1. ما هوبوليمرمساعد المعالجة؟ ما هي وظيفته؟
الإجابة: المواد المضافة هي مواد كيميائية مساعدة متنوعة تُضاف إلى مواد ومنتجات معينة أثناء عملية الإنتاج أو المعالجة لتحسين عمليات الإنتاج وتحسين أداء المنتج. في عملية معالجة الراتنجات والمطاط الخام وتحويلها إلى منتجات بلاستيكية ومطاطية، نحتاج إلى مواد كيميائية مساعدة متنوعة.
الوظيفة: ① تحسين أداء عملية البوليمرات، وتحسين ظروف المعالجة، وتقديم كفاءة المعالجة؛ ② تحسين أداء المنتجات، وتعزيز قيمتها وعمرها الافتراضي.
٢. ما مدى توافق المواد المضافة مع البوليمرات؟ ما معنى الرش والتعرق؟
الإجابة: البلمرة بالرش – ترسيب المواد المضافة الصلبة؛ التعرق – ترسيب المواد المضافة السائلة.
تشير التوافقية بين المواد المضافة والبوليمرات إلى قدرة المواد المضافة والبوليمرات على الاختلاط بشكل موحد لفترة طويلة دون حدوث فصل طوري وترسيب؛
3.ما هي وظيفة الملدنات؟
الإجابة: إن إضعاف الروابط الثانوية بين جزيئات البوليمر، المعروفة باسم قوى فان دير فالس، يؤدي إلى زيادة قدرة سلاسل البوليمر على الحركة ويقلل من بلوريتها.
4. لماذا يتمتع البوليسترين بمقاومة أكسدة أفضل من البولي بروبلين؟
الإجابة: يتم استبدال H غير المستقر بمجموعة فينيل كبيرة، والسبب في أن PS ليس عرضة للشيخوخة هو أن حلقة البنزين لها تأثير حجب على H؛ يحتوي PP على الهيدروجين الثالثي وهو عرضة للشيخوخة.
5. ما هي أسباب عدم استقرار تسخين الـ PVC؟
الإجابة: ① تحتوي بنية السلسلة الجزيئية على بقايا المُبادِئ وكلوريد الأليل، مما يُنشِّط المجموعات الوظيفية. تُقلِّل الرابطة المزدوجة في المجموعة الطرفية من الاستقرار الحراري؛ ② يُسرِّع تأثير الأكسجين إزالة حمض الهيدروكلوريك أثناء التحلل الحراري لبولي فينيل كلوريد (PVC)؛ ③ يُؤثِّر حمض الهيدروكلوريك الناتج عن التفاعل حفَّازًا على تحلل بولي فينيل كلوريد (PVC)؛ ④ تأثير جرعة المُلَدِّن.
6. بناءً على نتائج الأبحاث الحالية، ما هي الوظائف الرئيسية لمثبتات الحرارة؟
الإجابة: 1 امتصاص وتحييد حمض الهيدروكلوريك، ومنع تأثيره التحفيزي التلقائي؛ 2 استبدال ذرات كلوريد الأليل غير المستقرة في جزيئات كلوريد البوليفينيل لمنع استخلاص حمض الهيدروكلوريك؛ 3 تفاعلات الإضافة مع هياكل البوليين تعطل تكوين أنظمة مترافقة كبيرة وتقلل من التلوين؛ 4 التقاط الجذور الحرة ومنع تفاعلات الأكسدة؛ 5 تحييد أو تخميل أيونات المعادن أو المواد الضارة الأخرى التي تحفز التحلل؛ 6 له تأثير وقائي ودرعي وإضعافي على الأشعة فوق البنفسجية.
7. لماذا تعتبر الأشعة فوق البنفسجية الأكثر تدميراً للبوليمرات؟
الإجابة: الموجات فوق البنفسجية طويلة وقوية، وتكسر معظم الروابط الكيميائية البوليمرية.
8. ما هو نوع النظام التآزري الذي ينتمي إليه مثبط اللهب المنتفخ، وما هو مبدأه الأساسي ووظيفته؟
الإجابة: تنتمي مثبطات اللهب المنتفخة إلى نظام النيتروجين الفوسفوري التآزري.
آلية العمل: عند تسخين البوليمر المحتوي على مثبطات اللهب، تتشكل طبقة موحدة من رغوة الكربون على سطحه. تتميز هذه الطبقة بمقاومة جيدة للهب بفضل عزلها الحراري، وعزلها للأكسجين، وقدرتها على إخماد الدخان، ومنعها للتنقيط.
