داخـلی درهـای خـودرو‌هـای امروزی استفاده می‌شوند.داشبوردهای ضد ضربهای که بر روی ماشینهای کوپه، ونها و خودروهای چهاردر دیدهمیشوند، ازکامپوزیت‌های ساختاری ساخته شدهاند که نسبت به قطعات فولادی مشابه،دارای مقاومت در برابر ضربه و خوردگی بهتری می باشند. اگر چه مدلهای ویژهاینظیر: "شورولت کوروت"، " ساترن" و"داج‌وایپر"،دارای داشبوردهای ساخته شده از کامپوزیتهای ساختاری میباشند، ولی برای استحکامبیشتر به وسیله یک چارچوب فولادی تقویت شدهاند.کامـپوزیتهـای پیشرفته تر کـهبرای خودروها و کامیونهای آینده در حال توسعه هستند، نقشی بیشتـر از یک شـئتـزئینـی در اتومیبلهای آینده خواهند داشت و آنقدر مستحکم خواهند شد که کل خودرواز آن ساخته شود.ü استحکام بالا و وزن سبک کامپوزیتهای پیشرفتهکامپوزیتهای پیشرفتهبه این خاطر در خودروهـای مسابقهای مورد استفاده قرار میگیرند کـه علاوه بر وزنبسـیار سـبک، در مقـابل فشار زیادی کـه در طول مسابقه خصوصاً هنگام تصادفات ایجادمی شود، مقاوم هستند.ازاوایل دهه ی۸۰ کامپوزیتهای پیشرفـته به طور مـتداولدر اتاق سـرنشـین خودروهای مسابقـهای فرمـول یک، مورد اسـتفاده قـرار میگیرنـدو به گـونهای طـراحی شدهاند که از جان راننده هنگام تصادفـات با سـرعت‌هـایبالای ۱۰۰مایل در ساعت، محافـظت کنند.راه حـل کـلیدی بـرای کـاهش مصرف سوخـت در خودروهـا،بـدون کـاهش فـضای داخـلی و کارایی خودرو استفاده از مواد سبک نظیر کامپوزیت‌ها میباشد. مصـرف سـوخت کـم ، شتـاب و کارکـرد بـالای ماشین هـمگی با کـاهش وزن آنقـابـل دسـتیـابـی است.
در سال ۱۹۹۱ جنرال موتورز خودروی به نام"اولترالایت" که تماماً از کامپوزیتهای پیشرفته تشکیل شده بـود، سـاخت. اینماشین تقـریباً ۵۰ درصد سبکـتر از خودروهای چهار سرنشین هم‌اندازه خود بود کهبه آن شتاب۸/۷ (برای صفر تا ۶۰ مایل) میبخشید و مسافت طی شده، ۶۲ مایل به ازای هر گالن سوخت گازیبود.از زمان آزمایش هنری فورد در دهه ۱۹۳۰، سازندگان خودرو به گران‌قیمت بودنقطعات خودرو کـامپوزیتی پی بـردهاند و تنهـا برای خـودرو‌های ویژهای نظیر"کوروت" که از سال ۱۹۵۳ با داشبوردهـای فایبرگـلاس تولید شدهاند، از کامپوزیت‌ها استفاده میکردند.با این حال در طی این سالها، روشهای تولیدپیشرفت کردهاند و اکنون کامپوزیتهای ساختاری که ارزانتـر از کامـپوزیت‌هـایپیشـرفته میباشند در خودروهای امـروزی بسـیار متداول شدهاند. روشهای ساخـتجدید ماننـد "RTM " (فوق پرسرعت) و "خشـک شـدن سـریع تـوسـط پرتوهایالکترونی" ، قیمت‌ها را تا حدی پایین آورده است که به زودی استفاده ازکامپوزیت‌های پیشرفته در خودروهای معمولی توجیه اقتصادی خواهد داشت. توسعهی کاربرد کامپوزیتهای پیشرفته در خودروشرکت‌های خودروسازی نظیر "جنرالموتورز" ، " فورد" و "دایملر- کرایسلر" ، تمام تلاشتحقیقاتی خود را بر روی توسعه کـامپوزیت‌های پیشـرفته بـرای مصارف خودرو قرار دادهاند.کرایسـلر در تحـقیقات کامپوزیت پیشتاز است و برنامه تحقیقاتی را از سـال ۱۹۹۴ در دستـور کـار خود قرار داده و هدفآن تولید یک ماشین ارزانقیمت برای تولید در کشـورهـای در حـال توسعـه نظیر چینبود. نتیجه این برنامه تولید (CCV) یا (Composite Concept Vehicle) بود که در سال ۱۹۹۷ در نمایشگاه خودرو، در فرانکفورت بهنمایش درآمد. اگـرچـه این خودرو هرگـز تولید نشد ولی ثابت کرد کـه قـطعـات بزرگساخته شده از کامپوزیت، مقاومت لازم در برابر فشارهای حاصل از رانندگی و تصادف رادارنـد. بدنـه سـاخـته شـده از کامپوزیت ساختاری در"CCV" در واقـعچهـار بخـش بـود کـه همگی از PET ( پلی اتیلنتری فتالات) تقـویت شـده با الـیاف کوچـک شیشـه ساختـه شـده بـود.در حـال حاضـرتـلاش‌هـای "دایملر- کرایسلر" بر توسعه ی فرآیند ساخت قطعات مجزا، مانندسـقـفهای محکـم بـرای" جـیپ- رانگلر"، استوار شده است، به این امید کهروزی بدنه ی کامل یک خودرو را با یک قالب تولید نماید.خودروهای تماماً ساخته شدهاز کامپوزیتهای پیشرفته نیز از اهداف مورد توجه شرکتهای خودروسازی هستند. مدلفولکس واگن "Lupu" که از کامپوزیتهای پیشرفته ساخته شده است، برای تولید درسال ۲۰۰۴برنامهریزی شده است و ادعا میشود که دارای مسافت طی شده ی ۲۳۵ مایل به ازای هر گالن سوخت دیزلی میباشد.درچند سال آینده ما شاهد تولید انبوه، اولین خودروهای ساخته شده از کامپوزیت‌هایپیشرفته خواهیم بود که کارایی و مصرف سوخت بسیار بهتری خواهند داشت.
µ پلیمرهای رسانای جریانالکتریسیته
ü مـقـــدمــــــــــــــه:
