فهم التحلل من جانب بلدان العالم: أساليب عملية لحياة الخدمة

إن تدهور البنفسج هو شاغل بالغ الأهمية في العديد من الصناعات، بدءاً من صناعة السيارات والفضاء الجوي إلى البناء والمنتجات الاستهلاكية، فالبوليمرات تخضع للتحلل في جميع مراحل دورة حياة منتجاتها، بما في ذلك أثناء تجهيزها الأولي، واستخدامها، والتخلص منها في البيئة وإعادة التدوير، وفهم الآليات الكامنة وراء انهيار البوليمر، ووضع أساليب موثوقة للتنبؤ بحياة الخدمات، هي أمور أساسية لضمان سلامة المنتجات، وتحقيق أفضل اختيار المواد، والحد من الآثار البيئية.

ما هو التحلل بوليمر؟

إن تدهور البوليمر هو تخفيض البوليمر، مثل القوة، بسبب تغيرات في تركيبه الكيميائي، وهذه العملية تنطوي على تغييرات هيكلية لا رجعة فيها على المستوى الجزيئي، مما يساوى خصائص أداء المواد، وإذا كان البوليمر يخضع لتدهور، تحدث تغيرات هيكلية لا رجعة فيها عادة على نطاق الجزيئي.

ويحدث تدهور البوليمر أساساً من خلال مقص السلاسل الرئيسية أو السلاسل الجانبية من الكماليات، حيث إن تدهور البوليمر ينجم عن النشاط الحراري، والتحلل الهيدرولي، والنشاط البيولوجي (أي الانزيمات)، والأوكسيد، والتحلل الضوئي، أو التحليل الإشعاعي، ويعتمد معدل ونطاق التدهور على عوامل متعددة تشمل التركيب الكيميائي للبوليمرات، والإضافة البيئية، والمستقرة.

ويتباين معدل هذا التدهور تفاوتا كبيرا؛ ويمكن أن يستغرق التحلل الأحيائي عقودا، في حين أن بعض العمليات الصناعية يمكن أن تزيل تماما البوليمر في ساعات العمل، ويعتبر فهم هذه التباينات أمرا حاسما في توسيع العمر المفيد للمنتجات المتعددة الموردات واستحداث مواد تتحلل بشكل مناسب في نهاية حياتها.

لماذا خدمة الحياة

والتنبؤ الدقيق بالحياة المادية في ظل ظروف الاستخدام مهم جدا من حيث السلامة (وبخاصة النظر في مواد البناء غير الطبيعية)، والبيئة (استبدال البوليمرات التقليدية ببوليمرات بيولوجية جديدة أكثر ملاءمة للبيئة) وفي العديد من المجالات الأخرى، وتساعد عملية التنبؤ بحياة الخدمات المصنعين على توفير ضمانات دقيقة، وتصميم المهندسين لمنتجات أكثر أمانا، والصناعات على الامتثال للشروط التنظيمية.

إن تدهور الممتلكات الميكانيكية أثناء الخدمة يمثل جانبا هاما يحد من تطبيقات هذه المواد، ويمكن أن يؤدي التدهور البوليمر الناجم عن تدهور الخدمات إلى تهديد الحياة للحوادث، وعلى سبيل المثال، فإن تدهور الحوض الطبي أو مكونات الطائرات أو مواد البناء الهيكلي يمكن أن تترتب عليه آثار خطيرة على السلامة إذا لم يكن متوقعا ومدارا على النحو المناسب.

وتفتقر كل من هذه الصناعات إلى علوم القياس للتنبؤ الكمي بالأداء الطويل الأجل، وتخضع كل مادة لتوترات بيئية متعددة طوال حياتها، وهذه الفجوة في القدرة التنبؤية تدفع البحوث الجارية إلى اتباع أساليب أكثر دقة وموثوقية للتنبؤ بحياة الخدمات.

الأنواع الرئيسية لآليات التحلل من الملوثات

ويمكن للبوليمرات أن تتحلل من خلال مسارات مختلفة، وكثيرا ما تشمل آليات متعددة تعمل في آن واحد، ويعتبر فهم هذه الأنواع من التدهور أمرا أساسيا للتنبؤ بحياة الخدمات ووضع استراتيجيات مناسبة لتحقيق الاستقرار.

التحلل الحراري

وقد يؤدي التسخين في البوليمرات إلى درجة حرارة عالية بما فيه الكفاية إلى إحداث تغييرات كيميائية ضارة، حتى في حالة عدم وجود الأكسجين، وهذا عادة ما يبدأ بقصر السلسلة، مما يولد جذورا حرة، وهي تعمل أساسا على تفكك وتلاق، ويكتسي التدهور الحراري أهمية خاصة في عمليات معالجة البوليمرات مثل القذف والحرق، حيث تتعرض المواد لدرجات حرارة مرتفعة.

وعندما تتعرض البوليمرات لدرجات حرارة مرتفعة، تزداد الطاقة الحركية لسلاسل البولمر، مما يؤدي إلى تفككها، وهذه العملية معروفة بالتطهير الحراري، كما تؤدي إلى تكوين شظايا أصغر من البوليمر وانخفاض في الوزن الجزيئي، ويمكن أن تؤدي التغييرات الناتجة عن ذلك إلى تخفيض كبير في الممتلكات الميكانيكية مثل القوة والقوى.

وبوليمر متعدد الكلور هو أكثر البوليمرات شيوعاً حساسية حرارية، حيث يحدث تدهور كبير من حوالي 250 درجة مئوية (480 درجة مئوية) إلى الأمام؛ وتتدهور البوليمرات الأخرى عند درجات الحرارة المرتفعة؛ ويعتبر فهم حدود الاستقرار الحراري لبوليمرات محددة أمراً أساسياً لاختيار ظروف التجهيز المناسبة والتنبؤ بالأداء في تطبيقات ذات درجة حرارة عالية.

التحلل الحراري - المحوري

وتبعاً للسبب، فإن أنواعاً مختلفة من تدهور البوليمر متميزة: التدهور الحراري (اللحوم)، وتدهور السمية الحرارية (الدواء والأكسجين)، وتدهور الحرارة (اللحوم والإجهاد)، وتحلل الصور (الضوء)، وتدهور الأوكسجين، والتحلل الأحيائي (العوامل البيولوجية)، والتدهور الميكانيكي (الإجهاد الميكانيكي)، والتصوير، على الرغم من ذلك، أكثر تواتراً، وهو مادة متعددة المقاييس.

ويجمع تدهور الحرارة بين آثار التعرض للحرارة والأكسجين، مما يجعله أحد أكثر مسارات التحلل شيوعاً بالنسبة للبوليمرات في الخدمة، إذ أن العديد من المواد الكهربائية مثل المحولات، والمعالجات الدقيقة، أو الكابلات ذات التأثير العالي تعمل على درجات حرارة مرتفعة لسنوات، بل وعلى عقود، مما يؤدي إلى تأكسد حراري منخفض المستوى ولكنه مستمر، ويمكن أن يتفاقم ذلك بالاتصال المباشر بالمعادن، مما يمكن أن يعزز التفاعلات.

وينطوي بدء التحلل على فقدان ذرة الهيدروجين من سلسلة البولمر نتيجة لمدخلات الطاقة من الحرارة أو الضوء، مما يخلق تطرفاً حراً متعدد الأطراف غير مستقر إلى حد كبير (R.) وذرة هيدروجين ذات إلكترون غير مدفوع الأجر، ثم تروج هذه المتطرفات الحرة للتدهور من خلال ردود فعل متسلسلة يمكن أن تلحق الضرر بسرعة بالممتلكات المادية.

التحلل الضوئي والمركب

وتنشأ مادة التكسين الضوئي، المعروفة أيضاً باسم التحلل الضوئي، عندما يتعرض البوليمرات للضوء، لا سيما في وجود الأكسجين، وتولد هذه العملية متطرفين حرين، مما يُثير ردود فعل متسلسلة، ويتسبب في تدهور البوليمر.

وتستوعب الصور الملتقطة بالأشعة فوق البنفسجية بواسطة الإلكترونية البوليمرات الفوقية إلى مستويات الطاقة المرتفعة، مما يؤدي إلى تكوين أنواع الأكسجين الرجعية مثل الأوكسجين الوحيد وروادي الهيدروكسيل، وتهاجم هذه الأنواع ذات التفاعل الشديد سلاسل البوليمر، مما يؤدي إلى تآكل التربة، وكسر السطح، وفقدان الممتلكات الميكانيكية، والفشل المادي في نهاية المطاف.

Photo-oxidative degradation is particularly problematic for outdoor applications where polymers are continuously exposed to sunlight. Materials such as automotive coatings, building facades, outdoor furniture, and agricultural films must be specifically formulated with UV stabilizers to extend their service life in these demanding environments.

التحلل الهيدرولي

وفي العمل الحالي، ينصب التركيز على التحلل الحراري والميكانيكي الحراري والتحلل الحراري والتحلل الهيدرولوجي، ويحدث التدهور الهيدرولي عندما تتفاعل الجزيئات المائية مع سلاسل البوليمر، وتكسر السندات الكيميائية، وتخفض الوزن الجزيئي، وهذه الآلية مهمة بوجه خاص بالنسبة للبوليمرات التي تحتوي على المتر أو الأميد أو غير ذلك من الروابط القابلة للزراعة.

