پلی الکترولیت

پلی الکترولیت

1-مقدمه

پلی الکترولیت ها پلیمرهایی هستند که واحد های تکرار شونده آن ها دارای یک گروه الکترولیت است. پلی کاتیون ها و پلی آنیون ها جز دسته ی پلی الکترولیت به حساب می آیند. این گروه ها در محلول های آبی تجزیه می شوند و پلیمرها را باردار می کنند. بنا بر این ویژگی ها, خواص پلی الکترولیت ها هم مشابه الکترولیت ها (نمک ها) و هم پلیمرها (ترکیبات با وزن مولکولی بالا) می باشد و در برخی موارد به آنها پلی نمک نیز گفته می شوند. مانند نمک ها، محلول های آن ها رسانای الکتریکی هستند و مانند پلیمرها، محلول های آن ها اغلب چسبناک هستند. زنجیره‌ های مولکولی باردار، که معمولاً در سیستم ‌های ماده نرم وجود دارند، نقش اساسی در تعیین ساختار، پایداری و برهم‌کنش ‌های مجموعه ‌های مولکولی مختلف دارند. رویکردهای نظری برای توصیف خواص آماری آن ها عمیقاً با هم تایان خنثی (الکتریکی) آنها متفاوت است، در حالی که زمینه های فنی و صنعتی از ویژگی های منحصر به فرد آن ها استفاده می کنند. بسیاری از مولکول های بیولوژیکی و زیستی نیز پلی الکترولیت هستند. به عنوان مثال، پلی پپتیدها، گلیکوزآمینوگلیکان ها و DNA پلی الکترولیت هستند. هر دو پلی الکترولیت طبیعی و مصنوعی در صنایع مختلفی استفاده می شوند.

ساختارهای شیمیایی دو پلی الکترولیت مصنوعی،. در سمت چپ پلی (سدیم استایرن سولفونات) (PSS)  و در سمت راست اسید پلی اکریلیک (PAA)  قرار دارد. هر دو در صورت تفکیک پلی الکترولیت هایی با بار منفی هستند. PSS یک پلی الکترولیت "قوی" است (کاملاً در محلول شارژ می شود) ، در حالی که "PAA"  از نوع ضعیف آن است (تا حدی شارژ می شود و نه کامل).

2-شارژ

در رابطه با الکترولیت ها بایستی به این نکته هم اشاره کرد که اسیدها به دو دسته ضعیف یا قوی طبقه بندی می شوند (و بازها به طور مشابه ممکن است ضعیف یا قوی باشند). به طور مشابه، پلی الکترولیت ها را می توان به انواع "ضعیف" و "قوی" تقسیم کرد. پلی الکترولیت "قوی" پلی الکترولیتی است که برای اکثر مقادیر معقول pH به طور کامل در محلول تجزیه می شود. در مقابل، یک پلی الکترولیت "ضعیف" دارای یک ثابت تفکیک (pK_a یا pK_b ) در محدوده 2 تا 10 است، به این معنی که در pH متوسط تا حدی تجزیه می شود. بنابراین، پلی‌الکترولیت ‌های ضعیف به طور کامل در محلول شارژ نمی‌شوند و علاوه بر این، بار جزئی آن‌ها را می‌توان با تغییر pH محلول، غلظت ضد یون یا قدرت یونی اصلاح کرد.

خواص فیزیکی محلول های پلی الکترولیت معمولاً به شدت تحت تأثیر این درجه شارژ قرار می گیرد. از آنجایی که تفکیک پلی الکترولیت یون های متضاد را آزاد می کند، این لزوماً بر قدرت یونی محلول و در نتیجه بر طول Debye تأثیر می گذارد. این به نوبه خود بر سایر خواص مانند هدایت الکتریکی تأثیر می گذارد.
هنگامی که محلول های دو پلیمر با بار مخالف (یعنی محلول پلی کاتیون و یکی از پلی آنیون) با هم مخلوط می شوند، معمولاً یک کمپلکس توده ای (رسوب) تشکیل می شود. این موضوع به این دلیل رخ می دهد که پلیمرهای دارای بار مخالف یکدیگر را جذب کرده و به یکدیگر اتصال می یابند. مانند همه مواردی که قانون الکترواستاتیک در آنها صادق است.

خرید پلی وینیل الکل صنعتی و آزمایشگاهی با بالاترین کیفیت ها در اشیم

3-ساختار پلی الکترولیت

ساختار هر پلیمر تحت تأثیر تعدادی از عوامل است: به ویژه شکل ساختاری پلیمر و میل ترکیبی حلال. در مورد پلی الکترولیت ها شارژ نیز تاثیر دارد. در حالی که یک زنجیره پلیمری خطی بدون بار معمولاً در یک ترکیب تصادفی در محلول یافت می‌شود (تقریباً یک پیاده‌ روی تصادفی سه ‌بعدی خود اجتنابی)، بارهای روی یک زنجیره پلی ‌الکترولیت خطی از طریق نیروهای دو لایه یکدیگر را دفع می‌کنند، که باعث می‌شود زنجیره یک ترکیب میله مانند گسترش یافته تر را اتخاذ کنید. اگر محلول حاوی مقدار زیادی نمک اضافه شده باشد، بارها غربال می شوند و در نتیجه زنجیره پلی الکترولیت به یک ترکیب معمولی تر فرو می ریزد (که اساساً مشابه یک زنجیره خنثی در حلال خوب است).

