شیمی قیر 

    شیمی قیر ترکیبی هیدروکربنی است با رنگ قهوه‌اي تيره- سياه، به اَشكال جامد، نيمه‌جامه يا ويسكوز، با خاصيت چسبندگي كه با منشاء طبيعي يا پالایشگاهی، عمدتاً حاوي هيدروكربن‌هايي با وزن ملكولي بالا مي‌باشند. اين مواد بطور كامل در    دي‌سولفيد كربن(CS2  ) ، تري‌كلرو اتيلن (C2HCl3  ) و زايلن (C6H4(CH3)2  ) قابل انحلال می باشند . فشاربخار آن در دماي محيط قابل اغماض و در اين حالت تقريباً بدون بو است.

فراوان‌ترين و پركاربردترين نوع قير، قير نفتي است كه از نظر فيزيكي يك مادة همگن (Homogeneous  ) و از نظر شيميايي يك مخلوط ناهمگن (Heterogeneous  ) از تركيبات شيميايي مختلف مي‌باشد. اين مخلوط هيدروكربني ، عموماً شامل 90% اتم‌هاي كربن و هيدروژن و الباقي ، نیتروژن، گوگرد و اكسيژن  و مقادیرکمی از فلزات نیکل، آهن ، منیزیوم و... است . به طور کلی قیر از لحاظ رفتاری ماده ای است که در دمای محیط نه رفتار یک ماده الاستیک را دارد و نه یک ماده ویسکوز ، بلکه رفتار قیر شامل ترکیبی از این دو حالت یعنی ویسکوالاستیک می باشد .

قير يك سيستم شيميايي بر پايه كربن است كه در حدود 95-90 درصد آن از كربن و هيدروژن ساخته شده و لذا هيدروكربن ناميده مي شود . بقيه آن شامل دو نوع از اتمهاست : هترواتمها ( نيتروژن، اكسيژن وگوگرد) و فلزات (واناديم ،نيكل و آهن) كه همه اين اتمها بصورت تركيب در قير در طيف وسيعي از مولكول هاي گوناگون وجود دارند .

•هيدروكربنها : آلفاتيك ها (آلكانها)، سيكليكها (نفتن آروماتيكها) و حلقه هاي آروماتيك(آرنها)

•هترواتمها : (O,N,S)

•فلزات :  ((V,Ni,Fe

 

الف- هيدروكربنها :

اين مواد به آليفاتيكها ، سيكليكها و آروماتيكها با پيوند كووالانسي قوي دسته بندي مي شوند.

آليفاتيك ها : مولكولهاي خطي يا زنجيري شكل ، بطوريكه اتمهاي هر كربن به كربن بعدي بصورت زنجيري متصل است (مانند هگزان) .

سيكليك ها : يا نفتن آروماتيكها مانند سيكلوهگزان كه مثل هگزان، همان شش كربن داشته ولي با از دست دادن دو اتم هيدروژن ، يك حلقه را تشكيل مي دهند. از دست دادن دو اتم هيدروژن تاثير زيادي بر خواص شيميايي مولكول مي گذارد و علت اين امر نيز هم به سبب تغيير شكل مولكول و هم به خاطر بر همكنش تك تك اتمهاي مولكول بر يكديگر مي باشد.

آروماتيك ها : حلقه هاي آروماتيكي ، حلقه هاي مسطح و پايدار اتمهاي كربن هستند كه به آساني با يكديگر توده و انباشته مي شوند (پيوندهاي π- π آنها بسيار قطبي است).

ب- هترواتمها:

هترواتمها مي توانند جايگزين اتمهاي كربن در ساختمان مولكولي قير شوندو هر جند شيمي آنها با كربن متفاوت است ولي چون پيوندهاي هيدروژني بيشتري مي پذيرد لذا با تشكيل تجمع هاي بين مولكولها ، خواص شيميايي وفيزيكي خاصي ايجاد مي نمايند. اين پيوندها به خاطر قطبي شدن مولكولهاست كه هترواتمها در مولكول ايجاد مي نمايند. نوع و مقدار هترواتمها در قير بستگي به نفت خام و ميزان پيرشدگي آن دارد. مخصوصا گوگرد نقش مهمتري در پيرشدگي قير دارد زيرا در مقايسه با كربن و هيدروژن تمايل بيشتري به واكنش داشته و راحت تر از هيدروكربنها اكسيد مي شود. لذا هترو اتمها تاثير مهمي بر رفتار مكانيكي قير بجا مي گذارند .

ج- فلزات :

هر چند ميزان فلزات در قير بسيار ناچيز بوده ( كمتر از يك درصد) با اين حال نقش مهمي در فرآيند پيرشدگي قير بازي         مي كنند. ازفلزات موجود در قير مي توان رد پاي منشاء نفت خامي را كه قير از آن توليد شده، پيدا نمود.مجموعه هيدروكربنها ، هترواتمها و فلزات در ميليونها مولكول تركيب شده و قير را ايجاد مي نمايند. هر قير ، مجموعه و ترتيبي منحصر به فرد از اين مولكولها را دارد كه اين مولكولها به طريق مختلف برهم كنش هايي با يكديگر دارند كه در نتيجه بر رفتار شيميايي و تجمع يافتگي آنها موثر است.

JoomShaper