وتوصف البارامترات الخاصة بتدهور المواد الكيميائية، وهي مقص العمود الفقري للبوليمر، مثل نوع السندات المتعددة الكلورة، والهيدروك، والتكوين البوليمري، وتتأثر معدلات التدهور الهيدروليكي تأثراً شديداً بالعوامل البيئية، بما في ذلك درجات الحرارة، والرطوبة، ومستويات الهيدروجيني.

أما البوليسترات وبولياميدس وبوليكربونات البوليوريثان فهي من بين أكثر الأسر التي تتعرض للتدهور الهيدروليكي عرضة للإصابة به، وفي التطبيقات الطبية الأحيائية، فإن التدهور الهيدروليكي المراقب هو في الواقع مستصوب بالنسبة للزراعة التي يمكن التحلل البيولوجي ونظم إيصال المخدرات، غير أن الاستقرار الهيدروليكي، بالنسبة للتطبيقات الهيكلية، هو شرط أساسي للأداء.

التحلل الميكانيكي

وفي درجات الحرارة المنخفضة، يكون البلطمر أكثر وضوحا وأكثر عرضة للتدهور الميكانيكي عن طريق الضغط على الخرف، وفي درجات الحرارة المرتفعة، تخفض درجة الارتداد، ولكن التدهور الحراري يزداد، ويستلزم التحلل الميكانيكي مقصا من السلسلة يسببه التوتر، أو الضغط، أو الخرف، أو الحمل الدهني.

ويمكن أن يحدث تدهور ميكانيكي أثناء التجهيز بسبب ارتفاع قوى الماشية في المخارج أو المزلاجات، وفي الخدمة، يمكن أن يتسبب التحميل الميكانيكي المتكرر في الفشل البغيض، لا سيما عندما يقترن بالإجهاد البيئي، ويمكن الحد من التدهور الميكانيكي بإضافة مواد التشحيم، التي يشار إليها أيضاً بمعدات التجهيز أو بمعدات التدفق، مما يمكن أن يقلل الاحتكاك ضد آلية المعالجة، بل أيضاً بين السلاسل المتعددة، مما يؤدي إلى انخفاض في الحجم.

التحلل البيولوجي

ويعاني البلوميرات القابلة للتحلل البيولوجي داخل الموائل الطبيعية في الغالب من تدهور في البيئة توسطه الكائنات المجهرية، وهذه الكائنات المجهرية تنتشر في مواضع طويلة من السلاسل إلى أجزاء أصغر من التكتل الأيضي، ويمثل التحلل الأحيائي مساراً هاماً بيئياً للتحلل، لا سيما بالنسبة لإدارة النفايات وتطوير المواد المستدامة.

كما أن العوامل البيئية لا تؤثر على البوليمر الذي يتعين تدنيسه، بل تؤثر تأثيراً حاسماً على سكان الميكروبيات وعلى نشاط الكائنات المجهرية المختلفة ذاتها، كما أن البارامترات مثل الرطوبة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، والملوحة، ووجود أو انعدام الأكسجين، وإمدادات المغذيات المختلفة لها آثار هامة على التدهور الميكروبي للبوليمرات.

وفي حين أن التحلل الأحيائي غير مرغوب فيه بالنسبة لمعظم التطبيقات الطويلة الأجل، فإنه يُعد خصيصاً في مواد مصممة للترميز، والأفلام المتحركة الزراعية، والتغليف باستخدام واحد، ويعتبر فهم ومراقبة معدلات التحلل البيولوجي أمراً أساسياً لمنع التدهور غير المرغوب فيه وتصميم المواد ذات الخصائص المناسبة لنهاية العمر.

التحلل الكيميائي والبيئي

وقد تحتوي مياه الشرب التي تم كلورها لقتل الميكروبات على مستويات متأصلة من الكلور، وتوصي منظمة الصحة العالمية بالحد الأعلى من 5 أجزاء من المليون، ورغم أن 5 أجزاء من المليون تكفي لشن هجوم بطيء على أنواع معينة من البلاستيك، لا سيما عندما تكون المياه مسخونة، كما هي في الغسيل، فإن الهجوم الكيميائي من الأحماض والقواعد والمذيبات وغيرها من وسائل الإعلام العدوانية يمكن أن يسبب تدهورا كبيرا للبوليمر.

إن الأنابيب والتجهيزات التي تستخدم البوليفيثيلين والبوليبوتيلين والراتنجات الأسيتالية (بوليوكسي ميثيلين) قابلة للتأثر، وتؤدي الهجمات إلى تصعيد الأنابيب، مما يجعلها أكثر رشوة وأكثر عرضة للفشل الميكانيكي، ويُعتبر فهم التوافق الكيميائي أمراً أساسياً لاختيار المواد المناسبة لبيئات خدمات محددة.

ويشير التدهور الطبيعي للبوليمرات إلى تعرض البوليمرات لظروف طبيعية في الهواء الطلق حيث يسهم الضوء الشمسي المباشر أو غير المباشر، والحرارة، والأكسجين، والرطوبة، وغيرها من العوامل في تدهور الممتلكات المادية، وال الكائنات الدقيقة، والأوزون، والملوثات الكيميائية المحمولة جواً مثل أكاسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين، والملح هو بعض العوامل ذات الأهمية.

العوامل التي تؤثر على معدلات تدهور Polymer

ويتوقف معدل تدهور البوليمرات على التفاعل المعقد بين الممتلكات المادية والظروف البيئية، ويعتبر فهم هذه العوامل حاسماً للتنبؤ الدقيق بحياة الخدمات.

الهيكل والتشكيلات المتعددة

وتعتمد العملية أيضا على الخصائص الكيميائية والفيزيائية للبوليمر، وتشمل هذه الخصائص الانتشار، والسخرية، والمورفولوجيا، والربط، والنقاء، والتفاعل الكيميائي، والقوة الميكانيكية، والتسامح الحراري، ومقاومة الإشعاع الكهرومغناطيسي، ويحدِّد الهيكل الجزيئي لبوليمر أساسا مدى قابليته لمختلف آليات التحلل.

وتؤثر عوامل مثل البلورية، وتوزيع الوزن الجزيئي، والتفرع، والكثافة المتقاطعة على سلوك التدهور، مثلا، تكون المناطق البلورية بدرجة عالية أكثر مقاومة للهجوم الكيميائي من المناطق الهلامية، في حين أن البوليمرات المتقاطعة قد تكون أكثر مقاومة للهجوم المذيب ولكنها أكثر عرضة للفشل الرهيب.

المسرّعات البيئية

وتشمل الإجهادات البيئية ذات الصلة درجة الحرارة والرطوبة والإشعاع (الإيمان وعدم التأجير)، والحقول الكهربائية، والحمولات الميكانيكية، وفي تطبيقات العالم الحقيقي، يتعرض البوليمرات عادة لتوترات متعددة في آن واحد، ويمكن أن تكون الآثار المشتركة متآزرة بدلا من مجرد إضافة.

ويمكن أن تكون هذه التطبيقات قاسية، مما يعرض البلاستيك إلى مزيج من الهجوم الحراري والكيميائي والكهربي، وعلى سبيل المثال، فإن عناصر السيارات التي تقل عن القدرة على تحمل الحرارة مرتفعة، والرطوبة، والتعرّض للنفط والوقود، والهزاء الميكانيكي في آن واحد، وتتطلب الحياة في الخدمة فهم كيفية تفاعل هذه العوامل.

الإضافات والمسدسات

وكثيرا ما تُدمج المواد المضافة والمستقرة في تركيبات البوليمرات لتعزيز أدائها ودوامتها، ويمكن لهذه المركبات أن تعوق عمليات التدهور عن طريق التسبب في استئصال الراديكاليات الحرة، أو امتصاص الإشعاع فوق البنفسج، أو تحييد الأنواع الحمضية، كما أن فعالية هذه المواد المضافة الواقية وطولها تؤثر تأثيرا كبيرا على حياة الخدمات العامة.

فعلى سبيل المثال، تكفل أجهزة تثبيت البوليمر إنتاج المواد البلاستيكية بالممتلكات المرغوبة، وتوسيع نطاق عمرها المفيد، وتيسير إعادة تدويرها، وتشمل أنواع المثبطات المشتركة، والمصاعد الفوقية، ومثبتات الضوء الأمينية، ومثبتات الحرارة، ومثبتات المعالجة، غير أن المثبطات نفسها يمكن أن تستنفد بمرور الوقت، مما يؤدي إلى تدهور سريع بمجرد فقدان الحماية.

ولزيادة قابلية المواد المتعددة الزمركية للاستمرار عن طريق حمايتها من العوامل البيئية أو عن طريق خفض معدل التدهور، يمكن إدماج مثبتات مختلفة في مصفوفة بوليمر ]٣٤-٣٨[، ولكن المعرفة بآلية تدهور البوليمر ضرورية تماما لتحسين الاستقرار المادي.

الطرائق العملية لتقييم تدهور Polymer

ويتطلب التقييم الدقيق لمدى تدهور البوليمر مزيجا من التقنيات التحليلية التي يمكن أن تكشف التغيرات على المستويات الجزيئية والفيزيائية والميكانيكية، وتوفر هذه الأساليب معلومات تكميلية تتيح معا تحديد عمليات التدهور بشكل شامل.

أساليب الاختبار الميكانيكي

ويوفر الاختبار الميكانيكي قياسا مباشرا للكيفية التي يؤثر بها التدهور على الممتلكات الوظيفية التي تهم معظمها أداء المنتجات، وهذه الاختبارات غالبا ما تكون أهمها لتحديد معايير الفشل وتعاريف نهاية العمر.