البته ترکیب پلیمر بر بسیاری از خواص توده ای (مانند ویسکوزیته، کدورت و غیره) تأثیر می گذارد. اگرچه ترکیب آماری پلی‌الکترولیت‌ها را می‌توان با استفاده از انواع تئوری پلیمرهای مرسوم به دست آورد، به دلیل ماهیت دوربرد برهم‌کنش الکترواستاتیک، به طور کلی مدل‌سازی صحیح زنجیره‌ های پلی‌ الکترولیت از نظر محاسباتی بسیار سخت است. برای مطالعه ساختار پلی الکترولیت و تغییرات ساختاری می توان از تکنیک هایی مانند پراکندگی نور استفاده کرد.

خرید پلی یورتان قالب گیری، از پلیمرهای پرفروش، در فروشگاه اشیم

4-پلی آمفولیت

پلی الکترولیت هایی که دارای هر دو گروه کاتیونی و آنیونی هستند، پلی آمفولیت نامیده می شوند. رقابت بین تعادل اسید و باز این گروه ها منجر به خواص دیگری در رفتار فیزیکی آنها می شود. این پلیمرها معمولاً تنها زمانی حل می شوند که نمک اضافه شده کافی وجود داشته باشد، که فعل و انفعالات بین بخش های دارای بار مخالف را بررسی می کند. در مورد هیدروژل‌ های ماکرو متخلخل آمفوتریک، محلول نمک غلیظ منجر به انحلال مواد پلی ‌آمفولیت به دلیل اتصال عرضی کووالانسی ماکرومولکول‌ها نمی‌شود. هیدروژل‌ های ماکرو متخلخل سنتزی سه بعدی توانایی عالی برای جذب یون ‌های فلزات سنگین در محدوده وسیعی از pH از محلول ‌های آبی بسیار رقیق را نشان می‌دهند که می‌تواند بعداً به عنوان جاذب برای تصفیه آب شور استفاده شود. همه پروتئین‌ها پلی آمفولیت هستند، زیرا برخی از اسیدهای آمینه تمایل به اسیدی شدن دارند، در حالی که برخی دیگر بازی هستند.

در اصطلاح پلیمری، پلی اسید یک پلی الکترولیت است که از ماکرومولکول‌های حاوی گروه‌های اسیدی در بخش قابل توجهی از واحد های تشکیل‌دهنده تشکیل شده است. معمولاً گروه های اسیدی COOH، SO₃H یا PO₃H₂ هستند.

5-کاربردهای پلی الکترولیت

پلی الکترولیت ها دارای کاربردهای زیاد و متنوعی هستند که بیشتر مربوط خواص پایداری محلول ها و ژل های آبی است. به عنوان مثال، آن ها می توانند برای بی ثبات کردن یک سوسپانسیون کلوئیدی و برای شروع لخته سازی استفاده شوند. آنها همچنین می توانند برای انتقال بار سطحی به ذرات خنثی استفاده شوند و این موضوع آن ها را قادر می سازد در محلول آبی پراکنده شوند. بنابراین اغلب به عنوان غلیظ کننده، امولسیفایر، حالت دهنده، شفاف کننده و حتی کاهش دهنده کشش مایع استفاده می شود. آنها در تصفیه آب و برای بازیافت روغن نیز مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از صابون ها، شامپوها و لوازم آرایشی دارای پلی الکترولیت هستند. برخی از پلی الکترولیت هایی که در مواد غذایی وجود دارند عبارتند از: پکتین، کاراگینان، آلژینات ها و کربوکسی متیل سلولز. همه این مواد به جز آخرین آن منشاء طبیعی دارند. از آنجا که برخی از آن ها محلول در آب هستند، برای کاربردهای بیوشیمیایی و پزشکی نیز مورد بررسی قرار می گیرند. 

6-تحقیقات جدید

در حال حاضر تحقیقات زیادی در مورد استفاده از پلی الکترولیت های زیست سازگار برای پوشش های ایمپلنت، انتشار کنترل شده دارو و سایر کاربردها وجود دارد. بنابراین، اخیراً مواد درشت متخلخل زیست سازگار و زیست تخریب پذیر متشکل از کمپلکس پلی الکترولیت بیان شده اند و روی کار آمده اند.

7-پل سازی

اگر زنجیره‌ های پلی الکترولیت به سیستمی از ماکرویون ‌های باردار اضافه شوند، ممکن است پدیده جالبی به نام پل ‌سازی پلی ‌الکترولیت رخ دهد. اصطلاح برهمکنش ‌های پل ‌سازی معمولاً به موقعیتی اطلاق می‌شود که یک زنجیره پلی ‌الکترولیت منفرد می‌تواند به دو (یا بیشتر) ماکرویون با بار مخالف (مثلاً مولکول (DNA  جذب شود.

خرید مونومر استایرن جهت تحقیقات پلیمری و صنایع وابسته به پلیمرها در فروشگاه مواد شیمیایی اشیم

8- خرید پلی الکترولیت کاتیونی و آنیونی از فروشگاه مواد شیمیایی اشیم

فروشگاه مواد شیمیایی اشیم، امکان خرید پلی الکترولیت های کاتیونی و آنیونی به صورت آنلاین را در فروشگاه خود میسر نموده است. از این پس این امکان وجود دارد که خریداران گرامی، ماده مورد نظر خود را از طریق ثبت سفارش در سایت انجام داده و یا از طریق راه های تماس با تیم فروش اشیم در ارتباط باشند. همچنین، امکان خرید خرد و عمده این محصولات نیز در فروشگاه اشیم میسر گردیده است.