ما هو الفرق بين اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية

اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية نوعان من البوليمرات التي لها خصائص وسلوكيات مميزة. ويكمن الفرق الرئيسي بين الاثنين في استجابتهما للحرارة وقدرتهما على إعادة التشكيل. في هذه المقالة، سوف نستكشف الاختلافات بين اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية بالتفصيل.

البلاستيكية الحرارية

اللدائن الحرارية عبارة عن بوليمرات يمكن صهرها وإعادة تشكيلها عدة مرات دون الخضوع لأي تغير كيميائي كبير. لديهم بنية خطية أو متفرعة، وسلاسل البوليمر الخاصة بهم متماسكة معًا بواسطة قوى جزيئية ضعيفة. عند تسخينها، تلين اللدائن الحرارية وتصبح أكثر مرونة، مما يسمح بتشكيلها في أشكال مختلفة. ومن أمثلة اللدائن الحرارية البولي إيثيلين، البولي بروبلينوالبوليسترين.

الاستجابة للحرارة

تلين اللدائن الحرارية عند تسخينها ويمكن إعادة تشكيلها. وذلك لأن القوى الجزيئية الضعيفة التي تربط سلاسل البوليمر معًا يتم التغلب عليها بالحرارة، مما يسمح للسلاسل بالتحرك بحرية أكبر. ونتيجة لذلك، يمكن صهر اللدائن الحرارية وإعادة تشكيلها عدة مرات دون الخضوع لأي تغير كيميائي كبير.

مقلوبية

يمكن صهر اللدائن الحرارية وإعادة تشكيلها عدة مرات. وذلك لأن سلاسل البوليمر غير مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض، والقوى الجزيئية التي تربطها ببعضها ضعيفة. عندما يتم تبريد اللدائن الحرارية، تعود السلاسل إلى التصلب، ويتم إعادة إنشاء القوى بين الجزيئات.

التركيب الكيميائي

تمتلك اللدائن الحرارية بنية خطية أو متفرعة، مع قوى جزيئية ضعيفة تربط سلاسل البوليمر الخاصة بها معًا. السلاسل ليست مرتبطة ببعضها البعض كيميائيا، والقوى الجزيئية ضعيفة نسبيا. وهذا يسمح للسلاسل بالتحرك بحرية أكبر عند تسخينها، مما يجعل اللدائن الحرارية أكثر مرونة.

خصائص الميكانيكية

تتميز اللدائن الحرارية بشكل عام بقوة وصلابة أقل مقارنة باللدائن الحرارية. وذلك لأن سلاسل البوليمر غير مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض، والقوى الجزيئية التي تربطها ببعضها ضعيفة. ونتيجة لذلك، فإن اللدائن الحرارية أكثر مرونة ولها معامل مرونة أقل.

التطبيقات

تُستخدم اللدائن الحرارية بشكل شائع في المنتجات التي تتطلب المرونة، مثل مواد التعبئة والتغليف، والأنابيب، الطلاءات بالحرارة ومكونات السيارات. كما أنها تستخدم في التطبيقات التي تتطلب الشفافية، مثل تغليف المواد الغذائية والأجهزة الطبية.

اللدائن الحرارية الصلبة

تخضع البوليمرات المتصلدة بالحرارة لتفاعل كيميائي أثناء المعالجة، مما يحولها بشكل لا رجعة فيه إلى حالة صلبة ومتشابكة. تُعرف هذه العملية بالتشابك أو المعالجة، وعادةً ما يتم تحفيزها عن طريق الحرارة أو الضغط أو إضافة عامل معالجة. بمجرد معالجتها، لا يمكن صهر المواد المتصلدة بالحرارة أو إعادة تشكيلها دون التعرض لتدهور كبير. تتضمن أمثلة المواد المتصلدة بالحرارة راتنجات الإيبوكسي والفينول والبوليستر.

الاستجابة للحرارة

تخضع المواد المتصلبة بالحرارة لتفاعل كيميائي أثناء المعالجة، مما يحولها بشكل لا رجعة فيه إلى حالة صلبة ومتشابكة. وهذا يعني أنها لا تلين عند تسخينها ولا يمكن إعادة تشكيلها. بمجرد معالجتها، تصبح المواد المتصلبة بالحرارة صلبة بشكل دائم ولا يمكن صهرها أو إعادة تشكيلها دون التعرض لتدهور كبير.

