أكريلونيتريل بوتادين ستيرين
- صناعة السيارات: يتم استخدام ABS بشكل واسع في صناعة السيارات للمكونات الداخلية والخارجية. مقاومته الممتازة للصدمات، المتانة، وسهولة معالجته تجعلها مناسبة لتطبيقات مثل لوحات العدادات، الزخارف الداخلية، المقابض الداخلية، وأجزاء الهيكل الخارجية.
- السلع الاستهلاكية: يتم استخدامه بشكل شائع في تصنيع الأجهزة المنزلية، بما في ذلك المكانس الكهربائية، الأجهزة المطبخية، وأنظمة الترفيه المنزلية. توفر متانته، مقاومته للصدمات، وخصائصه العزلية الكهربائية ملاءمته لهذه التطبيقات.
- القطاع الطبي والرعاية الصحية: تستخدم مواد ABS بشكل متزايد في القطاعات الطبية والرعاية الصحية. توافقها البيولوجي، سهولة تعقيمها، ومقاومتها للمواد الكيميائية تجعلها مناسبة لتطبيقات مثل صناديق الأجهزة الطبية، المقابض، والصواني. تضمن استقرار ABS الأبعاد والمتانة أن الأجهزة الطبية تتحمل عمليات التعقيم المتكررة دون التأثير على أدائها.
- الصناعة والتصنيع: تجد مواد ABS العديد من التطبيقات في القطاع الصناعي والتصنيعي. يتم استخدامها بشكل شائع في إنتاج معدات الحماية، مقابض الأدوات، مكونات الآلات، وأغطية الآلات الصناعية. تجعل الخصائص الميكانيكية الممتازة لـ ABS، بما في ذلك مقاومة الصدمات واستقرار الأبعاد، منها مناسبة للبيئات الصناعية الصعبة.
- تكاليف إنتاج معقولة
- القدرة على التحمل من التسخين والتبريد المتكرر
- مناسب لإعادة التدوير
- مقاومة صدمات عالية
- مقاومة كيميائية
- قوة وصلابة عالية
- قابلية للاشتعال
- مقاومة ضعيفة للطقس
- مقاومة محدودة للحرارة
أكريلونيتريل بوتادين ستيرين
الهيكلراتنج ستايرين-أكريلونيتريل (SAN) هو بوليمر مشترك يتكون من الستايرين والأكريلونيتريل. التركيبة النموذجية لبوليمرات SAN هي:
- ستايرين: حوالي 70-80٪
- أكريلونيتريل: حوالي 20-30٪
الخصائصيُستخدم SAN بطريقة مشابهة للبوليسترين. وكما هو الحال مع البوليسترين، فهو شفاف وهش. يتمتع هذا البوليمر بدرجة حرارة انتقال زجاجي تزيد عن 100 درجة مئوية بفضل وحدات الأكريلونيتريل في السلسلة، مما يجعله مقاومًا للماء المغلي. يشتهر SAN بقوة شد وانحناء ممتازة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الهيكلية. كما أنه مقاوم للزيوت والدهون والأحماض المخففة والقواعد، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الحاويات الكيميائية وتخزين المواد الغذائية.
التطبيقات
- المنتجات المنزلية: الأكواب البلاستيكية، صواني الطعام، حاويات التخزين
- السيارات: المكونات الداخلية، المقابض، الأزرار، لوحات العدادات
- المجال الطبي: أنابيب الاختبار، أطباق بتري، المعدات المخبرية
- الإلكترونيات: الأغلفة، العلب، الأجزاء الإلكترونية الشفافة
المزايا
- قوة ميكانيكية عالية
- سهولة المعالجة
- خفيف الوزن
- اقتصادي وفعال من حيث التكلفة
- شفاف
- عازل كهربائي جيد
العيوب
- مقاومة محدودة للصدمات
- قابلية التشقق تحت الضغط البيئي
- قابلية الاشتعال
- مقاومة محدودة للعوامل الجوية
أكريلونيتريل بيوتادايين اكريليت
الهيكليتكون ASA عادةً عن طريق ربط الأكريلونيتريل والستايرين بعمود فقري من إيلاستومر إستر أكريلي. توفر مرحلة إستر الأكريليك المرونة ومقاومة الصدمات، بينما تساهم مرحلتا الأكريلونيتريل والستايرين في الصلابة، والمقاومة الكيميائية، وجودة السطح النهائي.
