حسنًا، احصل على هذا. اليوم سنتعمق في شيء قد لا تتوقعه.
أوه، دعونا نسمع ذلك.
علم ذوبان البلاستيك.
ذوبان البلاستيك. حسنا، أنا مفتون.
أنا أوافق؟ لا يبدو تمامًا مثل فيلم رائج.
لكن ثق بي، أنا أستمع.
فهم كيف تصبح تلك الكريات البلاستيكية الصغيرة كل شيء، مثل زجاجات المياه وحافظات الهاتف. إنها طريقة أكثر روعة مما تعتقد.
حسنًا، لقد لفتت انتباهي. يجب أن يكون هناك الكثير مما يلزم للحصول على تلك الأشكال، أليس كذلك؟
أوه، بالتأكيد. ومصادرنا تدخل حقًا في الحب الجوهري.
ماذا؟
حسنًا، بالنسبة للمبتدئين، كل شيء يبدأ بالمادة نفسها.
من المنطقي.
وكيف يعمل عند درجات حرارة مختلفة.
اه. لذلك نحن نتحدث عن الكيمياء، والفيزياء، وقليلًا من السحر الهندسي.
كل ما سبق. وأحد الأشياء التي أبرزتها مصادرنا حقًا هو الفرق بين البلاستيك البلوري وغير البلوري.
متبلور وغير متبلور. حسنا، كسر ذلك بالنسبة لي. ما الفرق؟
لذا فكر في ذوبان الجليد في الماء.
تمام. أساسية جدًا، أليس كذلك؟
بالضبط. يحدث عند درجة حرارة محددة للغاية. المواد البلاستيكية البلورية مثل البولي إيثيلين متشابهة. لديهم نقطة انصهار مميزة.
لذلك عليك أن تصل إلى درجة الحرارة المحددة. خاصة إذا كنت تصنع شيئًا به الكثير من التفاصيل.
بدقة. لكن المواد البلاستيكية غير البلورية مختلفة.
كيف ذلك؟
فكر في الأمر مثل تليين الزبدة على طاولة دافئة. فإنه يحصل تدريجيا على المزيد من السوائل على مدى درجات الحرارة. البولي كربونات مثال جيد على ذلك.
لذا فإن الوصول إلى نقطة الانصهار المحددة يعد أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لتلك المواد البلاستيكية البلورية، إذن لقد فهمت.
وإلا فإنك تخاطر بأن ينتهي بك الأمر مع وجود عيوب ونقاط ضعف في المنتج النهائي.
أستطيع أن أرى كيف سيكون ذلك مشكلة. ما الذي بحثت فيه المصادر أيضًا؟
حسنًا، هذا هو الجزء الذي اعتقدت أنه رائع جدًا. تحدثوا عن الهياكل الجزيئية وكيفية تأثيرها على العملية.
الهياكل الجزيئية. هذا يبدو جميلا في العمق. أنا فضولي، كيف يحدث ذلك؟
الأمر كله يتعلق بتلك السلاسل الصغيرة داخل البلاستيك. طولها، كم تتفرع.
تمام.
كل ذلك يؤثر على مدى سهولة تدفق البلاستيك.
آه، لذلك نحن نتحدث عن اللزوجة هنا.
بالضبط. وهذا بدوره يحدد درجة الحرارة التي تحتاجها للعمل معها.
لذا فإن السلاسل الأقصر، والتشابك أقل، والتدفق أسهل في درجات حرارة منخفضة.
يمين. ولهذا السبب يتم استخدام مادة مثل البولي إيثيلين منخفض الكثافة أو LDPE في أشياء مثل الأكياس البلاستيكية.
اه. لأنه من السهل معالجتها في درجات الحرارة المنخفضة تلك. ولكن ماذا عن المواد البلاستيكية التي يجب أن تكون أكثر صلابة وأكثر متانة؟
سؤال جيد. غالبًا ما يكون لها سلاسل أطول وقوى بين الجزيئات أقوى.
يمين. لذا فإن أشياء مثل المجموعات القطبية داخل بنيتها تعني وجود قوى أقوى بين السلاسل.
بالضبط. البولياميدات هي مثال جيد.
