از آغاز حيات بشر تا پايان سدة نوزدهم، انسان فقط موادي را مورد استفاده قرار مي داد كه طبيعت، جهت تحقق منظورهاي بسيار متفاوت، در اختيار او گذارده بود. اين مواد انسان را قادر مي ساخت تا در وهلة نخست نيازهاي ضروري از قبيل دفاع، غذا، پوشاك و سپس وسايل آسايش خود را فراهم سازد.

بدين منظور، ابتدا سنگ آتشزنه.‌چوب شاخ، و عاج را، كه به ترتيب از منابع معدني،‌نباتي، حيواني فراهم مي شدند. به كار گرفت. استفاده از فلزات اوليه و در رأس آنها طلا، مس، آهن، و سپس فلزات مختلف ديگر، كه انسان مي توانست به طور پياپي از منابع زيرزميني معدني به دست آورد، در مراحل بعد قرار گرفت.

حدود سالهاي 1870، مادة جديدي به نام سلولوييد در بازار تجارت ظاهر شد. اين ماده مي توانست نرم شود، حالت بخ خود گيرد، وپيچيده ترين شكلها را براحتي به دست آورد. سلولوييد محصول آزمايشگاههاي شيميدانها بود و از سنتز دو مادة طبيعي سلولوز و كافور به دست آمد.

طي سي سال، سلولوييد تنها نمايندة محصولات سنتزي بود كه به عنوان مادة اوليه براي ساخت وسايل به كار گرفته مي شد. البته وقتي به عقب بر مي گرديم، اين امر تا اندازه اي عجيب به نظر مي رسد. حدود سالهاي 1900، توليد صنعتي گالاليت از كازيين و فرمالدهيد پديدار شد. بهاي تما شدة اين ماده تا حدود سالهاي 1922 بالا بود و بدين ترتيب كاربرد آن را محدود مي ساخت.

در سال 1907، باكلند[1] از فنون و فرمالدهيد رزين تراكمي به نام باكليت، (مأخوذ از نام سازندة آن) با خواص مشابه خواص صمغ لاكي، تهيه كرد و با ابهام پيش بيني كرد كه سلولوييد و گالاليت تنها موادي نيستند كه شيميدان ميتواند در آزمايشگاه خود آنها را بسازد و سپس با استفاده از چنين مواد اوليه اي، درمقياس صنعتي، به مجموعة مواد مناسب براي ساخت محصولا كاملا منتفاوت برسد.

آينده چنين اميدي را تأييد كرد سالهاي مديدي كه از پيدايش باكليت تاكنون گذشته است شاهد به وجود آمدن شمار بسياري از محصولات جديدي بوده ايم كه از آزمايشگاه بيرون آمده است و كم كم. و گاهي به طور چشمگير، با مواد طبيعي قديمي به رقابت برخاسته است و موجب به وجود آمدن عمليات كاملا جديدي شده است.

در حال حاضر اين مواد سنتزي بنا به خواص فيزيكي و مكانيكي و طبعاً بنا به ماهيت كاربرد شان، كه ناشي از خواص آنها مي باشد، به سه دسته تقسيم مي شوند:

1- مواد پلاستيكي، كه معمولا با عبارت سادة پلاستيكها مشخص مي شوند. يكي از خواص اساسي پلاستيكها سخت و صلب بودن آنها در دماي اتقا است اين ماده وقتي به اندازة كافي گرم شود صلابت خود را از دست مي دهد و بدين ترتيب براي قالبگيري آماده مي شود. همة ما با توسعة شگرفي كه تاكنون در زمينة صنعت پلاستيك انجام گرفته است و نيز با عمليات شگفت آن آشنايي داريم. ما در اين كتاب چنين مواد پلاستيكي را بررسي نخواهم كرد و خوانندگان علاقه مند به اين مواد را به مطالعة كتابي كه به اين موضوع اختصاص دارد دعوت مي كنيم.[2]

2- لاستيكهاي سنتزي( به نام كشپارها نيز معروفند ) اين مواد كشسان مي باشند يعني، داراي اين خصايت هستند كه پس از رفع فشار يا انقباضي كه بر آنها اعمال شده است مجدداً شكل اولية خود را به دست آورند.

3- الياف سنتزي موادي هستند كه مي توان به آساني آنها را به صورت نخ قابل ريسيدن در آورد.