9. ما هو مؤشر الأكسجين، وما هي العلاقة بين حجم مؤشر الأكسجين ومقاومة اللهب؟
الإجابة: OI = O2/(O2 N2) × 100%، حيث O2 هو معدل تدفق الأكسجين؛ N2 هو معدل تدفق النيتروجين. يشير مؤشر الأكسجين إلى الحد الأدنى لنسبة الأكسجين المطلوبة في تدفق هواء خليط النيتروجين والأكسجين عندما تحترق عينة بمواصفات معينة باستمرار وثبات كالشمعة. OI < 21 قابل للاشتعال، وOI بين 22 و25 مع خصائص إطفاء ذاتية، و26 و27 يصعب اشتعاله، وفوق 28 يصعب اشتعاله للغاية.
10. كيف يظهر نظام مثبطات اللهب هاليد الأنتيمون تأثيرات تآزرية؟
الإجابة: يُستخدم Sb2O3 عادةً في تحضير الأنتيمون، بينما تُستخدم هاليدات عضوية في تحضير الهاليدات. يُستخدم Sb2O3/machine مع الهاليدات بشكل رئيسي بسبب تفاعله مع هاليد الهيدروجين المنبعث من الهاليدات.
يتحلل المنتج حرارياً إلى SbCl3، وهو غاز متطاير ذو درجة غليان منخفضة. يتميز هذا الغاز بكثافة نسبية عالية، ويمكنه البقاء في منطقة الاحتراق لفترة طويلة لتخفيف الغازات القابلة للاشتعال، وعزل الهواء، ولعب دور في حجب الأوليفينات. ثانياً، يمكنه التقاط الجذور الحرة القابلة للاشتعال لإخماد اللهب. بالإضافة إلى ذلك، يتكثف SbCl3 إلى جزيئات صلبة تشبه القطرات فوق اللهب، ويؤدي تأثيره الجداري إلى تشتيت كمية كبيرة من الحرارة، مما يُبطئ أو يُوقف سرعة الاحتراق. بشكل عام، تُعدّ نسبة 3:1 أنسب لذرات الكلور إلى ذرات المعدن.
11. وفقًا للأبحاث الحالية، ما هي آليات عمل مثبطات اللهب؟
الإجابة: ① تشكل منتجات تحلل مثبطات اللهب عند درجة حرارة الاحتراق طبقة رقيقة زجاجية غير متطايرة وغير مؤكسدة، والتي يمكنها عزل طاقة انعكاس الهواء أو يكون لها موصلية حرارية منخفضة.
② تخضع مثبطات اللهب للتحلل الحراري لتوليد غازات غير قابلة للاحتراق، وبالتالي تخفيف الغازات القابلة للاحتراق وتخفيف تركيز الأكسجين في منطقة الاحتراق؛ ③ يؤدي تحلل مثبطات اللهب وتحللها إلى امتصاص الحرارة واستهلاك الحرارة؛
④ تعمل مثبطات اللهب على تعزيز تكوين طبقة عازلة حرارية مسامية على سطح البلاستيك، مما يمنع توصيل الحرارة والمزيد من الاحتراق.
12. لماذا يتعرض البلاستيك للكهرباء الساكنة أثناء المعالجة أو الاستخدام؟
الإجابة: لأن السلاسل الجزيئية للبوليمر الرئيسي تتكون في معظمها من روابط تساهمية، فإنها لا تستطيع تأين أو نقل الإلكترونات. أثناء معالجة واستخدام منتجاته، وعند احتكاكه بأجسام أخرى أو بذاته، يُصبح مشحونًا نتيجة اكتساب أو فقدان الإلكترونات، ويصعب اختفاؤه بالتوصيل الذاتي.
13. ما هي خصائص البنية الجزيئية للعوامل المضادة للكهرباء الساكنة؟
الإجابة: RYX R: مجموعة محبة للزيت، Y: مجموعة رابط، X: مجموعة محبة للماء. يجب أن يكون هناك توازن مناسب في جزيئاتها بين المجموعة المحبة للزيت غير القطبية والمجموعة القطبية المحبة للماء، وأن تتمتع بتوافق معين مع المواد البوليمرية. تُعدّ مجموعات الألكيل فوق C12 مجموعات محبة للزيت نموذجية، بينما تُعدّ روابط الهيدروكسيل والكربوكسيل وحمض السلفونيك والأثير مجموعات محبة للماء نموذجية.