ويحتاج هؤلاء إلى درجات حرارة أعلى لكسر تلك الروابط وجعل الأمور تتدفق بسلاسة.
لقد حصلت عليه. من الجنون كيف يمكن لشيء صغير جدًا، مثل طول سلسلة الجزيئات، أن يكون له مثل هذا التأثير الكبير.
الأمر كله يتعلق بتلك التفاصيل الصغيرة. فماذا عن تلك الإضافات؟ لقد سمعت أنهم يستطيعون فعلاً تغيير الأمور.
اه نعم الاضافات ووصفتهم المصادر بالأبطال المجهولين.
يمكنهم تغيير سلوك المادة بشكل جذري عند درجات حرارة مختلفة.
وأحد الأشياء الكبيرة التي ركزوا عليها كانت الملدنات.
الملدنات؟ ألا تجعل المادة أكثر مرونة وأسهل في العمل؟
هذا كل شيء. إنها تعمل نوعًا ما على تخفيف التوتر بين سلاسل البوليمر، مما يجعل كل شيء يتدفق بشكل أفضل.
لذلك، إذا كنت تفكر في ذلك، مثل إضافة الزيت إلى مفصل باب صلب لتسهيل تحريكه.
تشبيه مثالي.
هذه هي الطريقة التي يعملون بها. ولكن هل لديهم أي سلبيات؟ هل هم حقا مثل العنصر السحري؟
حسنا، هذه نقطة عظيمة. سلطت المصادر الضوء على أنه على الرغم من أن الملدنات توفر فوائد مثل استخدام طاقة أقل عن طريق تقليل درجات حرارة المعالجة، إلا أنه يتعين عليك أيضًا التفكير في كيفية تغيير المنتج النهائي.
آه، لذلك هناك دائمًا توازن يجب تحقيقه.
ولهذا السبب، كما تعلمون، يبحث العلماء دائمًا عن أنواع جديدة من الملدنات، ويحاولون.
لجعلها أفضل، والابتكار دائما. لذا فهي ليست مجرد مواد ملدنة، أليس كذلك؟ أنا متأكد من أن هناك إضافات أخرى أيضًا.
أوه، طن. وذكرت المصادر المثبتات على سبيل المثال.
تلك مهمة، أليس كذلك؟ للحفاظ على المواد من التحلل في درجات الحرارة المرتفعة تلك.
يمين. مثل PVC غالبًا ما يتم إضافة مثبتات ملح الرصاص لحمايته أثناء المعالجة.
من المنطقي. وبعد ذلك بالطبع، هناك مواد حشو، مثل الألياف الزجاجية لزيادة القوة والصلابة.
ولكن يمكن لهذه الحشوات أيضًا تغيير اللزوجة، ومدى سهولة تدفق المادة.
مما يعني ضبط درجة حرارة المعالجة مرة أخرى.
بالضبط. إنها مثل وصفة معقدة للغاية. كل عنصر يهم. ولكن بعد ذلك هناك طبقة أخرى لكل هذا.
أوه، ما هذا؟
تصميم المنتج نفسه.
آه، فكيف يؤثر شكل الشيء الفعلي على درجة الحرارة أيضًا؟
وقت كبير. تحدثت المصادر عن كيفية تصميم شيء رقيق، مثل الغلاف الإلكتروني.
أنت بحاجة إلى درجات حرارة أعلى للتأكد من وصول البلاستيك المنصهر إلى كل تلك البقع الصغيرة قبل أن يبرد ويتصلب.
بالضبط. لكن المنتج الأكثر سمكًا مثل الحاوية قد يحتاج إلى درجة حرارة أقل لمنع تشوهه.
لذلك لا يمكنك الحصول على مقاس واحد يناسب جميع درجات الحرارة.
لا. عليك أن تفكر في المنتج المحدد وكيفية استخدامه.
إنه أمر غريب كم من التفكير يدور حول هذه الأشياء التي تبدو بسيطة، أليس كذلك؟
إنه حقا كذلك. لكن بالحديث عن الفكر والتصميم، فإننا لم نتحدث حتى عن المعدات بعد.
آه، نعم، الآلات. يجب أن يكون هذا عالمًا آخر تمامًا.
أوه، هو عليه. وبحسب مصادرنا فإن آلة التشكيل بالحقن تلعب دورًا كبيرًا في كل هذا.