در اين كتاب تنها دو دستة آخر مواد سنتزي مورد بررسي قرار خواهد گرفت.

براي اينكه خوانندگان بهتر بتوانند مشكلاتي را كه هنگام اجرا و به كار بستن اين مواد مطرح مي شود و نيز راه حلهايي را كه براي آنها آورده ايم متوجه شوند به نظر مي رسد در ابتدا لازم باشد به صورت فشرده برخي تعريفهاي اساسي مربوط به تهية چنين مواد سنتزي را در اختيار ايشان قرار دهيم.

دو نوع تغيير و تبديل ضروري كه در شكل مولكول يك مادة سنتزي دخالت دارند عبارتد از: بسپارش افزايشي و بسپارش مرحله اي،‌بسپارش را هنگامي افزايشي ( يا زنجيري) مي ناميم كه ازيك مولكول پايه به نام تكپار، ماده اي با جرم مولكولي بيشتر به نام بسپار به دست آيد و نتيجة آن رشد مناسب مولكول تكپار بدون حذف مادة سوم باشد. طرح نمايشي يك واكنش بسپارش افزايشي به صورت زير است:

به عنوان مثال،‌عبور از استيلن به بنزن:

يك نوع بسپارش افزايشي را تشكيل مي دهد.

متذكر مي شويم كه در برخي موارد پديدة مشابهي مي تواند اتفاق افتد. بدين ترتيب كه وقتي دو مولكول به طور همزمان بسيپار شوند، درشت مولكولي كه مخلوطي از دو نوع تكپار است به دست مي آيد:

( با فرض اينكه در حالت ساده، مولكولهاي M و M به تعداد مساوي در ساخت درشت مولكول شركت كرده باشند)؛ چنين واكنشي را همبسپارش مي نامند.

بسپارش را هنگامي مرحله اي (يا تراكمي ) مي ناميم كه مادة به دست آمده نتيجة واكنش ميان مولكولهاي پايه باشد، ولي اين بار با حذف يك ماده سوم. معمولا مولكول اين ماده بسيار ساده مي باشد و اغلب آب است. ولي اين ماده مي تواند يك اسيد، يك نمك، يك الكتل، يك آمين، يا… نيز باشد. عناصر سازندة بسپار از هر دو مولكول، كه حالا به كيديگر متصل شده اند، تشكيل شده است. براي مثال، وقتي طبيعت مولكولهاي سلولوز را از مولكولهاي گلوكوز به وجود مي آورد، براي هر دو مولكول گلوكوزي كه به يكديگر متصل مي شوند يك مولكول آب حذف مي شود. به چنين واكنشي، بسپارش مرحله اي مي گوييم.

شايان ذكر است كه چندين نوع مولكول نيز مي توانند در يك چنين واكنشي با يكدير متحد شوند و مادة سومي را حدف كنند. در اين حالت به چنين واكنشي همبسپارش مرحله اي مي گوييم.

بايد متذكر شويم كه از نقطه نظر شيمي- فيزيكي، تفاوت اساسي ميان بسپارش منرحله اي وجود دارد. بسپارش يك واكنش شيمياي واقعي است كه بتدريج و گاهي بسيار كند صورت مي گيرد، به طوري كه اغلب امكان جداسازي مواد حد واسط تشكيل شده، يتعني دوپار، سه پار، چهار پار، و…، وجود دارد. برعكس، واكنشهاي بسپارش افزايشي بيشتر تغيير و تبديلهاي فيزيكي هستند و حساسيت زايدي در برابر كاتاليزورها از خود نشان مي دهند. اين واكنشها در شرايط معمولي بسرعت كامل مي شوند و نمي توان به دلخواه در مراحل حد واسط، آنها را متوقف كرد.

بالاخره، از نظر مواد تشكيل دهندة شيميايي بايد اشاره كنيم كه محصول به دست آمده از يك بسپارش افزايشي داراي همان تركيبهايي است كمه تكپار اوليه دار است. در صورتي كه چنين حالتي براي محصول حاصل از بسپارش مرحله اي وجود ندارد، چرا كه در اينجا با حذف مولكولهاي سومي مواجه هستيم.

[1]- Baekeland

[2] - كتاب« پلاستيكها» نوشتة ژان ون ( از مجموعة چه مي دان شمارة 312)