عامل النفخ

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

عامل النفخ هو مادة قادرة على إنتاج بنية خلوية عبر عملية النفخ في مجموعة متنوعة من المواد التي تخضع للتصلب أو التحول الطوري ، مثل البوليمرات والبلاستيك والمعادن . [ 1 ] ويُستخدم عادةً عندما تكون المادة المنفوخة في حالة سائلة . تُقلل البنية الخلوية في المادة الأساسية من الكثافة، مما يزيد من العزل الحراري والصوتي، بينما يزيد من الصلابة النسبية للبوليمر الأصلي.

تم تصنيف عوامل النفخ (المعروفة أيضًا باسم "عوامل توليد الهواء") أو الآليات ذات الصلة لإنشاء ثقوب في مصفوفة تنتج مواد خلوية، على النحو التالي:

  • تشمل عوامل النفخ الفيزيائية مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs ) (مع ذلك، فهي مواد مستنفدة للأوزون، وقد حُظرت بموجب بروتوكول مونتريال لعام 1987)، ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون ( HCFCs ) (التي حلت محل مركبات الكلوروفلوروكربون، ولكنها لا تزال مستنفدة للأوزون، ولذلك يجري التخلص منها تدريجياً)، والهيدروكربونات (مثل البنتان ، والإيزوبنتان ، والسيكلوبنتان )، وثاني أكسيد الكربون السائل . عملية تكوين الفقاعات/الرغوة غير قابلة للانعكاس وماصة للحرارة، أي أنها تحتاج إلى حرارة (مثلاً من عملية انصهار أو من التفاعل الكيميائي الطارد للحرارة الناتج عن التشابك) لتبخير عامل النفخ السائل. مع ذلك، عند التبريد، يتكثف عامل النفخ، وهي عملية قابلة للانعكاس. [ 2 ] [ 3 ]
  • تشمل عوامل النفخ الكيميائية الإيزوسيانات والماء للبولي يوريثان ، والأزوديكاربوناميد للفينيل، والهيدرازين ومواد أخرى أساسها النيتروجين للرغوات الحرارية والمطاطية، وبيكربونات الصوديوم للرغوات الحرارية. تتشكل المنتجات الغازية وغيرها من النواتج الثانوية نتيجة تفاعل كيميائي لعامل النفخ، بفعل حرارة عملية إنتاج الرغوة أو حرارة التفاعل الطاردة للحرارة للبوليمر المتفاعل . ونظرًا لأن تفاعل النفخ يحدث مُكَوِّنًا مركبات ذات وزن جزيئي منخفض تعمل كغاز نفخ، فإنه يُطلق أيضًا حرارة إضافية طاردة للحرارة . يُستخدم مسحوق هيدريد التيتانيوم كعامل نفخ في إنتاج الرغوات المعدنية ، حيث يتحلل لتكوين غاز الهيدروجين والتيتانيوم عند درجات حرارة مرتفعة. [ 4 ] ويُستخدم هيدريد الزركونيوم (II) للغرض نفسه. وبمجرد تكوّنها، لا تعود المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض إلى عامل النفخ الأصلي؛ فالتفاعل غير قابل للانعكاس.
  • تُستخدم عوامل نفخ فيزيائية/كيميائية مختلطة لإنتاج رغوة البولي يوريثان المرنة ذات الكثافة المنخفضة جدًا. في هذه الحالة، يُستخدم النفخ الكيميائي والفيزيائي معًا لتحقيق التوازن بين الطاقة الحرارية المنبعثة والممتصة، مما يقلل من ارتفاع درجة الحرارة. وإلا، فإن الحرارة الزائدة الناتجة عن زيادة تركيز عامل النفخ الفيزيائي قد تُسبب تدهورًا حراريًا لمادة البولي يوريثان المتصلبة حراريًا أو البولي يوريثان أثناء عملية التصنيع. على سبيل المثال، لتجنب ذلك في أنظمة البولي يوريثان، يُستخدم الإيزوسيانات والماء (اللذان يتفاعلان لتكوين ثاني أكسيد الكربون ) مع ثاني أكسيد الكربون السائل (الذي يغلي ليتحول إلى غاز) في إنتاج رغوة البولي يوريثان المرنة ذات الكثافة المنخفضة جدًا المستخدمة في صناعة المراتب. [ 5 ]
  • تتضمن صناعة الرغوة والرغوة ميكانيكيًا طرقًا لإدخال فقاعات في مواد سائلة قابلة للبلمرة (مثل المطاط الصناعي غير المُلَفْنَن على شكل لاتكس سائل). تشمل هذه الطرق خفق الهواء أو غازات أخرى أو سوائل متطايرة منخفضة الغليان في شبكات منخفضة اللزوجة، أو حقن غاز في أسطوانة البثق أو القالب، أو في أسطوانات أو فوهات قولبة الحقن، والسماح لحركة القص/الخلط للبرغي بتوزيع الغاز بشكل متجانس لتكوين فقاعات دقيقة جدًا أو محلول غازي في المصهور. عند قولبة المصهور أو بثقه، ويكون الجزء تحت الضغط الجوي، يخرج الغاز من المحلول مُمددًا مصهور البوليمر مباشرةً قبل التصلب. يُستخدم الخفق (المشابه لخفق بياض البيض لصنع المرينغ ) أيضًا لتثبيت المواد المتفاعلة السائلة الرغوية، على سبيل المثال لمنع حدوث الترهل على الجدران الرأسية قبل التصلب (أي تجنب انهيار الرغوة وانزلاقها على سطح رأسي بفعل الجاذبية).
  • الحشوات القابلة للذوبان، على سبيل المثال بلورات كلوريد الصوديوم الصلبة الممزوجة بنظام اليوريثان السائل، والتي يتم تشكيلها بعد ذلك إلى جزء بوليمر صلب، يتم غسل كلوريد الصوديوم لاحقًا عن طريق غمر الجزء الصلب المصبوب في الماء لبعض الوقت، لترك ثقوب صغيرة مترابطة في منتجات البوليمر ذات الكثافة العالية نسبيًا، (على سبيل المثال مواد الجلد الصناعي Porvair لأجزاء الأحذية العلوية).
  • يتم خلط الكرات المجوفة والجسيمات المسامية (مثل الأغلفة/الكرات الزجاجية، وأغلفة الإيبوكسيد، وأغلفة PVDC، والرماد المتطاير ، والفيرميكوليت ، وغيرها من المواد الشبكية) وتشتيتها في المواد المتفاعلة السائلة، والتي يتم تشكيلها بعد ذلك إلى جزء بوليمر صلب يحتوي على شبكة من الفراغات.
  • يمكن أن يؤثر عامل النفخ على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمطاط الطبيعي.

