أخبار ar.wedoany.com، تمكن فريق البروفيسور تشانغ تشن شيوي من كلية علوم وهندسة البوليمرات بجامعة تشينغداو للعلوم والتكنولوجيا، من تطوير منصة تقنية متكاملة لرغوة المواد فوق الحرجة في الأوتوكلاف (الوعاء المضغوط) تعتمد على نهج "العملية – المعدات – المواد"، مما كسر الحواجز التقنية في مجال رغوة الإيلاستومرات المتطورة، وحقق بديلاً محلياً للعمليات والمعدات. وفي مؤتمر تقييم الإنجازات العلمية والتقنية الذي عُقد مؤخراً في بكين، قامت الجمعية الكيميائية الصينية بتنظيم خبراء لتقييم نتائج مشروع "التقنيات الأساسية لرغوة البوليمرات فوق الحرجة في الأوتوكلاف وتطبيقاتها الصناعية الخضراء"، وخلصوا إلى أن تقنياته الرئيسية وأداء منتجاته قد بلغت مستوى رائداً عالمياً.
تعتبر تقنية الرغوة فوق الحرجة تقنية أساسية لتصنيع المواد الخفيفة عالية المرونة والمتقدمة. وتواجه عمليات رغوة الحبيبات التقليدية قيوداً بسبب براءات الاختراع الأجنبية، مما يجعل من الصعب إنتاج منتجات إيلاستومرية فائقة الانخفاض في الكثافة ومعقدة الشكل. وابتكر الفريق نهجاً مختلفاً، حيث طور لأول مرة عملية رغوة فوق حرجة في الأوتوكلاف باستخدام قوالب غير منتظمة تعتمد على مبدأ "تضخيم الأجنة الصغيرة إلى أجنة كبيرة"، والتي تتضمن تحضير أجنة مسبقة التشكيل صغيرة الحجم، ثم وضعها في الأوتوكلاف، حيث يتم تحت ظروف تغلغل المائع فوق الحرج والتحكم الدقيق في درجة الحرارة والضغط، تضخيم الأجنة بشكل متجانس إلى منتجات رغوية كبيرة الحجم. وقد صُممت هذه العملية لتتضمن نظاماً مغلقاً لإعادة تدوير النيتروجين عالي الضغط، مما رفع معدل استرداد النيتروجين إلى أكثر من 90%، وحقق تصنيعاً أخضر، وحل مشكلة إنتاج منتجات إيلاستومرية تجمع بين الكثافة فائقة الانخفاض والدقة العالية في الأبعاد وبنية الخلايا الرغوية المنتظمة.
فيما يتعلق بالمعدات، طور فريق البحث بشكل مستقل مجموعة متكاملة من معدات الأوتوكلاف سريعة الفتح من نوع المشبك والمؤتمتة بالكامل لتشكيل الرغوة فوق الحرجة، متغلباً على الصعوبات الهندسية المتعلقة بالختم تحت درجات الحرارة والضغوط العالية، ودقة التحكم في درجة الحرارة والضغط، وكفاءة التشغيل. وقد تم تحسين معدل تخفيف الضغط في هذه المعدات بمقدار 6 أضعاف مقارنة بالمستوى الدولي المتقدم، ووصلت دقة التحكم في درجة الحرارة داخل الأوتوكلاف إلى ±1 درجة مئوية، مما يجعل أداءها العام في طليعة المستوى الدولي، ويحقق توطين المعدات الرئيسية للرغوة المتطورة، ويدعم الإنتاج الأخضر على نطاق واسع يصل إلى عشرات الآلاف من الأطنان.
على مستوى تعديل المواد، وبهدف معالجة مشكلة انهيار الخلايا الرغوية أو خشونة سطحها التي تتعرض لها الإيلاستومرات مثل المطاط الخاص بسبب خصائص سلاسلها الجزيئية أثناء عملية الرغوة، عمل الفريق على المستوى الجزيئي لبناء منهجية لضبط بنية شبكية متعددة المستويات. تشبه هذه المنهجية بناء "جسور صغيرة" مرنة وشبكات قابلة للتمدد بين سلاسل المطاط الجزيئية أولاً، ثم تعزيز نسجها، مما يسمح للمادة بالتمدد بفعالية أثناء عملية تضخم الرغوة دون أن تتمزق أو تنهار، مما يوسع نطاق درجة حرارة الرغوة بشكل كبير، ويتغلب على عنق الزجاجة التقني في رغوة المطاط الخاص فائقة الانخفاض في الكثافة.
تم تطبيق هذه الإنجازات التقنية على نطاق واسع في العديد من الشركات. ووفقاً لما ذكره تشانغ تشن شيوي، فقد حققت هذه النتائج للشركات المتعاونة، خلال السنوات الثلاث الماضية، مبيعات جديدة تراكمية تجاوزت 2.1 مليار يوان، وأرباحاً جديدة تجاوزت 300 مليون يوان. وقد حصل المشروع على 38 براءة اختراع مصرح بها، بما في ذلك 4 براءات اختراع يابانية، ونشر 51 ورقة بحثية، مما شكل نظاماً متكاملاً للملكية الفكرية المستقلة.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
