ساحة جامعية للنقاش والتحدث بشفافية فيما يتعلق بالكلية والمجتمع


    ألياف البولستر

    شاطر

    عاشق الفردوس
    ــــــــــــــــــــــــــــ
    ــــــــــــــــــــــــــــ

    ذكر
    عدد الرسائل : 92
    العمر : 27
    Localisation : جسدي هنا و روحي في دمشق
    الأوسمة :
    تاريخ التسجيل : 16/08/2009
    التنبيهات :

    ألياف البولستر

    مُساهمة من طرف عاشق الفردوس في السبت 27 نوفمبر 2010 - 0:52

    ألياف البوليستر :

    أُعلن اكتشاف البوليستر بعد نجاح البولي أميد بثلاث سنوات أي عام 1941 و ذلك في بريطانيا , و قد أخذ الاسم التجاري تيرلين ( Terrylene ) , و بعدها اشترت شركة ( du-point ) الأمريكية حق الإنتاج ليظهر البوليستر باسم تجاري جديد عام 1950 هو الداكرون (Dacron ) .
    و نتيجةً لخصائصه المميزة فقد انتشر إنتاج البوليستر ليحتل مركز الصدارة في إنتاج الألياف عالمياً .
    و أما المادة المكونة لهذه الشعيرات الصنعية فهي سلاسل بوليميرية خطية تركيبية طويلة , حيث تحتوي على نسبة لا تقل عن 85% من وزنها من استر ثنائي الهيدروكسيل ) ( و حمض التريفتاليك .
    و تتم البلمرة بعملية التكاثف المتعدد و ذلك في درجات حرارة عالية و بطرق مختلفة ( مستمرة - متقطعة - حالة صلبة ... ) و غالباً ما تكون البلمرة مستمرة مع مرحلة الغزل الانصهاري .
    أما تشكل البوليمر الخطي فيتم بلمرته بإحدى الطريقتين :

    1- طريقة تبادل أسترة : حيث يكون المونيمر الأول دي ميتيل (أو ايتيل) تريفتاليت
    ( di methyl or etheyl trephthalate ) والثاني هو الايتيلن غليكول (etheylen glycol ) و الذي يمكن استبداله بمركب :( dihydric alcohol ) .

    2- الطريقة الايتيرية المباشرة : و يكون المونيمر المتفاعل مع الايتيلن غليكول هو حمض التريفتاليك terephthalic acid ) ).

    و هناك مركبات مختلفة تعطي في الناتج النهائي لبلمرتها البوليستر ولكن الأكثر انتشاراً هو البولي ايتيلن تريفتاليت و الذي يرمز له PET







    و في حال استخدام دي ميتيل تريفتالات و الذي يوجد بشكل أوفر و بحالة أكثر نقاءً من حمض التريفتاليك فإن ناتج البلمرة الثانوي سيكون مركب الميتانول :




    إن درجة بلمرة البوليستر و التي يتم التحكم بها تعتمد على استعماله النهائي ؛ حيث أن المنتج الخاص بالاستخدامات الصناعية يكون له درجة بلمرة أكبر و وزن جزيئي أعلى و كذلك لزوجة أعلى و تتم العملية في حرارة أعلى , و هذا سينتج عنه زيادة في مستوى البلورية و التي تلعب الدور الأساسي في خصائص العزل لبنية الليف الناتج , إضافة إلى انخفاض ملحوظ في مرونة و استطالة البوليستر الناتج .
    تقع الحدود العادية للوزن الجزيئي بين : 15000 – 20000 و تكون درجة حرارة البثق عادةً ما بين ْ280 c – 290 أما لزوجة القص للبوليمر فتكون منخفضة أي حوالي : 1000 – 3000 بواز (poise ) .
    و من أهم الخواص المتعلقة بالبنية الداخلية هي درجة التوجّه أو الترتيب للبلورات و التي تتناسب مع سرعة التدوير في عمليات الغزل , و لكن ما تلبث أن تعطي السرعة الزائدة عن 7000 m/min تأثيرات معاكسة .
    و تعطي عملية السحب البنية البلورية الفراغية النهائية للبوليمر و التي يتم تطبيقها في حرارة أعلى من درجة الانتقال البلوري أي بين ْ80 c –90 . كما أنها تسبب توجه أو ترتيب إضافي للبلورات .
    و تتناسب كمية السحب مع الاستخدام النهائي و تتراوح بين : 6 - 3 مرات و يمكن أن تزيد عن ذلك في الألياف ذات المتانة العالية . و يمكن أن نضيف تحسناً في الخاصة البلورية أثناء الشد في مجال حرارة بين : .و من العوامل المؤثرة على الخاصة البلورية : كيفية توضع حلقات البنزن فراغياً.