اختبارات الحيازة

وتُتخذ تدابير اختبار الحيازة في مجال الخصائص الميكانيكية الأساسية، بما في ذلك القوة الخفية، والزرق في الكسر، والمولود الجامح، وتتدهور هذه الخواص عادة، حيث أن الرش هو أسلوب الفشل المشترك، واختبار النسيج هو اختبار مستقيم وموحد على نطاق واسع، ويوفر بيانات كمية يمكن تعقبها عبر الزمن لرصد التقدم في التدهور.

وتكشف التغييرات في سلوك الإجهاد عن معلومات هامة عن آليات التحلل، فعلى سبيل المثال، فإن فقدان الارتباك مع القوة الثابتة يشير إلى الترابط بين الخواص، بينما يشير فقدان كلتا الخواص في الوقت نفسه إلى وجود مقص في السلسلة، ويوفر الاختبار المنتظم للخيام للعينات القديمة مقياسا مباشرا لحياة الخدمة المتبقية.

اختبار الأثر

اختبار الأثر يقيّم قدرة المواد على امتصاص الطاقة أثناء التحميل المفاجئ، وهو أمر حاسم بالنسبة للتطبيقات التي تكون فيها مقاومة الصدمة مهمة،

اختبارات التأثر والاختبار

ويمكن أن تكتشف قياسات الارتداد تدهور سطح الأرض والتغيرات في كثافة الوصلات المتقاطعة، وتتراوح التقنيات بين قياسات المقاييس الدوائية البسيطة للذرات إلى التضليل المتطور لدراسة التحلل من خلال سميك المواد، وهذه الأساليب مفيدة بوجه خاص لكشف تدهور المراحل المبكرة قبل أن تتأثر خصائص السائب تأثراً كبيراً.

تقنيات التحليل الحراري

وتُظهر أساليب التحليل الحراري كيف يستجيب البوليمرات لبرامج درجات الحرارة الخاضعة للرقابة، وتكشف عن معلومات عن التركيب الجزيئي، والبلورية، والاستقرار الحراري، ومنتجات التحلل.

قياس التفريق

ويقاس التدفق الحراري المرتبط بالتحولات الحرارية مثل درجة الحرارة التي تمر بمرحلة انتقال الزجاجي، ودرجة الحرارة المذوبة، والتبلور، وكثيرا ما يتسبب التحلل في حدوث تحولات في درجات الحرارة الانتقالية هذه والتغيرات في البلورة، ويمكن أن يكتشف التعاون الإنمائي التغيرات الجزيئية الخفية نسبيا، ويحتاج إلى أحجام صغيرة من العينات، مما يجعله مثاليا لتتبع التدهور في المواد القيمة أو المحدودة.

وتشير النتائج التي تم الحصول عليها من خلال المسح المتفاوت لقياس الكبريت إلى حدوث زيادة كبيرة في البلورة في المواد التي تعرضت لها لجنة البرنامج والتنسيق، في حين أظهرت العينات في QUV آثاراً متصلة بالشيخوخة المادية، وأظهرت المعلومات التي تم الحصول عليها من تحليل قياس الحرارة انخفاضاً في الاستقرار الحراري ودرجة الحرارة القصوى للتدهور في العينات المعرضة، مع وجود اتجاه يتسق مع الديموسفير.

Thermogravimetric Analysis (TGA)

وتقيس الهيئة فقدان الوزن كوظيفة من وظائف درجة الحرارة، وتوفر معلومات عن الاستقرار الحراري، ودرجات حرارة التحلل، والمحتوى المتقلب، وتظهر البوليمرات المتدهورة عادة انخفاض الاستقرار الحراري مع حدوث تحلل في درجات حرارة أقل، كما يمكن أن تحدد الهيئة كمية محتوى المشغل واستيعاب الرطوبة، وهما أمران لهما صلة بتقييم التدهور.

الوقت التوجيهي للموقع

ويحد اختبار التوحيد القياسي من مقاومة البوليمر للتدهور الأكسدة بتحديد المدة التي يمكن أن تتحمل بها العينة التعرض للأكسجين عند درجة حرارة مرتفعة قبل بدء التأكسد السريع، وهذه التقنية قيمة بصفة خاصة لتقييم الفعالية المتبقية لمثبتات مضادات الأكسدة، ويمكن أن توفر قياسات التوحيد القياسي للإنذار المبكر بالتدهور الوشيك قبل أن تتعرض الممتلكات الميكانيكية للخطر بدرجة كبيرة.

التقنيات الإلكترونية

وتوفر الأساليب الإلكترونية معلومات عن التغيرات الكيميائية التي تحدث أثناء التدهور، مما يتيح تحديد مسارات ومنتجات معينة للتدهور.

جهاز ترانزيت (StIR)

ويحدد تقرير الجرد الافتراضي للمركبات العضوية والسندات الكيميائية بقياس الامتصاص بالأشعة تحت الحمراء، وتخلق عمليات التحلل أنواعا كيميائية جديدة (مثل مجموعات الكربون من الأكسدة) أو تزيل الأنواع الموجودة، مما ينتج تغيرات في السمات في المطياف FTIR، ويمكن لهذه التقنية أن تكشف عن التدهور في المراحل المبكرة جدا وتحديد مسارات كيميائية محددة.

وانخفضت كثافة الأفلام التي تعرضت لها في مركز المؤتمرات دون أن تكون في شكل عرضي دون أن تكون هناك فرق لاستيعاب الصور أو التحلل الحراري، وقد أظهرت الصورة المتأصلة للمضاربة المعرضة للتدهور انخفاضاً أقصى قدره 17 في المائة، يعزى إلى الترميز في سلسلة البوليميرات بسبب التحلل الضوئي، ويمكن إجراء استعراضات مرجعية في مختلف الوسائط بما في ذلك إرسال العينات المصغرة.

طراز Spectroscopy

ويتخذ نظام التصوير المقطعي فوق البنفسجي في إطاره تدابير لاستيعاب الضوء في المناطق التي ترتفع فيها مستويات الأشعة فوق البنفسجية والمرئية، وهو أمر حساس بالنسبة للمجموعات الكروموفوريكية والنظم المزودة بالأشعة التي كثيرا ما تكون أثناء التدهور، ويمكن قياس التغير في اللون والأصفر والفكاك من حيث الموضوع باستخدام قياسات الأشعة فوق البنفسجية، مما يوفر مؤشرات هامة للتدهور الاصطناعي والوظيفي.

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectroscopy

ويقدم برنامج رصد النتائج الوطنية معلومات هيكلية مفصلة عن سلاسل البوليمر، بما في ذلك النسيج، والمجموعات النهائية، والتعديلات الكيميائية، وفي حين أن هذه السلاسل تستغرق وقتا أطول وتكلف أكثر من التقنيات الأخرى، يمكن للمعدلات الوطنية أن تحدد بشكل نهائي منتجات التحلل وآليات الرد الهزيلية.

تحليل الوزن الجزيئي

وينبغي إيلاء اهتمام خاص للتصوير الكيميائي والرومائي، حيث يمكن النظر إليه على أنه تقنيات حساسة لالتقاط التغيرات الجزيئية، حتى في المراحل الأولية من التدهور، والتغييرات في الوزن الجزيئي وتوزيع الوزن الجزيئي هي مؤشرات أساسية للتدهور.

Gel Permeation Chromatography (GPC)

ويفصل هذا التصنيف الجزيئي، المعروف أيضاً باسم التنويم الكيميائي للحجم، جزيئات البوليمر حسب الحجم، ويوفر متوسطات الوزن الجزيئي وتوزيعها، ويتسبب التشاؤم في انخفاض الوزن الجزيئي، بينما يمكن للوصل بين الكمتين أن يزيده أو يخلق أجزاء من الجيل الخام، ويتأثر التصنيف العالمي للكيمياء بدرجة كبيرة بالتدهور ويمكنه كشف التغيرات قبل أن تتأثر الممتلكات الميكانيكية تأثراً كبيراً.

Viscometry

وتوفر قياسات التواؤم معلومات عن الوزن الجزيئي من خلال العلاقة بين الازدحام وطول السلسلة، والقابلية الاصطناعية مفيدة بوجه خاص لتتبع التدهور في البوليمرات التي يمكن حلها، وفي حين أن درجة الميزنة أقل تفصيلا من التصنيف العالمي للمنتجات هي أبسط وأكثر سهولة في الرصد الروتيني.

تحليل سطحي ومورفيولوجي

وكثيرا ما يبدأ التحلل على السطح أو يتطور بشكل متجانس من خلال المواد، مما يجعل التقنيات الحساسة السطحية قيمة لفهم آليات التحلل وأجهزة الحركية.

Scanning Electron Microscopy (SEM)

وقد تبين من التحليل الميكانيكي الدينامي تدهور الاستجابة المرنة للمواد، لا سيما في حالة التركيز الشمسي الذي يتوافق مع عملية التشقيق السطحي التي لوحظت بمسح مجهر الإلكترونية، حيث توفر الإدارة صورا عالية الاستبانة للمورفولوجيا السطحية، وتكشف عن الشقوق، والتشنج، والتحات، وغير ذلك من سمات التدهور.

Microscopy (AFM)

(أ) رسم خرائط سطحية للأشعة فوق البنفسجية عند حل النانومترات ويمكن قياس الخصائص الميكانيكية المحلية عن طريق التناسلي، وهذه التقنية قيمة بوجه خاص لدراسة التدرجات التحللية وعمليات التحلل السطحي، ويمكن للإدارة المتكاملة للمواد الكيميائية أن تعمل في مختلف الوسائط لاستطلاع مختلف الخصائص المادية بما في ذلك السمعة والارتداد والحساسية.

