إن النيلون ٦ )٦( هو عبارة عن عظمة هندسية شبه خام تستخدم على نطاق واسع في مكونات السيارات والألياف الصناعية والسلع الاستهلاكية نظرا لتوازنها الممتاز في القوة الميكانيكية، والاستقرار الحراري، والمقاومة الكيميائية، ويكمن مفتاح فتح أداءها الكامل في التحكم في بلورة البلورات، وتزيد عوامل مثل درجة الحرارة، والضغط، ومعدل التبريد، وحجم الصهر، وتعددية المعالجة بعد الولادة، بصورة مباشرة.

Understanding the Micro structure of Nylon 6,6

ويستمد النيلون 6 اسمه من الم الاحتكارين اللذين يحتويان على 6 ذرات من الكربون كل من مادة الأمفيتامين وحامض الأديبيك الذي يتكون من البوليميلات، ويحتوي سلسلة البوليمر على مجموعات من الأميدات الفضائية التي تشارك في تكتلات واسعة النطاق من البلورات الهيدروجينية بين السلاسل المتاخمة، ويقود هذا الترميز بين الفتحات إلى تشكيل مناطق مجهزة بالبلورة 6 متداخلة.

ويمكن أن تتراوح نسبة البلورة العامة في نيلونز 6 إلى نحو 30 في المائة إلى 60 في المائة تبعاً لتاريخ التجهيز، ويحسن البلورة بشكل عام من التشدد، وقوة العزل، والخصائص الحاجزية، ولكن يمكن أن يقلل من مقاومة الارتطام والارتداد، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن توجد البوليمر في مختلف البوليمورفات الكريستالية، وغالباً ما يكون شكل الألفا، الذي يتسم بسلاسل الممتدة بالكامل في خلية ذات الشكل الأصفة النسبية.

ويمكن تقسيم المرحلة الارتجاعية نفسها إلى أجزاء من الكمائن المتحركة (الرقائق) المكتومة والشديدة الارتداد، ويقيّد الجزء الجامد من الكمائن بالقرب من أسطح البلورة ولا يخضع لعملية انتقال زجاجي تقليدية، ويؤثر وجودها على سلوك الاسترخاء العام والاستجابة الميكانيكية، ولا سيما في ظل التحميل الدينامي.

البارامترات الرئيسية لتجهيز العمليات وتأثيرها

وعمليات التصنيع مثل طلاء الحقن، والتدمير، والضرب بالضغط، والنسيج بالألياف، تعرض النيلون 6 إلى مزيج من حراري، وضغوط، وميادين الأنهار، ويترك كل بارامتر توقيعاً متميزاً على البنية الدقيقة.

درجة الحرارة

وتؤثر درجة الحرارة المعالجة على حد سواء: فهي تحدد مدى الارتداد وقوى المحرك الحرارية للتبلور، وفي درجات الحرارة المرتفعة فوق نقطة الانصهار في التوازن (نحو 265 درجة مئوية بالنسبة للنيلون 6.6 درجة مئوية)، تكون سلاسل البوليمر متنقلة تماماً، وتخفض درجات الحرارة الميكانيكية العالية درجة الارتداد، وتيسر التدفق إلى أجزاء رقيقة، ولكنها أيضاً تُحد من التحلل الحراري عند وجوده.

وأثناء التبريد من المذيب، تخضع درجة حرارة البلورة () ] (c]) لتركيب معدل التبريد ووجود عوامل التنظيف، وقد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تأخير التبلور لأن نظام الجسيمات المتبقية يُلغي ويستلزم درجة حرارة أقل من المقاييس إلى البلورة القصوى 2790.

الضغط

فالضغط التطبيقي أثناء عمليات مثل التملق أو المضغة يتحول إلى التوازن الحراري الديناميكي، ووفقاً لمعادلة كلوسيوس - كلابيرون بالنسبة للبوليمرات، فإن الضغط المتزايد يزيد درجة الحرارة المتدهورة، وقد تؤدي الضغوط العالية على البلورات أثناء مرحلة الحسرة من التخصيب إلى زيادة كثافة الجزء المميت، ومع ذلك، فإن التأثيرات الصارخة الفوقية قد تؤدي إلى زيادة الإجهاد().

كما أن الضغط يؤثر على الكثافة النثرية، إذ ضغطاً أعلى يضغط على الذوبان ويقلل من الحجم الحر ويجمع السلاسل بعضها ببعض، مما يمكن أن يزيد من معدل التخدير، مما يؤدي إلى تحسين الارتفاع في الارتفاع في الارتداد، من خلال توزيع الإجهاد بشكل أكثر اتساقاً، وعلى النقيض من ذلك، فإن الضغط المنخفض أو الإجهاد السريع يمكن أن يخلق فراغات أو نزاهة الميكانيكية مهينة.