مقلوبية

لا يمكن إعادة صهر المواد المتصلدة بالحرارة أو إعادة تشكيلها بعد المعالجة. وذلك لأن التفاعل الكيميائي الذي يحدث أثناء المعالجة يحول سلاسل البوليمر بشكل لا رجعة فيه إلى حالة صلبة ومتشابكة. بمجرد معالجته، يصبح المتصلد بالحرارة متصلبًا بشكل دائم ولا يمكن صهره أو إعادة تشكيله دون التعرض لتدهور كبير.

التركيب الكيميائي

تتميز المواد المتصلبة بالحرارة ببنية متشابكة، مع روابط تساهمية قوية بين سلاسل البوليمر. ترتبط السلاسل كيميائيًا ببعضها البعض، وتكون القوى الجزيئية التي تربطها معًا قوية. وهذا يجعل اللدائن الحرارية أكثر صلابة وأقل مرونة من اللدائن الحرارية.

خصائص الميكانيكية

تُظهِر المواد المتصلبة بالحرارة، بمجرد معالجتها، ثباتًا ممتازًا للأبعاد، وقوة عالية، ومقاومة للحرارة والمواد الكيميائية. وذلك لأن الهيكل المتشابك للحرارة يوفر درجة عالية من الصلابة والقوة. كما أن الروابط التساهمية القوية بين سلاسل البوليمر تجعل المادة المتصلدة بالحرارة أكثر مقاومة للحرارة والمواد الكيميائية.

التطبيقات

تُستخدم المواد المتصلدة بالحرارة في التطبيقات التي تتطلب قوة ومتانة عالية، مثل أجزاء الطائرات والعوازل الكهربائية والمواد المركبة. كما أنها تستخدم في التطبيقات التي تتطلب مقاومة للحرارة والمواد الكيميائية، مثل الطلاءات والمواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب.

مقارنة اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية

يمكن تلخيص الاختلافات بين اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية على النحو التالي:

• 1. الاستجابة للحرارة: تلين اللدائن الحرارية عند تسخينها ويمكن إعادة تشكيلها، بينما تخضع اللدائن الحرارية لتفاعل كيميائي وتصبح متصلبة بشكل دائم.
• 2. قابلية العكس: يمكن صهر اللدائن الحرارية وإعادة تشكيلها عدة مرات، في حين لا يمكن إعادة صهر أو إعادة تشكيل اللدائن الحرارية بعد المعالجة.
• 3. التركيب الكيميائي: اللدائن الحرارية لها بنية خطية أو متفرعة، مع قوى جزيئية ضعيفة تربط سلاسل البوليمر الخاصة بها معًا. تتميز المواد المتصلبة بالحرارة ببنية متشابكة، مع روابط تساهمية قوية بين سلاسل البوليمر.
• 4. الخواص الميكانيكية: تتميز اللدائن الحرارية بشكل عام بقوة وصلابة أقل مقارنة باللدائن الحرارية. تُظهِر المواد المتصلبة بالحرارة، بمجرد معالجتها، ثباتًا ممتازًا للأبعاد، وقوة عالية، ومقاومة للحرارة والمواد الكيميائية.
• 5. التطبيقات: تُستخدم اللدائن الحرارية بشكل شائع في المنتجات التي تتطلب المرونة، مثل مواد التعبئة والتغليف والأنابيب ومكونات السيارات. تُستخدم المواد المتصلدة بالحرارة في التطبيقات التي تتطلب قوة ومتانة عالية، مثل أجزاء الطائرات والعوازل الكهربائية والمواد المركبة.

وفي الختام

في الختام، اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية هما نوعان من البوليمرات التي لها خصائص وسلوكيات متميزة. ويكمن الفرق الرئيسي بين الاثنين في استجابتهما للحرارة وقدرتهما على إعادة التشكيل. يمكن صهر اللدائن الحرارية وإعادة تشكيلها عدة مرات دون الخضوع لأي تغيير كيميائي كبير، في حين تخضع اللدائن الحرارية لتفاعل كيميائي أثناء المعالجة، مما يحولها بشكل لا رجعة فيه إلى حالة صلبة ومتشابكة. يعد فهم الاختلافات بين اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية أمرًا مهمًا لاختيار المادة المناسبة لتطبيق معين.