X-Ray Diffraction (XRD)

ويميز البرنامج التركيب البلوري والبلورة، اللذين كثيرا ما يتغيران أثناء التدهور، وقد ينتج عن زيادة البلورة ارتفاع في المقص الذي يتيح إعادة التنظيم، بينما تؤدي بعض عمليات التحلل إلى الحد من البلورة، ويوفر البرنامج قياسات بلورة كمية ويحدد هياكل بلورة محددة.

أساليب التحليل الكيميائي

ويوفر التحليل الكيميائي المباشر لمنتجات التحلل والتغييرات في تركيبة البوليمر رؤية ميكانيكية أساسية لفهم التدهور والتنبؤ به.

Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS)

ويحدد نظام إدارة المواد الكيميائية منتجات التحلل المتقلبة، ويقدم أدلة نهائية على مسارات محددة للتدهور، وهذه التقنية ذات قيمة خاصة لدراسة التدهور الحراري، ومنتجات الأكسدة، والخسائر المضاف إليها، ويمكن لتحليل الفضاء الرأسي أن يكشف عن المنتجات غير المستقرة دون إعداد العينات، بينما يمكن لتحليل البوليمرات غير المزروعة.

Chemiluminescence

ويكشف الكيمياء عن الانبعاث الخفيف من ردود فعل الأكسدة، ويوفر قياساً حساساً للغاية للتدهور الأكسدة، ويمكن لهذه التقنية أن تكشف عن التدهور في مراحل مبكرة جداً، قبل أن تظهر تغيرات طويلة في أساليب أخرى، ويفيد التنويم الكيميائي بوجه خاص في دراسة الفعالية المانعة للأكسدة والتنبؤ بالاستقرار الأكسدائي الطويل الأجل.

اختبارات الشيخوخة والتبخير المعجلة

ويجري اختبارات شيخوخة متسارعة عن طريق محاكاة الظروف الطبيعية في المعدات المختبرية باستخدام تكثيف العوامل التي تؤثر على البوليمر وتسريع عملية الشيخوخة، وبما أن الشيخوخة في الوقت الحقيقي يمكن أن تستغرق سنوات أو عقودا، فإن الاختبار المعجل ضروري للتنبؤ بحياة الخدمات العملية.

وقد يستغرق شيخوخة المواد في ظروف التشغيل وقتا طويلا قبل ظهور التغييرات، وبالتالي تتسارع عمليات التدهور، ويتمثل التحدي الأساسي في ضمان أن تؤدي الظروف المعجلة إلى نفس آليات التدهور التي ينتج عنها الشيخوخة الطبيعية، بمعدلات أسرع.

العمر الحراري المعجل

ومن أجل بحث تسارع شيخوخة البوليمرات، ينبغي تحديد الظروف التي سيعمل فيها المنتج، ثم يتم اختيار عدة قيم درجة حرارة مرتفعة لعملية الشيخوخة، وفي العادة، يزداد معدل تفاعل المواد الكيميائية مع درجة الحرارة.

ويشتمل ارتفاع معدل الحرارة على اختبار العينات لزيادة درجات الحرارة للتعجيل برد فعل التدهور، وعادة ما توصف العلاقة بين درجة الحرارة ومعدل التفاعل بمعادلة أرهينيوس، التي تسمح بالاستقراء من بيانات الاختبارات العالية الحرارة للتنبؤ بالسلوك في درجات حرارة الخدمة، وتستخدم درجات الحرارة المتعددة في تحديد طاقة التفعيل من أجل التحلل، وهو أمر حاسم بالنسبة للتنبؤات الدقيقة.

والشيخوخة هي أبسط نهج، ولكن أساليب أكثر تطوراً تتحكم في الجو (الجو، والأكسجين، والغاز غير المقاوم)، والرطوبة، بل والإجهاد الميكانيكي أثناء التعرض الحراري، والمفتاح هو اختيار درجات الحرارة المرتفعة بما يكفي للتعجيل بالتدهور، ولكن ليس عالياً بحيث تهيمن الآليات المختلفة.

اختبارات التخصيب المعجلة

وتستخدم أجهزة مختبرية (يشار إليها عادة بأجهزة طقس اصطناعي أو معجلة) للحصول على معلومات عن السلوك المحتمل للتحلل للمواد المتعددة الزمركية، وعلى الرغم من أن هذه الأجهزة تنطوي على بعض أوجه القصور، فإنها توفر معلومات قيمة عن السلوك المادي، وعادة ما تنطوي أجهزة المختبرات على ظروف خاضعة للمراقبة يمكن فيها توحيد التعرض لمختلف العوامل ومقارنتها.

(ج) أجهزة الطقس المعجلة التي تحفز التعرض الخارجي عن طريق الجمع بين الإشعاع فوق البنفسجي، ودوافع الحرارة، والتعرض للرطوبة، وتشمل النظم المشتركة أجهزة قياس الطقس في القوس الزينون، التي تحاكي بشكل وثيق الطيف الشمسي الكامل، وأجهزة الموجات فوق البنفسجية الفلورية، التي تؤكد أكثر الغواصات الموجية تضرراً، ويمكن أن تبرمج غرف الطقس المعقدة دورات تذبذبذبذب الحرارة اليومية/الليل الليلية،

بالرغم من الجهود المكثفة التي بذلت خلال السنوات العشرين والنصف الماضية، لا يزال اختبار المواد المتعددة الزمرات في ظروف الطقس المتسارعة أو الطبيعية وتفسير نتائج الطقس يتطلب تحسينات كبيرة، وتشمل التحديات ضمان ألا تستحدث الظروف المعجلة آثاراً أثرية وأن تحدد عوامل ارتباط موثوقة بين سرعة الطقس والطبيعي.

الرش الطبيعي والعرض الخارجي

وعلى الرغم من الوقت اللازم، يظل الطقس الطبيعي هو معيار الذهب للتحقق من أساليب الاختبار المعجلة والتنبؤات بحياة الخدمات، وتوفر مواقع التعرض في الأماكن الخارجية بيانات للعالم الحقيقي في ظروف مناخية مختلفة، وتحتفظ المنظمات بمواقع موحدة للتعرض يمكن فيها اختبار العينات بموجب البروتوكولات الخاضعة للمراقبة.

ويشهد الطقس الطبيعي التعقيد الكامل للتعرض البيئي، بما في ذلك التباينات الموسمية، وآثار التلوث، والعمل التآزري الذي يقوم به العديد من الإجهاد، غير أن طول المدة المطلوبة والتفاوت بين المواقع والسنوات يجعل الطقس الطبيعي غير عملي كأسلوب الاختبار الوحيد، ويجمع النهج الأمثل بين الاختبارات المعجلة للفحص السريع والاختبار الطبيعي للتحقق.

المعايير والبروتوكولات

وستُعرض هذه النماذج، بعد التصديق عليها، على الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد باعتبارها مشروع معايير للمساعدة في التنبؤ بانتهاء مدة صلاحية المواد المحتوية على عدة مليئات، وضمان إعادة إنتاجها، وإتاحة المقارنة بين النتائج بين المختبرات والدراسات.

وتشمل المنظمات الرئيسية للمعايير المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ASTM International) والمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس والهيئات الخاصة بالصناعة، وتحدد المعايير شروط الاختبار، وإعداد العينات، وأساليب القياس، ومتطلبات الإبلاغ، وتُعد المعايير المعمول بها أساسية للامتثال التنظيمي وتُدرِّج بيانات يمكن استخدامها في تأهيل المنتجات وتحديد الضمانات.

نماذج ونهج منع الحياة

ويتطلب ترجمة بيانات التدهور إلى توقعات كمية لحياة الخدمات نماذج رياضية تصف كيف يتطور التدهور بمرور الوقت وكيف يعتمد على الظروف البيئية.

النماذج الجاهزة

وتصف معادلة أرهينيوس كيف تتوقف معدلات التفاعل على درجة الحرارة وهي أساسية للتنبؤات بالشيخوخة الحرارية، ويمكن، من خلال قياس معدلات التدهور في درجات الحرارة المتعددة المرتفعة، تحديد الطاقة الحافزة واستخدامها للاستقراء في درجات حرارة الخدمة، وهذا النهج يعمل جيدا عندما تهيمن آلية واحدة للتدهور وتتبع حركيات أرهينيوس.

وتقول علاقة أرهينيوس الأساسية إن معدل التفاعل يتضاعف بالنسبة لحوالي 10 درجات مئوية من درجات الحرارة (رغم أن العامل الدقيق يعتمد على طاقة النشء) وهذا المبدأ يستند إلى العديد من بروتوكولات الشيخوخة المعجلة، ومع ذلك يجب الحرص على ضمان أن تعمل آلية التحلل نفسها في درجات الحرارة الاختبارية ودرجات الخدمة.

مبدأ التأديب الزمني

يمكن تطبيق مزيج من TTSP معادلة WLF بنجاح على البوليمرات المتقاطعة (البوليوريثان والأوكسي) وبوليوليفينات لتطبيقات الطب الحيوي، و Kevlar 49، وبوليمرات، و البوليمرات وبوليمرات البوليس، وفي هذه الحالات تم اختبار الخصائص الميكانيكية الدينامية والفيسكولية، ونموذج الممتلكات

ويتيح نظام تبادل المعلومات عن التكنولوجيا نقل البيانات التي يتم جمعها في درجات حرارة مختلفة على طول المحور الزمني لإنشاء منحنى رئيسي يغطي فترة زمنية أوسع بكثير من أي تجربة واحدة، وهذا النهج قوي بشكل خاص بالنسبة للخصائص الفيسكولية ويمكنه التنبؤ بالسلوك الطويل الأجل من الاختبارات القصيرة الأجل، وتوفر معادلة ويليامز - لانديل - فيريري الإطار الالرياضي لتنقل درجة الحرارة قرب درجة الحرارة المحيطة بالزجاج.

