【معلومات علمية بسيطة عن البوليمرات والمواد】– 32: “النظارات البلاستيكية”، وهي مواد بوليمرية تُستخدم في صناعة النظارات، + الأشخاص الذين ينظرون إلى البحر

Thread Content

عدسات الراتنج؟ عدسات الراتنج البصري هي مادة عضوية، تتكون من سلاسل جزيئية عالية الوزن، مرتبطة مع بعضها البعض لتشكيل شبكة ثلاثية الأبعاد. التركيب البيني بين الجزيئات مرن نسبيًا، وهناك مساحة بين سلاسل الجزيئات تسمح بحدوث انتقال نسبي بينها. معدل نفاذية الضوء لدى هذه العدسات يتراوح بين 84% و90%، أي أنها تتمتع بقدرة جيدة على نقل الضوء، كما أن عدسات الراتنج البصري قوية في مقاومة الصدمات. الراتنج هو مادة كيميائية من نوع الهيدروكربونات، تنتجها أنواع مختلفة من النباتات، وخاصة نباتات الصنوبريات. يُعتبر مهمًا بسبب تركيبته الكيميائية الخاصة وقدرته على استخدامه كطلاء لاتكس ومادة رابطة. إنه مزيج من العديد من المركبات البوليمرية، ولذلك فإن له نقاط انصهار مختلفة. يمكن تقسيم الراتنجات إلى راتنجات طبيعية وراتنجات صناعية. هناك أنواع كثيرة جدًا من الراتنجات، وتُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الخفيفة والثقيلة، كما يمكن رؤيتها بشكل متكرر في الحياة اليومية، مثل البلاستيك والنظارات المصنوعة من الراتنج والطلاءات وغيرها. العدسات الراتنجية هي عدسات يتم تصنيعها من خلال معالجة كيميائية للراتنج وصقله. معلومات عن خصائص النوع: CR-39، هذه المادة هي اختصار لـ “أسيتات الديغليسول الأكريلي”، وتُعرف أيضًا باسم راتنج كولومبيا. يمكن الاطلاع على مزيد من التفاصيل على الرابط التالي: http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=b1b9766f0a46f21fcd345951c6256b31/d1a20cf431adcbef107a4692acaf2edda2cc9fd3.jpg. إنها عدسات مصنوعة من راتنج ADc، وهي تعتبر من المواد الحرارية الصلبة. من الخصائص الفيزيائية لهذا المادة:
1.1 معامل الانكسار (عند درجة حرارة 23 درجة مئوية): 1.498
1.2 رقم آبي: 53.6
1.3 نسبة النفاذية: 92%
1.4 الكثافة: 1.32 جرام/سم²
1.5 درجة التشوه الحراري: 140 درجة مئوية
1.6 صلابة روكويل: M100
1.7 معامل التمدد الحراري: 9–10×10⁻⁵/°مئوية

تتمتع مادة CR-39 أيضًا بمزايا مثل سهولة التلوين، ومقاومتها للصدمات، بالإضافة إلى استقرارها الكيميائي. تم تطوير هذه المادة في السبعينيات من القرن الماضي من قبل شركة PPG الأمريكية، ومنذ ذلك الحين تطورت بسرعة. بدأت الصين في إنتاج هذه المادة منذ الثمانينيات من القرن الماضي. العدسات المصنوعة من هذه المادة هي الأنسب لتصحيح الرؤية لدى طلاب المدارس الابتدائية والثانوية والأطفال، بالإضافة إلى استخدامها في النظارات الواقية ونظارات قراءة الكتب. أما بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من درجات عالية من ضعف البصر، فإن العدسات تكون سميكة، لذلك يتم استخدام عدسات مصنوعة من راتنجات ذات معامل انكسار متوسط إلى عالٍ. يُعرف PM MA باسم البلاستيك العضوي، أي بولي ميثيل ميثاكريلات، وهو ينتمي إلى المواد البلاستيكية الحرارية. خصائصه الفيزيائية هي كالتالي:
2.1 معامل الانكسار (عند درجة حرارة 23 درجة مئوية): 1.49
2.2 رقم آبي: 57.4
2.3 معدل النفاذية: 92%
2.4 الكثافة: 1.19 جرام/سم³
2.5 درجة التشوه الحراري: 65–100 درجة مئوية
2.6 صلابة روكويل: M80–100
2.7 مقاومة الصدمات: 2.2–2.8 كيلوجول/م²
2.8 معامل التمدد الحراري: 7×10⁻⁵/°مئوية
2.9 معدل الامتصاص المائي: 2%
يمكن لمادة PMMA أن تذوب في الكلوروفورم وثنائي كلورواليفين والبروبان والبنزين وحمض الفورميك، لكنها لا تذوب في الماء أو الميثانول أو الإيثانول أو البنزين. يتمتع الـ PMMA بمزايا مثل الوزن المنخفض والسعر المناسب، كما أنه سهل التشكيل، خاصة عن طريق الحقن، مما يسمح بإنتاجه بكميات كبيرة. تم تصنيع عدسات النظارات في خمسينيات القرن الماضي، لكن بسبب قابليتها للتشوه عند التعرض للحرارة وضعف مقاومتها للتآكل، لم يتم استخدامها على نطاق واسع في صناعة النظارات. في الوقت الحالي، يُستخدم غالبًا في عدسات النظارات الشمسية المنخفضة الجودة. PC هو بولي كربونات، وهو ينتمي إلى المواد البلاستيكية الحرارية. الخصائص الفيزيائية هي كالتالي:
3.1 معامل الانكسار (عند درجة حرارة 23 درجة مئوية): 1.585
3.2 رقم آبيه: 30.3
3.3 نسبة النفاذية: 89%
3.4 الكثافة: 1.2 جرام/سم³
3.5 درجة التشوه الحراري: 120–140 درجة مئوية
3.6 صلابة روكويل: M70–118
3.7 مقاومة الصدمات: 80–100 كيلوجول/م²
3.8 معامل التمدد الحراري: 6.6×10⁻⁵/°مئوية
3.9 نسبة الاستيعاب المائي عند الإشباع: 0.4%

هذا المادة شفافة ولونها أصفر فاتح، ولا يسهل تلوينها. إنها صلبة ولكنها في نفس الوقت مرنة، كما أن قوتها في مقاومة الصدمات عالية جدًا، حيث تزيد عن قوة مادة CR-39 بعشرة أضعاف. تعتبر من أفضل المواد البلاستيكية من حيث الخصائص، ويمكن تصميمها بسمك رقيق جدًا، حيث أن السمك الأدنى المطلوب هو 1.0 مم. كما أن اختبار السقوط لا يُظهر أي مشاكل في هذه المادة. يتمتع باستقرار جيد تجاه الحرارة وإشعاع الطاقة الحرارية والهواء والأوزون. علاوة على ذلك، فإنها تمتص كل أشعة الأشعة فوق البنفسجية التي تقل طول موجتها عن 385 نانومتر، مما يجعلها عدسات آمنة حقًا. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتمتع بمقاومة عالية للحرارة، ومقاومة للزيوت ومواد التشحيم والأحماض، كما أن قدرته على امتصاص الماء منخفضة. ولديه استقرار في الأبعاد عالٍ جداً، وهو أيضاً مادة صديقة للبيئة يمكن استخدامها مرات عديدة. يطلق الكثيرون في الولايات المتحدة عليه اسم “عدسة القرن الحادي والعشرين الرائدة”. العيوب هي الإجهاد العالي، وسهولة التشقق، وضعف التوافق مع الراتنجات الأخرى، وارتفاع معامل الاحتكاك، بالإضافة إلى عدم وجود خاصية التزليق الذاتي. صعوبة المعالجة كبيرة، وحاليًا لا يمكن في الداخل إنتاج سوى نظارات الشمس والنظارات العادية، أما العدسات البصرية فلا تزال تعتمد على الاستيراد. يتفائل العديد من خبراء الصناعة بهذه المادة، ويعتقدون أن رقائق PC ستهيمن على سوق عدسات النظارات في الصين بعد بضع سنوات. الخصائص؟ أ. كثافة منخفضة: بسبب المسافات بين سلاسل الجزيئات، فإن عدد الجزيئات في وحدة الحجم قليل، وهو ما يحدد مزايا العدسات المصنوعة من الراتنج: الكثافة المنخفضة والوزن الخفيف، حيث يكون وزنها ثلث إلى نصف وزن العدسات الزجاجية ； ب. معامل الانكسار معتدل: بالنسبة لراتنج CR-39 الأكريليكي ثنائي الجليسرول الكربوناتي العادي، فإن معامل الانكسار يتراوح بين 1.497 و1.504، أما أعلى معامل انكسار للعدسات الراتنجية المتوفرة في سوق النظارات في شنيانغ حاليًا، فهو للعدسات الراتنجية غير الكروية الرقيقة جدًا من نوع نيكون اليابانية، حيث يبلغ معامل الانكسار لها 1.67. أطلقت شركة نيكون اليابانية عدسات بوليمرية بمعامل انكسار 1.74. ج. صلابة السطح أقل من صلابة الزجاج، مما يجعله عرضة للخدوش بسبب الأجسام الصلبة، لذا يلزم معالجته لزيادة صلابته، والمادة المستخدمة في ذلك هي ثاني أكسيد السيليكون، لكن صلابته لن تصل أبدًا إلى صلابة الزجاج. لذلك، يجب على الشخص الذي يرتديهم الانتباه إلى صيانة العدسات ； د. مرونته عالية، وذلك بسبب وجود مساحة يمكن أن تتحرك فيها سلاسل جزيئات المواد العضوية، مما يجعل قوته النسبية تبلغ 23-28 ضعف قوة الألواح الزجاجية. وهذا يحدد خاصية أخرى مهمة لألواح الراتنج، وهي مقاومتها العالية للصدمات. أوروبا والولايات المتحدة واليابان **تحظر على الأطفال دون سن السادسة عشر ارتداء النظارات ذات العدسات الزجاجية** ； هـ. الوظائف المساعدة: يمكن إضافة ميزات للحصول على حماية ضد الأشعة الضارة وتغيير اللون وغيرها من الوظائف. واو. قابلية المعالجة: ممتازة، يمكن إجراء معالجات متنوعة سواء بإستخدام إطار كامل، أو إطار جزئي، أو بدون إطار. كما يمكن إجراء صبغة نفاذية لصبغ العدسات باللون المفضل لدى الشخص. ز. الخصائص الكيميائية: نظرًا لأنه مركب عضوي، فإن ارتداءه في بيئات حمضية أو قلوية ممنوع تمامًا. ح. الخصائص الحرارية: لا يجوز استخدامه في بيئات تتجاوز درجة حرارتها 60 درجة مئوية، وإلا فإن طبقة تقليل الانعكاس ستتشقق، بل قد يؤدي الأمر إلى انفصال هذه الطبقة. أولاً: السعر: يختلف حسب الجودة والوظائف والعلامة التجارية والفئة. ج. تصميم أبعاد العدسات: تنص معايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية “F.D.A” على أن السمك المركزي للعدسة يمكن أن يكون 0.6 ملم كحد أدنى، لكن متطلبات القوة تقل في هذه الحالة. لذلك، يقوم المصنعون في أوروبا والولايات المتحدة واليابان بتصميم العدسات المخصصة لحالات قصر النظر أو طول النظر التي تزيد درجتها عن 100 درجة بحيث يكون سمكها المركزي أكثر من 1.0 ملم، وذلك لضمان قوة العدسة بشكل عام.