    2-2- عملية التشكيل الانصهاري للبوليستر :
    بعد إجراء عملية البلمرة يتم ضخ السائل البوليميري المصهور إلى خزانات خاصة لتخليصه من فقاعات الهواء و من ثم إلى أجهزة البثق التي تنتهي بفونيات مؤلفة من ثقوب دقيقة تحدد أقطارها نمرة الشعيرات الناتجة , و التي تخرج على شكل حزمة من الشعيرات المستمرة حيث تتجمد تحت تأثير تيار من الهواء البارد يدفع عليها بعد خروجها من الفونية مباشرة .
    و بعدها تجري عمليات المعالجة المتضمنة السحب على عدة مراحل و التجعيد لتعطي الشعيرات المستمرة و التي يمكن إجراء عملية تقطيع لها بحسب طول التيلة المطلوب .

    طرق تشكيل البولي استر








    2-3- البنية التركيبية للبوليستر :
    إن أحد الخصائص المميزة للبوليستر تعود إلى حلقات البنزن في السلسلة البوليميرية , و يؤدي وجود الجزيء العطري إلى قوة في السلسلة و التي تمنع التشوه في المناطق الغير منتظمة و التي تنتج عن فعل ضعيف لقوى فاندرفالس بين السلاسل , و لهذا السبب فإن ألياف البوليستر من الصعب أن تكون بلورية تماماً و إنما يمكن اعتبارها أنها مكونة من مناطق بلورية و أخرى نصف موجهة وثالثة غير بلورية المجموعات العطرية و الكربوكسيلية و الجزيئات الاليفاتية متساوية تقريباً في الترتيب و تتواجد بشكل متلازم جانبي ,و عادة ما تكون مسافات الاستقرار بين الذرات في الجزيئات المتجاور عبارة عن مسافات اتصال بقوة فاندرفالس و ليس هناك أي دليل بنيوي على وجود روابط قوية بين الجزيئات .
    إن درجة الانصهار العالية للبوليستر PET ( مقارنة مع البوليستر الأليفاتي ) كنتيجة لوجود الروابط الاستيرية .

    و أما الترابط بين السلاسل فهو ناتج عن روابط هيدروجينية إضافة إلى قوى فاندرفالس و القوى الناتجة عن التفاعلات ثنائية القطبية , و نشوء القوى بين السلاسل يعزز القدرة على تشكيل شعيرات جيدة و على الميل إلى التبلور( ترتيب السلاسل الجزيئية ) , و هذه القوى التفاعلية تخلق قوى ربط متينة و تؤدي إلى مقاومة عالية للشد و الرطوبة و المحاليل و الصبغات .

    أما المرونة الموجودة في الجزيئات فتعود بشكل أساسي إلى مجموعات الايتيلن .
    و تتأثر بنية الشعيرات بشكل كبير ببارامترات عملية التشكيل كسرعة الغزل و عمليات السحب و سرعة و درجة التثبيت الحراري ....

    فكلما ازداد الإجهاد المطبق على الشعيرات بزيادة السرعة في الغزل الانصهاري كلما تمددت الجزيئات بشكل أكبر مؤديةً إلى انتظامية بنية أعلى و قوة شد أكبر و استطالة أقل و توجّه بلوري بشكل أكبر .
    و التأثير ذاته ينجزه السحب الحراري و الذي هو عبارة عن إطلاق الإجهاد الداخلي للجزيئات و التي تخفض الانكماش في الألياف و التي تؤمن ضبط بنية الجزيئات و بالتالي تقليل تغيرات الأبعاد .








    2-4- الخصائص الميكانيكية :
    تؤدي زيادة الوزن الجزيئي إلى زيادة في خصائص المتانة و الاستطالة المتبقية و مقاومة التقصف , و بوجود خصائص المرونة و النعومة و مقاومة الاحتكاك فإنه سيظهر في الليف قابلية تشابك الشعيرات مع بعضها بحيث تشكل كرات صغيرة على سطح الأقمشة ( الحبحبة ) و التي تعتبر مشكلة حقيقية تسئ إلى مظهرية القماش .