به طور کلی محصولات ساخته شده ازپلیمرها نارسا نا بوده و مقاومت زیادی در برابر عبور جریان الکتریسیته از خود نشانمی دهند. به همین دلیل از مواد پلیمری درصنعت الکترونیک و الکتروتکنیک استفاده میشود برای مثال از پلیمرها برای عایق کاری کابلهای انتقال الکتریسته، صفحات انتقالالکتریسیته و روکش باطریها استفاده می شود، اما در بعضی موارد همین مقاومت زیاد درمقابل عبور جریان الکتریسیته باعث ذخیره شدن الکتریسیته می گردد که مجموعه ای ازمشکلات ناخواسته را به دنبال دارد. مثلاً ایجاد الکتریسیته ساکن در خود تسمه ها وجعبه های حفاظ دستگاهای الکتریکی، کف پوشها، البسه وغیره که باعث تولید جرقهالکتریکی می شود و در بعضی موارد ایجاد آتش سوزی می کند . در این گونه موارد،هدایت الکتریسیته به محیط اطراف مورد نیاز است. یکی از روشهای رسانا ساختن پلیمرهاامتزاج آنها با مواد رسانای الکتریسیته است. با توسعه وتولید بیشتر این نوعپلیمرها در سالهای اخیر استفاده از آنها در زمینه های گوناگون نیز افزایش یافتهاست برای مثال در دستگاهای استفاده از انرژی خورشیدی، تابلوهای برق، دستگاهای مصرفانرژی و موتورهای مکانیکی و قسمتهای الکتریکی اتومبیل ها از این پلیمرها استفادهمی شود .موادی که جهت امتزاج با موادپلیمری مورد استفاده قرار می- گیرند عبارت انداز: دوده رسانا، پودر رسانا، پودر فلزات، الیاف شیشه یا الیاف فلز ( ۲ و۱) و... میزان رسانندگی الکتریکیپلیمرهایی که از طریق امتزاج با مواد پیش گفته، رسانا شده اند حد ومرزی دارد کهبیش از آن امکان پذیر نیست. علاوه بر آن مصرف بیش از حد این مواد در پلیمر باعثتخریب و تغییرات بسیار زیاد خواص فیزیکی و مکا نیکی خود پلیمر می گردد. از این روجهت رفع این گونه نواقص، خواص رسانش الکتریکی را می توان به طور مستقیم در خود پلیمرهابه وجود آورد.اگر از یک زنجیر پلیمری دارای پیوند π که لایه هایوالانس مولکولهایی آن تکمیل شده است یک الکترون برداشته شود (اکسایش)، یا به آن یکالکترون اضافه گردد(کاهش )، در آن صورت با ایجاد یک آرایش مناسب شبیه به فلزات میتوان خاصیت رسانش الکتریکی را در آن ایجاد کرد .پلیمرهایی که به این ترتیب رسانایجریان الکتریسیته شده اند را فلزات آلی نیز می نامند. در دماهای معمولی نیز میتوان توسط ایجاد حا لت های فضایی مناسب از ماکرومولکولها ابر- رسانا به وجود آورد.البته جهت اثبات این نظر دلیل آزمایشگاهی مورد نیاز است.از لحاظ خواص فیزیکی،ساختار مولکولی و ویژگیهای فضایی در فرآیند رسانایی، رابطه نزدیکی بین پلیمرهایرسانای الکتریسیته و سرامیک های ابر رسانا وجود دارد که این موضوع در فیزیک موردبررسی زیاد قرار گرفته است.- پلیمرهای رسانای الکتریسیته :در اینجا سنتز پلی استیلنرا که یکی از مهمترین پلیمرهای رساناست و در مراکز تحقیقاتی وعلمی جهان بیشتر موردمطالعه وبررسی قرار گرفته است مطرح می کنیم .البته کارهای تحقیقاتی وسیع انجام شدهدر این زمینه را می توان در کتب مرجع یافت. پلی استیلن برای اولین بار در اواخرسال ۱۹۵۰در آزمایشگاه "ناتا" به طور مستقیم از پلیمریزه شدن استیلن به دست آمداما احتمالاً به علت حساسیت پودر سیاه رنگ حاصل ، در مقابل اکسایش و نبود تکنولوژی مناسب جهت بهره- برداری از آن آزمایش های بیشتر روی آن انجام نشد و حتی دراین مورد مطلبی هم نوشته نشد. اما چند سال بعد در سال ۱۹۷۰ در اثر یک اتفاق ساده یکیازدانشجویان انستیتو تکنولوژی توکیو به نام "شیراکاوا" ، پلی استیلنی رابه دست آورد، که حاصل تلاش مشترک " شیراکاوا ، مک دایارمید و هیگر" برروی پلیمر به دست آمده توسط عمل دوپه کردن بود. آنها توانستند برای اولین بار میزانرسانندگی الکتریکی پلی- استیلن را تقریباً تا ۱۰میلیارد برابر حالت معمولی پلیمرافزایش دهند .بعد از کشف اثر دوپه کردن درپلی- استیلن از سال ۱۹۷۷ به بعد توجه مؤسسات تحقیقاتی و مراکزعلمی بسیاری به این نوع پلیمرها معطوف گردید و در این زمینه پیشرف های بسزایی حاصلشد. برای مثال تعداد زیادی از پلیمرهای حاوی پیوند های یگانه و دوگانه ی متناوب(سیستم مزدوج) کشف گردید. از آن تاریختاکنون تعداد نا محدودیکارهای نظری در اینزمینهصورت گرفته است ولی از نظرتکنولوژی هنوز مشکلات فراوانی وجود دارد.- رابطهنظم فضایی وخواص فزیکی در پلیمرهای رسانای الکتریسیته :هر جامدی الکترون دارد؛مسئله مهم در رسانش الکتریکی چگونگی پاسخ الکترونها به میدان ا لکتریکی اعمال شدهاست. ناحیه هایی ازانرژی که برای آنها هیچ اوربیتالالکترونی موج گونه وجود ندارد،نوارهای والانس و رسانش را از هم جدا می کنند. چنین نواحی ممنوعی را شکافهای نواریمی نامند. این نواحی از بر هم کنش امواج الکترونهای رسانش با مغزهای یونی بلور،حاصل می شوند. در شکل۱ ، نوارهای انرژی مجاز و شکافهای انرژی (فاصله بین نوارهایوالانس و رسانش) برای (ا لف) نارسانا (ب) نیمه رسانا و(ج) رسانا نشان داده شده است.اگر نوارهای ا نرژی مجاز کاملاً پر یا خالی باشند ماده مانند یک عایق رفتار میکند، زیرا در این صورت هیچ الکترونی نمی- تواند درمیدان الکتریکی حرکت کند.