مراجع

  1. ↑ ويبتش، جورج (2017). دليل عوامل الرغوة والنفخ . تورنتو. ISBN 978-1-927885-18-5. OCLC 963394095 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  2. ↑ "عامل النفخ - نظرة عامة" .
  3. ↑ كوماران، إم كيه؛ بومبيرغ، إم تي؛ مارشان، آر جي؛ أسكو، إم آر؛ كريازو، جيه إيه (أكتوبر 1989). "طريقة لتقييم تأثير تكثيف عامل النفخ على رغوة البولي يوريثان المرشوشة" . مجلة العزل الحراري . 13 (2): 123-137 . doi : 10.1177/109719638901300207 . ISSN 0148-8287 . S2CID 110851023 .  
  4. ↑ بانهارت، جون (2000). "طرق تصنيع الرغوات المعدنية" . مجلة المعادن والمواد . 52 (12). جمعية المعادن والمواد: 22-27 . رمز Bibcode : 2000JOM....52l..22B . doi : 10.1007/s11837-000-0062-8 . S2CID 137735453. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2012. تم الاسترجاع في 20 يناير 2012 . 
  5. ↑ " تقنية ثاني أكسيد الكربون في أجهزة قياس ضغط الدم القلبية تتقدم قفزة نوعية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 مايو 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يناير 2012 .