    و لحل هذه المشكلة يمكن تعديل خصائص الألياف, إذ أن تخفيض الوزن الجزيئي سيؤثر على المتانة و المرونة و مقاومة الاحتكاك و بالتالي سيؤدي إلى تخفيض قابلية البوليستر لتشكيل الحبحبة , إلا أن انخفاض الوزن الجزيئي سيؤدي إلى انخفاض لزوجة الانصهار و بالتالي تقليل انتظامية الشعيرات الناتجة .

    و يمكن رفع لزوجة الانصهار بإضافة مركبات ذات ارتباطات عرضية و غالباً ما تكون مجموعات هيدروكسيلية . كما أنه يمكن تقليل ارتباط السلاسل الجزيئية مع بعضها من خلال تقليل الشد بحيث أن ظاهرة التكور تقل أيضاً .

    و من الخصائص التي يمكن إضافتها أيضاً : الثباتية ضد التجعد و التي تتحقق بزيادة حرارة التسخين أو تقليل نسبة السحب .
    و يبين الجدول التالي الخصائص الفيزيائية و الميكانيكية للبوليستر :

    شعيرات مستمرة شعيرات قصيرة
    الخصائص متانة عادية
    ( a ) متانة عالية
    ( b ) متانة عادية
    ( c ) متانة عالية
    ( d )
    متانة القطع N/tex 0.35-0.5 0.62-0.85 0.35-0.47 0.48-0.61
    الاستطالة % 24-50 10-20 35-60 17-40
    الرجوعية %, عند استطالة 5% 88-93 90 75-85 75-85
    درجة التبلور الأولي N/texf 6.6-8.8 10.2-10.6 2.2-3.5 4.0-4.9
    الوزن النوعي 1.38 1.39 1.38 1.38
    الرطوبة المكتسبة % 0.4 0.4 0.5 0.4
    حرارة الانصهار oC 258-263 260-265 258-263 258-263

    2-5- الخصائص الحرارية و الضوئية :
    و تعتمد على طرق الصناعة و على وجود المناطق البلورية و غير البلورية , و تقع نقطة الانتقال الحراري عند درجة 75 oC , أما مجال البلورة فهو عند الدرجة130 oC و الانصهار عند الدرجة 260 oC .
    يتميز البوليستر بمقاومة جيدة للتحلل الحراري , و عند عمليات حرارية عادية يمكن أن تدخل نسبة محددة من مجموعات الكربوكسيل في بنية البوليمير , إلا أن استمرار تعريضه للحرارة العالية سيؤدي إلى ظهور اللون الأصفر نتيجة تشكل بولي ان الدهيد (poly enaldehydes ) من الإست ألدهيد ومن التحطم المتقدم للبولي فينيل استر و بعدها يستمر التحلل الحراري بفعل ميكانزمات جزيئية و جذرية مع دوران السلسلة عند مواضع الربط الاستيري .

    كما أن تعرض الألياف لدرجة حرارة 150 oC لفترة طويلة من الزمن يفقدها 20 % من متانتها .
    و بالإضافة إلى الثبات الحراري يتمتع البوليستر بمقاومة جيدة للأشعة الضوئية و ذلك نتيجة لوجود حلقة عطرية في بنيته الداخلية , و هذا ما يميزه عن غيره من البوليميرات كالبولي أوليفين , إلا أن تعرضه لفترات طويلة مع وجود رطوبة في الوسط سيفقده جزءاً من متانته نتيجة حدوث الأكسدة .

    2-6- الخصائص الكيميائية :
    تبدي ألياف البوليستر مقاومة جيدة للأحماض المعدنية الضعيفة حتى في درجة حرارة الغليان و لمعظم الأحماض القوية في درجة الحرارة العادية , و لكنها تنحل بشكل جزئي في حمض الكبريت المركز في الحرارة العادية و تذوب بشكل تام في الحرارة العالية .

    أما مقاومته للقلويات الضعيفة فهي جيدة و لكنه حساس للقلويات القوية مثل هيدروكسيد الصوديوم الذي يعمل على تحفيز تفاعلات التميؤ و الميتيل أمين الذي يخترق البنية أولياً عبر المناطق الغير بلورية مسبباً إضعاف للروابط الاستيرية و بالتالي فقدان في الخصائص الفيزيائية .

    و تستخدم سهولة التأثر هذه بالهجوم القلوي للتعديل الجمالي على الأقمشة في مراحل الإنهاء , حيث أنه يمكن إنتاج البنية المسامية على سطح الليف بهذه التقنية و التي تساهم في قابلية بلل أعلى و بالتالي خصائص استخدام أفضل .

