ما هي المواد الاصطناعية؟ الميزات والاستخدامات

إنها مواد تم إنشاؤها عن طريق العمل البشري ، وعادة ما تكون أكثر مقاومة ودائمة من تلك الطبيعية ، والتي تستخدم على نطاق واسع في الصناعات لإنشاء وتصنيع العديد من المنتجات.

حلت هذه المواد إلى حد كبير محل تلك الطبيعية ، مثل الأكياس الورقية ، للأكياس البلاستيكية ، واستخدام الأقمشة الطبيعية للأقمشة المصنوعة من نفس المركب ، بالإضافة إلى الزجاجات التي تستخدم لمرة واحدة والتي تظهر في معظم الحاويات المستخدمة من الزجاج.

هذه تشكل أقل بقليل من نصف ما يشتمل على جميع المواد الموجودة على الأرض ، وهي أرخص بكثير من المواد الطبيعية ، ولا تتحلل بسهولة مع مرور الوقت ، مما تسبب في بعض الجدل بين دعاة حماية البيئة كما قيل. تسبب في مشاكل للبيئة.

ما هي المواد الاصطناعية؟

هذه هي المواد التي تم إنشاؤها من استخدام التخليق الكيميائي ، والتي تسعى لتقليد بعض العمليات الطبيعية ، وتحسين خصائصها ، لإنشاء مواد ذات تركيبة كيميائية أفضل فيما يتعلق بالمتانة والمقاومة.

هذه الطبيعة مصطنعة ، حيث لا يمكن العثور عليها مع العمليات الطبيعية على الأرض ، حتى اليوم تم إنشاء 26 من هذه المركبات التي تحتوي على الأعداد الذرية من 85 إلى 118 ، حتى أن هناك بعض المواد التي تم إنشاؤها صناعياً ، والتي مع مرور السنين تم العثور على مصدر طبيعي لهذه ، مثل البلوتونيوم.

خصائص المواد الاصطناعية

يتم إنشاء المواد الاصطناعية ، وخاصة البلاستيك ، من راتنج أساسي ، وهو المكون الرئيسي لهذه المواد ، وهي مشتقة من الزيت ، وتتكون من جزيئات كبيرة ، والتي بدورها تتكون من اتحاد مئات الجزيئات ، والعمليات من أجل الحصول على هذه الجزيئات على النحو التالي.

تعدد الإضافات

إنه تفاعل يتم تحقيقه عن طريق إطلاق كميات كبيرة من الحرارة التي تقوم في نفس الوقت ببلمرة اثنين أو أكثر من المونومرات ، باستخدام هذا الإجراء يمكن الحصول على المطاط الصناعي.

البلمرة

يبدأ بإضافة محفز ومسرع تفاعل يستخدمان بتردد كبير ، ويتكون من اتحاد جزيئين متجانسين وفردى للحصول على جزيئات أكبر.

كثرة التكاثف

يسعى جزيءان إلى التفاعل بينهما ، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات كبيرة ، حيث لا يتم الحصول على جزيئات كبيرة مثل تلك التي تنشأ عن البلمرة ، وذلك لأنهما يتشكلان معًا ، مما يؤدي بالتالي إلى تأخير الإجراء بأكمله.

المواد التركيبية الرئيسية واستخداماتها

نظرًا لكونها مواد صنعها الإنسان بشكل واضح ، فإن هذا مفيد جدًا فيما يتعلق بالتجارة ، لأن الهدف الرئيسي منها هو إنشاء منتجات أكثر متانة ومقاومة ، لتلبية احتياجات المستهلك ، ومن بين المنتجات الرئيسية في الصناعات التحويلية كما يلي.

البلاستيك

وهي مادة يمكن تخزينها وتشكيلها حسب الحاجة إليها ، كما أنها تفتقر إلى نقطة التبخر ، وهي الأكثر استخدامًا في الصناعات اليوم ، وهي المكون الرئيسي للعديد من المواد الاصطناعية.

النوع الأول من البلاستيك الذي لوحظ في التاريخ كان في عام 1860 عندما نظم رجل مسابقة لشخص ما لابتكار مادة لتحل محل العاج في كرات البلياردو ، وقد نجح ذلك وكان منتجًا مهمًا جدًا في ذلك الوقت.

