ما هو البلاستيك؟

يتواصل الناس مع البلاستيك بشكل يومي تقريباً، فما هو البلاستيك؟

البلاستيك عبارة عن بوليمرات مكوناتها الرئيسية هي الراتنجات الاصطناعية. بالإضافة إلى ذلك، يتم إضافة بعض الإضافات ذات الأغراض الخاصة حسب الحاجة، مثل الملدنات التي يمكنها تحسين اللدونة، ومضادات الشيخوخة التي تمنع تقادم البلاستيك، وما إلى ذلك.

على الرغم من أن الوزن الجزيئي النسبي للبوليمر كبير جدًا، إلا أن تكوينه ليس معقدًا، كما أن هيكله يتبع قواعد معينة. يتم تصنيعها عن طريق بلمرة جزيئات صغيرة، مثل بلاستيك البولي إيثيلين، الذي يتم تصنيعه عن طريق بلمرة جزيئات الإيثيلين.

عند تسخين بلاستيك البولي إيثيلين إلى نطاق درجة حرارة معين، سيبدأ في التليين حتى يذوب ويتحول إلى سائل متدفق. يتحول البولي إيثيلين المنصهر إلى صلب مرة أخرى عند تبريده، ويذوب مرة أخرى إلى سائل عند تسخينه، وهي ظاهرة تُعرف باللدونة الحرارية. البولي إيثيلين، وكلوريد البوليفينيل، والبولي بروبيلين كلها مواد بلاستيكية حرارية. وبعض المواد البلاستيكية لا يمكن أن تصبح لينة إلا عند تسخينها أثناء عملية التصنيع، ويمكن تشكيلها في شكل معين. بعد المعالجة والتشكيل، لن تذوب بالحرارة وهي مواد بلاستيكية بالحرارة (تصلد بالحرارة)، مثل الراتنج الفينولي.

لماذا تحدث الظواهر المذكورة أعلاه؟ هذا لأن المواد البلاستيكية الحرارية لها هيكل خطي طويل يشبه السلسلة. على سبيل المثال، ترتبط السلاسل الطويلة للبولي إيثيلين وكلوريد البوليفينيل بروابط C-C، وتتحد هذه السلاسل الطويلة بواسطة قوى بين الجزيئات. عند تسخينها، تهتز هذه السلاسل الطويلة بشكل أسرع، مما يضعف القوة بين الجزيئات بين السلاسل، ويحدث انزلاق مقابل بين السلاسل الطويلة، لذلك يذوب البلاستيك ويتحول إلى سائل. عند تبريدها، تنخفض الطاقة الموجودة في السلاسل الطويلة، وتصبح المسافة أقرب، ويزداد الجذب المتبادل، لذلك تتصلب مرة أخرى.

المواد البلاستيكية التي تصلد بالحرارة تكون أيضًا في شكل سلاسل طويلة في المرحلة المبكرة من التكوين، وستلين عند تسخينها، ويمكن تشكيلها في شكل معين. ومع ذلك، عندما يتم تسخين البلاستيك الذي يصلد بالحرارة بشكل أكبر، ستتكون روابط تساهمية بين السلاسل، مما يؤدي إلى بعض التشابك، وتشكيل هيكل شبكي على شكل جسم، وتصلب وتشكيل. عند إعادة تسخينها، يتم تقييد انزلاق جزيئات السلسلة ولا تذوب.

هناك أنواع عديدة من البلاستيك وتختلف استخداماتها. على سبيل المثال، يتمتع البولي إيثيلين بعزل كهربائي جيد، ومقاومة للتآكل الكيميائي، ومقاومة للبرودة، وغير سام. يمكن تحويله إلى فيلم، ويستخدم كمواد تغليف للأغذية والأدوية، وكذلك الضروريات اليومية، ومواد العزل، والأنابيب، وما إلى ذلك؛ في حين أن كلوريد البوليفينيل يتمتع بأداء عزل كهربائي جيد، ومقاومة للتآكل الكيميائي، ومقاومة للمذيبات العضوية، ومقاومة للتآكل، ولكن استقراره الحراري ضعيف، ونفاذية الهواء ضعيفة، ويتصلب عند البرودة، ويمكن تحويله إلى أفلام، وخراطيم، وضروريات يومية، وأنابيب، ومواد عزل، وما إلى ذلك. لا يمكن استخدام الأفلام لتغليف الأغذية؛ يتمتع البولي بروبيلين بقوة ميكانيكية جيدة، وعزل كهربائي جيد، ومقاومة للتآكل الكيميائي، وخفة الوزن، وغير سام، ولكنه يتمتع بمقاومة ضعيفة للزيت، وهشاشة في درجات الحرارة المنخفضة، وسهولة في التقادم. يمكن تحويله إلى أفلام، وضروريات يومية، وأنابيب، ومواد تغليف، وما إلى ذلك؛ يتمتع البولي بروبيلين ستيرين بعزل كهربائي جيد، ونقل جيد للضوء، ومقاومة للتآكل الكيميائي، وغير سام، وصلب وهش في درجة حرارة الغرفة، ويصبح لينًا عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة، ولديه مقاومة ضعيفة للزيت. يمكن تحويله إلى مواد عزل عالية التردد، وتلفزيون، ومكونات رادار، وأدوات صحية طبية، ويمكن أيضًا تحويله إلى بلاستيك رغوي لمقاومة الصدمات، ومقاومة الرطوبة، وعزل الصوت، ووسائد التغليف، وما إلى ذلك؛ تتمتع مواد اليوريا فورمالدهايد البلاستيكية بعزل جيد، ومقاومة للحرارة، ومقاومة للماء، وسهولة في التلوين، ويمكن تحويلها إلى معدات كهربائية، وقطع غيار سيارات، وضروريات يومية، وما إلى ذلك؛ رباعي فلورو الإيثيلين مقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة والعالية، ومقاوم للتآكل الكيميائي، ومقاوم للمذيبات، وعازل كهربائي، ولكن من الصعب معالجة منتجاته.