حسنا، لذلك دعونا نتحدث عن صب الحقن. أماه. أنا كلي آذان صاغية. ما الذي يجعلهم في غاية الأهمية؟ أوه، إنها قطع هندسية مذهلة حقًا. مثل تخيل فرن عالي التقنية، ولكن بدلاً من خبز البسكويت، فإنه يقوم بإذابة تلك الكريات البلاستيكية.
حسنًا، أنا أتخيل ذلك. إذن ماذا؟
ثم يقوم بحقن البلاستيك المنصهر بدقة فائقة في القالب. إنها الطريقة التي نحصل بها على كل تلك الأشكال المعقدة.
فماذا عن هذه الآلات التي تؤثر حقًا على درجة الحرارة وفي النهاية مدى جودة المنتج النهائي؟
حسنا، نظام التدفئة أمر بالغ الأهمية. لا شك. يجب أن تكون متساوية، ويجب أن تكون متسقة، خاصة مع تلك المواد البلاستيكية البلورية. هل تتذكر تلك التي لها نقطة انصهار محددة؟
نعم نعم.
أي نقاط ساخنة، أي تسخين غير متساوٍ، سوف تحصل على ذوبان وعيوب غير متساوية.
صحيح، صحيح. من المنطقي.
نعم.
إنه لأمر مدهش مدى أهمية هذه الاختلافات الصغيرة في درجات الحرارة.
تماما. ولكن الأمر لا يقتصر على نظام التدفئة فقط. هناك تصميم المسمار أيضًا.
انتظر، تصميم المسمار؟ أنا أتخيل أنك مثل المسمار الذي ستستخدمه لتجميع الأثاث معًا. ما علاقة ذلك بالبلاستيك المذاب؟
هاها، لا، ليس هكذا تمامًا. هذا المسمار موجود داخل آلة التشكيل بالحقن. إنه ما يذيب تلك الكريات ويحرك البلاستيك الذائب عبر الآلة.
حسنًا، ابدأ واحصل عليه. إذن ما هو الشيء المميز في تصميم المسمار إذن؟
حسنًا، تؤثر طريقة تصميمه على مقدار حرارة الاحتكاك التي يولدها، مما يؤثر بعد ذلك على مدى سرعة وانتظام ذوبان البلاستيك.
لذلك لا يتعلق الأمر فقط بتطبيق الحرارة من الخارج. المسمار نفسه يولد الحرارة أيضًا.
بالضبط. رائع جدا، هاه؟ وعلى المهندسين أن يفعلوا ذلك بشكل صحيح. نسبة العرض إلى الارتفاع هذه، وسرعة الدوران، كل ذلك لتحسين ذوبان أنواع مختلفة من البلاستيك، وتصميمات منتجات مختلفة.
هذا كثير للنظر فيه. كل هذا يبدو معقدًا جدًا حتى الآن.
أوه، إنه بالتأكيد.
وسأخمن أنه في العالم الحقيقي، في تلك المصانع، الأمور لا تسير دائمًا بشكل مثالي وفقًا للخطة، أليس كذلك؟
أنت تلحق بالركب. حتى مع كل هذه التكنولوجيا، وكل التخطيط الدقيق، هناك دائمًا شيء ما، كما تعلمون.
إذن ما هي بعض الأشياء التي تزعج الناس؟ الاشياء غير المتوقعة.
حسنًا، كما قلنا، تعمل المواد البلاستيكية المختلفة بشكل مختلف عند تسخينها. ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك.
حسنًا، مثل ماذا؟
حتى داخل نفس النوع من البلاستيك، مثل البولي إيثيلين، يمكنك الحصول على اختلافات من دفعة إلى أخرى.
حسنًا، مثير للاهتمام. مثل كيف؟
يمكن أن تكون اختلافات طفيفة في الوزن الجزيئي أو مقدار تفرع السلاسل. أشياء صغيرة، لكنها تغير كيفية ذوبانه، وكيفية تدفقه، حتى لو كان من الناحية الفنية نفس النوع من البولي إيثيلين.