النماذج الكينية

وتصف النماذج الكينية التدهور بأنه سلسلة من ردود الفعل الكيميائية التي لها معدلات ثابتة محددة، ويمكن أن تكون هذه النماذج مجردة من الحركية أو آليات معقدة متعددة الخطوات، ومن خلال وضع نماذج حركية للبيانات التجريبية، والثباتات في الأسعار، وطاقات التنشيط، مما يتيح التنبؤ بالتدهور في ظروف مختلفة.

وتُعزى نماذج التحليل الذاتي إلى الحالات التي تُعجل فيها منتجات التحلل بمزيد من التدهور، مثل تحلل الهيدرولوجي المحتوي على حمض، وتنظر النماذج المحدودة للدماغ في الحالات التي يجب فيها أن ينشر الأكسجين أو الرطوبة في المواد، مما يُحدث درجات تدهور، ويتوقف النموذج المناسب على آلية البوليمر والتدهور المحددة.

نماذج الأضرار التراكمية

بالنسبة للبوليمرات التي تتعرض لظروف مختلفة، تتبع نماذج الأضرار التراكمية كيف يتراكم التدهور بمرور الوقت، هذه النماذج هي حقيقة أن الضرر لا رجعة فيه عموماً ومضاف، ويمكن تكييف نهج قاعدة المراهقة، الذي وضع أصلاً للإجهاد، مع تدهور البوليمر من خلال تلخيص فترات الكسر في ظروف مختلفة.

وتستخدم النهج الأكثر تطوراً بارامترات الضرر التي تتطور وفقاً لتاريخ التعرض، وهذه النماذج هامة بوجه خاص بالنسبة للتطبيقات التي تنطوي على ظروف خدمة متغيرة، مثل المكونات الآلية التي تشهد درجات حرارة مختلفة، ومستويات الرطوبة، والكميات الميكانيكية طوال حياتها.

النهج الإحصائية والتساهلية

وبالنسبة للمختمفات وغيرها من المواد اللينة، سيستخدم نموذج يستند إلى الإحصاءات يستند إلى بيانات التعرض الخاصة بها في تطوير التنبؤات المتعلقة بالتعرض الخارجي، وتعترف الأساليب الإحصائية بالتفاوت المتأصل في الممتلكات المادية والظروف البيئية وعمليات التحلل، وبدلا من التنبؤ بقيمة حياة الخدمات الواحدة، توفر هذه النهج توزيعا للقابلية للاحتمال وفترات للثقة.

ويُستخدم تحليل الويبل عادة لوصف التوزيع الإحصائي لمهل الفشل، وتحسب النهج الهندسية الموثوقية احتمال البقاء إلى وقت معين أو الوقت اللازم للتوصل إلى احتمال الفشل المحدد، وهذه الأساليب أساسية لتحديد فترات الضمان وتقييم المخاطر في التطبيقات الحيوية للسلامة.

النماذج الميكانيكية والمتعددة الأطراف

ويبدأ المجلد بافتراض أنه من الممكن إنتاج وتصميم التنبؤات الحياتية، وينظر أيضا في كيفية استخدام هذه التنبؤات، وتقدم الفصول اللاحقة تطورات جديدة في التنبؤ بحياة الخدمات، وتدرس أهم الاعتبارات في تصميم برامج التدريب الخاصة، والجداول الزمنية، وغيرها من المسائل الرئيسية.

وتشتمل النماذج المتقدمة على آليات متعددة للتحلل وعلى عوامل بيئية في آن واحد، وتستند هذه النماذج الميكانيكية إلى فهم الكيمياء والفيزياء الأساسية للتدهور، ويمكن أن تفسر الآثار التآزرية التي تسبب فيها عوامل الإجهاد مجتمعة تدهورا أكبر من مجموع الآثار الفردية.

ويمكن أن يحفز نموذج العناصر الحيوية على التدرجات من خلال سميك المواد، ولا سيما في الأجزاء السميكة التي يختلف فيها تدهور سطح الأرض عن السلوك السائب، وتدمج النهج الحاسوبية بصورة متزايدة التعلم الآلاتي لتحديد أنماط بيانات التدهور المعقدة وتحسين دقة التنبؤ.

تطبيقات الصناعة والتطبيقات العلمية ودراسات الحالات الإفرادية

ويجب أن تُصمَّم أساليب التنبؤ بحياة الخدمات حسب التطبيقات والصناعات المحددة، التي لها متطلبات فريدة، ومعايير الفشل، والظروف البيئية.

التطبيقات الآلية

ويواجه البوليمرات الآلية ظروفا تتطلب الطلب، بما في ذلك درجات الحرارة تحت سطح الأرض تصل إلى 150 درجة مئوية، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، والرطوبة، والوقود، والارتباك بالزيت، والهزاز الميكانيكي، وتشمل المكونات الحرجة الأختام، والهوامات، والوصلات الكهربائية، والثلاثيات الخارجية.

وقد وضعت نظم التشغيل الآلي بروتوكولات اختبار متسارعة واسعة النطاق تجمع بين الشيخوخة الحرارية والتعرض للسائل والتدوير الميكانيكي، وتتحقق العلاقة بين الاختبارات المعجلة والأداء الميداني من خلال اختبار الأسطول وتحليل البيانات الضمنية، وتكتسي القدرة على تحمل الطلاء والغطاء أهمية بالغة بالنسبة للاحتفاظ بالمظهر وحماية التآكل.

البناء والتشييد

أما الفئة الثانية من المواد فهي من القاع التي تستخدم على نطاق واسع كختمات للبناء لمنع تطفل الرطوبة والتسرب الحراري، إذ أن مواد البناء تتطلب حياة خدمة تتراوح بين 20 و50 سنة أو أكثر، مما يجعل التنبؤ الدقيق أمراً صعباً للغاية، فالبيع، والأغشية السطحية، والأطر النوافذ، والغطاء يجب أن يتحمل التعرض المستمر من الخارج.

وتحدد مدونات ومعايير البناء متطلبات الأداء الدنيا، ولكن الحياة الفعلية للخدمة تتوقف على ظروف مناخية محددة، وعلى توجه البناء، والصيانة، وتُعتبر بيانات الطقس الطبيعي من مواقع التعرض الطويلة الأجل ذات قيمة خاصة بالنسبة للتحقق من التنبؤات في هذا القطاع، وتدفع الاعتبارات الاقتصادية الاهتمام بتوسيع نطاق عمر الخدمات وخفض متطلبات الصيانة.

التطبيقات الكهربائية والإلكترونية

وفي هذه الفئة من المواد، تكون أيضاً مواصفات سلكية مرنة، مهمتها الحفاظ على سلامة نقل الطاقة وسلامة الدوائر الكهربائية في تطبيقات الطاقة، ويجب أن يحافظ عزلة القوارير على الخواص التغذوية والسلامة الميكانيكية طوال فترة الخدمة لمنع الفشل الكهربائي وخطر السلامة.

كما يمكن أن تلحق حمولات عالية بالفولط أضراراً بالمواد الآخذة في التكاثر مثل المقاييس الغذائية، التي تتدهور عن طريق الأشجار الكهربائية بسبب الإجهاد المطول في الميدان الكهربائي، وكثيراً ما تنطوي التطبيقات الكهربائية على ضغوط حرارية وكهربية وبيئية مشتركة، وتحتاج محطات الطاقة النووية، على وجه الخصوص، إلى التنبؤات الموثوقة للغاية بحياة الخدمات بالنسبة لعناصر البوليمر التي تتسم بالسلامة والخطر والتي تتعرض للإشعاع.

وضع الخرائط والهياكل الأساسية

والفئة الأولى من المواد هي بلاستيك شبه بلاستيكي، وعلى وجه التحديد، بوليثيلين ثنائي الفينيل متعدد الكثافة العالية ثنائية الدوافع، وتستخدم هذه المادة في نظم الغاز الطبيعي وأنبوب المياه، وأفلام الحاجز، والأفلام الجيومبرانية لمدافن القمامة، وكانت ذات أهمية كبيرة بالنسبة للصناعات المائية والغازية والنووية في السنوات الأخيرة بسبب انخفاض كبير في تكاليف التركيب والصيانة.

أما بالنسبة للمواد الحساسة من قبيل البوليثيلين الكثيفة الكثافة، فسيوضع نموذج للكسر والآلات المميكنة للاتصال باستخدام نموذج المنطقة المتماسكة، وبالنسبة للكابلات الكهربائية، سيستخدم النموذج للتحقق من معايير القبول التي توضع من اختبارات رصد الحالة والتنبؤ بالأداء الطويل الأجل للمنتجات الجديدة.

ويجب أن تحافظ الأنابيب البلاستيكية على القدرة على ممارسة الضغط والأداء المتحرر من التسرب لمدة 50-100 سنة، وبطء نمو الكراك هو آلية إخفاق حاسمة في أنابيب البوليثيلين، مما يتطلب اختباراً ونُهجاً للنموذج، كما يجب النظر في مقاومة المواد الكيميائية لسوائل النقل وظروف التربة.

