معدِّل

المُعَدِّلات للبوليمرات هي إضافات تُستخدم لتحسين أو تعديل خصائص المواد البوليمرية. يمكن أن تُحسِّن هذه المُعدِّلات من المرونة، ومقاومة الصدمات، وسهولة المعالجة، والثبات الحراري، أو خصائص أخرى حسب التطبيق.

أنواع المُعدِّلات للبوليمرات:

1. مُعدِّلات الصدمات – تُحسِّن المتانة وتُقلل الهشاشة (مثل ABS، MBS، والمُعدِّلات المعتمدة على المطاط).

2. الملدنات – تزيد من المرونة وتقلل من الصلابة (مثل الفثالات، والأديبات).

3. مساعدات المعالجة – تُعزز تدفق المادة المنصهرة وتسهل المعالجة (مثل البوليمرات المشتركة الأكريليكية).

4. المُثبتات – تحمي البوليمرات من التحلل بفعل الحرارة أو الأشعة فوق البنفسجية أو الأكسدة (مثل مُثبتات الأشعة فوق البنفسجية، ومضادات الأكسدة).

5. مُثبطات اللهب – تقلل القابلية للاشتعال (مثل المركبات المحتوية على الهالوجين، والإضافات القائمة على الفوسفور).

6. الحشوات والتعزيزات – تُحسِّن القوة الميكانيكية (مثل الألياف الزجاجية، والكربون الأسود، والسيليكا).

7. مُتوافِقات البوليمرات – تُحسِّن امتزاج الخلطات البوليمرية (مثل البوليمرات المحورة بلا أنهيدريد المالييك).

التركيب يتكوَّن المُلدِّن عادةً من جزيء عضوي صغير ومرن يحتوي على مناطق قطبية وغير قطبية. تدخل هذه الجزيئات بين سلاسل البوليمر، مما يُقلل من القوى بين الجزيئات ويزيد من المرونة. يحتوي معظم الملدنات على بنية مركزية تضم مجموعات وظيفية مثل الإسترات أو الإيثرات أو الفوسفات، مما يعزز التوافق مع البوليمرات. تُعد الفثالات، مثل فثالات ثنائي(2-إيثيل هكسيل) (DEHP)، من أشهر الملدنات وتتميز بحلقة بنزين وسلاسل ألكيلية مرتبطة بروابط إستيرية. أما الأديبات، مثل أديبات ثنائي(2-إيثيل هكسيل) (DEHA)، فلها سلسلة خطية أليفاتية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة. وتُقدِّم التريمليتات، مثل تريمليت ثلاثي(2-إيثيل هكسيل) (TOTM)، مقاومة جيدة للحرارة العالية بفضل نواتها العطرية وثلاث مجموعات إسترية. كذلك تُستخدم إسترات الفوسفات، مثل فوسفات ثلاثي الفينيل (TPP)، كمُلدِّنات مقاومة للاشتعال. من خلال تعديل البنية البوليمرية، تُعزِّز الملدنات المرونة، والمتانة، وسهولة المعالجة، مما يجعلها ضرورية في تطبيقات مثل PVC، والمطاط، والطلاءات.

الخصائص يمتلك المُلدِّن عددًا من الخصائص الأساسية التي تُعزز من مرونة البوليمرات وسهولة معالجتها ومتانتها. عادة ما يكون منخفض التقلب، مما يمنع تبخره بسرعة ويُضمن فعاليته طويلة الأمد. ويجب أن يتمتع بتوافق عالٍ مع مصفوفة البوليمر لتجنب الانفصال أو الهجرة. كما أن الثبات الحراري ضروري لتحمل درجات الحرارة العالية أثناء المعالجة أو الاستخدام دون تحلل. من خلال خفض درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg)، تُصبح المواد أكثر ليونة وقابلية للانثناء عند درجات حرارة منخفضة. يتمتع أيضًا بقوة إذابة جيدة، تساعد على تشتيت سلاسل البوليمر وتقليل صلابتها. وتمنع مقاومة الاستخلاص فقدان الملدن عند التعرض للماء أو الزيوت أو المواد الكيميائية. وتُوفر بعض الملدنات مقاومة للاشتعال، مثل إسترات الفوسفات. كما تُحسن المرونة الميكانيكية من خلال زيادة الاستطالة ومقاومة الصدمات وتقليل الهشاشة. وتُوفِّر بعض الملدنات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والأكسدة، مما يمنع تحلل البوليمر نتيجة التعرض للضوء أو الهواء. هذه الخصائص تجعل الملدنات ضرورية في تطبيقات مثل PVC، والمطاط، والمواد اللاصقة، والطلاءات، والإيلاستومرات، حيث تكون المرونة والمتانة من المتطلبات الأساسية.

تطبيقات الملدنات المعدِّلة:

• منتجات PVC – تُستخدم في PVC المرن مثل الكابلات، والأرضيات، والأنابيب، والجلد الصناعي.

• صناعة المطاط – تُعزز من الليونة والنعومة في المنتجات المطاطية.

• المواد اللاصقة والمانعة للتسرب – تُحسن من المرونة وخصائص الالتصاق.

• الطلاءات والدهانات – تُحسن من قابلية الانتشار والمتانة.

• الأجهزة الطبية – تُستخدم في المواد المرنة مثل أكياس المحاليل والأنابيب.

• صناعة السيارات – تُستخدم في المكونات الداخلية ولوحات العدادات والحشوات المرنة.

• المنسوجات والأفلام – تُستخدم في الأقمشة الصناعية والأفلام البلاستيكية لتحسين النعومة.

مزايا الملدنات المعدِّلة:

• تزيد من مرونة وليونة البوليمرات.

• تُحسن من قابلية المعالجة أثناء التصنيع.

• تُقلل من الهشاشة وتعزز مقاومة الصدمات.

• تُخفض درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg)، مما يُحسن الأداء في الظروف الباردة.

• يُوفر البعض مقاومة للاشتعال لزيادة الأمان.

• تُعزز من الاستطالة ومتانة المواد.

عيوب الملدنات المعدِّلة:

• بعض الملدنات مثل الفثالات تُثير مخاوف صحية وبيئية.

• قد تحدث مشكلات الهجرة، مما يؤدي إلى فقدان الخصائص بمرور الوقت.

• بعض الملدنات قد تُسبب عدم توافق كيميائي مع أنواع معينة من البوليمرات.

• تقلب بعض الأنواع قد يؤدي إلى تحلل المادة أو ظهور روائح كريهة.

• بعض الملدنات تُقلل من القوة الميكانيكية عند التركيزات العالية.

• الأثر البيئي قد يكون مثيرًا للقلق، خاصة بالنسبة للملدنات غير القابلة للتحلل الحيوي.