الملدنات (Plasticizers): هي المضافات الأكثر شيوعًا المستخدمة في صناعة البلاستيك، وهي مواد عضوية يتم استخدامها في معالجة البوليمرات وهي غير متطايرة (سوائل بشكل أساسي، عندما يتم إضافتها واستخدامها في صناعة البلاستيك والمطاط الصناعي، تقوم بتحسين هذه البوليمرات من حيث المرونة، وقابلية المعالجة حيث تزيد من االمرونة الحرارية للبوليمر عن طريق قيامها بالتقليل من لزوجة مادة البوليمر المنصهرة دون أن تغير في الصفات والخصائص الكيميائية الأساسية للمادة البلاستيكية.

وبما أن الملدنات كما ذكرنا سابقا هي من المضافات الشائع استخدامها في صناعة البلاستيك إلا أنها عادة ما تكون أرخص من الإضافات الأخرى المستخدمة في معالجة هذه البوليمرات، حيث يتم استخدام الملدنات خاصة مع بولفينيل الكحول (PVC) ثالث أكبر بوليمر من حيث الحجم، وفي المقابل يتم استخدام PVC في مجموعة واسعة من المنتجات البلاستيكية الشائعة.

PVC الصلب أو غير الملدن يستخدم في صناعة الأنابيب وجوانب النوافذ أما الـ PVC الملدن أو المرن فيستخدم بدوره في الزخرفة الداخلية للسيارات وصناعة الكابلات وأغطية الجدران. يتم استخدام كمية كبيرة من الملدنات أيضًا في البوليمرات مثل الأكريليك، PET بولي إيثلين غليكول، والبولي أوليفينات،و البولي يوريثان إلخ، كما تستخدم الملدنات أحيانًا في صناعة المطاط ولكن في هذه الحالات يتم استخدامها كموسعات.

الملدنات المستخدمة في هذه الصناعات لها نوعين:

  • الملدنات الداخلية: بحيث يكون الملدن جزءًا لا يتجزأ من سلسلة البوليمر الذي يمكن صناعته داخليا، وذلك من خلال التعديل الكيميائي على البوليمر أو المونومير بحيث يتم زيادة المرونة، ومن هذه الملدنات الداخلية المستخدمة نذكر خلات الفينيل، وكلوريد فينيلدين ولكن استخدام هذه التقنية محدود وذلك لأن تعقيد التفاعل في بعض الأحيان قد يؤدي إلى زيادة التكاليف، وأيضا قد تبدي الملدنات الداخلية المستخدمة تغير وعدم استقرار في درجات الحرارة المرتفعة.
  •  الملدنات الخارجية: التي تشتمل بشكل أساسي من الاسترات التي تتكون نتيجة تفاعل الأحماض مع الكحولات وهي الأكثر استخداما في التلدين لأن الملدنات السائلة منخفضة التكلفة تمنح المصنع الحرية في تطوير تركيبات لمجموعة من المنتجات، وتشتمل الملدنات الخارجية بدورها على مجموعتين أساسيتين هي الملدنات الأولية ( الأساسية) التي تعزز من قدرة البوليمير على الاستطالة والمطاوعة والمرونة ، وهي متوافقة للغاية مع البوليمرات، ويمكن إضافتها بكميات كبيرة قد تصل إلى 50% أما المجموعة الثانية فهي الملدنات الثانوية التي تبدي توافق محدود مع البوليمر وتستخدم في تقليل التكاليف وتقليل اللزوجة، تحتوي هذه الملدنات على مجموعة فرعية هي الموسعات التي يتم استخدامها مع الملدنات الأولية للتقليل من التكاليف في PVC المرن وهي في الغالب زيوت منخفضة التكلفة ذات توافق محدود في PVC، تتم إضافتها لتقليل التكلفة وفي بعض الحالات لتحسين مقاومة الحريق ومن أمثلتها نذكر الهيدروكربونات الأليفاتية، البارافينات المكلورة.

تؤثر الملدنات المختلفة على الخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة للمواد، لذلك، نحتاج إلى مادة ملدنة معينة لتغيير الخصائص في اتجاه معين لتلبية المتطلبات. هذه الملدنات تقدم  فوائد عديدة عند إضافتها إلى البوليمرتوفر، حيث تجعل المنتج أكثر نعومة، وتحسن من مرونته أيضا، تجعل معالجة هذا البوليمر ممكنة وأسهل، كذلك تجعل المنتجات الملدنة لا تنكسر بسهولة في درجات الحرارة الباردة.

