【معلومات علمية بسيطة عن البوليمرات والمواد】--شرح مفصل رقم 36 لدور المواد المضافة في المواد البوليمرية، يستحق التوعية +ljtjbx

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة ljtjbx في تاريخ 2015-11-23 الساعة 10:17. إن إضافات المواد البوليمرية هي مجموعة من المواد التي يمكنها تحسين خصائص المواد، أو مساعدة في عملية التصنيع، أو منح المواد خصائص جديدة. وهي تعتبر مكونات وظيفية مهمة في المواد البوليمرية، وتُعرف أيضًا باسم المواد المساعدة. المواد المضافة بكميات كبيرة، والتي تُعد مكونات أساسية للمنتج وتؤثر بشكل كبير على شكله وهيكله وخصائصه، لا تُصنف عادة ضمن فئة المواد المساعدة. 1. المخففات (مواد التليين) ； هذا هو أكثر المواد المضافة شيوعًا في مجال البلاستيك، ويبدو أن حادثة المواد الملدنة في تايوان التي وقعت قبل بضع سنوات لا تزال عالقة في الأذهان. إذا فُهمت البلاستيكات حرفيًا، فهي مواد يمكن تشكيلها، ويمكن اعتبار المواد المخمرة أدوات لزيادة قابلية تشكيل البلاستيك. الجزء الرئيسي من البلاستيك هو البوليمرات، ولا يوجد استثناء ； المفهوم الأساسي للجزيئات البوليمرية هو أن وزنها الجزيئي كبير جدًا، ومن الناحية المجهرية، فإنها تتكون من سلاسل جزيئية طويلة للغاية، وأبسط شكل لها يشبه شكل العقرب. من المنظور الكلي، يتعلق رهاب الأشياء المكثفة بتجنبها؛ يمكن للآخرين أن يتخيلوا شعور التعرض لآلاف الدود السحلية الملتفة حول الجسم (الرأس يصبح مشوشًا، دعونا نهدأ قليلاً، لنستخدم تشبيهًا آخر، ونتجاهل الروابط الجانبية) ； عندما يكون الضفيرة مشدودة جدًا، فإنها لا تتشكل بسهولة، لذلك من الضروري تحويل الضفيرة إلى ضفيرتين منفصلتين. أولاً، يجب فك الضفيرة قليلاً. أما الطريقة الأكثر شيوعًا للتعامل مع المواد البوليمرية فهي التسخين، ثم ربط الضفيرة مرة أخرى – أي تثبيت شكلها، وذلك باستخدام طرق مثل النفخ أو البثق. لكن خصائص البوليمرات متفاوتة، فبعضها يتلف بسهولة أثناء عملية “التفكيك”， وأبرز مثال على ذلك هو PVC؛ حيث يتطلب المعالجة بدرجة حرارة تصل إلى 170 درجة مئوية، لكن في درجة 140 درجة مئوية، يبدأ هذا المادة في إطلاق غاز كلوريد الهيدروجين، أي غاز الهيدروكلوريك، وهو أمر مزعج للغاية. لنفكر للحظة، ماذا لو تشابك الشعر بعد النوم وأصبح من المستحيل تمشيطه؟ ربما يختار البعض ارتداء هذه التسريحة كتسريحة جديدة، لكن معظم الناس سيفضلون غسل شعرهم. لذلك، فكر العلماء في هذا الحل أيضًا؛ وذلك بإضافة مواد مخمرة إلى PVC، مما يسمح بمعالجته في درجة حرارة 140 درجة. اختيار المادة المرنة أيضًا يعد علمًا خاصًا، تمامًا كما لا يمكننا استخدام زيت السمسم لغسل الشعر. معظم المواد المرنة المستخدمة في PVC هي من فئة الفثالات، ومن بينها مادة DEHP التي يُنتقدها الكثيرون. بما أن الحديث يدور عن الفوائد، فلن لا نتحدث كثيرًا عن موضوع الصحة هنا. من الجدير بالذكر أن المادة المخففة للبلاستيك تترسب بسهولة، مما يؤثر على جودة المنتج. وحتى في حال عدم ترسبها، فإن قوة البلاستيك تنخفض. لذلك، تسعى شركات معالجة البلاستيك إلى عدم استخدام هذه المادة قدر الإمكان. من ناحية الكمية، فإن المادة المخففة المستخدمة في بلاستيكي PVC وPVDC تشكل أكثر من 90% من إجمالي كمية المواد المخففة المستخدمة في صناعة البلاستيك، وهو ما يؤكد ذلك أيضًا. لذلك، يجب التعامل مع القول بأن "كل المواد البلاستيكية تحتوي على مواد مخمرة" بتشكك. 