اگرکسری مثلاً ۱۰تا ۹۰ درصد از یک یا چند نوار پر باشند، ماده مانند فلز رفتار میکند. ا گر تمام نوارها به استثنای یک یا دو نوار که اندکی پر یا خالی اند، کاملاًپر باشند، ماده نیمه رسانا خواهد بود. همه پلیمرهای رسانا مجموعه ای از واحدهایساختاری مشابه دارند. جهت شناور ساختن الکترون در طول زنجیر پلیمر، احتیاج بهواحدهای ساختاری مناسب با شکاف انرژی کمتر می باشد. به عنوان مثال از پلی استیلنکه فقط دارای پیوندهای یگانه و دو گانه متناوب است و یا سیستم های آروماتیکی میتوان نام برد. ترانس پلی استیلن trans-polyacetylene ،سیس پلی استیلن polyacetylene cis،پلی ۱و۶- هپتا دی اِن poly 1,6- heptadiene ،پلی پارا فنیلن poly – p – phenylene ،پلی بی تیوفن poly bithiophene،پلی۳- آلکیل تیوفن poly – 3 – alkyl thiophene ،پلی پیرول poly pyrrole ،پلی ان آلکیل پیرول poly – N – alkyl pyrrole ،پلی وینیلن فنیلن poly vinylene phenylene ،پلی بنزن تیول poly benzenethiol ،پلی آنیلین poly aniline ،پلی بنزوتیوفن poly benzothiophene ،پلی ان متیل کربازول poly – N – methylcarbazolµ قوی ترین الیاف موجوددر جهانپروتئینی که عنکبوت را قادر می سازدخود را آویزان کند و همچنین به شکار طعمه کمک می کند، نظر دانشمندان را به خود جلبکرده است . مولکول های این پـروتئین بسیار کشسان و قـوی هستند ، تقریباً ۲۰ برابر از نایلون کشسان تر و ۹ برابر از فولاد در قطر مساوی قوی ترمی- باشد .علاقـه به تـار عنکبوت در حالی است که زمینه مـواد زیستی، مورد بسیـارقابل توجه و رو به رشــدی در زمینه پـژوهش های مــواد است .دلیل توجه ارتش ایالاتمتحده به این ماده استفاده از آن در ساخت جلیقه های ضد گلوله و محافظ هاست. هدفعمده ی پژوهش های دانشمندان، درک چگونگی چین خوردن این پروتئین و سازماندهی رشتهتار عنکبوت است . پژوهشگران با استفاده از روش میکروسکوپ نیروی اتمی و یک کشندهمولکولی، با تصویربرداری و کشش این پروتئین، به سر نخ هائی دست یافته اند.اینمشاهدات به پژوهشگران کمک می کند تا آنچه را در هنگام تشکیل تار عنکبوت در غدهتراوش تارعنکبوت رخ می دهد ، شبیه سازی کنند .آنها دریافته اند که وقتی پروتئینباز می شود به صورت تکه تکه است . در ضمن این پروتئین دارای پیوندهایی است کههنگام افزایش بـار ، باز شده و تغییر شکل می دهند ، این امر از الگوئی پیروی میکند که در دیگر پروتئین های تحت بار کشف شده است .تار عنکبوت دارای بخش هایکریستالی و بخش های شبه لاستیکی کشسانی است.پژوهشگران دریافته اند که مولکول هایمنفرد دارای هر دو بخش هستند .پـژوهشگران بر این باورنـد که با مطالعه توانمندیعنکبوت ها در تنیدن تــار می توان به راز تولید مواد قوی تر و بهتر پی برد . آن هابر این باورند که می توانند با تقلید از عنکبوت فر آیند طراحی مواد را بهبود بخشند.به این ترتیب آن ها می توانند کارآیی محصولات گوناگون، از راکت تنیس گرفته تا بمبافکن استلث(stealth) بهبود بخشند .آزمایش های انجام شده نشان می دهد کهتارعنکبوت در برابر تغییر خواص ، فوق العاده مقـاوم است و می توان آن را در هوا یازیر آب تنید .الیاف تار عنکبوت، با ظرافت بسیار (قطری در حدود ۰۲/۰ میکرون) برتری های فراوانی دارند .ویژگی های ذاتی تار عنکبوت برای مهندسانی که در حال طراحی مواد برای مشتریانوبازار صنعتی هستند، بسیار جذاب است .آنها می گویند:" بطورمعمول می توانموادی فوق العاده قوی ساخت ولی با این کار چقـرمگی کاهش می یابد؛ هم چنین می توانموادی با چقرمگی فوق العاده بالا ساخت ولی استحکام کاهش خواهد یافت . ترکیب این دوویژگی همان گونه که در تار عنکبوت مشاهده می شود، هدف ماست.µ تاریخچه استفاده از چسبسابقه استفاده از چسب توسط انسان رامی‌توان در واقع از عصر سنگ و دوران غارنشینی در تهیه تیر و کمان و یا نقاشیحیوانات غول پیکر بر روی تخته سنگها با استفاده از رنگدانه‌ها دانست. بدون شک ،خون نخستین ماده‌ای بود که بشر از آن به عنوان چسب استفاده میکرد که البته کیفیتخوبی نداشت و متداول نشد. به تدریج بشر به وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد واستفاده از آنها را آموخت.در واقع اولین ماده چسب دار که بطور گسترده مورد استفادهقرار گرفته بود، مواد نشاسته‌ای ، قندی ، صمغ‌ها ، و شیره‌های برخی از گیاهان بود.مثلا رومیان از سقز (ماده چسبدار وصمغی که از درختان برگ سوزنی نظیر سرو و کاج و یا درخت صنوبر ترشح میشود) در صنعتکشتی سازی استفاده میکردند. به تدریج مواد دیگری مانند موم ، عسل و یا مواد ژلهمانندی از ماهی ، شاخ حیوانات یا شیر و تخم مرغ بکار گرفته شده بعدها ، با پیشرفتصنایع و استخراج و پالایش نفت ، از قیر و قطران چوب و ... به عنوان چسب استفاده بهعمل آمد. اگر چه کائوچوی طبیعی (شیوه لاتکس) از مدتها قبل شناخته شده بود، اما چونحلال مناسبی برای آن موجود نبود، کاربردی به عنوان ماده چسبی پیدا نکرد تا اینکهبا دستیابی به روغن‌های نفتی که کائوچو را در خود حل کرده و مایع چسبناکی را بهوجود می آورند، کاربرد آن به عنوان ماده چسبی متداول شد. ü کاربردهای متنوع چسب از قرن نوزدهم بتدریج با پیدایش چسب‌هایسنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر ، چسبهای سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شدهاست. صنعت چسب به صورت گسترده ای در حال رشد میباشد و تعداد محدودی وسایل مدرنساخت بشر وجود دارد که از چسب در آنها استفاده نشده است. در اتصالات اغلب وسایل ازیک جعبه بسیار ساده غلات گرفته تا هواپیمای پیشرفته بوئینگ 747 از چسب استفاده شدهاست.