أكمل القراءة

الملدنات مواد عضوية غير متطايرة، وهي مواد سائلة بشكل أساسي، عند دمج الملدنات بالمطاط الصناعي أو البلاستيك تساعد على تحسين البوليمر، وتتمتع بميزات عدة أهمها المرونة وقابلة المعالجة والتمدد؛ حيث تعمل الملدنات على زيادة التدفق واللدونة الحرارية للبوليمر عبر تقليل اللزوجة لمصهور البوليمر ودرجة حرارة التحول الزجاجي، ومعامل المرونة للمنتج النهائي بدون تغيير الخصائص الكيميائية الرئيسية للمادة الملدنة.

أما عن استخدامها فتعد الملدنات من المواد الأكثر استخداماً التي تدخل في صناعة البلاستيك، وهي عادةً أرخص من الإضافات الأخرى المستخدمة في معالجة البوليمر، غالباً تستخدم الملدنات في البولي فينيل كلوريد، وهو ثالث أكبر بوليمر من حيث الحجم، وفي المقابل يتم استخدام البولي فينيل كلوريد في مجموعة واسعة من المنتجات التي تشتمل على:

  • المواد غير الملدنة: يستخدم البولي فينيل كلوريد غير الملدن أو الصلب في الأنابيب وأطراف وحواف النوافذ.
  • الملدنة: يمكن إيجادها في الزخرفة الداخلية للسيارات والكابلات والأرضيات والسقف وأغطية الجدران. ومع كل ذلك يستخدم كميات كبيرة من الملدنات في البوليمرات خاصةً الإكريليك، والبولي أوليفينات، والبولي يورثان، كما يتم استخدام الملدنات في المطاط لكن يتم استخدامها كممددات.

الملدنات

توجد طريقتان رئيسيتان لصنع اللدائن هي:

  • اللدائن الداخلية:

حيث يمكن تلدين البوليمر داخلياً عبر تعديل المونومر أو البوليمر كيميائياً بحيث تزيد من مرونتها، وتتضمن البلمرة المشتركة لمونومرات البوليمر الذي يحتوي على نسبة عالية من TG ومونومرات الملدنات ذات TG منخفض فتكون الملدنة جزء لا يتجزأ من سلسلة البوليمر.

وأكثر الملدنات الداخلية استخداماً هي: خلات الفينيل و كلوريد فينيدين، لكن تعد هذه التقنية محدودة لأن كل بوليمر مشترك مناسب فقط لمتطلبات مرونة محددة، كما يمكن أن يؤدي تعقيدات التفاعل في أوقات معينة لرد فعل أطول وزيادة في التكاليف، وتظهر أيضاً المواد الملدنة داخلياً اعتماد على درجة الحرارة وانعدام في استقرار الأبعاد لدرجات الحرارة العالية.

  • اللدائن الخارجية:

هي الطريقة الأكثر استخداماً في البلاستيك، وذلك لأن الملدنات السائلة منخفضة التكلفة تعطي المركب الحرية من أجل تطوير تركيبات مجموعة منتجات تتراوح بين شبه الصلبة والعالية المرونة بالاعتماد على الكمية، وتشمل الملدنات الخارجية الأكثر استخداماً على الإيسترات المشكلة نتيجة تفاعل أنهيدريد الحمض مع الكحول أو تفاعل الأحماض، وهناك مجموعتان أساسيتان هما:

  1. الملدن الأساسي: يعزز هذا الملدن مرونة ونعومة واستطالة البوليمر فهي متوافقة للغاية مع البوليمرات كما يمكن إضافتها بكميات كبيرة، مثلاً: ما قد يصل لـ 50 % بالمائة من قفازات الفينيل مصنوعة من المواد الملدنة مما يجعل البولي فينيل كلوريد ناعم ومرن بقدر كافٍ للارتداء.
  2. الملدن الثانوي: وهو الملدن الذي لا يمكن عادةً استخدامه كملدن وحيد في البوليمر الملدنة، فقد تكون الملدنات الثانوية ذات توافق محدود مع البوليمر أو أن تكون عالية الطاير، وقد تحتوي أو لا تحتوي على مجموعات وظيفية تساعدها على حل البوليمر عند درجة حرارة المعالجة، وهي تستخدم في:
  • تخفيض التكاليف.
  • تخفيف اللزوجة.
  • تقوية الملاءة.
  • زيادة التشحيم السطحي.
  • تحسين ميزة درجة الحرارة المنخفضة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي الملدنات"؟