خاصیت تخلخل در پلیمرهای کوئوردیناسیونی

ترکیبات متخلخل معدنی مانند زئولیت ها یا کربن فعال شده با پایداری بالا، در شبکه ها به طور وسیعی مورد استفاده قرار گرفته اند. حفره های میکرو و نانو موجود در شبکه پلیمرهای کوئوردیناسونی به ما این امکان را می دهد که بتوانیم از این ترکیبات برای جداسازی گاز یا مایع، ذخیره کننده گاز، تبادل گر آنیونی و کاتیونی و به عنوان کاتالیزورهای هتروژن و … استفاده کنیم [۴۴]. زئولیتها نیز دسته ای از ترکیبات معدنی اند که حفره های میکرو دارند و عموماً شامل سیلیس و اکسید آلومینیوم می باشند .

در پلیمرهای کوئوردیناسیونی که تولید بلور کرده اند نمی توان به راحتی فضای آزاد خالی یافت زیرا چنانچه در این ترکیبات حفره های خالی یافت شود با رسوخ یک شبکه مستقل دیگر، یونهای مخالف، مولکولهای حلال و یا مولکولهای آلی پر خواهد شد. این مولکولهای جای گیری کرده در حفره ها، الگوهای مفیدی جهت تشخیص سایز و شکل حفره ها هستند از آنجائی که این مولکولها با پیوند کوالانسی متصل نشده اند، به راحتی می توان آنها را از ترکیب جدا کرد که در نتیجه آن ساختاری از هم پاشیده خواهیم داشت به همین دلیل محققان بدنبال کشف ساختارهای آلی- فلزی با پایداری بلوری اند.

شکل ۱ نمایش یک تر کیب متخلخل.

مواد با خاصیت تخلخل را به سه دسته تقسیم می کنند:

دسته اول در ساختارهایشان دارای کانالها و حفره هایی هستند که با از بین رفتن مولکولهای مهمان ساختار بلوری ترکیب به هم می ریزد.

دسته دوم در اثر انحلال پایدارند و ساختار بلوری شان پایدار می ماند و رفتار زئولیتی دارند.

دسته سوم هم پایدار و هم قابل انعطافند و هم اینکه می توانند به تحریکات خارجی مثل نور، میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی و مولکولهای مهمان پاسخگو باشند .

در مورد گروه اول، جامد پلیمری، از حالت بلوری در اثر برطرف کردن مولکولهای مهمان به شکل در هم ریخته در می آید و به این انتقال، انتقال بلور به شبکه در هم ریخته می گویند. اما دو گروه دیگر همچنان در اثر برطرف شدن مولکولهای مهمان به همان شکل بلوری باقی می مانند و انتقال آنها را انتقال بلور به بلور گویند.

شکل ۲ طبقه بندی ترکیبات متخلخل به عنوان نوع اول، دوم و سوم

ترکیبات نوع سوم را شاید بتوان داخل سه مجموعه نشان داده شده در شکل ۳ قرار داد:

۱) انتقال مهمان که موجب تبدیل بلور به ساختار فاقد شکل ثابت(آمورف) می شود(CTA[۱]) که به آن شبکه نوع (I) می گویند؛ در این مورد شبکه، در اثر جابجایی مولکول مهمان فرو می ریزد، هرچند ساختار در اثر بازگشت مولکولهای مهمان دوباره بوجود می آید.

۲) انتقال مهمان که موجب تبدیل بلور به بلور(CCT-I[۲]) می شود. شبکه نوع(II): این شبکه دارای این خصوصیت می باشد که دگرگونی ساختاری در شبکه بوسیله تعویض همزمان مولکولهای مهمان بدست می آید.

۳) انتقال مهمان که موجب تغییر ساختار بلور به بلور(CCT-II) می شود. شبکه نوع(III): این شبکه دارای این خصوصیت است که جابجایی یا اضافه نمودن مولکولهای مهمان سبب تغییر ساختاری در شبکه می شود. هرچند شبکه می تواند تحت شرایط اولیه به ساختار قبلی باز گردد .

شکل ۳ طبقه بندی انواع ترکیبات متخلخل نوع سوم.

[۱] Crystal to Amorphous Transformation

[۲] Crystal to Crystal Transformation