2. مواد تحسين المرونة: من السهل الخلط بينها وبين المواد المرنة، فبعض المواد المرنة يمكن استخدامها أيضًا كمواد لتحسين المرونة، وذلك لأن مبدأ عمل كلا النوعين هو تغيير خصائص التبلور لدى البوليمرات. لكن من حيث مواصفات المنتج، فإن الاثنين في الواقع مختلفان. لنستخدم الشعر كمثال مرة أخرى؛ فالمواد المُلدنة تشبه الماء، ووظيفتها الأساسية هي التحكم في عملية المعالجة، أما المواد المُقوية فهي تشبه البلسم، ووظيفتها الأساسية هي التحكم في المراحل اللاحقة من استخدام الشعر. بعض أنواع البلاستيك هشة جدًا، وعند استخدامها يشعر المرء وكأنها زجاج، فهي تتحطم عند سقوطها على الأرض، ومن الواضح أن استخدامها ليس مريحًا. الكثير من الناس يفضلون المنتجات البلاستيكية لأنها لا تتحطم بسهولة. مهمة مواد التقوية هي حل هذه المشكلة. بالنسبة للبلاستيك PVC، فإن المادة المخففة تعمل أيضًا كمادة مقوية للمرونة، لكن مواد تقوية المرونة في البلاستيكات الأخرى متنوعة للغاية؛ حيث يتم استخدام البوليمرات مثل المطاط مباشرة كمواد مقوية للمرونة. ٣. مضادات الأكسدة: إذا كنت تهتم بمشاكل صحة المنتجات الغذائية الجاهزة، فمن المحتمل أنك سمعت عن مادة BHT، وقد تم ذكرها في التقارير منذ بضع سنوات. يعتبر BHT أكثر مضادات الأكسدة من نوع الفينول شيوعًا، ويُستخدم على نطاق واسع في صناعة البلاستيك، كما أنه ضروري تقريبًا في صناعة معالجة المواد. البلاستيك هو بوليمر عضوي، وجزيئاته في الحقيقة هشة للغاية؛ فإذا تعرضت للأكسجين في درجات حرارة عالية، فإن ذلك يشكل خطرًا كبيرًا، تمامًا كما لو أن فتاة شابة ترتدي ملابس بسيطة تسير في شوارع خالية في وقت متأخر من الليل. نحن جميعًا نعلم أن السبب وراء بعض الأمور التي لا ينبغي أن تحدث هو الأكسجين، ولا علاقة للبوليمرات بهذا الأمر، لكن قوة الأكسجين كبيرة جدًا، فالأرض لا يمكنها الاستغناء عنه، لذا يتعين علينا تزويد البوليمرات بطبقات إضافية، أي المضادات الأكسدة، حتى عندما يلتقي البوليمر بالأكسجين، يمكنه خلع هذه الطبقات وبالتالي تجنب حدوث عواقب أسوأ. هذا في الأساس هو دور مضادات الأكسدة. ٤. مواد مقاومة للحريق: لا تُستخدم مواد مقاومة الحريق بكثرة في صناعة البلاستيك، لكنها مهمة جدًا. فإذا قامت صناعة تصنيع البلاستيك لدينا بإنتاج البلاستيك المقاوم للحريق وفقًا للمعايير، فسيقل خطر الحرائق إلى حد كبير. لذا، دعوني أضيف جملة شخصية أخرى: في الوقت الحالي، مشكلة المواد المضافة في صناعة معالجة البلاستيك في الداخل لا تقتصر فقط على الإفراط في استخدامها، بل هناك أيضًا مشكلتا الاستخدام الخاطئ والاستخدام غير الكافي، والمشكلتان الأخيرتان أكثر خطورة. إن فائدة المواد المضافة في حمايتنا تفوق بكثير أي ضرر قد تسببه. وظيفة مواد المقاومة للحريق بسيطة، فهي تعمل على إبطاء سرعة الاشتعال. وغالبًا ما تكون هذه المواد تحتوي على الفوسفور والكلور، حيث تنتج جذورًا حرة بسرعة، وبالتالي تمنع انتشار النار.