استطلاعات

ما احتياجاتك التدريبية
 

احصائيات الزوار

Members : 124
Content : 41
Web Links : 6
Content View Hits : 30435

تسجيل الدخول



المواد الملدنة Plasticizers
 
المواد الملدنة Plasticizers ماهيتها-أقسامها-آلية عملها-أثرها على خواص البلاستيك..الخ

• تعريف:
• يوجد تعريفات عديدة للملدنات:
• هي مواد ذات وزن جزيئي منخفض تضاف للبوليمرات أو البويات، أو المواد اللاصقة لتحسين مرونتها.
• الملدنات عبارة عن مركبات تعمل على تلدين البوليمر لتجعله لدناً أو لينا في درجة حرارة أقل من المعتاد ( درجة حرارة التلين - التزجج ) أثناء عملية التشغيل. وقد تكون الملدنات مواد صلبة مثل الكافور أو سوائل عضوية ذات قوام زيتي وذات درجة تطاير منخفضة.
• مواد غير مرتبطة بالبوليمير في صيغته وشكله النهائي وتبقى ما بين جزيئات البوليمير بشكل حر والهدف الأساسي من إضافتها مساعدة جزيئات البوليمير في الانزلاق المرن فوق بعضها البعض مما يكسب البوليمير اللدونة الكافية.
• الملدنات تقلل من درجة التحول الزجاجي Tg، وتخفض درجة حرارة الانصهار، وتحسن من الظروف التشغيلية للبوليمر.
• أي أنها إضافتها تؤدي إلى انخفاض لزوجة المواد السائلة و يعمل على ليونة صلابة المواد الصلبة.

أنواع الملدنات
• يوجد ملدنات داخلية internal plasticizer وملدنات خارجية external plasticizer
• الملدنات الداخلية تضاف أثناء عملية البلمرة، أما الملدنات الخارجية فتضاف للبوليمر أو الراتينج أثناء التشكيل.
• كذلك فإنه يوجد ملدنات أولية primary plasticizers وملدنات ثانوية secondary plasticizer والفرق بينهما أن الثانوية ضعيفة التوافق مع البوليمر وتضاف لتقليل التكلفة وأحياناً تسمى extender plasticizer.

أقسام الملدنات:
و يمكن تصنيف الملدنات إلى خمس أنواع رئيسية حسب تركيبها الكيميائي:
1 ـ ملدنات الميلامين.
2 ـ ملدنات النفتالين.
3 ـ ملدنات اللينيوسيلفونات.
4 ـ ملونات كربوكسيلية.
5 ـ ملدنات البولي أكريلات.

آلية عمل الملدنات:
تقوم المادة الملدنة بالتغلب على قوى الجذب و الترابط الداخلية بين سلاسل البوليمر وتعمل على تفكيكها والفصل بينها ومنع التشابك فيما بينها، وتلتف حول الجزيئات فتتحررها وتصبح حرة الحركة، فتنزلق سلاسل البوليمر بسهولة فوق بعضها البعض، وبالتالي تقل لزوجة مصهور البوليمر ( زيادة السيولة )، وهذا يؤدي إلى سهولة تشكيل البوليمر دون أي تأثير على البنية التركيبية للبوليمر.
• كذلك فإن الملدنات لها تأثير كبير على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للبوليمر
• ويضيف المصنعون الملدنات إلى راتينجات صناعية معينة لجعلها أكثر لينًا وأكثر مرونة وأسهل تشكيلاً.