14. صف بإيجاز آلية عمل العوامل المضادة للكهرباء الساكنة.
الإجابة: أولاً، تشكل العوامل المضادة للكهرباء الساكنة فيلمًا مستمرًا موصلًا على سطح المادة، والذي يمكن أن يمنح سطح المنتج درجة معينة من الاسترطابية والتأين، وبالتالي تقليل مقاومة السطح والتسبب في تسرب الشحنات الساكنة الناتجة بسرعة، من أجل تحقيق الغرض من مكافحة الكهرباء الساكنة؛ ثانيًا، منح سطح المادة درجة معينة من التشحيم، وتقليل معامل الاحتكاك، وبالتالي قمع وتقليل توليد الشحنات الساكنة.
① تُستخدم عوامل مكافحة الكهرباء الساكنة الخارجية عادةً كمذيبات أو مشتتات مع الماء أو الكحول أو المذيبات العضوية الأخرى. عند استخدام عوامل مكافحة الكهرباء الساكنة لتشريب المواد البوليمرية، يمتص الجزء المحب للماء من عامل مكافحة الكهرباء الساكنة بقوة على سطح المادة، بينما يمتص الجزء المحب للماء الماء من الهواء، مما يُشكل طبقة موصلة على سطح المادة، مما يُساعد على التخلص من الكهرباء الساكنة.
② يتم خلط عامل مضاد للكهرباء الساكنة الداخلي في مصفوفة البوليمر أثناء معالجة البلاستيك، ثم ينتقل إلى سطح البوليمر للعب دور مضاد للكهرباء الساكنة؛
③ عامل مضاد للكهرباء الساكنة الدائم الممزوج بالبوليمر هو طريقة لخلط البوليمرات المحبة للماء بشكل موحد في بوليمر لتشكيل قنوات موصلة تعمل على توصيل وإطلاق الشحنات الساكنة.
15. ما هي التغييرات التي تحدث عادة في بنية وخصائص المطاط بعد عملية الفلكنة؟
الإجابة: ① تغير المطاط المبركن من بنية خطية إلى بنية شبكية ثلاثية الأبعاد؛ ② لم يعد التسخين يتدفق؛ ③ لم يعد قابلاً للذوبان في مذيبه الجيد؛ ④ تحسين معامل المرونة والصلابة؛ ⑤ تحسين الخصائص الميكانيكية؛ ⑥ تحسين مقاومة الشيخوخة والاستقرار الكيميائي؛ ⑦ قد ينخفض أداء الوسط.
16. ما هو الفرق بين كبريتيد الكبريت وكبريتيد مانح الكبريت؟
الإجابة: ① بركنة الكبريت: روابط كبريتية متعددة، ومقاومة للحرارة، ومقاومة ضعيفة للشيخوخة، ومرونة جيدة، وتشوه دائم كبير؛ ② مانح الكبريت: روابط كبريتية متعددة مفردة، ومقاومة جيدة للحرارة ومقاومة للشيخوخة.
17. ماذا يفعل مُروّج الفلكنة؟
الإجابة: تحسين كفاءة إنتاج منتجات المطاط، وخفض التكاليف، وتحسين الأداء. المواد التي تُعزز عملية الفلكنة (المعالجة بالكبريت): تُختصر مدة عملية الفلكنة، وتُخفض درجة حرارتها، وتُقلل كمية عامل الفلكنة، وتُحسّن الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمطاط.
18. ظاهرة الحرق: تشير إلى ظاهرة الفلكنة المبكرة للمواد المطاطية أثناء المعالجة.
19. وصف موجز لوظيفة وأنواع عوامل الفلكنة الرئيسية
الجواب: وظيفة المنشط هي تعزيز نشاط المسرع وتقليل جرعة المسرع وتقصير زمن الفلكنة.
العامل النشط: مادة تزيد من فعالية المُسرِّعات العضوية، مما يسمح لها بإظهار فعاليتها الكاملة، مما يقلل من كمية المُسرِّعات المستخدمة أو يُقصِّر زمن الفلكنة. تُقسَّم العوامل النشطة عمومًا إلى فئتين: عوامل نشطة غير عضوية وعوامل نشطة عضوية. تشمل المواد النشطة السطحية غير العضوية بشكل رئيسي أكاسيد المعادن، والهيدروكسيدات، والكربونات القاعدية؛ بينما تشمل المواد النشطة السطحية العضوية بشكل رئيسي الأحماض الدهنية، والأمينات، والصابون، والبوليولات، والكحولات الأمينية. يمكن أن تُحسِّن إضافة كمية صغيرة من المُنشِّط إلى مُركَّب المطاط درجة فلكنته.