امکانات بشر می‌تواند بوسیله چسب‌هااصلاح گردد. این مطلب ، شامل استفاده از سیمانهای سخت شده توسط UV در دندانپزشکیو سیمانهای پیوند آکلریلیک در جراحی استخوان میباشد. پیشرفت جدیدی که اخیرا درکاربرد چسب حاصل گشت، اتصال ریل‌های فولادی و تراموای جدید شهر منچستر بود. چسب‌هانه تنها برای موادی که بایستی چسبانده و بهم پیوسته شوند، بلکه در ایجاد چسبندگیبرای موادی از قبیل جوهر تحریر ، رنگها و سایر سطوح پوششی ، وسایل بتونه کاری ووجوه میانی در مواد ترکیبی از قبیل فولاد یا بافت پارچه ، در تایرهای لاستیکی وشیشه یا الیاف در پلاستیکها ضروری هستند. ü اجزای تشکیل دهنده چسبها · مواد پلیمری چسبها ، همگی حاوی پلیمر هستند یاپلیمرها در حین سخت شدن چسبها بوسیله واکنش شیمیایی پلیمر شدن افزایشی یا پلیمرشدن تراکمی حاصل می‌شوند. پلیمرها به چسبها قدرت چسبندگی میدهند. میتوان آنهارا به صورت رشته‌هایی از واحدهای شیمیایی همانند که بوسیله پیوند کووالانسی به هممتصل شدهاند، در نظر گرفت.پلیمرها در دماهای بالا روان می‌گردندو در حلال‌های مناسب حل می‌گردند. خاصیت روان شدن آنها در چسبهای حرارتی و خاصیتحل شوندگی آنها در چسبهای بر پایه حلال ، یک امر اساسی میباشد. پلیمرهای شبکه‌ایدر صورت گرم شدن جریان نمی‌یابند، ممکن است در حلالها متورم گردند، ولی حل نمی‌شوند.تمامی چسبهای ساختمانی ، شبکه‌ای هستند، زیرا این مورد خزش (تغییر شکل تحت بارثابت) از بین می‌برد. فزودنیهای دیگر بسیاری از چسبها ، علاوه بر موادپلیمری دارای افزودنیهایی هستند از قبیل: · مواد پایدار کننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV. · مواد نرم کننده که قابلیت انعظاف را افزایش می‌دهد و دمای تبدیلشیشه‌ای (Tg ) را کاهش می‌دهد. · مواد پر کننده معدنی که میزان انقباض در سخت شدن را کاهش می‌دهد وخواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییر می‌دهد و خواص مکانیکی نهایی را بهبود می‌بخشد.· مواد تغلیظ کننده. · معرف های جفت کننده سیلانی. · آماده سازی سطح برای چسبندگی آماده سازی نامناسب یا نادرست سطح ،احتمالا دلیل عمده شکسته شدن اتصالات چسبی میباشد. آماده سازی سطح یک جسم با روش‌هایزیر انجام می‌گیرد: روش های سائیدگی ، استفاده از حلالها ، تخلیه شعله وکرونا ،حک کردن تفلون ، حک کردن فلزات ، آندی کردن فلزات ، استفاده از چند سازه ها. ü انواع چسبها چسب‌هایی که توسط واکنش شیمیایی سختمی‌شوند· چسبهای اپوکسیدی:اپوکسیدها ، بهترین نوع چسبهای شناختهشده ساختمانی هستند و بیشترین کاربرد را دارند. رزین اپوکسی که اغلب در حالت معمولاستفاده میشود، معمولا دی گیلیسریل اتراز بیس فنل DGEBA)A) نامیده می‌شودو بوسیله واکنش نمک سدیم از بیس فنل A با اپیکلروهیدرین ساخته میشود. آمینهای آروماتیک و آلیفاتیک به عنوان عامل سخت کنندهاستفاده می‌شوند. این چسبها به چوب ، فلزات ، شیشه ، بتن ، سرامیک‌ها و پلاستیک‌هایسخت بخوبی می‌چسبند و در مقابل روغنها ، آب ، اسیدهای رقیق ، بازها و اکثر حلال‌هامقاوم هستند. بنابراین کاربرد بیشتری در چسباندن کفپوش‌های وینیلی در سرویس‌ها ومکان‌های خیس و به سطوح فلزی دارند. · چسبهای فنولیک برای فلزات:وقتی که فنل با مقدار اضافی فرمالدئیدتحت شرایط بازی در محلول آبی واکنش کند، محصول که تحت عنوان رزول شناخته شده والیگومری شامل فنل‌های پلدار شده توسط اتروگرومتیلن روی حلقه‌های بنزن میباشد،بدست می‌آید. برای جلوگیری از تشکیل حفره‌های پر شده از بخار ، اتصالات چسب‌هایفنولیک تحت فشار ، معمولا بین صفحات پهن فولادی گرم شده توسط پرس هیدرولیک سخت می‌شوند.بدلیل شکننده بودن فنولیکها ، پلیمرهایی از جمله پلی وینیل فرمال ، پلی وینیلبوتیرال ، اپوکسیدها و لاستیک نیتریل اضافه میشود تا سخت‌تر گردند. · چسبهای تراکمی فرمالدئید برای چوب:تعدادی از چسبهای مورد استفاده برایچوب نتیجه تراکم فرمالدئید با فنول و رزوسینول (1و3 دی هیدروکسی بنزن) هستند. بقیهبا اوره یا ملامین متراکم می‌شوند. · چسبهای آکریلیک:چسبهای ساختاری شامل منومرهایآکریلیک توسط افزایشی رادیکال آزاد در دمای محیط سخت می‌شوند. منومر اصلی ، متیلمتاکریلات (MMA) میباشد، اما موارد دیگری از قبیل اسید متاکریلات برای بهبودچسبندگی به فلزات بوسیله تشکیل نمکهای کربوکسیلات و بهبود مقاومت گرمایی و اتیلنگلیکول دی متیل اکریلات برای شبکه‌ای کردن نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد.کلروسولفونات پلی اتیلن ، یک عامل سختکننده لاستیک است و کیومن هیدورپراکساید و N,N دی متیلنآنیلین ، اجزاء یک آغازگر اکسایشی- کاهشی هستند. پیوند دهنده هایی که برای اتصالاتمحکم مصنوعی به استخوان‌های انسان و پوششهای چینی برای دندان‌ها استفاده می‌شودنیز بر مبنای MMA هستند و بطورکلی برای جسباندن فلزات ، سرامیک‌ها ، بیشتر پلاستیک‌هاو لاستیک‌ها استفاده میشود و اتصالات پرقدرتی را ایجاد می‌کنند. · چسبهای غیر هوازی:چسبهای غیر هوازی در غیاب اکسیژن کهیک بازدارنده پلیمر شدن است، سخت می‌گردد. این چسبها اغلب بر پایه دی متاکریلات‌هاییاز پلی اتیلن گلیکول هستند. کاربرد این چسبها ، اغلب در محل اتصال چرخ دنده ها ،تقویت اتصالات استوانه‌ای و برای دزدگیری میباشد. · چسب های پلی سولفیدی:پلی سولفیدها در ابتدا به عنواندزدگیر استفاده می‌شدند و یک کاربرد مهم دزدگیری لبه‌های آینه‌های دوبل میباشد.هر دو برای اینکه واحدها را باهم نگه دارند و مانعی در برابر نفوذ رطوبت ایجادکنند. آنها به وسیله بیس (2- کلرواتیل فرمال) با سدیم پلی سولفید تهیه می‌شوند وبه منظور کاهش قیمت از پرکننده های معدنی استفاده میشود. به عنوان نرم کننده ، ازفتالات‌ها و معرف‌های جفت کننده سیلانی استفاده میشود و عامل سخت کننده آنها شاملدی اکسید منگنز و کرومات هستند. ü سفت شدن لاستیکی چسب‌هایساختمانی:بسیاری از چسبهای ساختمانی ،پلیمرهای لاستیکی حل شده ای در خودشان دارند. وقتی که چسبها سخت می‌شوند، لاستیکبه صورت قطراتی با قطر حدود 1µm رسوب میکند.لاستیکهای استفاده شده در این روش شامل پلی وینیل فرمال (pvf) و پلی وینیلبوتیرال (PVB) هستند که هر دو بوسیله واکنش آلدئید مناسب با پلی وینیل الکلساخته می‌شوند. سیلیکونها:چسبهای یک جزئی سیلیکون اغلب به چسب‌هایولکانیزه شونده در دمای اطاق (rtv) معروفند وشامل پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) با جرم‌هایمولکولی در محدود 1600-300 با گروههای انتهای استات ، کتوکسیم یا اتر هستند. اینگروهها توسط رطوبت اتمسفر ، هیدرولیز شده ، گروههای هیدروکسیل تشکیل میدهند کهبعدا با حذف آب متراکم می‌شوند.چسبهای سیلیکونی نرم و مطلوب هستند ودارای مقاومت محیطی و شیمیایی خوبی هستند. این چسبها به عنوان بهترین پوشش برایاستفاده در حمام شناخته شدهاند. چسب‌هایی که بدون واکنش شیمیایی سختمی‌شوند این چسبها شامل سه نوع زیر میباشند1) چسب‌هایی که در اثر حذف حلال سخت می‌شوند: چسب‌هایتماسی:چسبهای تماسی احتمالا از معروفترین چسبها بر پایه حلال هستند. این‌ها محلول‌هاییاز پلیمر در حلال آلی هستند که در دو سطح بکار می‌روند تا متصل شوند. ماده اصلیاین چسبها ، لاستیک پلی کلروپرن (پلی کروپرن ، پلی کلرو بوتادین) است و برایچسباندن روکش‌های تزئینی و پلاستیکهای محکم دیگر مثل ABS , DVC به چوپ ومحصولات فلزی و چسبهای تماسی DIY برای تخت کفشبکار می‌روند. چسبهای پمادی: چسبهای بر پایه حلالمشهور که در ظروف پماد مانند به عموم فروخته می‌شوند، اغلب محلول‌هایی از لاستیکنیتریل (همی‌پلیمر یا بوتادین و آکریلونیتریل) در حلال‌های آلی هستند. 2) چسب‌هایی که با از دست دادن آب سخت می‌شوند: محلول‌های آبی و خمیرها: نشاسته ، ذرتو غلات ، منابع عمده برای استفاده چسب هستند. موارد مصرف عمده برای چسباندن کاغذ ،مقوا و منسوجات میباشد. کاربردهای آن شامل صفحات موجدار ، پاکتهای کاغذی ،پنجرگیری تیوپ ، چسباندن کاغذ دیواری و چسبهای تر شدنی مجدد با آب میباشد. چسب‌هایتر شدنی توسط آب شامل پلی (وینیل الکل) (DVOH) که در تمبر‌هایپُستی مورد استفاده قرار میگیرند و از لاتکس صمغهای طبیعی (مثلا صمغی و دکسترین)و پلی وینیل استات (DVN) همراه با مقدار زیادی DVOH پایدار کنندهتولید می‌شوند. DVOH تنها پلیمرمعروفی است که از منومر خودش ساخته نمی‌شود. امولسیونهای آبی: اجزا ترکیبی برایپلیمریزه شدن امواسیونی عبارتند از: آب ، منومرها ، پایدار کننده ها و آغازگر.محصول پلیمر شدن امولسیونی ، شیرابه ای از ذرات پلیمر با پایدار کننده‌های جذب شدهمی‌باشد. معروفترین مثال ، چسب چوب DIY است که شیرابهآن ، شامل پلیمر پلی وینیل استات (DVA) است و بهمیزان زیادی در کارهای کارگاهی و در چسباندن اتصالات تاق و زبانه برای درها ،پنجره ها و مبلمان در کارخانه‌ها استفاده میشود و مثال دیگر در رنگهای امولسیونیبر پایه DVA هستند که برای پوشش سطح یا به عنوان چسب استفاده میشود. 3) چسب‌هایی که به وسیله سرد کردن سخت می‌شوند: چسبهای ذوبی: ماده اولیه چسب‌هایذوبی که از ابزار تفنگ شکلی خارج میشود، معمولا اتیلن وینیل استات (EVA) میباشد.