الخصائصيتميز بوليمر أكريلونيتريل-ستايرين-أكريلات (ASA) بمجموعة من الخصائص التي تجعله مثاليًا للتطبيقات الخارجية والظروف البيئية القاسية. ASA هو بوليمر لدن بالحرارة معروف بمقاومته الممتازة للعوامل الجوية، وقوته العالية في مقاومة الصدمات، واستقراره ضد الأشعة فوق البنفسجية، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في البيئات الخارجية. يجمع بين متانة الأكريلونيتريل، وصلابة الستايرين، وخصائص مقاومة الطقس لإستر الأكريليك، مما ينتج عنه مادة تحافظ على لونها وبريقها وسلامتها الميكانيكية حتى عند التعرض الطويل لأشعة الشمس والظروف البيئية القاسية. يتمتع ASA بمقاومة عالية للمواد الكيميائية، والحرارة، والتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي، كما أنه يوفر سهولة في المعالجة، مما يتيح تشكيله إلى أشكال معقدة. تجمع متانته وجودته الجمالية بين كونه مادة مثالية في تصنيع قطع السيارات، والأثاث الخارجي، ومواد البناء.
المزايا
- مقاومة عالية للصدمات
- سهولة المعالجة
- مقاومة ممتازة للعوامل الجوية
- احتفاظ ممتاز باللون واللمعان
- متانة طويلة الأمد
العيوب
- مقاومة محدودة لدرجات الحرارة المرتفعة
- قابلية الاشتعال
- قوة أقل مقارنة بالمعادن
- تأثير بيئي ناتج عن كونه بلاستيك غير قابل للتحلل بسهولة
التطبيقات
1. صناعة السيارات
الأجزاء الخارجية: يُستخدم في تصنيع الأجزاء الخارجية مثل المرايا الجانبية، والشبكات الأمامية، والتشطيبات الزخرفية نظرًا لمقاومته للأشعة فوق البنفسجية والظروف الجوية القاسية. الأجزاء الداخلية: يُستخدم في لوحات العدادات، والألواح، والمكونات الداخلية الأخرى التي تتطلب المتانة والجاذبية الجمالية.2. البناء والتشييد
أسطح الأسقف والتكسية: يُستخدم في ألواح الأسقف، والكسوة الجدارية، ومواد التكسية نظرًا لمقاومته للتلاشي والتشقق عند التعرض لأشعة الشمس. النوافذ والأبواب: تُصنع الإطارات والبروفيلات من ASA نظرًا لمتانتها وقدرتها على الاحتفاظ باللون بمرور الوقت.3. الأجهزة الكهربائية والإلكترونية
الأغلفة والحاويات: يُستخدم ASA في إنتاج أغلفة الأجهزة الإلكترونية والمكونات الكهربائية والأجهزة المنزلية نظرًا لمقاومته للصدمات ولمعانه الجمالي. الموصلات والعوازل: يتميز بخصائصه العازلة والثبات الميكانيكي، مما يجعله مادة مفضلة في تصنيع الموصلات والعوازل الكهربائية.4. المنتجات الاستهلاكية
الأثاث الخارجي: يُستخدم على نطاق واسع في تصنيع الكراسي، والطاولات، وغيرها من قطع الأثاث الخارجي نظرًا لاحتفاظه بلونه وقوته عند التعرض الطويل لأشعة الشمس والمطر. المنتجات المنزلية: يُستخدم في الأجهزة المنزلية مثل المكانس الكهربائية والأجهزة المطبخية وغيرها من المنتجات المتينة.5. الطباعة ثلاثية الأبعاد
خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد: يُعد ASA مادة شائعة للطباعة ثلاثية الأبعاد، خاصةً في التطبيقات الخارجية، حيث يوفر مقاومة أفضل للأشعة فوق البنفسجية مقارنة بـ ABS.