معدل التبريد

ومعدل التبريد هو أكثر البارامترات تأثيراً على البلورة النهائية وحجم النسيج النيلي 6.6. وخلال عملية التبريد البطيئة (مثلاً، 1-10 درجة مئوية/م) يمكن أن يكون للسلاسل وقت كاف للتنشيط في جبهات النمو البلورية، مما يشكل سمات كبيرة ومنظمة تنظيماً جيداً ذات قوة بلورة عالية (نحو 50 إلى 60 في المائة).

كما أن ارتفاع معدلات التبريد يشجع على تكوين النموذج البلوري الأقل اكتمالاً، الذي قد يتحول لاحقاً إلى الشكل ألفا الأكثر استقراراً على النيل، فهم ملامح التبريد أمر حاسم للتنبؤ باستقرار البعد، والصفحة الحربية، وتوزيع الإجهاد المتبقي.

معدل الرسوب وتدفق الكريستال المُنتج

وأثناء عملية الفرز والتدمير، تُعاني المذيبات المتعددة المراحيض من ارتفاع في الماشية والتدفقات الإرشادية، ويمكن أن تُنسق السلاسل المتعددة المراحيض في اتجاه التدفق، وتُسرع بدرجة كبيرة في تبلّغ الأكياس، وهذه الظاهرة، المعروفة باسم البلورة الموجهة نحو التدفق، يمكن أن تزيد البلورة وتنتج هياكل الصبغة الكيسية ذات الوجهة البلاستيكية (اليشية) التي تُتُتُتُتُتُتُتُتَعُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُتُ إلى حدَّةُتَتَتُتُتَبُتُتُتُتُتُتَتُتُتَبُتُتَبُبُبُتَرُتَتَتَرُبُبُبُتَتَتَتُتَرَرَرَرَتَتُبَرَرَرَبَتَرَرُبُبَتَبَبَبَبَ

وحدة الضبط

(ب) الجيل 6 من النيلون هو الهجائي ويستوعب بسهولة الرطوبة من البيئة، وتعمل الجزيئات المائية كعامل بلاستيكي يقلل درجة الحرارة في الانتقال الزجاجي (T ) (g() ويزيد من سرعة حركة السلاسل، وأثناء التجهيز، يمكن للرطوبة أن تسبب تدهوراً مكثفاً.

معالجة مياه الشرب بعد التجهيز

وتشير آنالينغ إلى الاحتفاظ بجزء متين عند درجة حرارة أعلى من T])(g)) ولكن أقل من نقطة الانصهار لفترة محددة، وهذا العلاج يسمح بتبلور درجة الحرارة الثانوية: نمو البلورات القائمة وتكوين خطوط الطول الطول 210 في المناطق التي سبقت أن أُصيبت بازدياد حرارة.

وصف التغيرات الهيكلية الدقيقة

ويستلزم تحليل أثر بارامترات المعالجة تقنيات موثوقة للتميز، إذ أن قياس السعرات الحرارية المختلف هو أكثر الطرق شيوعا لتحديد البلورة من حرارة الاندماج، كما أن مقارنة الحرارة النظرية للدمج التي تبلغ 100 في المائة من البلورة نيلون 6 (حوالي 256 ي/ز) قد تؤدي إلى بلورة كسر الوزن.

)أ( تقدم عملية الانتشار بالأشعة السينية معلومات عن البنية الكريستالية وحجم البلورات، وتشير الذروة الواسعة إلى البلورات الصغيرة أو غير الدقيقة، بينما تشير الذروة الحادة إلى وجود سلم كبير ومرتب جيدا، وتظهر ذروة التحلل السام للألفا في شكل حرارة طولية على قيمتين سميكتين تبلغان حوالي ٢٠,٣ درجة و ٢٣,٥ درجة. ويمكن أيضا أن تحدد بدقة الكميات النسبية من المادة الأشعة السينية.

وتكشف تقنيات التصفيق المصغرة، مثل جهاز التزود الضوئي المضلل، عن حجم النسيج وعلم المورفولوجي، وتظهر في إطار القطبين المعبرين، أن التوابل تُظهر نمطاً من المفارقات السمية في المطاط، كما أن الأشعة الكهروائية المصغرة التي تستخدمها أجهزة التخزين الضوئية يمكن أن تصور السطحيات المائي وأسطح المكسورة، وتكشف عن كيفية تغير ترتيب التجهيزات

العلاقات بين الممتلكات والهياكل الأساسية

وتسيطر البنية الدقيقة التي استحدثت أثناء التجهيز مباشرة على ممتلكات الاستخدامات النهائية لـ 6 أجزاء من نيلونز.