أثر الملدنات على خواص البلاستيك( البوليمرات ):
للملدنات تطبيقات واسعة لتحسين العديد من الخواص للبوليمر حسب المنتج النهائي المطلوب:
1- خفض درجة حرارة التحول الزجاجي Tg، وهذا من أهم أهداف استخدام الملدنات عموماً، ويتضح ذلك من ميكانيكية عمل الملدنات.
2- تجعل المادة أكثر ليونة، بناءاً على التغير في الشكل البنائي للبوليمر، ويقاس ذلك بمقدار الانخفاض في درجة حرارة التحول الزجاجي Tg.
3- زيادة الاستطالة elongation وخفض قوة الشد tensile strength من النتائج الطبيعية للانخفاض في درجة حرارة التحول الزجاجي Tg، نتيجة إضافة الملدنات.
4- خفض قابلية الطرق ductility وتحسين مقاومة التصادم impact resistance.
5- تحسين خواص العديد من المواد عند درجات الحرارة المنخفضة بالتحكم في مختلف الأنواع والتراكيز للملدنات المضافة.
6- التحكم في اللزوجة، حيث أن معظم الملدنات عبارة عن سوائل ذات لزوجة منخفضة، فإن إضافة الملدنات لمحلول أو مصهور البوليمرات يؤدي لخفض اللزوجة، مما يحسن من الظروف التشعيلية، وهناك العديد من الحالات التى تزداد فيها اللزوجة نتيجة ذوبان البوليمر في الملدن، مثل: ذوبان البي في سي في PVC البلاستيسول.
7- تحسين خواص السيولة.
8- تؤثر على الفعالية الكيميائية للبوليمر، فإضافة الملدنات تخفض اللزوجة وتخفف التركيز، مما يزيد من حرية حركة جزيئات البوليمر، فتتفاعل كيميائياً مع بعضها.
9- تقلل من درجة حرارة ذوبان البوليمر، وكذلك درجة حرارة التماسك بالنسبة للمواد اللاصقة، و من رقة ومتانة طبقة الدهان بالنسبة لمواد الطلاء.
10- تقلل من زمن الخلط Mixing time ، وضغط البثق pressure of extrusion ، وحرارة الانصهار melting temperature ، وكذلك درجة التحلل degradation rate.
11- تساعد على جودة انتشار الإضافات الأخرى بين سلاسل البوليمر، مثل المواد المالئة أو الملونات سواء كانت إضافات سائلة أو صلبة، وخاصة تلك التي تذوب في الملدنات، وذلك يؤدي إلى جودة إتحادهم، وذلك يعمل على تحسين جودة المنتج.
12- التأثير على الخواص الكهربية يعتمد على الخصائص الكهربية للملدنات والتي يمكن أن تكون موصلة أو عازلة.
13- خواص الاحتراق: معظم الملدنات تزيد من قابلية المواد للاشتعال والانسياب أثناء الاشتعال وتكوين دخان، ولكن بعض الملدنات ( مثل فوسفات أو كلورات البارافينات ) فإنها تقلل من قابلية المواد للإشتعال وتكوين دخان.
14- مقاومة التحلل البيولوجي- معظم الملدنات تزيد من جهد الهجوم البيولوجي، وبعض المواد المحتوية على ملدنات تحتاج لحمايتها بواسطة البيوسيد.
أما في حالة المواد المتحللة بيوبوجياً فإنه يضاف ملدنات خاصة لزيادة معدل التحلل.
15- تتحسن خواص العزل الصوتي والاهتزازى.
16- تتحسن النقاوة الضوئية والتفاذية وذلك نتيجة التجانس بين مكونات النظام.
17- بصفة عامة تنخفض درجة التلبلور crystallinity، ولكنه في أحيان كثيرة تزداد لزيادة حرية حركة جزيئات البوليمر المتبلرة.
18- زيادة التوافق بين الإضافات وبعضها، وبين الإضافات والبوليمر، كذلك بين البوليمر والبوليمر في المخاليط blends.
19- تحسن خواص الإنعكاس الضوئي في بعض التراكيبات compositions .
20- تزيد من الهجرة والهجرة العكسية للمركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، وهذا هام في عملية صبغ الأقمشة، وغيرها من التطبيقات.
21- تزيد من نفاذية الغازات.

أهمية الملدنات:
1- الأهمية الاقتصادية:
أ- تتميز الملدنات برخص ثمنها، وعند خلطها بالبوليمرات فإن ذلك ينعكس على سعر التكلفة للمنتج النهائي، حيث تصل نسبة الملدنات في بوليمرات الفينيل إلى 50% بينما تتراوح نيبتها بين 10-20% في بوليمرات السيلولوزية.
ب- تضاف المواد الملدنة لاكساب البوليمر الليونة و المرونة اللازمة واضافة كمية كبيرة ينتج البوليمرات السائلة مثل الدهانات أو المواد اللاصقة، وفي ذلك توسيع لمجالات استخدام البوليمر.

2- الأهمية التقنية:
حيث أن الملدنات تعمل على تحسين الخواص التشغيلية، وكذلك الخواص الميكانيكية والفيزيائية للمنتج النهائي، ولذلك ينبغي للواد الملدنة أن يتوفر فيها بعض الخصائص مثل:
أ‌- التوافق مع الراتنج التي تضاف إليه بحيث يصعب انفصالها عنه بعد الخلط.
ب‌- عدم النزوح، ويمكن أن تقل خاصية ميل الملدن للنزوح نحو السطح باستعمال مادة ملدنة مبلمرة مثل البولي إسترات والزيوت الإيبوكسية Epoxidized oils .
ت‌- يجب أن يكون الملدن أقل تطايراً، وغير ملون.
ث‌- أن تكون المادة الملدنة آمنة بيئياً وغير سامة وخاصة إذا كان المنتج سيستعمل في تعبئة وتغليف الأغذية.
ج‌- أن يكون عديم الرائحة ولا يتأثر بالمثبتات والملونات وغير قابل للإشتعال.

الأهمية البيئية والصحية:
ولكـن هنـاك تسـاؤلات طـرحـت حـول تسـرب هـذه الملـدنـات إلي الأطعمة المعبأة بداخل الحاوية المصنوعة من البلاستيك، والمشكلة تتفاقم إذا تعرضت الحاوية أو الطعام للحرارة أو في وجود الأطعمة التى تتحلل عند وجود المواد الكيميائية اللدائنية (ومنها علي سبيل المثال: الزيت – الحمض – أو الكحوليات).
وبسبب عدم ارتباط المواد الملدنة كيميائياً مع بنية البوليمير , تستطيع هذه المواد أن تهاجر إلى الأغذية من خلال مواد التغليف المستخدمة وخاصة إذا كانت من رقائق الـ pvc حاملة معها المواد الأخرى المستخدمة في صناعة هذا البوليمير كالمثبتات والملدنات مما قد يحمل ضرراً على صحة الانسان.
ويعتمد هروب هذه المواد الكيميائية " أو هجرتها كما يطلق عليهاMigration " إلي داخل الأطعمة علي طول المدة التى تبقي المادة الغذائية فيها داخل العبوة ودرجة الحرارة التى تتعرض لها. وتسجل أعلى معدلات الهجرة للأطعمة التى تتصل بمادة العبوة اتصالاً مباشراًً والعالية في نسبة دهونها.
 

القائمة الرئيسية

مصادر علمية