التطبيقات الفضائية الجوية

وتواجه البوليمرات الفضائية الجوية ظروفاً متطرفة تشمل تسارع درجات الحرارة من -55 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية +، والإشعاع فوق البنفسج على ارتفاع منخفض الرطوبة، والتعرض لوقود الطائرات، وتتزايد استخدام المواد المركبة التي تجمع بين مصفوفات البوليمر مع تعزيز الألياف في الهياكل الأساسية، مما يتطلب استمرارية استثنائية وإمكانية التنبؤ.

إن متطلبات السلامة في الفضاء الجوي تدفع إلى إجراء اختبارات واسعة النطاق ونُهج تصميم متحفظة - ويجب أن تشكل التنبؤات المتعلقة بحياة الخدمات سيناريوهات أسوأ الحالات وأن تشمل عوامل أمان كبيرة، فالاختبارات غير المدمرة ورصد الأوضاع يمكنان من التفتيش أثناء الخدمة للتحقق من معدلات التدهور المتوقعة.

التطبيقات الطبية الحيوية

ويجب أن يحافظ البوليمرات الطبية على التوافق البيولوجي مع أنه مهين بطرق خاضعة للرقابة (بالنسبة للزراعة القابلة للتحلل الأحيائي) أو أن يظل مستقراً (بالنسبة للأجهزة الدائمة) وتطرح بيئة الجسم تحديات فريدة تشمل درجة حرارة 37 درجة مئوية، وظروفاً كئيبة، وأنزيمات، وتحميلات آلية.

ويجب أن يؤدي التعجيل باختبار الأجهزة الطبية إلى تحفيز الظروف الفيزيولوجية مع تجنب القطع الأثرية، وتتطلب المتطلبات التنظيمية إجراء اختبارات واسعة والتحقق منها، وبالنسبة للمواد القابلة للتحلل الأحيائي، فإن التحكم في معدل التحلل لمطابقة النسيج أمر حاسم بالنسبة للنتائج السريرية الناجحة.

التحديات والقيود في مجال منع الحياة في الخدمة

وعلى الرغم من التقدم الكبير، لا يزال التنبؤ بحياة الخدمات صعبا بسبب تعقيد عمليات التدهور وصعوبة تحفيز عقود من الخدمة في أوقات اختبار معقولة.

التغييرات في الاختبارات المعجلة

التحدي الأساسي هو ضمان عدم تغيير الظروف المتسارعة لآليات التحلل، في درجات الحرارة المرتفعة جداً أو كثافة الأشعة فوق البنفسجية، قد تهيمن ردود الفعل المختلفة على ظروف الخدمة، وهذا قد يؤدي إلى سوء الترابط بين الاختبارات المعجلة والأداء الحقيقي، والتأكد الدقيق من خلال المقارنة مع الشيخوخة الطبيعية أمر أساسي.

الآثار التآزرية

ويمكن أن ينتج عن الإجهاد المتعدد الذي يعمل في آن واحد آثار تآزرية يتجاوز فيها التدهور الكلي مجموع المساهمات الفردية، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية المقترن بالرطوبة إلى تدهور أكثر بكثير من أي من العوامل وحدها، ويستلزم وضع النماذج لهذه التفاعلات إجراء تجارب معقدة متعددة العوامل ونُهج رياضية متطورة.

التغير المادي

ويمكن أن يظهر البوليمرات من مختلف بطاريات الإنتاج، أو الموردين، أو حتى المواقع المختلفة داخل جزء واحد، تفاوتا كبيرا في سلوك التدهور، كما أن الإضافات، وتاريخ التجهيز، والفوارق التكوينية الخفية تؤثر جميعها على التدهور، ومن الضروري اتباع نهج إحصائية ومراقبة الجودة لحصر هذا التقلب.

التغير البيئي

وتختلف ظروف الخدمة في العالم الحقيقي اختلافا كبيرا حسب الموقع الجغرافي، والصغرى، وتفاصيل التطبيق المحددة، وقد يفشل البوليمر الذي يؤدي بشكل جيد في مناخ آخر قبل الأوان، ويجب أن تكون التنبؤات المتعلقة بحياة الخدمات متحفظة بما يكفي لتغطية أسوأ الظروف أو أن تصمم خصيصا لبيئة محددة.

الفرضيات الطويلة الأجل من البيانات القصيرة الأجل

ويتطلب استقراء التجارب المعجلة إلى عقود من عمر الخدمة افتراضات بشأن بقاء حركية التحلل ثابتة، ولا يمكن أن تُستَرَد في اختبارات قصيرة الأجل عمليات طويلة الأجل مثل الشيخوخة الجسدية واستنفاد المثلاجات والتغيرات الوبائية، كما أن التحقق من التعرض الطبيعي الطويل الأجل أمر حاسم ولكن يستغرق وقتا طويلا.

أفضل الممارسات لفرض الحياة على الخدمات

ويتطلب التنبؤ بنجاح حياة الخدمات اتباع نهج منهجي يجمع بين أساليب متعددة والتحقق الدقيق.

معايير عدم التطهير

وتتطلب التنبؤات المتعلقة بحياة الخدمات تعريفا واضحا لما يشكل فشلا، وقد يكون ذلك خسارة نسبية محددة من حيث القوة الضاربة، والكسر الواضح، وتغيير اللون إلى ما يتجاوز الحدود المقبولة، أو فقدان الأداء الوظيفي، وينبغي أن تكون معايير عدم التنفيذ ذات صلة بمتطلبات التطبيق الفعلية بدلا من العتبات التعسفية.

استخدام تقنيات تكميلية متعددة

وفي هذا السياق، من المهم زيادة الجمع بين التقنيات التجريبية المستخدمة عادة لوصف تدهور البوليمر، وكذلك لزيادة الجمع بين هذه التقنيات وبين النماذج، ولا توفر طريقة اختبار واحدة معلومات كاملة عن التدهور، إذ أن الجمع بين الاختبارات الميكانيكية والتحليل الحراري وقياسات الأوزان الجزئية يوفر صورة شاملة لعمليات التدهور ويزيد من الثقة في التنبؤات.

اختبارات متسارعة القيمة ضد الشيخوخة الطبيعية

ويجب إقامة تطابق بين الشيخوخة المتسارعة والشيخوخة الطبيعية من خلال اختبارات موازية، كما أن عوامل التعجيل التي تحدد من هذا الترابط تتيح التنبؤات الأكثر دقة، فالتحقق المستمر من صحة البيانات التي تجمعها بيانات التعرض الطبيعي يساعد على صقل النماذج وتحديد القضايا المحتملة.

النظر في سيناريو أسوأ سيناريوهات

وتوفر التنبؤات المتحفظة التي تمثل أسوأ الظروف البيئية، والتغير المادي، وعدم التيقن في النماذج هوامش أمان مناسبة، وهذا أمر مهم بصفة خاصة بالنسبة للتطبيقات الحرجة المتعلقة بالسلامة حيث يمكن أن تترتب على الفشل المبكر عواقب وخيمة.

الوثائق والبيانات المتعلقة بالتقاسم

إن بناء قواعد بيانات لسلوك التحلل لمختلف البوليمرات في ظل ظروف مختلفة يتيح التنبؤات بشكل أفضل وييسر المقارنة بين المواد، وتُعَد أشكال البيانات الموحدة وتقاسمها داخل اتحادات الصناعة، مما يُعجل بالتقدم في مجال علوم التنبؤ بحياة الخدمات.

تنفيذ رصد حالات التسليم

وبالنسبة للتطبيقات الحرجة، فإن رصد التدهور أثناء الخدمة من خلال الاختبار الدوري أو أجهزة الاستشعار المستمرة يوفر التحقق في الوقت الحقيقي من التنبؤات والإنذار المبكر بالتدهور غير المتوقع، وهذا النهج أصبح عمليا بصورة متزايدة مع التقدم المحرز في مجال تكنولوجيا الاستشعار وتحليل البيانات.

التكنولوجيات الناشئة والاتجاهات المستقبلية

ولا يزال مجال التنبؤ بحياة الخدمات يتطور مع التكنولوجيات والنهج الجديدة التي تعد بتنبؤات أكثر دقة وكفاءة.

الطرق المجمدة العالية والمجمعة

ويستخدم هذا المجلد، الذي كتبه خبراء مُنشأون في مجتمع الحياة في الخدمة، أساليب متقدمة، بما في ذلك تحليلات عالية من المُدخلات والمجمعات، ونموذجات جمع البيانات وتخزينها، ويتيح اختبارا عاليا للمدخلات إجراء فحص سريع للعديد من المواد أو التركيبات في آن واحد، ويعجل بتطوير أكثر من البوليمرات استدامة، وتختلف النُهج المشتركة بشكل منهجي في تكوينها وتجهيزها لتحديد التركيبات المثلى.

ماكين للتعلم والاستخبارات الفنية

ويمكن أن تحدد خوارزميات التعلم الماكنة الأنماط المعقدة في بيانات التدهور التي تفتقدها النماذج التقليدية، ويمكن للشبكات العصبية المدربة على مجموعات بيانات واسعة أن تتنبأ بسلوك التحلل بالنسبة للمواد أو الظروف الجديدة، ونهج التنفيذ المتطورة واعدة بشكل خاص لمعالجة التعقيد المتعدد الأبعاد للتدهور في العالم الحقيقي.

رصد الوضع والوضع الحقيقي

ويمكن للمستشعرات المدمجة والمواد الذكية التي تفيد بأن حالة تدهورها هي نفسها أن تتيح الرصد المستمر بدلا من الاختبار الدوري، ويمكن للألياف الضوئية وعلامات الريد والكيميائيات أن تتعقب درجات الحرارة والإجهاد والرطوبة والتغيرات الكيميائية طوال حياة الخدمة، وتعود هذه البيانات إلى نماذج لتحسين التنبؤات.

