مواد البولي يوريثان من شركة سينوغريس كيميكال: تحولات في المواد اللاصقة والبلاستيكية والمطاطية
يمكن أن يتحول البولي يوريثان (PU) إلى مادة لاصقة قوية، تربط البلاط بالجدران بإحكام؛ ويمكن أن يصبح أيضًا أجزاء بلاستيكية مثل حافظات الهواتف وأغطية مفاتيح لوحة المفاتيح؛ وحتى يصبح نعال الأحذية وشرائط مانعة للتسرب، حيث يُظهر مرونة مماثلة للمطاط.
لماذا يمكن للمادة نفسها أن تنتقل بحرية بين مجالات تبدو غير مترابطة مثل "المواد اللاصقة والبلاستيك والمطاط"؟ اليوم، سنكشف سر هذه المادة "متعددة الاستخدامات" من خلال التعمق في المنطق الكامن وراء بنيتها الجزيئية.
ما هي الاختلافات الأساسية بين المواد اللاصقة والبلاستيك والمطاط؟
لا تتسرع في القول "يمكنك معرفة ذلك من خلال التطبيق". من منظور علم المواد، تكمن اختلافاتهم الأساسية في سلاسلهم الجزيئية:
|
نوع المادة
|
شركة
ميزات إعادة Ess
أرشيف
هـ
|
السمات الرئيسية على المستوى الجزيئي
|
غراء
|
م
المواد التي يمكن
تتفاعل الأسطح المبللة بنشاط، وترتبط بالأسطح من خلال التفاعلات الكيميائية/الفيزيائية، وتتصلب في النهاية لتشكل روابط مستقرة.
|
المواد التي تحتوي على مجموعات قطبية (مثل -NH-، -COO-)، والتي تشكل بسهولة روابط هيدروجينية أو روابط كيميائية؛ قادرة على تشكيل هياكل شبكية من خلال تفاعلات الربط المتقاطع.
|
البلاستيك
|
مواد ذات درجة معينة من الصلابة، قادرة على الحفاظ على شكلها ولا تتشوه بسهولة تحت الضغط.
|
سلاسل جزيئية مرتبة بانتظام (بلورية) أو تشكل شبكات متشابكة، مع حركة محدودة لقطاعات السلسلة وحجم حر صغير.
|
ممحاة
|
مواد ذات مرونة عالية، غطاء
قادر على تشوه كبير
الرسوم المتحركة و
ارتداد سريع، ولا يتضرر بسهولة بشكل دائم بعد التشوه.
|
السلاسل الجزيئية لينة (درجة حرارة انتقال زجاجي منخفضة)، مع جزء سلسلة حر m
الحركة؛ امتلاك نقاط ربط متقاطع معتدلة أو نقاط تثبيت مادية للحد من الحركة المفرطة لقطاعات السلسلة.
|
والمصادفة أن مادة البولي يوريثان تحتوي على "شفرة" لجميع الخصائص الثلاث مكتوبة في تركيبها الجزيئي.
التركيب الجزيئي للبولي يوريثان
تتكون السلسلة الجزيئية للبولي يوريثان من جزأين هيكليين رئيسيين:
القطاعات الرخوة:
عادة ما تكون مشتقة من البوليولات طويلة السلسلة (مثل البولي إيثرات والبوليسترات)، مثل الحبال الناعمة، يمكنها أن تتأرجح بحرية، مما يمنح المادة المرونة والمطاطية.
المقاطع الصعبة:
تتكون هذه الأجزاء من خلال تفاعل الإيزوسيانات وموسعات السلسلة، ولها سلاسل جزيئية قصيرة وصلبة ويمكن أن تتجمع معًا عبر روابط الهيدروجين لتشكيل مناطق بلورية، تشبه الحصى الصغيرة التي توفر القوة والاستقرار.
يرتبط هذان النوعان من القطع بروابط تساهمية، ومع ذلك يتصرفان كزيت وماء، فلا يتداخلان مع بعضهما البعض؛ إذ تتجمع القطع اللينة معًا، بينما تتكتل القطع الصلبة معًا، مُشكلةً بنية "انفصال طوري دقيق". هذه البنية هي التي تُمكّن البولي يوريثان من تحقيق "تعديل حر" لخصائصه: أضف المزيد من القطع الصلبة للحصول على ملمس أكثر صلابة، وزِد نسبة القطع اللينة للحصول على ملمس أكثر ليونة.
لماذا يمكن استخدامه كمادة لاصقة؟
تُصنع العديد من أنواع مواد لاصقة البلاط المستخدمة في تجديد المنازل والمواد اللاصقة الهيكلية المستخدمة في النجارة من مادة البولي يوريثان. ويعتمد التصاقها القوي على خطوتين مبتكرتين:
1. أولاً، يستخدم الروابط الهيدروجينية "لبناء خطافات مؤقتة":
تعتبر مجموعات الأمين (-NH-) والإستر (-COO-) في جزيئات البولي يوريثان بمثابة "مواد لاصقة رئيسية" طبيعية، حيث تشكل روابط هيدروجينية مع مجموعات الهيدروكسيل (-OH) على أسطح المعادن والزجاج والخشب - مثل عدد لا يحصى من الأيدي الصغيرة التي تمسك بلطف بالسطح البيني، مما يسمح للمادة اللاصقة بالانتشار بالتساوي.
