منذ فترة طويلة فأن البوليمرات تستخدم في تطبيقات متنوعة في حياتنا اليومية فضلاً على التطبيقات العالية التقنية مثل الاجهزة الطبية الحيوية (biomedical devices) والطائرات والمركبات الفضائية ذات السرعات الخارقة والكثير من التطبيقات. هنالك العديد من الخطوات التي يجب أتباعها لأنتاج المنتجات البوليمرية من تجميع المواد الخام الى تصنيع المنتجات الجاهزة حيث توجد هنالك العديد من الخطوات. وأن عملية التصنيع تلعب دورأ مهما في تحديد نوعية المنتجات النهائية وأن نجاح عملية تصنيع المواد البوليمرية يتطلب فهم جيد لسلوكها الريولوجي rheological behavior)) حيث أنه توجد هنالك علاقة وثيقة بين ريولوجيا البوليمر وعملية تصنيع البوليمرات.
الريولوجيا هو العلم الذي يهتم بتشوهات وجريان المادة البوليمرية, وبما أن هنالك مجموعة متنوعة من المواد البوليمرية لذلك يمكن تصنيف ريولوجيا البوليمر الى العديد من الفئات تبعا لطبيعة المواد البوليمرية وسوف يتم ذكر بعض منها:
1- ريولوجيا البوليمرات المتجانسة
2- ريولوجيا الخلائط البوليمرية القابلة للأمتزاج
3- ريولوجيا الخلائط البوليمرية الغير قابلة للأمتزاج
4- ريولوجيا البوليمرا المملوئة بالجسيمات
5- ريولوجيا الألياف الزجاجية التي تعمل على تقوية البوليمرات
6- ريولوجيا المواد المركبة النانوية للبوليمرات
7- ريولوجيا البوليمرات الاسفنجية
8- ريولوجيا البوليمرات الثرموست
9- ريولوجيا البوليمرات المشتركة
10- ريولوجيا البوليمرات المتبلورة
كل من هذه المواد تعطي خواص ريولوجية خاصة بها فريدة بنوعها وبالتالي هنالك الحاجة الى نظريات مختلفة لتفسير النتائج التجريبية للسلوك الريولوجي لمختلف المواد البوليمرية. ومع ذلك في الوقت الحاضر ليس لدينا نظرية شاملة يمكن أن تصف السلوك الريولوجي لبعض المواد البوليمرية وبالتالي يجب اللجوء الى التجربة لتفسير سلوك تلك المواد من خلال التجربة حيث يمكن القول بأنصاف أن الفهم الكامل لريولوجيا سلوك جميع المواد البوليمرية لايزال تحدياً كبيرا حقا. وأن معظم المواد البوليمرية الفعلية تستخدم السلوك المرن اللزج خلال التدفق وأن هذه المواد البوليمرية لاتحمل فقط سلوك اللزوجة المرن فحسب بل أيضا سلوك (rubberlike) في الحالة السائلة.
وهنالك عدة طرق مختلفة لوصف وتناول مرونة السائل من المواد البوليمرية . أن الخصائص الريولوجية للمواد البوليمرية تختلف مع التركيب الكيميائي لذلك فأنه يجب أن يتم الربط بين الخصائص الريولوجية للمواد البوليمرية مع التركيب الكيميائي. لذلك عندما يسئل المرء لماذا الخصائص الريولوجية في البوليستيرين polystyrene تختلف كثيراً عن الخصائص الريولوجية الى البولي أثيلين polyethylene تحت شروط تدفق مماثلة. للأسف في الوقت الحاضر ليس هنالك نظرية شاملة يمكن أن تجيب على مثل هذه المسائل. حيث توجد بعض النظريات الجزيئية التي يمكن أن تفسر تأثير الوزن الجزيئي وشكل السلاسل البوليمرية على الخصائص الريولوجية.
وعند دراسة المطاط نلاحظ أنه يظهر خصائص متنوعة في كلا الحالتين الصلبة والسائلة كاللزوجة والسلوك المرن .
وفي دراسات انسياب المطاط من الضروري ان نحسب معدل الجريان تحت حالات متنوعة من( الإجهاد والحرارة و وقت تطبيق الإجهاد ) والرجوع المرن عند إزالة الاجهادات المطبقة.
ومن الملاحظ عند تسليط الاجهادات على المطاط فسوف يتعرض الى جريان لزج viscous flow وتشوه مرن elastic deformation وviscoelasticity والفشل .rupture
وان المتغيرات الاربعه (الحرارة والإجهاد والانفعال والزمن )نستطيع ان نرتبها بشكل رياضي لتتكون صيغه رياضيه مهمة جدا في تصاميم المطاط وتعرف ب(Rheological equation of state)
وان التغيرات الواسعة في أنواع المطاط والمدى الواسع لأنواع التحميل ومعدلات الانفعال هي سبب الاستخدامات الهائلة لأنواع المطاط .
ومن المهم أن يتم تصنيف معدل الانفعال إلى أنواع تحكم مختلقه لاختبار خصائص انسياب المطاط (لاحظ الجدول(5.1
وان شرح حالات الجريان المثالية والمسيطرة في عمليات المطاط معطاة في الجدول 5.2
خصائص المطاط المميزة في الحالة الصلبة أوالسائله نستطيع ان نبينها في حالات خاصة من الاختبار. وان معدل التشوه يؤثر على زمن حركة السلاسل الجزيئية ففي العمليات البطيئة (كالجريان اللدن أو الزحف) فإنها تتضمن حركة السلاسل الجزيئية الطويلة.
وفي السرع المتوسطة فان المطاط يظهر مرونة عاليه تنسب إلى دوران السلاسل .
وفي السرع العالية (كاختبار الموجات الفوق الصوتية) فأنها تتضمن حركة الوحدات الصغيرة.
المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
|