أنهيدريد الماليك المطعمة POE
الإيلاستومر الأوليفيني المطعَّم بأنهيدريد المالئيك (MAH-g-POE) هو إيلاستومر وظيفي يتم فيه تطعيم أنهيدريد المالئيك (MAH) على العمود الفقري لإيلاستومر أوليفيني (POE). تُعزز هذه التعديلات التوافق مع المواد القطبية وتُحسن الالتصاق في خلطات البوليمر والمواد المركبة.
التركيب يتكون MAH-g-POE من بوليمر معدل يتم فيه تطعيم مجموعات أنهيدريد المالئيك (MAH) كيميائيًا على العمود الفقري لإيلاستومر أوليفيني (POE) من خلال البثق التفاعلي أو طرق تطعيم أخرى. يوفر الإيلاستومر الأوليفيني مرونة، ومقاومة للصدمات، وتوافقًا جيدًا مع المواد المعتمدة على البولي أوليفين، بينما تُدخل مجموعات MAH وظائف قطبية تُعزز الالتصاق، والتوافق، والتفاعل البيني مع المواد القطبية مثل البولي أميد، والبولي استر، والحشوات. تتضمن عملية التطعيم عادةً استخدام بادئ مثل البيروكسيد لتوليد جذور حرة تُسهل ارتباط MAH بسلاسل POE. تُحسّن هذه التعديلات قدرة البوليمر على العمل كعامل توافق، أو معدل مقاوم للصدمات، أو عامل ربط في تطبيقات متعددة مثل تقوية اللدائن الهندسية، وتعزيز الالتصاق في المواد المركبة، وتحسين توزيع الحشوات في المصفوفات البوليمرية. تؤثر درجة التطعيم والوزن الجزيئي للـ POE الأساسي على الخصائص النهائية للمادة، مما يُتيح تخصيصها لتطبيقات محددة في مجالات مثل السيارات، والتغليف، والمواد اللاصقة.
الخصائص يُعرف POE-g-MAH بخصائصه الممتازة في الالتصاق، والتوافق، ومقاومة الصدمات. يحتفظ بمرونة ومتانة الإيلاستومرات الأوليفينية، بينما تُوفر مجموعات MAH التفاعلية قدرة محسنة على الربط مع المواد القطبية مثل البولي أميدات، والبولي استرات، والحشوات. تُحسن هذه التعديلات الالتصاق البيني في المواد المركبة، مما يجعله فعالًا جدًا كعامل توافق في خلطات البوليمر والمركبات المدعّمة بالألياف. يُظهر POE-g-MAH استقرارًا حراريًا جيدًا، ومقاومة كيميائية، وقدرة على التحمل في الظروف الجوية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات في قطاعات السيارات، والتغليف، والكهرباء. كما يحتفظ بقوة صدم ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة ويوفر أداءً محسّنًا في المعالجة بفضل توافقه المعزز مع بوليمرات أخرى.
التطبيقات:
-
عامل توافق في خلطات البوليمر: يُحسّن الالتصاق بين البوليمرات غير القطبية والقطبية مثل البولي أميد (PA) والبولي بروبيلين (PP).
-
صناعة السيارات: يُستخدم في الصدامات، ولوحات العدادات، والمكونات الهيكلية لتعزيز المتانة والقوة.
-
المواد اللاصقة والطلاءات: يُحسّن الترابط مع الركائز القطبية، مما يُعزز قوة الالتصاق.
-
الإيلاستومرات الحرارية: يُستخدم لتعديل الإيلاستومرات وتحسين خصائصها الميكانيكية.
-
عزل الأسلاك والكابلات: يُوفر مرونة ومتانة ومقاومة للعوامل الجوية.
-
مواد التغليف: يُحسن مقاومة الصدمات وقابلية المعالجة في الأفلام متعددة الطبقات.
-
المركبات المدعّمة بالألياف: يُحسّن الالتصاق البيني والمتانة في المواد المركبة.
المزايا:
-
مقاومة صدمات ممتازة: يحتفظ بالمتانة حتى في درجات الحرارة المنخفضة.
-
توافق معزز: يُحسّن الالتصاق بين البوليمرات القطبية وغير القطبية.
-
ثبات حراري جيد: مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة.
-
مقاومة كيميائية وجوية: يعمل جيدًا في البيئات الخارجية والقاسية.
-
تحسين خلطات البوليمر: يُعزز المتانة دون تقليل الصلابة بشكل كبير.