يحتوي البلاستيك على بنية جزيئية كبيرة ، وهي مواد كيميائية تُعرف بالبوليمرات ، والتي تتحقق بفضل البلمرة. هذه لها صفات فريدة رائعة مثل الوزن الخفيف للغاية ومقاومة التدهور الناتج عن البيئة ويمكن تطبيق أي لون.

هذا بدوره سهل العمل للغاية ، ومقاوم للتآكل ، ومقاوم للماء وعوازل جيدة للكهرباء ، من بين العديد من الخصائص الأخرى التي تتمتع بها هذه المادة المستخدمة على نطاق واسع اليوم.

دنة

يُعرف تجارياً باسم الليكرا أو السبانديكس ، وهو عبارة عن بوليمر مشترك من اليوريثان مكون من 95٪ من إجمالي البولي يوريثان المقسم ، قاعدته الرئيسية هي الأثير متعدد اللأحياء ، وبالتالي الحصول على سلاسل جزيئية واسعة النطاق ، والتي يمكن أن تشكل خيوطًا أحادية أو خيوطًا متعددة   

إنه نسيج لطيف الملمس ويتمدد بسهولة ، ويستخدم على نطاق واسع في الملابس الرياضية لأنه يتكيف مع الجسم ويوفر راحة قصوى في الاستخدام ، ويعمل كخيط مستمر نظرًا لخصائصه المتمثلة في كونه أحادي الشعيرات أو متعدد الشعيرات كما هو موضح أعلاه. .

يتم إنتاج جميع أنواع الملابس باستخدام هذه المواد ، مثل القمصان الرياضية ، والسراويل الضيقة أو الليكرا ، والجوارب الرياضية ، والملابس الداخلية ، وملابس السباحة أو بدلات السباحة ، من بين أشياء أخرى كثيرة.

نايلون

ينتمي إلى مجموعة البولي أميدات ، عندما يتم تكثيف ثنائي أمين مع ثنائي حامض ، يتم إنشاء هذا البوليمر ، المعروف باسم نايلون بواسطة العلامة التجارية "نايلون" ويعتقد أيضًا أن الاسم قد تم إعطاؤه من قبل موظفي خدمات الشحن ، الذين وجدت أنه كان من الصعب جدًا نطق الاسم الأصلي ، لذلك أعطوه الأحرف الأولى من المدن الرئيسية التي أرسلته ، والتي كانت نيويورك ولندن ، مع أخذ الحروف NY من الأول و LON من الثانية.

يستخدم هذا المكون على نطاق واسع في الصناعات لإنشاء منتجات مثل البراغي أو أجزاء المحرك أو الماكينة ونايلون الصيد والسحابات وغيرها.

ألياف كربونيه

هذه صفائح مصنوعة في المنزل من الكربون وتحتوي على خيوط دقيقة من حوالي 5 إلى 10 ميكرومتر تعادل عُشر ما يمكن أن يكون مليمترًا ، ولها العديد من أوجه التشابه مع الفولاذ من حيث خواصه الميكانيكية ، مما يظهر بدوره مقاومة أكبر أن هذا عند الاصطدام بجسم غير حاد.

في البداية كانت مادة باهظة الثمن تم استخدامها فقط من أجل ربح الفضاء ، ولكن هذا كان يقلل من تكلفتها ، وبدأت الصناعات الأخرى في الاستفادة منها لقوتها مثل الفولاذ ، ولكنها خفيفة الوزن بشكل لا يصدق مثل وزن البلاستيك .

أولاً بدؤوا بوسائل النقل ، كانت السيارات تزداد مقاومة وأخف وزناً ، مما شجع على استخدام محركات ذات قوة أقل في بعض الشركات ، وبالتالي زاد الاهتمام بالتجارة ، حيث يمكنك في هذه الأيام ملاحظة وجود هذه المادة على الدراجات والساعات والمحافظ من بين أشياء أخرى كثيرة للاستخدام اليومي.

البلاستيك البيئي

تُعرف أيضًا باسم البلاستيك الحيوي ، وهي مواد متشابهة جدًا من الناحية الجزيئية مع البوليمرات العادية ، ولكن مع الاختلاف الكبير في تصنيعها باستخدام موارد متجددة ، مما يمنحها جودة القدرة على التدهور بشكل طبيعي.

