الأساليب الحديثة في تطوير المتراكبات البوليمرية

2022-04-29

أ.م. د. رائد خضر سلمان

ترتكز صناعة المتراكبات البوليمرية على استخدام راتنج مصلد بالحرارة (Thermoset) وتدعيمه بمواد تقوية او تسليح (Reinforcements)، والتي يمكن ان تكون عبارة عن الياف مستمرة او مقطعة او حبيبات او دقائق نانوية. وفي كل الأحوال فإن الناتج يكون عبارة عن مادة صلبة عالية ذات مواصفات ميكانيكية وحرارية عالية تستمدها من دمج المادتين، المادة الأساس المتمثلة بالراتنج ومادة التقوية والتدعيم المتمثلة بالألياف او غيرها من مواد التقوية المذكورة آنفاً.

وقد تركزت معظم البحوث في العقود السابقة على زيادة الخصائص الميكانيكية للمادة مثل معامل مرونة الشد والانضغاط والصلادة ومقاومة الصدمة. لكن لو نظرنا إلى الناحية التطبيقية فنلاحظ ان جودة المواد في الوقت الحالي لم تعد تعتمد فقط على متانتها بقدر ما تعتمد على كفاءتها في تحمل الظروف الجوية والحرارية المختلفة. إضافة الى ذلك فإن المواد المستخدمة في التطبيقات الحالية تعتمد بشدة على قابلية المادة للاستجابة للأحمال المطبقة وبشكل لدن حتى عند الاحمال الغير خطية (خارج حدود المرونة)، بعكس المواد المتراكبة التي تظهر سلوك هش عندما يتخطى الاجهاد حدود المرونة (منحني يونك). لذلك يتوجب مواكبة تطور التطبيقات الحالية وذلك من خلال تطوير منظومات المواد المتراكبة نفسها لكي تجمع بين خصائص المرونة العالية وبنفس الوقت تقلل الهشاشة وتزيد السلوك اللدن قدر الإمكان لكي يمكن الاستمرار بإنتاج واستخدام هذه المواد دون التخلي عنها كما حدث مع العديد من المواد التي توقف انتاجها بعد ظهور مواد أكثر تطوراً.

ويتطلب تطوير المواد تطوير المركبات الأساسية للتصنيع وكذلك تطوير تقنيات التصنيع. والأخيرة تتطلب تطوير منظومات وأجهزة تحكم عالية الدقة او ما تعرف بالمنظومات الذكية. اما المسار الآخر للتطوير فيتضمن تغيير التركيب الأساسي لمواد التصنيع سواء كانت المادة الأساس او مواد التقوية. وهذه المشاريع يمكن ان تفتح ابواباً واعدة في البحث العلمي التطبيقي وكذلك في الاستدامة البيئية.