❞ كتاب اللدائن ❝ ⏤ د. عبداللطيف السامرائي

يصف اللدائن ومصادرها الطبيعية والصناعية وأهم خواصها

تأليف:

د. عبداللطيف رشاد السامرائي


اللدائن (البلاستيك) plastique مركبات ذات جزيئات كبيرة macromoléculaires تنتج من الراتنجات résines المحضّرة كيمياوياً وعلى مستوى صناعي، يضاف إليها غالباً بعض
المواد المساعدة adjuvants lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'> كالملوِّنات، والملدنات، والمثبتات، ومواد التسليح والتقوية
وغيرها، وذلك لتعديل بعض خواصها كالمقاومة الميكانيكية، واللدونة، ومقاومة
الأكسدة، وثبات الأبعاد، والتلوين، وغيرها، وكذلك لتسهيل عملية التصنيع.

إن معظم الراتنجيات عادة مختلفة كيمياوياً،
لكنها تجمع فيما بينها نقطة مشتركة، وهي أنها مزيج صلب أو سائل من جزيئات ضخمة ذات
كتل كبيرة أو متوسطة، أي بوليميرات polymères، تشكل طبقة من طبيعة عضوية أو نصف عضوية؛ وتنتج من تفاعل طبيعي أو
اصطناعي، مثل تفاعل البلمرة polymérisation.

و«البوليمير» هو جزيء كبير أو طويل السلسلة
يتكون من ترابط عدد كبير من المقاطع الأحادية motifs، أو الجزيئات الكبيرة monomères، يرتبط بعضها مع بعض بوساطة روابط تكافؤية liaisons
covalentes؛ لتشكل طبقة واضحة مميزة
قد تكون مضغوطة أحياناً، وقد يكون لها تشعبات أحياناً أخرى. فإذا كانت الوحدات
المكونة متماثلة فالناتج «بوليمير»، أما إذا كانت مختلفة فالناتج يكون «بوليمير»
مشتركاً copolymèrs lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'>.

ولابدّ من الإشارة إلى أن مشتقات «البوليمير»
تتضمن أساساً المواد البلاستيكية والمواد المطاطية (المطاط caoutchoucs)، وهذان الفرعان مختلفان من حيث الصفات الفيزيائية والكيمياوية
والميكانيكية.


طائرة هيكلها من اللدائن

حوض سباحة من اللدائن

تصنيف اللدائن

هناك العديد من تصنيفات هذه المركبات أهمها:

1ـ التركيب الكيمياوي للمقاطع.

2ـ نموذج عملية البلمرة.

3ـ بحسب المنشأ.

فالتركيب الكيمياوي للمقاطع dir=LTR>motif monomère style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'>
يسمح بتصنيف «البوليمير» إلى نوعين:

1ـ «بوليمير» خطي polymère
linéaire (البلاستيك الحراري dir=LTR>thermoplastique style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'>).

2ـ «بوليمير» ثلاثي الأبعاد dir=LTR>tridimensionnelles style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'>
(البلاستيك المتصلّب حرارياً thermodurcissable).

وهناك تركيبان وسطيان بين اثنين، هما:
«البوليمير» المتشعب polymère ramifiée lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'> و«البوليمير الصفائحي» polymère lamellaire، ولا يمكن إلا بصعوبة تصنيفها لأحد النوعين السابقين. وإن أياً من
هذه التصنيفات له حدود ضيقة، ويتخذ أساساً تابعاً للتطبيقات المستعمل من أجلها.

ولما كانت الحرارة والضغط من المؤثرات الأساسية
على سلوك المواد البلاستيكية عامة، وفي أثناء عمليات التصنيع المرغوبة بالدرجة
الأولى، فإنه يمكن تقسيم المواد البلاستيكية إلى قسمين كبيرين يمكن فهمهما من خلال
النموذجين الآتيين:


سياج وكراسي من اللدائن
المقواة

أجزاء مكنات صناعية من
اللدائن
1ـ لدائن تدعى بلاستيكاً حرارياً dir=LTR>thermoplastique style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'>،
تصنع بتبريد المادة قبل إزالة الضغط عنها من أجل المحافظة على الشكل الجديد
المكتسب.