2. ثم يستخدم المعالجة "لنسج شبكة كبيرة":
تتصلب العديد من المواد اللاصقة المصنوعة من البولي يوريثان بالرطوبة: فبعد فتح العبوة، تتفاعل مجموعات الإيزوسيانات (-NCO) الموجودة في الجزيئات مع رطوبة الهواء، مما يؤدي إلى نمو الجزيئات ذات السلاسل القصيرة في الأصل لتكوين بنية شبكية. وهذا يُشبه تكوين قاعدة أولية عبر روابط هيدروجينية، ثم ربطها كيميائيًا لتُلحم نفسها بسطح الجسم، مما يجعل إزالتها صعبة.
ولهذا السبب يمكن للمواد اللاصقة المصنوعة من البولي يوريثان أن تربط مواد مختلفة مثل المعادن والبلاستيك والأقمشة - حيث يمكن لـ "خطافاتها" أن تتكيف مع واجهات متعددة.
لماذا يمكنه الالتصاق بالبلاستيك؟
عندما ترى غلاف فأرة ألعاب أو لوحة عدادات سيارة، فإن مادة البولي يوريثان المستخدمة هنا تعتمد على أجزائها الصلبة:
1. تجمعات القطاعات الصلبة t
معًا لتشكيل "هيكل عظمي":
بسبب قطبيتها العالية، تتجمع جزيئات القطع الصلبة تلقائيًا لتشكيل مناطق بلورية. تعمل هذه المناطق البلورية كحديد تسليح في الخرسانة، مما يمنح المادة صلابتها وشكلها، ويسمح لها بتحمل الضغط والصدمات.
2. أقفال الشبكة المتشابكة في الشكل:
من خلال تعديل التركيبة، يتم تحقيق الترابط الكيميائي بين الأجزاء الصلبة، كما لو كان يتم إضافة "قفل" إلى السلاسل الجزيئية. هذا النوع من البولي يوريثان لا يلين أو يتشوه عند درجات الحرارة العالية، مما يجعله مناسبًا للقولبة بالحقن في مختلف الأجزاء الدقيقة، بأداء يُضاهي أداء البلاستيك الهندسي التقليدي.
على سبيل المثال، يستخدم البولي يوريثان عالي الصلابة بشكل شائع في الأجزاء المحيطة بمحركات السيارات - فهو يتحمل درجات الحرارة العالية ويمكن تشكيله بدقة.
لماذا يمكن استخدامه مثل المطاط؟
يعتمد ارتداد نعال الأحذية الرياضية، ونعومة حصائر اليوغا، وأداء إحكام إغلاق أبواب الثلاجة، على وظيفة الأجزاء اللينة:
1. توفر الأجزاء اللينة المرونة من خلال الحركة الحرة:
تتميز الأجزاء المرنة بانخفاض درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) (على سبيل المثال، قد تصل درجة حرارة التحول الزجاجي للأجزاء المرنة من البولي إيثر إلى -60 درجة مئوية)، مما يجعلها أشبه بمجموعة من "الأطفال النشيطين" الذين يمكنهم الالتفاف والتحرك بحرية في درجة حرارة الغرفة. عند ارتداء حذاء رياضي، تتمدد هذه الأجزاء المرنة؛ وعند رفع القدم عنها، تعود إلى وضعها الأصلي نتيجة لزيادة الإنتروبيا (أي تعود إلى حالة غير منتظمة)، وهذا هو سر "مرونة الإنتروبيا".
2. تعمل القطاعات الصلبة كـ "مديري حدود":
على الرغم من أن المناطق البلورية التي تشكلها الأجزاء الصلبة شديدة الصلابة، إلا أنها تعمل كـ "نقاط تثبيت مرنة". ومثل المقود عند تمشية الكلب، فإنها توفر مساحة للأجزاء اللينة للتحرك دون السماح لها "بالتحرك بعيدًا جدًا"، مما يضمن عودة المادة إلى شكلها الأصلي بعد التمدد.
تمنح هذه الخاصية مطاط البولي يوريثان مرونة المطاط ومقاومة التآكل والزيوت للمطاط التقليدي، ولهذا السبب يتم استخدامه في العديد من شرائط منع التسرب في السيارات والخراطيم الصناعية.
مستحلبات راتنج البولي يوريثان
لها استخدامات عديدة.
سينوجريس كيميكال
يمكن استخدام مستحلبات راتنج البولي يوريثان المائية في المواد اللاصقة، كما
طلاءات قفازات العمل
،
وفي إنتاج
قفازات مطاطية للاستخدام مرة واحدة وواقيات ذكرية من البولي يوريثان
نرحب باستفسارات العملاء من جميع أنحاء العالم.