الاختبارات الميكانيكية

فالقوة الحساسة والشعارات المسببة للتوتر والزيادة الحادة في البلورة لأن المناطق البلورية أكثر حساسية وأقوى من المناطق المهجورة، مثلا، قد تكون العينة المتناقلة تماما (المنبثقة) تنتج عناجم متزنة تبلغ نحو 1.5 بلورة، في حين أن عينة البلورات البطيئة الارتفاع إلى درجة عالية من القوة يمكن أن تصل إلى 3.5 غيغافورية.

Thermal Properties

ويزيد ارتفاع درجة البلورة درجة حرارة حرارة التحلل الحراري ودرجة الحرارة المستمرة للاستخدام، وتوفر المناطق البلورية شبكة وصل مادية تقاوم التشوه في درجات الحرارة المرتفعة، وبالنسبة للنيلون 6، يمكن للبيوتادايين السداسي الكلور أن تزيد من حوالي 70 درجة مئوية للمواد المرنة إلى أكثر من 200 درجة مئوية بالنسبة للبلورات العالية الدقة، والعينات المخفضة.

المواد الكيميائية وحامليها

فالمجالات الكريستالية غير قابلة للتأثر بمعظم المذيبات والغازات لأن السلاسل المكتظة لا تترك سوى حجماً حراً ضئيلاً، وبالتالي فإن زيادة البلورة تؤدي إلى تحسين مقاومة الهيدروكربونات والزيوت واستيعاب الرطوبة، غير أن المناطق الهلامية أكثر عرضة للهجوم المذيب، وفي مكونات نظام الوقود، فإن التحكم في البلورة أمر حاسم لمنع الارتفاع في البيوت أو الارتشاء.

Properties

وترتبط الشفافية بالبلورة على العكس، إذ أن العينات البلورية، التي يتم فصلها، وسادت النيلونز 6، واضحة بصراحة، في حين أن العينات البلورية متخلفة أو غير صالحة بسبب تفرق الضوء عند الحدود المتقطعة، وفي التطبيقات التي تتطلب عناصر منافذ (مثل بعض الأجهزة الطبية)، فإن التبريد السريع لقمع البلورة أمر أساسي.

الاستراتيجيات الأمثل للتطبيقات المحددة

أما بارامترات تجهيز التوابل لتحقيق بنية مصغرة مرغوبة فهي عمل متوازن، أما بالنسبة للأجزاء الهيكلية ذات الحمولة العالية (مثلا، الجبال أو المعدات المحركية)، فإن مزيجا من درجة الحرارة المتوسطة (280 درجة مئوية)، والضغط العالي في التعبئة (70-100 درجة مئوية)، والتبريد المتحكم به (يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة العالية في 80-120 درجة مئوية) يؤدي إلى بلورة تتراوح بين 45 و50 في المائة مع ارتفاع مستوى البذرة.

وفي إنتاج الألياف، تؤدي نسب الرطب العالية والارتفاع السريع إلى إنتاج الألياف الكريستالية ذات التوجهات المتجهة إلى القذف التي تتجاوز قوامها 800 إم بي أي، كما أن تحديد ما بعد السحب والحرارة يزيد من زيادة البلورة والاستقرار البعدي، فبالنسبة للقصف، فإن التبريد بالزي الرسمي، والقصّة المنخفضة، هي مفتاح لتجنب ضعف الخطوط أو الانكماش المتزامن، كثيرا ما يحدد الأنالينغ لأجزاء التي يجب أن تحافظ على تسامح الشديد.

External references for deep reading include the comprehensive review on polyamide plasticlization by M. Kyu et al. (2005)] and a practical guide on injection molding of Nylon from the ]CAMPUS plastics database[FLT Design:3]. Additionally, the effect of processing onميكانيكيal properties is well described in the textbook.4

خاتمة

إن البنية الدقيقة للنيلون 6، وهي وظيفة مباشرة لظروف الحرارة والميكانيكية والرطوبة التي تُعاني أثناء التجهيز، حيث يتحكم العلماء في سلسلة التنقل والنواة؛ ويؤثر الضغط على تقنيات التبلور الحرارية والكثافة؛ ويحدّد معدل التبريد مدى التباين في المقاييس وحجم الترسبات؛ ويحفز البنى الكريستالية الموجهة نحو التقلب؛ ويسمح باختلاط العرضي بعد التجهيز.