و الباكليت هو راتنج البوليمرات من الفينول والفورمالديهايد، وتعريف الكيميائي الدقيق وهو polioxibenciletilenglicol هيدروكسيد. كان ظهور هذه المادة وتسويقها علامة فجر عصر البلاستيك. احتلت وكانت جزءًا من عدد لا يحصى من الأغراض المنزلية والتجميلية والكهربائية وحتى العسكرية.
جاء اسمها من مخترعها: الكيميائي الأمريكي المولود في بلجيكا ، ليو بيكيلاند ، الذي حقق في عام 1907 إنتاج وتحسين هذا البوليمر ؛ ثم أسس الشركة العامة الباكليت في عام 1910. في البداية ، أثناء تعديل المتغيرات الفيزيائية ، يتكون الباكليت من مادة صلبة إسفنجية هشة ذات قيمة قليلة.
هاتف قديم مصنوع من الباكليت بوليمر. المصدر: Pexels.
بعد ثماني سنوات من العمل في المختبر ، تمكن من الحصول على مادة باكليت صلبة بدرجة كافية وقابلة للحرارة ، ذات قيمة عالية بسبب خصائصها. وهكذا ، حلت الباكليت محل مواد بلاستيكية أخرى ذات أصل طبيعي ؛ وُلد أول بوليمر صناعي بحت.
في الوقت الحاضر ، تم استبدالها بمواد بلاستيكية أخرى ، وهي موجودة بشكل أساسي في الملحقات أو الأشياء من القرن العشرين. على سبيل المثال ، الهاتف الموجود في الصورة أعلاه مصنوع من الباكليت ، كما هو الحال مع العديد من الأشياء ذات اللون الأسود المماثل لهذا ، أو العنبر أو الأبيض (يشبه العاج في المظهر).
هيكل الباكليت
تدريب
تشكيل بنية شبكية ثلاثية الأبعاد من بوليمر الفينول فورمالدهيد ، الباكليت. المصدر: MaChe.
تم تعريف الباكليت على أنه راتينج بوليمري من الفينول والفورمالديهايد ، ثم يجب أن يتوافق كلا الجزيئين مع بنيتهما ، متحدًا تساهميًا بطريقة ما ؛ خلاف ذلك ، فإن هذا البوليمر لن يظهر أبدًا خصائصه المميزة.
يتكون الفينول من مجموعة OH مرتبطة مباشرة بحلقة بنزين ؛ بينما الفورمالديهايد هو جزيء O = CH 2 أو CH 2 O (الصورة العلوية). الفينول غني بالإلكترونات ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن OH ، على الرغم من أنها تجذب الإلكترونات نحو نفسها ، تساهم أيضًا في عدم تموضعها بواسطة الحلقة العطرية.
كونها غنية بالإلكترونات ، يمكن مهاجمتها من قبل الإلكترون (الأنواع الجائعة للإلكترون) ؛ على سبيل المثال ، جزيء CH 2 O.
اعتمادًا على ما إذا كان الوسط حمضيًا (H +) أو قاعديًا (OH -) ، يمكن أن يكون الهجوم محبًا للكهرباء (الفورمالديهايد يهاجم الفينول) أو أليف النواة (الفينول يهاجم الفورمالديهايد). ولكن في النهاية ، يحل CH 2 O محل H من الفينول ليصبح مجموعة ميثيلول ، -CH 2 OH ؛ -CH 2 OH 2 + في وسط حمضي ، أو -CH 2 O - في وسط أساسي.
بافتراض وجود وسط حمضي ، يفقد -CH 2 OH 2 + جزيء الماء في نفس الوقت الذي يحدث فيه الهجوم المحب للكهرباء لحلقة فينولية ثانية. ثم يتم تشكيل جسر الميثيلين ، -CH 2 (باللون الأزرق في الصورة).
استبدالات أورثو وبارا
لا يربط جسر الميثيلين حلقتين فينوليتين في مواضع تعسفية. إذا لوحظ الهيكل ، سيكون من الممكن التحقق من أن الروابط في مواقع متجاورة ومعاكسة لمجموعة OH ؛ هذه هي مواقف ortho و para ، على التوالي. بعد ذلك ، تحدث الاستبدالات أو الهجمات من أو إلى الحلقة الفينولية في هذه المواضع.
ثلاثي الأبعاد للشبكة
عند تذكر التهجين الكيميائي ، يكون الكربون في جسور الميثيلين sp 3 ؛ لذلك ، فهو رباعي السطوح يضع روابطه خارج أو أسفل نفس المستوى. وبالتالي ، فإن الحلقات لا تقع في نفس المستوى ، ولوجوهها اتجاهات مختلفة في الفضاء:
جزء من الهيكل ثلاثي الأبعاد للباكليت. المصدر: ويكيميديا كومنز.
من ناحية أخرى ، عندما تحدث الاستبدالات في مواضع واحدة فقط ، يتم الحصول على سلسلة بوليمر. ولكن ، مع نمو البوليمر عبر مواضع الفقرة ، يتم إنشاء نوع من الشبكة أو شبكة ثلاثية الأبعاد من الحلقات الفينولية.