تأتي هذه مرتبطة بالمستقبل ، فهم يدرسون إمكانيات استخدامها حتى مثل الزجاجات التي تحتوي على السوائل المستهلكة بطريقة فعالة ، لذلك عندما يتم التخلص منها لن تتلوث بنفس التأثير الذي يحدثه البلاستيك الأصلي.

اكرليك

هي عبارة عن صفيحة بلاستيكية يتم الحصول عليها عن طريق بلمرة ميثيل ميثاكريلات ، وهي الأكثر مقاومة بين البلاستيك الشفاف ، ولهذا السبب لها قيمة تجارية كبيرة بين مختلف الصناعات مثل السيارات والطبية والإضاءة والترفيه.

إنها مادة سهلة الإصلاح للغاية من حيث الخدوش ، ولها تكلفة تصنيع منخفضة مما يجعلها ممتعة للغاية من وجهة نظر صناعية ، والتي تتم مشاهدتها بشكل متكرر كل يوم ، حتى في ديكورات المنزل ، نظرًا لطريقتها السهلة مقولبه ومقاومته في بعض الحالات تشبه الزجاج ولكن ضعف التكسير.

لا يتقدم في العمر مع الأشعة فوق البنفسجية للشمس ، ولا مع مرور العمليات البيئية فيه ، على الأقل إلا بعد 10 سنوات ، له خصائص عازلة للكهرباء والاستقرار الحراري ، فهو أكثر شفافية من الزجاج ، وله سهولة كبيرة التعامل عند تشكيلها وتشكيلها.

كيفلر

إنه نوع من البلاستيك عالي المقاومة وله خصائص صعبة عند تصنيعه ، فهو بولي أميد ، والذي تكون ميكنته معقدة ، ولكن بمجرد تحقيقه بدأ تسويقه بسرعة ، نظرًا لقوته الكبيرة في المقاومة ضد أي شيء تقريبًا. هجوم.

بفضل هذه المواد ، أصبح من الممكن تصنيع منتجات مقاومة مثل الفولاذ ، ولكن بوزن خفيف تمامًا ، مثل قوارب الكاياك ، والقفازات الواقية ضد الجروح أو الخدوش ، وبدلات الفضاء ، وكابلات USB للأجهزة المحمولة ، والسترات الواقية من الرصاص ، وخوذات الدراجات النارية والصيغة 1 ، خيوط الخياطة ، تستخدم في بعض موديلات الأحذية الرياضية ، من بين العديد من النماذج الأخرى.

كما أن لها خصائص مثل المقاومة العالية للقطع ، والخصائص الكيميائية ، والاستقرار الحراري ، والموصلية المنخفضة فيما يتعلق بالكهرباء ، ولها بنية قوية وثابتة.

البوليمرات الذكية

مع التقدم الهائل للتكنولوجيا ، فقد تم السعي إلى امتلاك هذه الخصائص للمكونات الطبيعية ، مثل التكيف مع ظروف مناخية معينة ، لزيادة استمراريتها.

وقد أدت خصائص هذا البوليمر إلى النظر في استخدامه لتصنيع بعض المنتجات مثل النوافذ الذكية والنظارات والعضلات الاصطناعية وإعطاء الأدوية من بين العديد من الأدوية الأخرى التي على الرغم من أنها ليست فيزيائية بعد ، إلا أنه يمكن ملاحظتها في المستقبل القريب. . في المنتجات اليومية.

التأثير البيئي للمواد التركيبية

تسبب استخدام هذه المواد في حدوث دمار كبير في البيئة ، بسبب الاستهلاك الهائل من حيث المنتجات التي تحتوي على مواد بلاستيكية ، والتي تسببت في كمية كبيرة من النفايات التي لا تتمتع بصفات تتحلل بسبب عددها. ، إن لم يكن حتى حوالي 200 عام.

في المقابل ، كهجوم مضاد ، تم تنفيذ حملات إعادة التدوير ، بحيث عند التخلص من منتج اصطناعي ، يتم إعادة تدويره ، بحيث تسمح بقايا ذلك بتصنيع منتجات جديدة ، كونها دورة استخدام.

تمت دراسة إمكانيات إنشاء بوليمرات قابلة للتحلل الحيوي ، مثل البلاستيك الحيوي ، المصنوع من مواد عضوية معاد تدويرها.