در صنایع شیمیایی مدرن، وابستگی به کاتالیزورهای آلی-فلزی همواره چالش‌هایی نظیر سمیت و هزینه‌های بالای خالص‌سازی را به همراه داشته است. پلیمریزاسیون آنزیمی (Enzymatic Polymerization) به عنوان یک رویکرد جایگزین، به ما این امکان را می‌دهد که سنتز درشت‌مولکول‌ها را در شرایط محیطی ملایم و بدون نیاز به دماهای بالا یا حلال‌های خطرناک انجام دهیم. این روش که تلفیقی از بیوتکنولوژی و مهندسی مواد است، مسیری مطمئن برای تولید پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر و با خلوص بالا محسوب می‌شود. ما با بهره‌گیری از ویژگی انتخاب‌گری بالای کاتالیزورهای زیستی، می‌توانیم ساختار فضایی و شیمیایی پلیمر را با دقتی کنترل کنیم که دستیابی به آن با روش‌های شیمیایی متداول دشوار است. در ادامه، ما مکانیزم‌های واکنش، انواع آنزیم‌های دخیل مانند لیپازها و کاربردهای صنعتی ای ...

در صنایع تولید پلیمرهای پیشرفته، دستیابی به ذرات خالص و بدون مواد افزودنی، اغلب با محدودیت‌های روش‌های امولسیونی و سوسپانسیونی روبرو می‌شود. وجود باقی‌مانده‌های سورفکتانت یا پایدارکننده در محصول نهایی، می‌تواند در کاربردهای حساس مثل داروسازی یا ساخت سنسورها اختلال ایجاد کند. پلیمریزاسیون رسوبی راهکاری است که با تغییر شرایط ترمودینامیکی حلال، امکان حذف این افزودنی‌ها را فراهم می‌کند. با این حال، کار با سیستمی که از حالت محلول شروع شده و به فاز جامد ختم می‌شود، چالش‌های خاص خود را در کنترل اندازه ذره و جلوگیری از گرفتگی راکتور دارد. ما در این مقاله، اصول انتخاب حلال مناسب، مکانیزم تشکیل ذرات در این سیستم و پارامترهای عملیاتی موثر بر کیفیت نهایی را بررسی می‌کنیم تا مشخص شود چرا این روش در تولیدات مدرن اهمیت پیدا کرده است. پ ...

در تاریخچه توسعه کاتالیزورهای پلیمریزاسیون، ما همواره شاهد تلاش برای دستیابی به کنترل دقیق‌تری بر ساختار مولکولی بوده‌ایم. پس از تسلط بر کاتالیزورهای زیگلر-ناتا و ظهور کاتالیزورهای متالوسنی که به ما امکان کنترل تاکتیسیته و وزن مولکولی را دادند، صنعت پلیمر با یک سد بزرگ مواجه شد: ناتوانی در کوپلیمریزاسیون الفین‌ها با مونومرهای قطبی. کاتالیزورهای متالوسنی به دلیل خاصیت اکسوفیلی شدید، در حضور کمترین ناخالصی‌های قطبی یا مونومرهایی مانند آکریلات‌ها غیرفعال می‌شوند. این محدودیت، انگیزه اصلی برای کشف پلیمریزاسیون پسامتالوسنی (Post-Metallocene Polymerization) بود. پلیمریزاسیون پسامتالوسنی به استفاده از نسل جدیدی از کاتالیزورهای تک‌سایت اشاره دارد که عمدتاً بر پایه فلزات واسطه متأخر (Late Transition Metals) مانند نیکل، پالادیوم، آهن ...

در اغلب فرآیندهای سنتز پلیمر، حضور یک عامل آغازگر شیمیایی برای شروع واکنش الزامی است. با این حال، پلیمریزاسیون خودآغازی (Self-Initiated Polymerization) یا پلیمریزاسیون گرمایی، فرآیندی متفاوت است که در آن انرژی حرارتی به تنهایی برای فعال‌سازی مونومرها و شروع زنجیره واکنش کفایت می‌کند. در این سیستم، ما بدون افزودن کاتالیزور یا آغازگر خارجی، و صرفاً با افزایش دما، شاهد تبدیل مونومر به پلیمر هستیم. بررسی این پدیده در مهندسی شیمی و پلیمر از دو جنبه اهمیت دارد. نخست در تولید گریدهای خاص پلیمری (مانند مصارف پزشکی و نوری) که عدم وجود بقایای آغازگر در آن‌ها حیاتی است، این روش راهکاری برای دستیابی به خلوص بالا محسوب می‌شود. دوم در بحث ایمنی فرآیند و انبارداری است؛ زیرا پلیمریزاسیون ناخواسته ناشی از حرارت در مخازن ذخیره یا مبدل‌های حر ...

پلیمریزاسیون استریفیکاسیون یکی از اصلی‌ترین واکنش‌های شیمیایی در سنتز مواد پلیمری است که بر پایه اصول پلیمریزاسیون رشد مرحله‌ای بنا شده است. ما در این فرایند با یک واکنش تعادلی دقیق روبه‌رو هستیم که در آن، برهم‌کنش شیمیایی میان گروه‌های عاملی کربوکسیلیک اسید ($-COOH$) و هیدروکسیل ($-OH$) منجر به تشکیل پیوندهای استری مکرر و ساخت زنجیره‌های بلند پلیمری می‌شود. برخلاف واکنش‌های ساده آلی، در اینجا هدف ما صرفاً تولید یک مولکول استر نیست، بلکه دستیابی به وزن مولکولی بالا و خواص مطلوب است که نیازمند کنترل دقیق شرایط واکنش است. ما در بررسی پلیمریزاسیون استریفیکاسیون، با چالش‌های ترمودینامیکی و سینتیکی متعددی مواجه می‌شویم. از آنجایی که این واکنش ذاتاً برگشت‌پذیر است، درک دقیق مکانیسم حذف محصولات جانبی مانند آب برای پیشبرد واکنش به ...