النماذج المتعددة النطاق

فالنماذج الحاسوبية التي تمتد من الكيمياء على مستوى الجزيئي إلى الأداء على مستوى العنصر توفر فهماً ميكانيكياً للتدهور، وتتوقع الديناميات المتحركة كيف تستجيب سلاسل البوليمر للإجهاد البيئي، بينما تترجم نماذج العناصر المحدودة التغيرات الجزيئية إلى تغييرات في الممتلكات الكلية، ويحسن التكامل عبر النطاقات دقة التنبؤ.

مواد الصحة الذاتية والإعالة

فالبوليمرات التي يمكن أن تصلح الضرر أو تتكيف مع الظروف البيئية تمثل تحولاً في النموذج في القابلية للتحمل، ويمكن لآليات التعافي الذاتي أن توسع نطاق الحياة في الخدمة بعكس التدهور، ويتطلب تحديد عمر الخدمات لهذه المواد المتقدمة نُهجاً جديدة تُشكل شفاء الأقرباء والقدرة.

ثانيا - القدرة على العمل

ويتزايد أهمية التنبؤ بحياة الخدمات بالنسبة للامتثال التنظيمي وإصدار شهادات المنتجات في العديد من الصناعات.

معايير الصرف الآلي

وتحتفظ المنظمة الدولية لآليات الصرف الآلي بالعديد من المعايير المتعلقة باختبارات البوليمر، والشيخوخة المعجلة، والطقس، وتغطي اللجنة D20 المعنية بالبلاستيك اختبارات البوليمر العامة، بينما تعالج لجان أخرى تطبيقات محددة، وتوفر المعايير أساليب توافقية تتيح إجراء اختبارات قابلة للتكرار ومقارنة النتائج.

معايير المنظمة الدولية للتوحيد القياسي

ISO standards provide international harmonization of test methods and requirements. ISO Technical Committee 61 focuses on plastics, with numerous working groups addressing specific materials and applications. Compliance with ISO standards is often required for international trade and product certification.

شروط الصناعة والتطبيق

وستدرج نماذج الكابلات المتطورة في بروتوكولات الاختبار الجاري وضعها حاليا في مختلف لجان المعايير، ولا سيما في معهد المهندسين الكهربائية والإلكترونية، وقد وضعت صناعات مختلفة معايير ومتطلبات متخصصة، وتحدد نظم التشغيل الآلي بروتوكولات اختبار مفصلة، وأنظمة الأجهزة الطبية التي تتطلب التحقق على نطاق واسع، وتشترط مدونات قواعد الأداء الدنيا.

الاعتبارات الاقتصادية

وللتنبؤ بحياة الخدمات آثار اقتصادية كبيرة على المنتجين والمستعملين والمجتمع.

تحليل التكاليف والفوائد

فالتنبؤات الدقيقة المتعلقة بحياة الخدمات تتيح تحقيق الانتقاء الأمثل للمواد، وموازنة التكلفة الأولية مع الأداء مدى الحياة، وقد يؤدي استخدام مواد أكثر تكلفة وإن كانت أكثر استدامة إلى خفض التكلفة الإجمالية للملكية من خلال تمديد فترة الخدمة وتخفيض الصيانة، وفي المقابل، تجاوز الهندسة بموارد نفايات المواد التي لا داعي لها.

المسؤولية والحذر

وتستخدم الجهات المصنعة توقعات الحياة في الخدمة لتحديد فترات الضمان وتقدير تكاليف الضمان، وتخفض التنبؤات الدقيقة من خطر الفشل المبكر الذي يلحق الضرر بسمعة العلامات التجارية وتكاليف الاستبدال، وعلى العكس من ذلك، فإن التنبؤات المفرطة في التحفظ قد تؤدي إلى وجود ضمانات قصيرة لا داعي لها تضع المصنعين في وضع غير مؤات.

تقييم الاستدامة ودور الحياة

إن قابلية البوليمرات الاصطناعية للتداول مهمة بالنسبة لكل من صناع ومستعملي المنتجات البلاستيكية، وفي المقام الأول بالنسبة لإدارة النفايات، ومن المؤسف أنه لا يمكن إعادة معالجة كل نوع من البوليمر والبلاستيك بعملية إعادة تدوير، ولهذا السبب، فإن عمليات تدهور المواد المتعددة الزمرات تبرز بشكل مستمر.

ويؤدي توسيع نطاق حياة الخدمات إلى الحد من الأثر البيئي من خلال خفض تواتر الاستهلاك من الموارد البديلة وما يرتبط بها من استهلاك، ولا ينظر تقييم دورة الحياة في آثار الإنتاج فحسب، بل أيضا في استخدام المرحلة ونهاية العمر، كما أن المنتجات القابلة للاستمرار التي تستمر أطول عادة ما يكون لها أثر بيئي أقل في كل سنة من سنوات الخدمة.

دليل التنفيذ العملي

وبالنسبة للمهندسين وعلماء المواد الذين ينفذون برامج التنبؤ بحياة الخدمات، يكفل اتباع نهج منهجي نتائج موثوقة.

الخطوة 1: تحديد شروط التطبيق

ويوضح بوضوح الاستخدام المعتزم، وبيئت الخدمات، وحياة الخدمة المطلوبة، ومعايير الفشل.

الخطوة 2: اختيار أساليب الاختبار المناسبة

(ب) أساليب اختبار الاختيار ذات الصلة بآليات التطبيق والتدهور المتوقعة، والنظر في الاختبار المعجل للنتائج السريعة والتعرض الطبيعي للمصادقة، واختيار التقنيات التحليلية التي يمكن أن تكشف التدهور قبل حدوث الفشل الكارث.

الخطوة 3: برنامج اختبار التصميم

وضع مصفوفة اختبار تشمل ظروفا متعددة في السن، ومدة الاختبار، ومكررات للصحة الإحصائية، تشمل عينات مراقبة ومواد مرجعية للمقارنة، وخطة لإجراء اختبارات دورية لتتبع التقدم المحرز في التدهور مع مرور الوقت.

الخطوة 4: اختبار السلوك والتحليل

(ج) أن تُنفذ برنامج الاختبار وفقاً للبروتوكولات المعمول بها، وأن تحافظ على الوثائق المتأنية، وأن تحلل العينات باستخدام تقنيات تكميلية متعددة لبناء صورة شاملة للتدهور، وأن تبحث عن تغييرات في الخصائص الميكانيكية، والهيكل الكيميائي، والوزن الجزيئي، والمورفولوجيا.

الخطوة 5: وضع نماذج إرشادية

نماذج رياضية مناسبة لبيانات التحلل، وتحديد البارامترات الحركية وطاقات التنشيط، نماذج قيمة من خلال مقارنة التنبؤات ببيانات الاختبار المستقلة، واستخدام أساليب إحصائية لقياس درجة عدم اليقين في التنبؤات.

الخطوة 6: الافتراضات المثبتة

مقارنة بالتنبؤات بالبيانات المتعلقة بالشيخوخة الطبيعية كلما أمكن ذلك، إجراء محاكمات ميدانية أو جمع بيانات عن الأداء أثناء الخدمة للتحقق من أن الحياة المتوقعة للخدمة تتطابق مع التجربة في العالم الحقيقي، ونماذج استخلاص تستند إلى نتائج التحقق.

الخطوة 7: الوثائق والنتائج الإعلامية

إعداد تقارير شاملة توثق أساليب الاختبار والنتائج والنماذج والتنبؤات، وتُبلغ بوضوح الافتراضات والقيود والثقة، وتقدم توصيات بشأن اختيار المواد وتصميمها وصيانتها استنادا إلى التنبؤات.

تقنيات الاختبار المشتركة: لمحة عامة مفصلة

واستنادا إلى الاستعراض العام السابق، هناك دراسة أكثر تفصيلا لتقنيات الاختبار الرئيسية المستخدمة في تقييم تردي البوليمر.

اختبارات الحيازة

وتُتخذ تدابير اختبار الحيازة في مجال الخصائص الميكانيكية الأساسية عن طريق سحب عينة بسعر متحكم فيه إلى حين الفشل، وتشمل البارامترات الرئيسية القوة الخادعة (الإجهاد الأقصى)، والارتحال في الكسر (الضلع الأقصى)، والشعار الفطري (التعريف)، ومع تدهور البوليمرات، تتدهور هذه الممتلكات عادة، مع وجود ترابط خاص بين الاختلاط.

ويشمل الاختبار إلقاء عينات من شكل غباء في آلة اختبار عالمية، وسحبها بمعدل ثابت في الوقت الذي تقيس فيه القوة والتشرد، وتكشف منحنيات الإجهاد عن معلومات هامة عن السلوك المادي، وتظهر المواد الداكنة التموينية والتشوه البلاستيكي قبل الفشل، بينما تكسر مواد الرشوة مع القليل من الارتداد.

وكثيرا ما يؤدي التحلل إلى الانتقال من سلوك الخلايا إلى سلوك الرشوة، الذي يمكن قياسه كميا بتتبع الانحراف في أوقات الفراغ، إذ أن معيار الفشل المشترك هو فقدان الانحراف بنسبة 50 في المائة، لأن ذلك يشير إلى وجود خلط كبير حتى لو تم الحفاظ على القوة، ويكشف الاختبار بدرجات حرارة متعددة عن مدى اعتماد الخواص على درجة الحرارة وكيفية تغير هذه العلاقة مع الشيخوخة.