1) المواد الفعالة غير العضوية: أكاسيد المعادن بشكل أساسي؛
2) المواد الفعالة العضوية: وخاصة الأحماض الدهنية.
انتبه: ① يمكن استخدام ZnO كعامل بركنة أكسيد معدني لربط المطاط الهالوجيني؛ ② يمكن لـ ZnO تحسين مقاومة الحرارة للمطاط المبركن.
20. ما هي التأثيرات اللاحقة للمسرعات وما هي أنواع المسرعات التي لها تأثيرات لاحقة جيدة؟
الإجابة: عند انخفاض درجة حرارة الفلكنة، لن تُسبب عملية فلكنة مبكرة. عند الوصول إلى درجة حرارة الفلكنة، يكون نشاط الفلكنة مرتفعًا، وتُسمى هذه الخاصية "التأثير اللاحق للمُسرِّع". تتميز السلفوناميدات بتأثيرات لاحقة جيدة.
21. تعريف مواد التشحيم والفرق بين مواد التشحيم الداخلية والخارجية؟
الإجابة: مادة التشحيم - مادة مضافة يمكنها تحسين الاحتكاك والالتصاق بين جزيئات البلاستيك وبين المصهور وسطح المعدن لمعدات المعالجة، وزيادة سيولة الراتنج، وتحقيق وقت تلدين الراتنج القابل للتعديل، والحفاظ على الإنتاج المستمر، تسمى مادة التشحيم.
يمكن للمزلقات الخارجية أن تزيد من تشحيم أسطح البلاستيك أثناء المعالجة، وتُقلل من قوة الالتصاق بين البلاستيك والأسطح المعدنية، وتُقلل من قوة القص الميكانيكية، مما يُحقق سهولة المعالجة دون الإضرار بخصائص البلاستيك. أما المزلقات الداخلية، فتُقلل من الاحتكاك الداخلي للبوليمرات، وتزيد من معدل ذوبان البلاستيك وتشوهه، وتُقلل من لزوجة الذوبان، وتُحسّن أداء التلدين.
الفرق بين مواد التشحيم الداخلية والخارجية: تتطلب مواد التشحيم الداخلية توافقًا جيدًا مع البوليمرات وتقليل الاحتكاك بين السلاسل الجزيئية وتحسين أداء التدفق؛ وتتطلب مواد التشحيم الخارجية درجة معينة من التوافق مع البوليمرات لتقليل الاحتكاك بين البوليمرات والأسطح الميكانيكية.
22. ما هي العوامل التي تحدد حجم التأثير التعزيزي للحشوات؟
الإجابة: يعتمد حجم تأثير التعزيز على البنية الرئيسية للبلاستيك نفسه، وكمية جزيئات الحشو، ومساحة السطح وحجمه النوعيين، ونشاط السطح، وحجم الجسيمات وتوزيعها، وبنية الطور، وتجميع الجسيمات وتشتتها في البوليمرات. وأهم عامل هو التفاعل بين الحشو وطبقة الواجهة التي تُشكلها سلاسل البوليمر، والذي يشمل القوى الفيزيائية أو الكيميائية التي يُؤثر بها سطح الجسيمات على سلاسل البوليمر، بالإضافة إلى تبلور سلاسل البوليمر واتجاهها داخل طبقة الواجهة.
23. ما هي العوامل التي تؤثر على قوة البلاستيك المقوى؟
الإجابة: ① يتم اختيار قوة عامل التعزيز لتلبية المتطلبات؛ ② يمكن تلبية قوة البوليمرات الأساسية من خلال اختيار وتعديل البوليمرات؛ ③ الترابط السطحي بين الملدنات والبوليمرات الأساسية؛ ④ المواد التنظيمية لمواد التعزيز.
24. ما هو عامل الاقتران، وخصائص بنيته الجزيئية، ومثال لتوضيح آلية العمل.
الإجابة: تشير عوامل الاقتران إلى نوع من المواد التي يمكنها تحسين خصائص الواجهة بين الحشو ومواد البوليمر.