کاربرد این چسبها شامل استفاده در جعبه‌های مقوایی ، صفحه کتاب ، اتصالات حرارتیو نئوپان میباشد. از دیگر چسبهای ذوبی میتوان چسبهای ذوبی پلی آمیدی ، پلیاورتان ، استرهای آلیفاتیک ، پلی استر اشاره کرد. چسبهای حساس به فشار چسبهای حساس به فشار ، دائما چسبناکباقی می‌مانند و به خاطر استفاده در نوار چسبها و برچسب‌ها معروف هستند. این چسب‌هابطور عمده بر پایه لاستیک طبیعی ، همی پلیمر دسته‌ای و تصادفی ، استیرن - بوتادینو آکریلیک هستند. PVC نرم شده و پلی اتیلن ، مواد نوار معمولی هستند. یک طرف نوار با یکآستری یا لایه زیری پوشیده شده است. به همین دلیل ، چسب دائما چسبناک می‌ماند وطرف دیگر ، دارای پوشش آزاد کننده ای است که وقتی که نوار باز میشود، با چسب جدامی‌گردد. مواد آزاد کننده که اغلب استفاده میشود، همی پلیمری از وینیل الکل ووینیل اکتادسیل کاربامات است که در اثر واکنش با DVOH با اکتادسیلایزوسیانات ساخته میشود. ü معایب و مزایای چسبها : · معایب × عموماچسب‌ها بوسیله آب یا بخار آب سست می‌شوند. × محدودهرهایی کار آنها کمتر از چسباننده‌های فلزی (مهره ها ،پیچ ها و بست‌های آهنی وغیره) است. × چسب‌هاتوسط دمای تبدیل شیشه ای (Tg) و تخریبشیمیایی محدود شدهاند. · مزایا × اتصالمواد غیر مشابه و لایه‌های نازک از مواد × گسترشبار بر روی یک ناحیه وسیع × زیباییو حالت آئرودینامیک آنها بر روی سطوح خارجی اتصال × کاربردآنها با استفاده از ماشین روبات میباشد.کلمات کلیدی: تولید چسب، صنعت چسب،روش های تولیدچسب‌های بسیاری برای متصل کردن اجساممشابه یا غیر مشابه در دسترس هستند. امروزه تقریبا استفاده از چسباننده‌های طبیعیمثل سریش بجز موارد استفاده خاصی منسوخ شده است. در عوض هر روز شاهد تولید و سنتزچسب‌های جدیدی هستیم که منشأ پلیمری دارند. چسبها در اشل صنعتی به شیوه‌هایگوناگونی تهیه می‌شوند که در این بحث برخی از مهمترین روشها را معرفی می‌کنیم. پخت یا پروراندن رزین چسب به صورت یکجسم جامد اپوکسی‌ها معروفترین چسبهای این گروههستند که با استفاده از رزینهای سیکلوآلیفاتیک ، طوری فرمولبندی می‌شوند که دردماهای بالا قابل استفاده باشند. برای سنتز چسبهای قوی و نیمه انعطاف‌پذیر ازرزینهای اپوکسی با عوامل پخت پلی آمین یا پلی آمید استفاده میشود و بیشتر اپوکسی‌هابدون استفاده از مواد افزودنی هم چسبندگی خوبی دارند. زمان پخت می‌تواند از ثانیه‌هاتا روزها طول بکشد که این امر به کاتالیزورها و دما بستگی دارد.اپوکسی فنولی با استفاده از این چسبهامی‌توان اتصالاتی پدید آورد که تا 315ºC پایدار هستند.این چسبها در دماهای بالا پرورده می‌شوند و از آنها برای پیوند ساختمانی و لانهزنبوری استفاده میشود. از دیگر چسبهای این گروه میتوان از پلی استرها (که ارزانقیمت و زودگیر و شکننده هستند)، سیلیکونها ، سیانوآکریلاتها و آکریلیها ، نام برد.تبخیر حلال از محلول پلیمر گرمانرم مواد پلیمری حل شده در حلالها می‌توانندچسبهای مفیدی تشکیل دهند. با تبخیر حلال ، پلیمر گرمانرم جامدی حاصل میشود که بهچسب حلال معروف است. از این گروه میتوان نیتروسلولز را نام برد که سالها محلول 10تا 25 در صد آن به عنوان چسب هواپیما و یا برای مصارف خانگی استفاده می‌شد.آکریلیها ، محلول رزینهای آکریلیکپرورده شده هستند و به چسبهای پلاستیک مشهورند و برای متصل کردن پلاستیکهای ABS ، پلی استیرن وآکریلی مؤثرند. سیمانهای لاستیکی هم جزو چسبهای حلال میباشند. تبخیر آب از یک شیرابه پلیمری شیرابه‌ها از ذرات کوچک پلیمرپرورانده شده معلق در آب تشکیل شدهاند و در موقع تبخیر آب ، ذرات بوسیله نیروهایواندرواسی به یکدیگر متصل می‌شوند. رزین خشک شده ، دیگر در آب حل نمی‌شود. از اینچسبها میتوان پلی وینیل استات را نام برد که برای اتصال قطعات چوبی بکار می‌رود وبه صورت شیرابه (محلول در آب) عرضه میشود و به نام چسب سفید یا چسب چوب معروفاست. سرد کردن پلیمر گرمانرم ذوب شده پلیمرهایی که در دمای مناسب ذوب می‌شوندو دارای نیروهای جاذبه زیادی میباشند، بعنوان چسب داغ ذوب شناخته می‌شوند. ازانواع پلی استرهای گرمانرم ، پلی آمیدها و پلی اتیلنها ، بعنوان چسب داغ ذوباستفاده میشود. این چسبها به صورت لوله‌هایی با ضخامت کم در بازار موجود میباشد.در اثر حرارت دادن ، لوله ذوب و جاری میشود و با مالیدن به سطح جسم و فشردن سطوحبه همدیگر ، اتصال در ضمن سرد شدن انجام میشود. عوامل اتصال دهنده موادی که با شیمی دوگانه وجود دارند،می‌توانند به چسبندگی کمک کنند. این ترکیبات دارای دو گروه عاملی متفاوت در دوانتها میباشند و معمولیترین آنها عوامل اتصال دهنده سیلان میباشند. یک انتهایاین ترکیبات ، تولید چسبندگی با شیشه یا مواد معدنی دیگر میکند و انتهای دیگر ازنظر شیمیایی فعال میباشد.اخیرا ترکیباتی به نام تیتاناتها واردبازار شدهاند که مانند سیلان دارای شیمی دوگانه هستند و شبیه آنها عمل می‌کنند،اما برتریهایی هم در برخی خواص نسبت به سیلانها دارند.