لذا من الممكن أن يكون لديك دفعتين، نفس الملصق، لكنهما يحتاجان إلى درجات حرارة مختلفة ليذوبا، أليس كذلك؟
بالضبط. وليس من السهل دائمًا اكتشاف هذه الاختلافات دون إجراء بعض الاختبارات الرائعة.
وهنا يأتي دور الخبرة، أليس كذلك؟
نعم. لديك هؤلاء الفنيين المتمرسين، كما يعلمون، تقريبًا مثل الحاسة السادسة. يمكنهم معرفة كيف هي الدفعة.
سوف تتصرف، وتتوقع الاختلافات، وتتكيف مع حدوثها.
هذا كل شيء. قد يقومون بتعديل درجة الحرارة قليلاً، وضبط سرعة المسمار، والضغط. إنه فن بقدر ما هو علم.
يشبه إلى حد ما الطاهي الذي يقوم بتعديل الوصفة اعتمادًا على طريقة المكونات في ذلك اليوم.
تشبيه مثالي. وبالحديث عن الوصفات، هل تذكرين تلك الإضافات؟ المكونات السرية؟ نعم. حسنًا، يمكن أن تسبب بعض الصداع أيضًا.
أوه، كيف ذلك؟
خذ تلك الملدنات. رائعة من حيث المرونة وسهولة المعالجة، ولكنها أيضًا رائعة.
الكثير أو القليل جدًا من الفوضى مع درجة الحرارة.
تماما. ثم تلك المثبتات، وهي مهمة للغاية لمنع الأشياء من الانهيار عند الحرارة العالية. يمين. لكن في بعض الأحيان تتفاعل مع إضافات أخرى، حتى مع البلاستيك الرئيسي نفسه، بطرق لا تتوقعها.
ويجب عليك تعديل العملية مرة أخرى.
بالضبط. لذا، نعم، الكثير من التجربة والخطأ. يجب أن تعرف الأشياء الخاصة بك. ولهذا السبب فإن فهم علم المواد هو المفتاح. لا يمكنك اتباع الوصفة بشكل أعمى.
إنه حقًا العلم والفن في نفس الوقت. كما قلت، معرفة القواعد والقدرة على الارتجال عند الحاجة. ولكن حتى ذلك الحين، هذا ليس كل شيء، أليس كذلك؟ ألا تحتاج إلى المعدات المناسبة أيضًا؟
قطعاً. حتى أفضل الطهاة يحتاج إلى موقد جيد. يمين؟ نعم. لقد تحدثنا عن آلات القولبة بالحقن هذه، لكن تفاصيلها مهمة أيضًا.
مثل ماذا؟ أعطني مثالا.
حسنًا، تحدثنا عن أهمية أنظمة التدفئة للحفاظ على توازن الأمور. ولكن هناك التبريد أيضًا. هذه واحدة كبيرة.
تبريد. لم أفكر حتى في هذا الجزء.
يمين. لذا، بمجرد دخول هذا البلاستيك الساخن إلى القالب، يجب عليك تبريده، ولكن بالوتيرة الصحيحة.
لماذا هذا؟
سنقوم بتبريده بسرعة كبيرة. قد تحصل على ضغوط الالتواء داخل المادة ببطء شديد، ويستغرق الأمر وقتًا طويلاً. يبطئ خط الإنتاج بأكمله.
لذا يجب تحقيق توازن دقيق آخر. فكيف يديرون التبريد إذن؟
الكثير من الطرق. عادةً ما يتضمن ذلك تدوير الماء البارد أو أي نوع من سائل التبريد من خلال قنوات مدمجة في القالب مباشرةً.
رائع. لذلك حتى تصميم القالب مهم.
كل شيء متصل ببعضه البعض والحصول على نظام التبريد بشكل صحيح، يعد أمرًا بالغ الأهمية للحصول على تلك الخصائص المرغوبة في المنتج النهائي.
يا رجل، هذه طريقة أكثر تعقيدًا مما أدركت. كل خطوة، المواد، التصميم، المعدات، كل شيء مهم.
إنه يسلط الضوء حقًا على مدى دقة وتطور التصنيع الحديث، أليس كذلك؟
إنه كذلك. لقد بدأت أنظر إلى هذه الأشياء البلاستيكية اليومية في ضوء جديد تمامًا.
نعم.