اعتمادًا على ظروف العملية ، يمكن للشبكة أن تتبنى "مورفولوجيا منتفخة" غير مرغوب فيها لخصائص البلاستيك. كلما كان حجمها أكثر إحكاما ، كان أداءها أفضل كمادة.
الخصائص
عند أخذ الباكليت كشبكة من الحلقات الفينولية المرتبطة بجسور الميثيلين ، يمكن فهم سبب خصائصها. أهمها مذكورة أدناه:
-إنه بوليمر بالحرارة ؛ أي أنه بمجرد تصلبها لا يمكن تشكيلها بتأثير الحرارة ، بل إنها تصبح متكتلة أكثر.
-متوسط كتلته الجزيئية عادة ما يكون مرتفعًا جدًا ، مما يجعل قطع الباكليت أثقل بكثير مقارنة بالبلاستيكيات الأخرى من نفس الحجم.
- عند الفرك وتزداد درجة حرارته ينبعث منه رائحة الفورمالديهايد المميزة (التعرف الحسي).
- بمجرد تشكيله ، ولأنه بلاستيك حراري ، فإنه يحتفظ بشكله ويقاوم تأثير التآكل لبعض المذيبات ، وزيادة درجات الحرارة والخدوش.
- إنه موصل رهيب للحرارة والكهرباء.
- يصدر صوت مميز عند ضرب قطعتين من الباكليت مما يساعد على التعرف عليه نوعياً.
- تم تصنيعه حديثًا وله قوام راتنجي ولونه بني. عندما يتصلب ، يكتسب درجات مختلفة من اللون البني ، حتى يتحول إلى اللون الأسود. اعتمادًا على ما تمتلئ به (الأسبستوس ، الخشب ، الورق ، إلخ) يمكن أن تقدم ألوانًا تختلف من الأبيض إلى الأصفر أو البني أو الأسود.
الحصول
للحصول على الباكليت ، يلزم أولاً مفاعل حيث يتم خلط الفينول (نقي أو من قطران الفحم) ومحلول مركّز من الفورمالديهايد (37٪) ، مع الحفاظ على نسبة المولي الفينول / الفورمالديهايد تساوي 1. يبدأ التفاعل البلمرة عن طريق التكثيف (لأن الماء ، جزيء صغير) يتم إطلاقه.
يُسخن الخليط بعد ذلك مع التقليب وفي وجود حمض (HCl ، ZnCl 2 ، H 3 PO 4 ، إلخ) أو محفز قاعدي (NH 3). يتم الحصول على راتينج بني يضاف إليه المزيد من الفورمالديهايد ويتم تسخينه إلى حوالي 150 درجة مئوية تحت الضغط.
في وقت لاحق ، يتم تبريد الراتينج وترسيخه في وعاء أو قالب ، مصحوبًا بالإضافة إلى مادة الحشو (المذكورة سابقًا في القسم السابق) ، والتي ستفضل نوعًا معينًا من الملمس والألوان المرغوبة.
التطبيقات
ألواح خشب بلاستيكية. المصدر: VarunRajendran في ويكيبيديا الإنجليزية
الباكليت هو البلاستيك المثالي في النصف الأول ومنتصف القرن العشرين. الهواتف وصناديق القيادة وقطع الشطرنج ومقابض أبواب السيارة والدومينو وكرات البلياردو ؛ أي جسم يتعرض باستمرار لصدمة طفيفة أو حركة مصنوعة من الباكليت.
نظرًا لكونه موصلًا ضعيفًا للحرارة والكهرباء ، فقد تم استخدامه كمادة عازلة للبلاستيك في صناديق الدوائر ، وكمكون في الأنظمة الكهربائية لأجهزة الراديو ، والمصابيح ، والطائرات ، وجميع أنواع الأجهزة التي لا غنى عنها خلال الحروب العالمية.
كان اتساقها القوي جذابًا بدرجة كافية لتصميم الصناديق والمجوهرات المنحوتة. من حيث الزخرفة ، عندما يتم خلط الباكليت مع الخشب ، يتم إعطاء الثاني نسيج بلاستيكي ، حيث يتم صنع الألواح أو الألواح المركبة لتغطية الأرضيات (الصورة العلوية) والمساحات المنزلية.
المراجع
- جامعة فيديريكو الثاني في نابولي ، إيطاليا. (سادس). راتنجات الفينول فورمالديهايد. تم الاسترجاع من: whatischemistry.unina.it
- عيسى ماري. (5 أبريل 2018). علم الآثار وعصر الباكليت البلاستيكي في مكب برودي. كرنب. تم الاسترجاع من: campusarch.msu.edu
- مجموعات كلية العلوم قسم التربية الكيميائية. (2004). تحضير الباكليت. جامعة بوردو. تم الاسترجاع من: chemed.chem.purdue.edu
- Bakelitegroup 62. (سادس). بناء. تم الاسترجاع من: bakelitegroup62.wordpress.com
- ويكيبيديا. (2019). الباكليت. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- بويد آندي. (8 سبتمبر 2016). ليو بيكلاند والباكليت. تعافى من: uh.edu
- جامعة نيويورك تاندون. (05 ديسمبر 2017). أضواء ، كاميرا ، الباكليت! يستضيف مكتب شؤون الطلاب أمسية ممتعة وتثقيفية لمشاهدة الأفلام. تم الاسترجاع من: engineering.nyu.edu