    يبدي البوليستر مقاومة جيدة للعوامل المؤكسدة كالمواد القاصرة (ماء أوكسجيني) و مقاومة لمركبات التنظيف و العناية و هو غير قابل للذوبان في أغلب المحلات كالبنزن و الأسيتون إلا أنه يذوب في الفينولات و في حمض الخل الهالوجيني .
    كما أنه ينتبج في المحاليل المركزة من حمض البنزويك و الفينيل فينول و حمض السيلسيك .

    تعتبر ألياف البوليستر من الألياف ضعيفة الألفة للماء و ذلك بسبب بنيتها الداخلية المنتظمة و عدم احتوائها على مجموعات هيدروفيلية , و هذا يعني محتواها من الرطوبة أقل و بالتالي قدرة على التجفيف بشكل أسرع و عزل أكبر و صعوبة الصباغة و ظهور الكهربائية الساكنة التي تسبب مشاكل أثناء التشغيل التكنولوجي ( سواء أثناء غزلها على شكل Staple fibers) ) أي شعيرات خصلية أو أثناء النسيج .

    و لا تختلف خصائص المتانة بين الشعيرات الرطبة و الجافة و حتى المبتلة .
    و يعتمد تأثر البوليستر بالتميؤ بشكل كبير على درجة الحرارة حيث أنه تم نقع مجموعات مختلفة من ألياف البوليستر التقليدية في الماء بدرجة حرارة 70 oC لعدة أسابيع و لم تبدي أي فقد في المتانة .
    و لكن بعد أسبوع واحد في حرارة 100 oC المتانة انخفضت بمقدار : 20 % .
    و يجدر بالذكر أن ألياف البوليستر محبة للزيوت مما يجعل تنظيفها أصعب و يساعد في ذلك وجود خاصية الكهربائية الساكنة .
    و إضافة إلى ما ذكر فإن البوليستر يتمتع بمقاومة ممتازة للتعفن و الهجوم البكتيري.









    Most Wanted
    ــــــــــــــــــــــــــــ
    ــــــــــــــــــــــــــــ

    ذكر
    عدد الرسائل : 11407
    العمر : 28
    Localisation : ATTACK
    الأوسمة :
    تاريخ التسجيل : 22/01/2009
    التنبيهات :

    رد: ألياف البولستر

    مُساهمة من طرف Most Wanted في السبت 27 نوفمبر 2010 - 18:32


    الله يعطيك العافية

    مشكووور


    AbO 3dNaN
    مشرف قسم "الصناعات البتروكيميائية"
    مشرف قسم

    ذكر
    عدد الرسائل : 2575
    العمر : 26
    Localisation : AL 3MMAL
    الأوسمة :
    تاريخ التسجيل : 23/09/2008
    التنبيهات :

    رد: ألياف البولستر

    مُساهمة من طرف AbO 3dNaN في الإثنين 29 نوفمبر 2010 - 15:25



    مشكوووور على جهودك




    ZEZO
    ــــــــــــــــــــــــــــ
    ــــــــــــــــــــــــــــ

    ذكر
    عدد الرسائل : 94
    العمر : 27
    Localisation : مع كل كتلوني متعصب
    الأوسمة :
    تاريخ التسجيل : 01/01/2010
    التنبيهات :

    رد: ألياف البولستر

    مُساهمة من طرف ZEZO في الجمعة 17 ديسمبر 2010 - 1:48

    يول يا عامر هاي حلقة البحث تبعي بالبوليرات
    على كل حال حلوة

    عاشق الفردوس
    ــــــــــــــــــــــــــــ
    ــــــــــــــــــــــــــــ

    ذكر
    عدد الرسائل : 92
    العمر : 27
    Localisation : جسدي هنا و روحي في دمشق
    الأوسمة :
    تاريخ التسجيل : 16/08/2009
    التنبيهات :

    رد: ألياف البولستر

    مُساهمة من طرف عاشق الفردوس في الأربعاء 22 ديسمبر 2010 - 5:39

    الله يعافيكم...........
    يا أبو الزوز الصدفة هيا الجمعتنا بأنو نكتب نفس حلقة البحث وزادين لأنو القلوب عند بعضها

      الوقت/التاريخ الآن هو الأحد 11 ديسمبر 2016 - 15:57