کلمات کلیدی: چسب، چسب سازی، طبقهبندی، چسب گیاهی، چسب حیوانی، سرشیم، چسب سنتزی، نوار چسب، بتونههر چند از چسب در صنعت ، مخصوص آبنوسکاران و صحافان و بیشتر برای چسباندن قطعات چوبی و یا اشیای کاغذی بود. اما بهتدریج دامنه کاربرد آن گسترش یافت. به طوری که امروزه به جای استفاده از میخ ، پیچ، بست ، لولا و... برای اتصال قطعات فلزی ، چوبی ، کائوچویی ، ... از بخاری گرفتهتا تهیه اسباب بازی , صنایع مونتاژ و حتی برخی از قسمتهای هواپیماهای مافوق صوت ,از چسبهای گوناگون و ویژهای که به روش سنتزی تهیه می‌شوند , استفاده میشود. طبقه بندی چسبها چسب گیاهی چسب نشاسته ، دکسترین ، سرشیم ،دکسترین و نشاسته که از چسبهای محلول در آب‌اند و از آنها در چسبانیدن تمبر ،پاکت ، کاغذ ، مقوا ، چوب ، ... استفاده میشود.صمغ عربی که از درختی به نام صمغسنگالی بدست می‌آید، سفید رنگ و محلول در آب است و عمدتا شامل هیدرات‌های کربناست. چسب حیوانی ژلاتین که از اعضای بدن حیوانات ازجمله استخوان تهیه میشود و قدرت چسبانندگی آن از چسبهای گیاهی بیشتر است و بیشتردر تهیه فیلم عکاسی و پوشش کپسول موارد دارویی مصرف دارد.سرشیم حیوانی که مانند ژلاتین است ولیدرصد خلوص گلوبین آن کم است و از استخوان ، پوست و یا شیر حیوانات تهیه میشود. ودر نجاری ، کارتن سازی ، کبریت سازی ، تهیه کاغذ سمباده و غیره مصرف دارد.لاک که در نجاری برای جلای سطح اشیایچوبی مصرف دارد و از نوعی حشره به نام ترمزدانه که در کشور هند فراوان است، به دستمی‌آید. چسب کانی مانند فسفات‌ها و سیلیکات‌های قلیاییکه در اتصال اشیای سرامیکی ، کوارتزی و شیشه‌ای کاربرد دارند. و بر خلاف چسب هایگیاهی و حیوانی در مقابل گرما و آب مقاوم‌اند. از این رو از آنها در ساختن اجاقهایبرقی و گازی و آجرهای نسوز استفاده میشود. چسب سنتزی الاستومرها : که شامل چسب‌هایکائوچویی مصنوعی است و در صنعت کشتی سازی و صنایع هواپیما سازی کاربرد دارند.مانند چسب لاستیک که محلول کائوچو در بنزین است و یا چسب «اوهو» و مشابه آن که ازمشتقات وینیلی در حلال‌هایی نظیر استون و اسید استواستیک حاصل می شود، این نوع چسب‌هاقدرت چسبانندگی همه چیز (غیر از لاستیک) را دارند. از این رو ، کاربردهای گوناگونو مهمی در صنعت ، تجارت و منازل پیدا کرده اند.ترموپلاست‌ها : که شامل پلی اکریل وسیانواکریلات‌هااند که به «چسب فوری» معروف‌اند و اتصال محکم بین قطعات مختلفایجاد میکند. (در حد چسبهای اپوکسی). برخی معتقدند که سیانواکریلات یک منومرفعال است که در مجاورت مختصر رطوبت موجود در هوا بصورت پلیمر در می‌آید. از این رو، برای محیط‌های خشک مناسب نیست.چسب اپوکسی : که از تراکم دی فنیلوپروپان و اپیکلرهیدرین حاصل میشود. نوعی از آن در تجارت به نام چسب دوقلو متداولاست که شامل دو قسمت است، یک قسمت ماده چسبدار ، و قسمت دیگر یک ماده کاتالیزوراست که موجب تغییر در ماده چسبدار و عمل چسبانندگی آن میشود. قدرت چسبانندگی چسباپوکسی فوق‌العاده زیاد است و در هواپیما سازی ، ساختن اطاق خودروها ، و پل سازی و... کاربرد دارد.نوار چسبها : جنس این نوع نوارهاممکن است از پارچه ، کاغذ ، طلق ، و یا پلاستیک پلی کلرید وینیل (p.v.c) باشد که بهچسب‌هایی مانند چسبهای کائوچویی و سرشیم آغشته شدهاند. چسب بتونه‌ای بتونه‌ها ، خمیرهای نرم و چسبناکی‌اندکه به کندی در هوا خشک می‌شوند و برای پرکردن شکاف‌ها و منافذ ، بویژه در بخاریمصرف میشود. مهمترین انواع بتونه‌ها عبارت است از :بتونه شیشه : که از مخلوط پودر کربناتکلسیم و روغن کتان تهیه میشود و در هوا نسبتا به سرعت خشک و سخت میشود. اما پس ازسخت شدن ، دوباره در روغن کتان به صورت خمیر نرم و قابل استفاده در می‌آید.بتونه آبی : که در تهیه آکواریم مصرفدارد و از مخلوط کردن پودر اکسید سرب (Pbo) با روغن کتانبدست می‌آیند. بتونه گلسیرین و اکسید سرب : ازاختلاط اکسید سرب و گلسیرین تهیه میشود و در مقابل آب ، اسید و قلیا مقاوم است وپس از 45 دقیقه سفت میشود و برای بتونه کردن چوب ، شیشه ، چینی ، سرامیک و اشیایسنگی مصرف دارد.گرد بتونه : که به صورت آرد سفید رنگیشامل چهار قسمت گچ پخته و یک قسمت صمغ عربی است و در موقع استفاده ، آن را در آب ویا محلول اسید بوریک به صورت خمیر در می‌آورند و با آن اشیای ظریف ساخته شده ازسنگ سفید ، چینی ، و شاخ سفید را بتونه می‌کنند.کلمات کلیدی: رنگ، تولید رنگ، رنگروغن، رنگ پلاستیکی، رنگ دانه، رنگ اتومبیلرنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی درپرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت استکه احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها ،پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر ، نقاشی ، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولاتمصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد . بطور کلی ازرنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیرهاستفاده می شود . تاریخچه سابقه استفاده از مواد رنگی توسطانسان به دوران غارنشینی می رسد. اولین کاربرد واقعی و عملی مواد رنگی را می تواندر ساختن کشتی نوح مربوط دانست که برای جلوگیری از نفوذ آب و پوسیدگی آن از موادرنگی استفاده شده بود. بعدها از مواد رنگی برای حفاظت چوب از پوسیدگی در بناهایچوبی و زمانی که استفاده از وسایل آهنی متداول شد. برای جلوگیری از زنگ زدن آنهااستفاده می شد . اجزای تشکیل دهنده رنگ ها هر رنگ اصولا از دو قسمت اصلی تشکیلشده است که عبارتند از:رنگ دانه :که ماده رنگی نامحلول در آن است ( خاکرس ناخالص رنگی و پودر برف از سنگهای رنگی به عنوان اولین رنگ دانه ها مورداستفاده انسان قرار می گرفتند ).