اقرأ في هذا المقال
ما هي اللدائن؟
اللدائن (إلاستومر) هي أي مادة مطاطية تتكون من جزيئات طويلة شبيهة بالسلسلة، أو بوليمرات، قادرة على استعادة شكلها الأصلي بعد تمددها إلى نطاقات كبيرة، ومن هنا جاء اسم المطاط الصناعي، من “بوليمر مرن”. في ظل الظروف العادية، يتم لف الجزيئات الطويلة المكونة للمادة المرنة بشكل غير منتظم. لكن مع تطبيق القوة، تستقيم الجزيئات في الاتجاه الذي يتم سحبها فيه. عند الإطلاق، تعود الجزيئات تلقائيًا إلى ترتيبها العشوائي المضغوط الطبيعي.
المطاط الصناعي وهو نوع من أنواع اللدائن الذي يتمتع بأطول تاريخ من الاستخدام هو البولي إيزوبرين، وهو مكون البوليمر للمطاط الطبيعي، وهو مصنوع من مطاط حليبي لأشجار مختلفة وغالبًا ما تكون شجرة المطاط (Hevea). لا يزال المطاط الطبيعي بوليمرًا صناعيًا مهمًا، لكنّه الآن ينافس عددًا من المواد التركيبية، مثل مطاط ستايرين بوتادين ومطاط بوتادين، المشتقة من المنتجات الثانوية للبترول والغاز الطبيعي.
ما هي اللدائن المرنة؟
تعتبر اللدائن المرنة فريدة من نوعها للبوليمرات وتظهر امتدادًا غير عادي قابل للانعكاس مع تباطؤ منخفض ومجموعة دائمة صغيرة. إنّها البوليمرات المثالية التي تخلصت من التفاعلات الجزيئية، وقيود التبلور وصلابة السلسلة. تتميز اللدائن الشائعة بمعامل منخفض مميز، على الرغم من ضعف مقاومة التآكل والمواد الكيميائية.
تمّ وضع المفاهيم النظرية للديناميكا الحرارية والحركية الخاصة بهم، وقد تم تطبيق هذه المعرفة لتوسيع خصائصها من خلال تصميم الهياكل الكيميائية والجزيئية، أو عن طريق التعديل عن طريق التحكم في الربط المتشابك أو المزج أو إضافة مواد الحشو.
المطاط الطبيعي وهو من أهم أنواع اللدائن المرنة، هو مادة البداية لإدخال المواد الكيميائية التي تقدم التخميد ومقاومة التآكل ومعامل أعلى من خلال البلمرة المشتركة والمجموعات الوظيفية المتفاعلة. تظهر الذرات غير المتجانسة مثل الفلور والسيليكون والأكسجين والنيتروجين لتمديد الخصائص وإعطاء مقاومة كيميائية. تتحرك اللدائن اللدائن الحرارية إلى ما وراء الأنظمة المعالجة النموذجية بسبب تكوين بوليمرات مشتركة ذات مرحلتين. أخيرًا، يتم النظر في التعديل عن طريق أنظمة الحشو والممزوجة، تليها مقدمة لتشكيل مواد الذاكرة وتعليق موجز على الاتجاهات المستقبلية. لا تزال الخصائص الفريدة والمتنوعة والأداء للإلاستومر مجالًا رائعًا للعلوم والتطبيقات.
ما هي أمثلة اللدائن؟
فيما يلي أمثلة على اللدائن مع تطبيقاتها:
- المطاط الطبيعي: يستخدم في صناعة السيارات وفي صناعة الأنابيب الطبية والبالونات والمواد اللاصقة.
- البولي يوريثين: يستخدم في صناعة النسيج لتصنيع الملابس المرنة مثل الليكرا.
- بولي بوتادين: يستخدم لتوفير مقاومة التآكل في عجلات المركبات.
- السيليكون: يستخدم في صناعة الأطراف الصناعية ومواد التشحيم لما لها من مقاومة كيميائية وحرارية ممتازة.
- النيوبرين: يستخدم في صناعة البدلات الرطبة وفي الأحزمة الصناعية.
خصائص اللدائن
- درجة الحرارة: تختلف درجة حرارة العمل المحددة لللدائن اعتمادًا على عوامل مثل توافق الوسائط وتصميم الختم والتشغيل الديناميكي والثابت.
- مرونة درجات الحرارة المنخفضة: يمكن دراسة معدل استرجاع مادة اللدائن المرنة عن طريق تعريض المادة لانكماش درجات الحرارة المنخفضة.
- الصلابة: يتم قياس مقاومة المادة تجاه قوة التشوه لفترة زمنية محددة عن طريق قياس الصلابة. إنّه يختلف من مادة إلى أخرى. تتشوه المركبات اللينة بسهولة ولها احتكاك مرتفع بينما، تتمتع المركبات الصلبة بمقاومة عالية واحتكاك منخفض.
- الشيخوخة: تساعد هذه الخاصية على فهم سلوك المادة عند تعرضها للحرارة. إذا تم دفع اللدائن إلى ما هو أبعد من مقاومتها للشيخوخة، فسوف تعاني من التصلب والتشقق والانقسام.
- اللون: يستخدم التلوين بشكل أساسي للتمييز بين الدرجات المركبة بناءً على استخدامها.
- استطالة عند الكسر: تُستخدم هذه الخاصية لاختبار لحظة التمزق عندما تكون المادة تحت ضغط الشد.
ما هي تطبيقات إللدائن؟
تلعب اللدائن دورًا أساسيًا وواسع الانتشار في الحياة اليومية نظرًا لمرونتها ومرونتها وعدم قابليتها للذوبان والعديد من الميزات البارزة. من بعض تطبيقاتهم ما يلي:
- المركبات ذات المحركات: لا تذوب بعض اللدائن مثل المتصلب بالحرارة بسهولة، ممّا يجعلها فعالة في بناء الأختام وإطارات المكونات المختلفة في جميع أنحاء تصميم السيارة. خاصة تلك المكونات التي ستتعرض للحرارة أثناء التشغيل.
- توفر مادة نوع بولي بوتادين مقاومة تآكل غير عادية ومن ثم فهي مفضلة في إطارات البناء.
- المنتجات الاستهلاكية: تشتمل على أكبر مجموعة من المنتجات بدءًا من نعل الحذاء وحتى اللهايات والعديد من المنتجات المتنوعة الأخرى.
- الإنشاءات: المواد اللاصقة ومانعات التسرب المطوية تحت اللدائن، وهي جزء لا مفر منه في أي منشآت. خاصة لسد الفجوات.
