بوليأريل إيثير كيتون (PAEK) هو عائلة من البوليمرات الحرارية شبه المتبلورة عالية الأداء، معروفة بخصائصها الميكانيكية الممتازة، والثبات الحراري، والمقاومة الكيميائية. تحتوي هذه البوليمرات على حلقات عطرية مرتبطة بروابط الإيثر (–O–) والكيتون (–CO–)، مما يعزز من صلابتها ومتانتها. التركيب البنيوي: يتكوّن بوليأريل إيثير كيتون (PAEK) من سلسلة جزيئية تحتوي على حلقات عطرية (آريل) مترابطة بروابط إيثر وكيتون بالتناوب. تساهم الروابط الكيتونية في تعزيز مقاومة الحرارة والأكسدة، بينما توفر روابط الإيثر مرونة في السلسلة البوليمرية، مما يسهل عملية التصنيع. الحلقات العطرية تضيف صلابة وثباتًا بنيويًا. هذا الهيكل الفريد يمنح البوليمر خصائص حرارية وميكانيكية فائقة، كما أن الطبيعة شبه المتبلورة له تتيح ترتيب السلاسل بشكل منظم، مما يمنحه مقاومة ممتازة للاهتراء وأداء ميكانيكي عالي. تختلف أنواع PAEK (مثل PEEK، PEK، PEKK) حسب ترتيب ونسبة روابط الإيثر والكيتون، مما يؤثر على الخصائص الحرارية والميكانيكية لكل نوع. الخصائص:

• ثبات حراري عالي: يتحمل درجات حرارة تشغيل مستمرة تصل إلى 250°C.
• خصائص ميكانيكية ممتازة: قوة شد عالية، صلابة، ومقاومة للصدمات.
• مقاومة كيميائية فائقة: يتحمل الأحماض، القواعد، والمذيبات العضوية.
• امتصاص رطوبة منخفض: يحافظ على الثبات الأبعادي حتى في البيئات الرطبة.
• مقاومة للاهتراء والتعب: مثالي للتطبيقات التي تتطلب تحملًا طويل الأمد للأحمال العالية.
• مثبط للهب ومنخفض الدخان: يعزز السلامة في البيئات ذات الحرارة العالية.
• عازل كهربائي جيد: مناسب للتطبيقات الكهربائية والإلكترونية.
• متوافق حيويًا: يمكن استخدامه في الزرعات الطبية والأدوات الجراحية.

التطبيقات: • الفضاء والسيارات: مكونات هيكلية، محامل، وأجزاء متحركة تتطلب خفة الوزن ومقاومة للحرارة. • القطاع الطبي: زرعات، أدوات جراحية، ومكونات الأسنان بسبب التوافق الحيوي ومقاومة التعقيم. • النفط والغاز: حلقات مانعة للتسرب، صمامات، وعوازل تتحمل درجات حرارة وضغوط عالية. • الإلكترونيات والكهرباء: عوازل، موصلات، وأجزاء من معدات تصنيع أشباه الموصلات. • الصناعة والتصنيع: تروس، مضخات، وأجزاء مقاومة للاهتراء والاحتكاك. المزايا: ✅ مقاومة حرارية عالية حتى 250°C ✅ خصائص ميكانيكية قوية (قوة وصلابة ومتانة) ✅ مقاومة كيميائية ممتازة ✅ امتصاص رطوبة منخفض وثبات أبعادي ✅ مقاومة للتآكل والتعب الميكانيكي ✅ مثبط للهب ومنخفض الدخان ✅ متوافق حيويًا العيوب: ❌ تكلفة مرتفعة مقارنة بالبلاستيك التقليدي وبعض البوليمرات الأخرى ❌ يتطلب تجهيزات خاصة ودرجات حرارة عالية أثناء التصنيع ❌ محدودية في التوفر التجاري مقارنة ببعض المواد الهندسية الأخرى ❌ يمكن أن يصبح هشًا في درجات الحرارة المنخفضة جدًا

إيثيلين تترافلوروإيثيلين (ETFE) هو بوليمر فلوري عالي الأداء يتميز بقوته الفائقة، وخفة وزنه، ومقاومته الممتازة للظروف البيئية. تم تطويره في الأصل كمادة عازلة لصناعة الطيران، ويُستخدم اليوم في تطبيقات معمارية وصناعية متنوعة. التركيب البنيوي: يتكوّن ETFE من وحدات مشتركة من الإيثيلين (C₂H₄) وتترافلوروإيثيلين (C₂F₄)، وتشكل سلسلة بوليمرية تحتوي على ذرات كربون مرتبطة بذرات فلور وهيدروجين. يمنح الفلور المادة خصائص غير لاصقة ومقاومة عالية للأشعة فوق البنفسجية، في حين يُضفي الإيثيلين مرونة ومتانة. وبخلاف بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، فإن ETFE يحتوي على فلور أقل، مما يجعله أقل خمولًا كيميائيًا، لكنه أقوى وأكثر مقاومة للصدمات. تسمح بنيته شبه البلورية بمعالجته كأغشية رقيقة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات المعمارية والعزل والطلاءات الواقية. الخصائص:

• خفيف الوزن: يعادل 1% فقط من وزن الزجاج.
• قوة شد ومتانة عالية: مقاوم للصدمات والثقوب والإجهاد الميكانيكي.
• شفافية ممتازة: ينفذ حتى 95% من الضوء الطبيعي.
• مقاوم للأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية: لا يتحلل تحت التعرض الطويل للشمس.
• مقاوم كيميائيًا: يتحمل الأحماض والمذيبات والمواد الكيميائية القاسية.
• سطح ذاتي التنظيف: معامل احتكاك منخفض يمنع تراكم الأوساخ.
• ثبات حراري: يتحمل درجات حرارة من -185°C حتى 150°C، ويذوب عند حوالي 265°C.
• مرن وقابل للتمدد: يمكن أن يتمدد حتى 3 مرات طوله الأصلي دون أن يتلف.
• قابل لإعادة التدوير: مادة صديقة للبيئة يمكن صهرها وإعادة استخدامها.

المزايا: ✅ خفيف الوزن ✅ مقاوم للصدمات والثقوب ✅ شفاف للغاية ✅ مقاوم للأشعة فوق البنفسجية والطقس ✅ مقاوم للمواد الكيميائية ✅ سهل التنظيف ✅ مرونة عالية وثبات حراري ممتاز ✅ صديق للبيئة وقابل لإعادة التدوير العيوب: ❌ تكلفة مرتفعة مقارنة بالزجاج أو البوليكربونات ❌ قابل للاشتعال في ظروف قصوى (لكن ذاتي الإطفاء) ❌ يحتاج إلى دعم هيكلي إضافي (مثل أنظمة النفخ أو الإطار المعدني) ❌ يمكن خدشه بسهولة ❌ عزل صوتي ضعيف مقارنة بالمواد الصلبة التطبيقات: • الهندسة المعمارية والبناء: في الأسقف المقببة، الملاعب، المظلات (مثل ملعب أليانز أرينا، مشروع إيدن). • الطيران والسيارات: لعزل الأسلاك والطلاءات الواقية. • القطاع الطبي: في الأنابيب والقسطرة والطلاءات الحيوية. • الصناعات الكيميائية: كبطانة للأنابيب والخزانات. • الطاقة الشمسية والمتجددة: في تغليف الألواح الشمسية وبيوت الزراعة. • الإلكترونيات: عزل الكابلات عالية الأداء في الطيران والاتصالات.