محمل رنگها:مایعی است که با رنگ دانه مخلوط شدهکاربرد آنرا آسان می کند و در چسبیدن آن کمک می کند ( از سفیده تخم مرغ چسب عسلمحلول قند به عنوان محمل های رنگ استفاده می شد. امروزه متداول ترین محمل های رنگدانه ها را آب یا روغن تشکیل می دهد. از اینرو رنگ ها را به دو دسته رنگهای روغنیو رنگهای آلی تقسیم می کنند. انواع رنگ دانه ها اکسید ها : لیمونیت ( Fe2O3.2H2O ) برای تهیهرنگ قرمز مصرف می شود و یکی از قدیمی ترین رنگ دانه هاست.هماتیت ( Fe2O3 ) برای تهیهرنگ قرمز روشن بکار می رود.دی اکسید تیتان ( TiO2 ) برای تهیهرنگ سفید روشن و بسیار مرغوب که در هوا تیره نمی شود به کار می رود. معمولا آن رابا سولفات باریم مخلوط می کنند.ZnO که از مهم ترینرنگ دانه های سفید است و از تجزیه کربنات روی و یا سوزاندن فلز روی در هوا حاصل میشود.سرنج ( Pb2O3 ) که رنگ سرخیا قرمز تیره دارد و بیشتر برای پوشانیدن سطح قطعات فو لادی به منظور حفاظت آن هااز زنگ زدن ، کاربرد دارد.سولفید روی و لیتوپن :سولفید روی برای تهیه رنگ سفید ماتمصرف می شود و از مزایای آن این است که بر خلاف سفید اب سرب در هوا سیاه نمی شود.این رنگ دانه معمولا در تجارت بصورت مخلوطی از سولفید روی و سولفات باریم به ناملیتوپن مصرف دارد که رنگ سفید بسیار مرغوب است.سفید اب سرب :این رنگ دانه عمدتا شامل Pb(OH)2 , pbCO3 که از قرن هاپیش شناخته شده بود . قدرت پوشش آن ها زیاد است ولی در هوا به علت وجود H2O به مرور سیاهمی شود . برای تبدیل مجدد آن به رنگ سفید می توان از تاثیر پر اکسید هیدروژن بر آناستفاده کرد.دوده چراغ و زغال استخوان :یکی از اجزایی رنگ سیاه و مرکب است وبرای تغییر رنگ سفید به میزان دلخواه نیز مصرف می شود.رنگ دانه های فلزی :مانند پودر آلومینیم در روغن جلا کهکه از آن برای حفاظت وسایل آهنی و فولادی استفاده می شود. برنز آلومینیم ( آلیاژ AL,CU) در روغن جلاکه از آن برای ایجاد رنگ بسیار زیبای طلایی برای دور قاب ها و ... استفاده می شود.رنگ دانه های الوان :رنگ دانه های آبی :مهم ترین این این رنگ دانه ها آبیپروس و آبی نیلی یا لاجورد است. آبی پتروس که یکی از مهم ترین رنگ های آبی است .لاجورد نیز یکی از رنگ های آبی مرغوب است که از حرارت دادن مخلوط کائولین ، کربناتسدیم ، گوگرد و زغال سنگ در غیاب هوا حاصل می شود.رنگ دانه های زرد :مهم ترین این رنگ دانه ها کرومات رویو کرومات سرب است . از قطران زغال سنگ نیز رنگ دانه های الوانی بصورت نمک هاینامحلول فلزات به دست می آید که در هیدروکسید آلومینین بصورت ژله می بندد. این ژلهرا پس از خشک کردن به صورت پودر با رنگ دانه های نظیر کربنات کلسیم و سیلسس مخلوطمی کنند و در انواع رنگ های مورد نیاز به کار می برند. رنگهای روغنی در این نوع رنگها ، رنگ دانه را دریک روغن خشک شونده که استر گلیسیرین با اسیدهای چرب نظیر اسیدهای اولیک و یالینولنیک می باشد حل می کنند. این روغنها در هوا اکسیده شده و به ترکیبات سیرشده تبدیل می شوند و لایه‌ای سخت مقاوم و محافظ تشکیل می دهند که از نفوذ آب دررنگ دانه جلوگیری می کنند. رقیق کننده :برای رقیق کردن و سهولت کاربرد رنگ بهکار می رود و معمولا یک حلال هیدرو کربنی نظیر ترپنتین است که به روغن تربانتینشهرت دارد.خشک کننده :یکی از اجزای رنگهای روغنی است که درحقیقت نقش کاتالیزور در تسریع اکسیداسیون و خشک شدن رنگ ها را دارد و معمولامخلوطی از اکسید های سرب ، منگنز و کبالت در ( روغن بزرک )بصورت استر مصرف می شود.رنگهای پلاستیکی با اضافه کردن رزین های سنتزی نظیررزین حاصل از فنل و فرمالدئید که خاصیت پلاستیکی دارد در روغن جلا رنگ هایپلاستیکی حاصل می شود. این نوع رنگ ها به خاطر دوام و قابل شستشو بودن اهمیت وکاربردهای زیادی دارد. رنگهای لعابی یا مات با اضافه کردن رنگ هایی نظیر TiO2 به روغن جلا آنرا به صورت مات درآورده و بعد برای مات کردن هر نوع رنگی به کار می رود . رنگ اتومبیل این نوع رنگ ها باید این ویژگی راداشته باشند که به سرعت در هوا خشک شوند. برای این منظور رنگ دانه را در حلال هایآلی بسیار فرار نظیر استات آمیل ، استات اتیل یا استات بوتیل حل می کنند . برایرنگ‌های متالیک ( فلزی ) از رنگ دانه های فلزی استفاده می شود . رنگهای محلول در آب این نوع رنگ ها از معلق کردن رنگ دانهها در آب مخلوط با یک چسب محلول در آب تهیه می شوند. از رنگهای روغنی ارزانترند وقابل شستشو نمی باشند .