لا تدرك أبدًا كم كان وراءهم.
هذا هو الشيء الرائع في علم المواد. إنه موجود في كل مكان حولنا، حتى في أبسط الأشياء. لكن حسنًا، مع كل هذه التحديات، كل هذه الأشياء التي يمكن أن تسوء.
نعم.
كيف يتأكدون من أن المنتج النهائي يرقى فعليًا ويلبي جميع تلك المتطلبات؟
آه، سؤال جيد. لذلك يجب أن يكون لديهم طرقًا لاختبار كل شيء، أليس كذلك؟ مراقبة الجودة وكل ذلك؟
لقد حصلت عليه. لديهم جميع أنواع الاختبارات للتأكد من أن المنتج النهائي يتمتع بالقوة والمتانة والمرونة المناسبة، سمها ما شئت.
إذن ما نوع الاختبارات التي نتحدث عنها؟ أعطني بعض الأمثلة.
حسنًا، قد يقومون بإجراء اختبارات الشد لمعرفة مقدار القوة اللازمة لكسر المادة. اختبارات التأثير، تعرف على مدى مقاومتها للكسر. اختبارات الانثناء، إلى أي مدى يمكنك ثنيها قبل أن تنكسر. ولديهم معدات خاصة لتحليل التركيب والبنية الجزيئية وكل أنواع الأشياء.
لا يتعلق الأمر فقط بالحصول على الشكل الصحيح. يتعلق الأمر بالتأكد من أنه يعمل بالطريقة المفترضة.
بالضبط. يجب أن أتأكد من أنها آمنة. يجب أن أتأكد من أنها موثوقة. وخاصة بالنسبة لبعض المنتجات مثل المواد الطبية أو تغليف المواد الغذائية، فإن المخاطر أعلى.
صحيح، صحيح. لذلك أعتقد أن هذه المناطق لديها تحديات خاصة بها فيما يتعلق بدرجات الحرارة.
أوه بالتأكيد. مثل تلك الأجهزة الطبية، غالبًا ما تحتاج إلى تعقيم، مما يعني ارتفاع درجة الحرارة. لذلك يجب على البلاستيك أن يتعامل مع ذلك، لا توجد مشكلة.
لذا فإن المادة لا يمكن أن تتفكك، ولا يمكن أن تتوقف عن العمل حتى بعد تعرضها لدرجات الحرارة تلك.
يمين. ومع تغليف المواد الغذائية، لا يمكن أن تتسرب تلك المواد الكيميائية إلى الطعام، حتى عندما يتم تسخينه أو مجرد بقائه في البيئة.
لذا يبدو أن هناك دائمًا هذا الدافع لإيجاد مواد جديدة، وطرق جديدة لفعل الأشياء، لتلبية كل هذه الأمور.
التحديات في كل وقت. وهذا ما يجعلها مثيرة. الاكتشافات الجديدة والابتكارات الجديدة تدفع الحدود دائمًا. خاصة الآن مع كل الحديث عن الاستدامة، وتقليل النفايات البلاستيكية، فإن هذا يدفع الأمور إلى الأمام حقًا.
هذه نقطة جيدة. لقد سمعت عن تلك المواد البلاستيكية الحيوية. ويبدو أنهم جزء كبير من ذلك. ما الذي يجعلها مختلفة عن البلاستيك العادي؟
حسنًا، البلاستيك النموذجي الخاص بك، يأتي من البترول، صحيح. الوقود الأحفوري، البلاستيك الحيوي. إنها مصنوعة من مواد متجددة مثل قصب السكر ونشا الذرة، وهي أفضل للبيئة، ويمكن أن تتحلل بيولوجيًا.
هذه ميزة إضافية. لكنني أعتقد أن الأمر ليس كله ورودًا. هل هناك سلبيات لاستخدام البلاستيك الحيوي؟
هناك بعض العقبات. فهي لا تؤدي دائمًا نفس أداء المواد البلاستيكية التقليدية. قد لا تكون قوية، وقد لا تدوم طويلاً، وربما لا تكون مقاومة للحرارة.
لذا، كما هو الحال مع الكثير من الأشياء، فهي مقايضة. كسب بعض، وخسارة بعض.