يمكن مقارنة هذه المواد بشمع العسل dir=LTR>cire، حيث إن هذا الشمع صلب
بدرجة الحرارة العادية، لكنه يلين بتأثير درجة حرارة أعلى ويمكن من ثم قولبته.
ويتصلب مجدداً بعد التبريد، ويحافظ على الشكل الجديد المعطى له، ويمكن تكرار هذه
العملية مرات غير محدودة. ويمكن لمواد البلاستيك الحراري أن تسلك السلوك نفسه، أي
إن دورة التحويل بالضغط والحرارة قابلة للانعكاس.


أردية ملونة من اللدائن لراكبي
الدراجات

أزرار من اللدائن
2ـ مواد البلاستيك المتصلب حرارياً dir=LTR>thermodurcissable style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'>
أو thermorigide lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'> ويمكن تمثيل هذه المواد بالخرسانة (مزيج الإسمنت والرمل)، وهي
تتصلب نتيجة تفاعل كيمياوي مع الماء، فالإسمنت هنا رابطة بين حبيبات الرمل.
والرمل هنا يمثل الحمل charge lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'> أو الحشوة لتخفيض الكلفة وتحسين الخواص الميكانيكية للمجموعة. أما
التعديل الذي طرأ في لحظة التفاعل الكيمياوي مع الماء فنهائي، ينتج منه جسم صلب
يحافظ على الشكل الجديد المصبوب. ودورة التحويل بالضغط والحرارة غير قابلة
للانعكاس.

الخواص الفيزيائية والميكانيكية للدائن

إن نظرية المرونة élasticité التي طرحها هوك Hook lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'> ونظرية اللدونة plasticité التي قال بها كولومب Coulomb غير ملائمتين تماماً لدراسة السلوك الميكانيكي «للبوليمير» من
الوجوه كلها، وهناك العديد من التوضيحات والأمثلة التي تعبر عن ذلك منها:

إن بعض المفاهيم التي يمكن أن توصف بها المواد
التقليدية كالمعادن، مثل المطاوعة ductilité والهشاشة fragilité lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'>، ليس لها أي مدلول في المواد البلاستيكية الحرارية، إذ يمكن تكييف
بعض أنواع السيليكون silicones lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'> كما يكيف العجين، ولا مرونة فيه تماماً عندما يشد شداً بطيئاً،
لكنه ينقطع عند شده بسرعة. وإن لوحاً من كلوريد البوليڤينيل (polyvinyl chloride) PVC يمكن فتله حول نفسه من دون أن ينهار، لكنه ينكسر بالصدم. وإذا
عُرِّضت مادة بلاستيكية لقوة ثابتة فإن تشوهها (انفعالها) يزداد مع الزمن، ولا
يخضع للحمل فقط بل للزمن كذلك.

لقد اهتمت الريولوجيا(علم الدفق) dir=LTR>rhéologie التي تأسست عام
1929 باللزوجة المرنة viscoélastique lang=AR-SA style='font-size:14.0pt;font-family:"Simplified Arabic"'> واللزوجة اللدنة viscoplasticité، وجرت دراسات مكروريولوجية microrhéologie عديدة لربط الظواهر الميكانيكية الملاحظة عملياً بالتركيب الجزيئي
للمادة (كيمياوياً).

ففي المجال الخطي تكون حالة المادة محددة بمعادلة
تفاضلية؛ وسلوك المادة، يمكن التعبير عنها بالنماذج «الريولوجية» العادية التي
يمكن أن تكون عناصر كهربائية (مقاومات، مولدات، ساحة مغنطيسية وغيرها) وهي الأكثر
شيوعاً واستعمالاً، حيث تربط على التسلسل أو التفرع أو الاثنين معاً حسب سلوك
المادة.


..............................


د. عبداللطيف السامرائي - ❰ له مجموعة من الإنجازات والمؤلفات أبرزها ❞ مسائل محلولة في الأستاتيكا من كتاب مريام(الجزء الأول) ❝ ❞ السلامة الصناعية و الأمن الصناعي ❝ ❞ الأنابيب و أوعية الضغط ❝ ❞ إدارة وتخطيط الصيانة ❝ ❞ اللدائن ❝ الناشرين : ❞ جميع الحقوق محفوظة للمؤلف ❝ ❱
من الهندسة الميكانيكية - مكتبة كتب الهندسة والتكنولوجيا.