يوجد نوعان من المجموعات الوظيفية في بنيتها الجزيئية: إحداها قابلة للتفاعل الكيميائي مع مصفوفة البوليمر، أو على الأقل تتمتع بتوافق جيد؛ والأخرى قادرة على تكوين روابط كيميائية مع مواد مالئة غير عضوية. على سبيل المثال، عامل اقتران السيلان، يمكن كتابة الصيغة العامة له على النحو التالي: RSiX3، حيث R هي مجموعة وظيفية نشطة ذات ألفة وتفاعل مع جزيئات البوليمر، مثل مجموعات فينيل كلورو بروبيل، وإيبوكسي، وميثاكريل، وأمينو، وثيول. X هي مجموعة ألكوكسي قابلة للتحلل المائي، مثل ميثوكسي، وإيثوكسي، إلخ.
25. ما هو عامل الرغوة؟
الجواب: عامل الرغوة هو نوع من المواد التي يمكن أن تشكل بنية دقيقة المسام من المطاط أو البلاستيك في حالة سائلة أو بلاستيكية ضمن نطاق معين من اللزوجة.
عامل الرغوة الفيزيائي: نوع من المركبات التي تحقق أهداف الرغوة بالاعتماد على التغيرات في حالتها الفيزيائية أثناء عملية الرغوة؛
عامل الرغوة الكيميائي: عند درجة حرارة معينة، فإنه يتحلل حراريا لإنتاج غاز واحد أو أكثر، مما يسبب رغوة البوليمر.
26. ما هي خصائص الكيمياء غير العضوية والكيمياء العضوية في تحلل عوامل الرغوة؟
الإجابة: مزايا وعيوب عوامل الرغوة العضوية: ① تشتت جيد في البوليمرات؛ ② نطاق درجة حرارة التحلل ضيق وسهل التحكم؛ ③ غاز النيتروجين الناتج لا يحترق ولا ينفجر ولا يسيل بسهولة، وله معدل انتشار منخفض، وليس من السهل خروجه من الرغوة، مما يؤدي إلى معدل رداء مرتفع؛ ④ الجسيمات الصغيرة تؤدي إلى مسام رغوة صغيرة؛ ⑤ هناك العديد من الأنواع؛ ⑥ بعد الرغوة، توجد الكثير من البقايا، أحيانًا تصل إلى 70٪ -85٪. يمكن أن تسبب هذه البقايا في بعض الأحيان رائحة كريهة، أو تلوث مواد البوليمر، أو تنتج ظاهرة الصقيع السطحي؛ ⑦ أثناء التحلل، يكون عادةً تفاعلًا طاردًا للحرارة. إذا كانت حرارة تحلل عامل الرغوة المستخدم عالية جدًا، فقد يتسبب ذلك في حدوث تدرج كبير في درجة الحرارة داخل وخارج نظام الرغوة أثناء عملية الرغوة، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى ارتفاع درجة الحرارة الداخلية وإتلاف الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبوليمر. عوامل الرغوة العضوية هي في الغالب مواد قابلة للاشتعال، ويجب الاهتمام بالوقاية من الحرائق أثناء التخزين والاستخدام.
27. ما هو الماسترباتش الملون؟
الإجابة: هو عبارة عن مجموعة مصنوعة من خلال تحميل الأصباغ أو الصبغات الفائقة الثبات بشكل موحد في الراتنج؛ المكونات الأساسية: الأصباغ أو الصبغات، الناقلات، المشتتات، المواد المضافة؛ الوظيفة: 1 مفيدة للحفاظ على الاستقرار الكيميائي واستقرار اللون للأصباغ؛ 2 تحسين تشتت الأصباغ في البلاستيك؛ 3 حماية صحة المشغلين؛ 4 عملية بسيطة وتحويل اللون بسهولة؛ 5 البيئة نظيفة ولا تلوث الأواني؛ 6 توفير الوقت والمواد الخام.
28. ما الذي يشير إليه مصطلح قوة التلوين؟
الجواب: هي قدرة الملونات على التأثير على لون الخليط بأكمله بلونها الخاص؛ وعندما تستخدم عوامل التلوين في المنتجات البلاستيكية، فإن قدرتها على التغطية تشير إلى قدرتها على منع الضوء من اختراق المنتج.
وقت النشر: ١١ أبريل ٢٠٢٤