نعم. يعد العثور على هذا التوازن أمرًا أساسيًا، لكن العلماء يعملون على تحقيقه، ويتوصلون إلى مواد بلاستيكية حيوية جديدة يمكنها القيام بكل شيء. وهناك كل هذه الأبحاث حول إعادة التدوير بشكل أفضل، وطرق تفكيك وإعادة استخدام النفايات البلاستيكية بشكل أكثر كفاءة.
يحدث الكثير من التغيير في صناعة البلاستيك.
قطعاً. يدرك الناس أنه يتعين علينا القيام بالأشياء بشكل مختلف، وأكثر استدامة، وهذا ما يدفع كل هذا الابتكار. مواد جديدة، عمليات جديدة، طرق جديدة لإعادة التدوير.
يا رجل، كل هذا الغوص العميق كان مفتوحًا للعين. هل اعتقدت يومًا أنني سأجد ذوبان المواد البلاستيكية أمرًا مثيرًا للاهتمام؟
هذا هو جمال ذلك. يبدو الأمر بسيطًا على السطح، ولكن يوجد عالم كامل من التعقيد تحته. كل هذا العلم، كل تلك الهندسة، كل ذلك في صنع تلك الأشياء التي نستخدمها كل يوم.
وكما قلت، الأمر كله يتعلق بإثارة هذا الفضول، وجعل الناس يفكرون في العالم من حولهم بطريقة جديدة. لذا بينما نختتم هذا، علي أن أسأل مستمعينا، فكروا في كل الأشياء التي تحدثنا عنها، كل ما يتعلق بالتحكم في درجة حرارة المواد، ما هي الأشياء اليومية التي تجعلك تتساءل عن كيفية صنعها. ما الذي أثار فضولك الآن؟
يجعلك تفكر، أليس كذلك؟ كل تلك الأشياء البلاستيكية التي نراها حولنا.
نعم، وكأنني أنظر إلى زجاجة المياه الخاصة بي الآن. لم أفكر أبدًا في ما يتطلبه الأمر لجعلها تبدو بهذا الشكل.
يمين. لكن وراء كل ذلك، لديك تلك الرقصة المذهلة لدرجة الحرارة والضغط، وكل خصائص المواد التي تحدثنا عنها، كلها تجتمع معًا لتكوين هذا الشيء. إنه لأمر مدهش جدًا عندما تتوقف عن التفكير في الأمر.
إنه حقا كذلك. أشعر وكأننا بدأنا بطريقة بسيطة، كما تعلمون، بصهر البلاستيك، لكن الأمر لم يكن بسيطًا على الإطلاق. هاه؟
لا تمزح. لقد انتقلنا من الهياكل البلورية وغير البلورية، وتعمقنا في تلك السلاسل الجزيئية الصغيرة، واستكشفنا عالم المواد المضافة، وتحدثنا عنها.
الآلات، كل تلك الأشياء الصغيرة التي يمكن أن تسوء في هذه العملية، و.
حتى أنها تطرقت إلى المستقبل مع تلك المواد البلاستيكية الحيوية. تكنولوجيا إعادة التدوير الجديدة.
نعم، لقد كانت رحلة بالتأكيد.
وهو مجال يتغير دائمًا، ويتخطى الحدود دائمًا، مما يجعل من الرائع أن تكون جزءًا منه.
يجب أن أقول، أنا مندهش من مدى البراعة، ومدى الدقة في صنع شيء يستخدمه معظمنا دون تفكير ثانٍ.
من السهل أن تأخذ تلك الأشياء اليومية كأمر مسلم به. لكن عندما تقشر الطبقات، تنظر إلى العلوم والهندسة الموجودة تحتها، إنه أمر رائع جدًا. قطعاً. كل كائن لديه قصة. عالم خفي من العلوم والهندسة والفنية. من يدري، ربما هناك من يستمع. سوف يكون الاستماع مصدر إلهام للغوص واستكشاف هذا العالم بأنفسهم.
قال حسنا. وفي هذا الصدد، أعتقد أن الوقت قد حان لإنهاء تعمقنا في علم صهر البلاستيك.
من دواعي سروري استكشاف هذا معك.
شكرا لانضمامك إلينا. وحتى المرة القادمة، احتفظ بهذه العقول
