الإيلاستومر

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Elastomer" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (April 2015) (Learn how and when to remove this message)

الإيلاستومر هو بوليمر ذو لزوجة مرنة (أي اللزوجة والمرونة ) وقوى بين الجزيئات ضعيفة ، ومعامل يونج (E) منخفض بشكل عام وإجهاد فشل مرتفع مقارنة بالمواد الأخرى. ^[1] المصطلح، وهو عبارة عن كلمة مركبة من البوليمر المرن ، ^[2] يستخدم غالبًا بالتبادل مع المطاط ، على الرغم من أن الأخير مفضل عند الإشارة إلى الفلكنة . ^[3] كل من المونومرات التي ترتبط لتشكيل البوليمر هي عادةً مركب من عدة عناصر بين الكربون والهيدروجين والأكسجين والسيليكون . الإيلاستومرات هي بوليمرات غير متبلورة يتم الحفاظ عليها فوق درجة حرارة انتقالها الزجاجي ، بحيث يكون إعادة التشكيل الجزيئي الكبير ممكنًا دون كسر الروابط التساهمية . في درجات الحرارة المحيطة ، تكون هذه المطاطات مطاوعة نسبيًا (E ≈ 3 M Pa ) وقابلة للتشوه. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تُسمى المواد الصلبة الشبيهة بالمطاط ذات الخواص المرنة بالمرونة المطاطية. ترتبط سلاسل البوليمرات معًا في هذه المواد بواسطة روابط بين الجزيئات ضعيفة نسبيًا ، مما يسمح للبوليمرات بالتمدد استجابةً للضغوط العيانية.

عادةً ما تكون الإيلاستومرات صلبة بالحرارة (تتطلب عملية الفلكنة) ولكنها قد تكون أيضًا بلاستيكية بالحرارة (انظر الإيلاستومر البلاستيكي بالحرارة ). تتشابك سلاسل البوليمر الطويلة أثناء المعالجة (أي عملية الفلكنة). يمكن تصور البنية الجزيئية للإيلاستومرات على أنها بنية "سباجيتي وكرات لحم"، حيث تشير كرات اللحم إلى روابط متقاطعة. تشتق المرونة من قدرة السلاسل الطويلة على إعادة تكوين نفسها لتوزيع الإجهاد المطبق. تضمن الروابط المتقاطعة التساهمية عودة الإيلاستومر إلى تكوينه الأصلي عند إزالة الإجهاد.

يحدث الترابط على الأرجح في بوليمر متوازن بدون أي مذيب. إن تعبير الطاقة الحرة المشتق من نموذج نيو هوك لمرونة المطاط يكون من حيث تغير الطاقة الحرة بسبب التشوه لكل وحدة حجم من العينة. تركيز الخيوط، v، هو عدد الخيوط على الحجم الذي لا يعتمد على الحجم الكلي وشكل الإيلاستومر. ^[4] يربط بيتا المسافة من طرف إلى طرف لخيوط البوليمر عبر الروابط المتقاطعة على البوليمرات التي تخضع لإحصائيات المشي العشوائي.

${\displaystyle \Delta f_{d}={\frac {\Delta F_{d}}{V}}={\frac {K_{B}T\nu _{el}\beta \lambda _{1}p^{2}+\lambda _{2}p+2\lambda _{3}p^{2}-3}{2}}}$

${\displaystyle v_{el}={\frac {n_{el}}{V}},\beta =1}$^{[ التوضيح مطلوب ]}

في الحالة الخاصة لتشوه القص، فإن الإيلاستومر بالإضافة إلى التزامه بأبسط نموذج لمرونة المطاط يكون أيضًا غير قابل للانضغاط. بالنسبة للقص الخالص، نربط إجهاد القص بنسب الامتداد لامدا. القص الخالص هو حالة إجهاد ثنائية الأبعاد تجعل لامدا تساوي 1، مما يقلل دالة إجهاد الطاقة أعلاه إلى:

${\displaystyle \Delta f_{d}={\frac {k_{B}T\nu _{s}\beta \gamma ^{2}}{2}}}$

للحصول على إجهاد القص ، يتم بعد ذلك التمييز بين دالة إجهاد الطاقة فيما يتعلق بإجهاد القص للحصول على معامل القص، G، مضروبًا في إجهاد القص:

${\displaystyle \sigma _{12}={\frac {d(\Delta f_{d})}{d\gamma }}=G\gamma }$

إن إجهاد القص يتناسب مع إجهاد القص حتى عند الإجهادات الكبيرة. ^[5] لاحظ كيف يرتبط معامل القص المنخفض بكثافة طاقة إجهاد التشوه المنخفضة والعكس صحيح. يتطلب تشوه القص في الإيلاستومرات طاقة أقل لتغيير الشكل مقارنة بالحجم.

${\displaystyle \Delta f_{d}=W={\frac {G(\lambda _{1p}^{2}+\lambda _{2p}^{2}+\lambda _{3p}^{2}-3)}{2}}}$

المطاط غير المشبع الذي يمكن معالجته بالكبريت:

• بولي إيزوبرين طبيعي : مطاط طبيعي سيس-1،4-بولي إيزوبرين (NR) و ترانس-1،4-بولي إيزوبرين جوتا بيرشا
• بولي إيزوبرين صناعي (IR للمطاط الإيزوبرين )
• بولي بوتادين (BR للمطاط البوتادين )
• مطاط الكلوروبرين (CR)، بولي كلوروبرين ، النيوبرين
• مطاط البوتيل (كوبوليمر من الأيزوبيوتين والأيزوبرين، IIR)
  • مطاط البوتيل المهلجنة (مطاط الكلورو بوتيل: ​​CIIR؛ مطاط البرومو بوتيل: ​​BIIR)
• مطاط ستيرين بوتادين (كوبوليمر ستيرين وبوتادين، SBR)
• مطاط النتريل (كوبوليمر من البيوتادين والأكريلونيتريل ، NBR)، ويسمى أيضًا مطاط بونا إن
  • المطاط النتريلي المهدرج (HNBR) من إنتاج شركة Therban و Zetpol

المطاط المشبع الذي لا يمكن معالجته بالكبريت:

• EPM ( مطاط إيثيلين بروبيلين ، وهو عبارة عن كوبوليمر من إيثيلين وبروبيلين ) ومطاط EPDM (مطاط إيثيلين بروبيلين ديين، وهو عبارة عن ثلاثي بوليمر من إيثيلين وبروبيلين ومكون ديين )
• مطاط إبيكلورهيدرين (ECO)
• المطاط الأكريليكي (ACM، ABR)
• مطاط السيليكون (SI، Q، VMQ)
• مطاط الفلوروسيليكون (FVMQ)
• الفلورو إلاستومرات ( FKM و FEPM) فيتون ، تكنوفلون ، فلوريل، أفلاس و داي-إل
• اللدائن المشبعة بالفلور ( FFKM ) تكنوفلون PFR، كالريز ، شيمراز، بيرلاست
• أميدات كتلة البولي إيثر (PEBA)
• البولي إيثيلين المكلور سلفونات (CSM)
• أسيتات الإيثيلين فينيل (EVA)

أنواع أخرى مختلفة من الإيلاستومرات :

• الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية (TPE)
• البروتينات الريزيلين والإيلاستين​ ​
• مطاط البوليسلفيد
• الإيلاستوليفين ، الألياف المرنة المستخدمة في إنتاج الأقمشة
• بولي (ديكلورو فوسفازين) ، وهو "مطاط غير عضوي" من بلمرة سداسي كلورو فوسفازين

• صب الإيلاستومر السائل
• مرونة المطاط

• البلمرة الفعالة والصديقة للبيئة للمطاط الصناعي، بقلم أندرياس دينر، مدير المنتجات في شركة List AG