قياس التفريق

ويقاس نظام التعاون التقني التدفق الحرفي إلى عينة أو خارجها حيث أن درجة الحرارة ترتفع أو تنخفض بمعدل متحكم فيه، وتظهر التحولات الحرارية مثل التحول الزجاجي، والذوبان، والتبلور كأعماق أو خطوات في منحنى التدفق الحراري، وهذه التحولات حساسة بالنسبة للهيكل الجزيئي والمورفيولوجيا، مما يجعل التعاون الاقتصادي قيماً لكشف التدهور.

ويعكس التحلل الذي يسبب انحساراً في السلسلة (Tg) درجة حرارة الانتقال في الجليد (Glass transition temperature (Tg) حركة البوليمر (Tg) (Tg)) (الدرجة المتوسطة) (Tm)) وتغيُّر البلوري عندما يؤثر التحلل على الهيكل البلوري أو يسمح بإعادة التنظيم، ونسبة الاندماج التي تقاس أثناء الانه تناسب البلورة.

ولا يتطلب التعاون فيما بين بلدان الجنوب سوى عينات صغيرة (5-10 ملغم)، مما يجعله مثاليا لدراسة المواد المحدودة أو القيمة، ويمكن أن تكشف دورات التدفئة المتعددة عن آثار الشيخوخة المادية والتاريخ الحراري، وتفصل التعاون الإنمائي المتغير عناصر تدفق حراري قابلة للعكس ولا رجعة فيها، وتوفر معلومات إضافية عن الهيكل المادي.

جهاز ترانزيت (StIR)

ويحدد تقرير الجرد الكيميائي الفئات الوظيفية الكيميائية بقياس استيعاب الضوء المُستَعَب تحت الحمراء عند خطوط موجية محددة، ويستوعب كل نوع من أنواع السندات الكيميائية في ترددات السمية، مما يخلق بصمة فريدة من الطيف، وتخلق عمليات التحلل مجموعات وظيفية جديدة أو تزيل ما هو قائم منها، مما ينتج عنه تغييرات قابلة للقياس في المطياف FTIR.

وينتج التدهور المكشوف عادة مجموعات من الكربونات (C=O) التي تستوعب بقوة نحو 1700 cm-1.() ويُعتبر نمو امتصاص الكربون مؤشراً حساساً للتأكسد.() وتستوعب مجموعات الهيدروكسيل (O-H) من التحلل الهيدرولوي أو أكسيد الأوكسجين حوالي 3400 cm - 1.() ويمكن أيضاً تعقب فقدان مجموعات وظيفية معينة مثل مجموعات الاسترات في البويسترات التي تمر بمرحلة تحلل الهيدروجين.

ويمكن إجراء عمليات المسح الضوئي بمختلف الطرق، ويتطلب نقلها عينات أو أفلاماً رقيقة، ويحلل التفسير الكلي المكثف سطحياته مع إعداد عينات دنيا، ويستخدم خرائط الأشعة المصغرة للأجهزة التليفزيونية في جميع أسطح العينات، ويكشف عن درجات التدهور، ويستخدم التحليل الكمي ارتفاعات أو مناطق حاسب مؤشرات التحلل.

الوقت التوجيهي للموقع

ويتخذ اختبار التحلل الأولي تدابير لطول فترة قدرة البولمر على مقاومة الأكسدة في ظروف معجلة، وتسخن العينة لترتفع درجة الحرارة (نحو 180-200 درجة مئوية) في جو من الأكسجين، والوقت الذي يبدأ فيه التأكسد السريع، ويبدو أن بداية الأكسدة هي ذروة طبيعية في الدي سي أو تغيير مفاجئ في الضغط أو استهلاك الأكسجين.

وتُعتبر الشركة قيمة بوجه خاص لتقييم فعالية مكافحة الأكسدة، إذ تظهر البوليمرات الجديدة التي لديها مضادات للأكسدة النشطة قيماً طويلة من التحلل المائي، بينما تظهر المواد التي تُستخدم فيها مواد مستنفدة من المواد ذات المبيدات الحشرية القصيرة، كما أن تتبع تكنولوجيا المعلومات والاتصالات عبر الزمن يوفر إنذاراً مبكراً بالتحلل الأوكسجيني الوشيك قبل أن تتأثر الممتلكات الميكانيكية تأثراً كبيراً.

وهناك طريقتان مشتركتان هما: أن معدل الحرارة الحرارية للنظائر الحرارية يحافظ على درجة الحرارة الثابتة ويتخذ تدابير للتأكسد، بينما يرتفع حرارة التوليد الديناميكي ويحد من درجة الحرارة التي يبدأ فيها الأكسدة، ويوفر كلاهما معلومات مفيدة، حيث يكون معدل التحلل الحراري أكثر شيوعاً للتنبؤ بحياة الخدمات.

الموارد والتعلم الإضافي

وبالنسبة لمن يسعون إلى تعميق فهمهم لتدهور البوليمر والتنبؤ بحياة الخدمات، فإن هناك موارد عديدة متاحة.

المنظمات المهنية

وتقدم جمعية المهندسين البلاستيكيين تقسيمات تقنية تركز على مدى الاستدامة وحياة الخدمات، وتغطي شعبة الكيمياء الأمريكية في المجتمع البوليمر الكيميائي الكيميائي الكيميائي الكيميائي الكيميائي الكيميائي الكيميائي الكيميائي الأساسي، وتستضيف هذه المنظمات مؤتمرات وتنشر المجلات وتتيح فرصا للتواصل مع المهنيين في الميدان.

المنشورات الرئيسية والمجلات

وتشمل المجلات الرائدة التي تنشر البحوث المتعلقة بتدهور البوليمر تدهور درجة الببليمر واستقراره واختباره بمليمر ومجلات ماكرومولكولكليس، وتوفر أعمال المؤتمر التي تجريها اجتماعات الدائرة لفرض الحياة أحدث استعراضات ودراسات حالة.

الموارد على الإنترنت

وتحتفظ الشبكة بقواعد بيانات وموارد تتعلق بخواص البوليمر وتدهورها، ويوفر مشروع [(FLT:0)]NIST Service Life Prediction ) معلومات وأدوات قيمة، ويقدم موردو المواد صحائف بيانات تقنية وأدلة تطبيقات، كما توفر الدورات التدريبية على الإنترنت وشبكة الإنترنت التدريب على تقنيات وتطبيقات محددة.

مختبرات الاختبار والخدمات

وتقدم مختبرات الاختبارات التجارية خدمات سريعة في مجال الشيخوخة والطقس والتحليل للشركات التي لا تتوفر لديها قدرات داخلية، وتحتفظ هذه المختبرات بمعدات وخبرات موحدة في مختلف أساليب الاختبار، ويقدم الكثير منها خدمات استشارية للمساعدة في تصميم برامج الاختبار وتفسير النتائج.

خاتمة

إن فهم التحلل المتعدد الزمرات والتنبؤ الدقيق بحياة الخدمات هما قدرات أساسية لتطوير منتجات البوليمرات الدائمة والآمنة والمستدامة، ونظرا لأهمية التنبؤ بعمر المواد المتعددة الزمردات في مجالات مثل تطبيقات الدفاع، ومكونات سلامة المفاعلات النووية، ومكونات الطائرات، فإن هناك تركيزا قويا على تطوير أساليب أفضل تسارع الشيخوخة، ولذلك فإن قابلية البوليمرات الاصطناعية للتنبؤ بها مهمة بالنسبة لمصنعي المنتجات البلاستيكية ومستعمليها، وقبل كل شيء، من وجهة النظر إلى الإدارة البديهة.

ويواصل الميدان التقدم بتقنيات تحليلية جديدة ونُهج نموذجية وفهم آليات التحلل.() وتركيز نظام " الافتراض العمري " للبوليمرات والتوابع: تركز الأساليب المعززة على العلم المتطور وراء كيفية تعديل المواد البلاستيكية والبوليمرات بفعل آثار التأجيج، مما يعرض آخر التطورات في أساليب التنبؤ بحياة الخدمات، وقد أعد الخبراء الفصول استنادا إلى مساهماتهم كجزء من اجتماع الدائرة السابعة للتنبؤ بالحياة.

ويتطلب النجاح في التنبؤ بحياة الخدمات الجمع بين طرق تكميلية متعددة، والتحقق من التنبؤات من الأداء في العالم الحقيقي، والحفاظ على فهم ميكانيكي لعمليات التدهور، ومن خلال اتباع أفضل الممارسات، وزيادة استخدام التكنولوجيات والمهندسين والمواد الناشئة، يمكن للعلماء أن يطوروا توقعات أكثر دقة تتيح اختيار المواد بصورة أفضل، والمنتجات الأكثر أمانا، والاستخدام الأكثر استدامة للمواد البوليمر.

ونظراً لأن تطبيقات البوليمر لا تزال تتوسع في بيئات أكثر طلباً، ولأنه يلزم توفير حياة أطول من الخدمات، فإن أهمية التنبؤ بحياة الخدمات الموثوقة لن تزيد إلا.() وسيؤدي استمرار البحوث وجهود التوحيد وتبادل المعارف داخل المجتمع التقني إلى إحراز تقدم نحو أساليب التنبؤ الأكثر دقة وكفاءة وقابلية للتطبيق على نطاق واسع.() وللمزيد من المعلومات عن معايير ومنهجيات اختبار البوليمر، إلى زيارة الموقع الشبكي الدولي [FLT:]ASTM الدولي [([FLT:])]