العيوب:
-
تكلفة أعلى: أكثر تكلفة مقارنة بـ POE غير المعدل.
-
التصاق محدود مع البوليمرات شديدة القطبية: قد يتطلب تعديلًا إضافيًا لبعض التطبيقات الخاصة.
-
صلابة وقوة أقل: قد لا تضاهي الخصائص الميكانيكية للبلاستيكات الهندسية.
أيه بي إس معدل أنهيدريد المالئيك (ABS-g-MAH)
أيه بي إس معدل بأنهيدريد المالئيك (ABS-g-MAH) هو نسخة معدلة من بوليمر أكريلونيتريل بوتادايين ستايرين (ABS)، حيث يتم تطعيم أنهيدريد المالئيك (MAH) كيميائيًا على سلسلة البوليمر. تُعزز هذه التعديلات توافق ABS مع البوليمرات القطبية، والحشوات، ومواد التعزيز، مما يجعله مفيدًا بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب تحسين الالتصاق والتفاعل البيني.
التركيب يتكون ABS-g-MAH من العمود الفقري المعتاد لبوليمر ABS، والذي يتألف من الأكريلونيتريل، والبوتادايين، والستايرين، مع تطعيم أنهيدريد المالئيك عليه كيميائيًا. تحدث عملية التطعيم عادةً من خلال البثق التفاعلي أو البلمرة الجذرية، حيث تلتصق جزيئات أنهيدريد المالئيك بقطاعات البوتادايين أو الستايرين في سلسلة ABS. وتُدخل هذه التعديلات مجموعات وظيفية قطبية إلى مصفوفة ABS غير القطبية، مما يُحسّن التوافق مع البوليمرات القطبية، والحشوات، ومواد التعزيز. وتُوفر مجموعات أنهيدريد المالئيك مواقع تفاعلية تُعزز الالتصاق والتفاعل البيني في خلطات البوليمر والمواد المركبة. وبينما يظل الهيكل الأساسي لـ ABS سليمًا، تُضيف المجموعات المطعّمة قطبية متزايدة، مما يجعل المادة أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب توزيعًا أفضل للحشوات، والتصاقًا أقوى مع الطلاءات، وخصائص ميكانيكية محسّنة.
الخصائص يتكون ABS-g-MAH من هيكل ABS الأساسي، الذي يشمل طور ستايرين وأكريلونيتريل موزعين في مصفوفة مطاطية من البوتادايين، مع تطعيم MAH عليه من خلال طرق معالجة تفاعلية مثل التطعيم في الطور المنصهر أو التطعيم في المحلول. تُضيف هذه العملية مجموعات قطبية وظيفية إلى سلاسل البوليمر. وتتم عملية التطعيم من خلال بلمرة جذرية، حيث تتفاعل الجذور الحرة المتولدة على العمود الفقري لـ ABS مع أنهيدريد المالئيك، مما يؤدي إلى ارتباط تساهمي. ترتبط مجموعات MAH بشكل أساسي بقطاعات البوتادايين وأحيانًا بجزء الستايرين، مما يُزيد من قطبية المادة. وتُحسّن هذه التعديلات التوافق مع البوليمرات القطبية مثل البولي أميد والبولي كربونات، وتُزيد من الالتصاق بالحشوات ومواد التعزيز، وتُحسن التفاعلات البينية في خلطات البوليمر، مما يجعل ABS-g-MAH عامل توافق ومُعززًا للالتصاق ذا قيمة في العديد من التطبيقات الهندسية.
التطبيقات:
-
خلطات وسبائك البوليمر: يُحسّن التوافق في خلطات مثل ABS/PA، وPC/ABS، وABS/PBT.
-
مُعزز للالتصاق: يُحسّن الترابط مع الطلاءات، والدهانات، والمواد اللاصقة، والمعادن.
-
عامل توافق في المواد المركبة: يُحسّن توزيع الحشوات مثل الألياف الزجاجية، والتلك، وأنابيب الكربون النانوية.
-
صناعة السيارات: يُستخدم في الصدامات، واللوحات الداخلية، والمكونات الهيكلية التي تتطلب المتانة والالتصاق.
-
الإلكترونيات والكهرباء: يُستخدم في الأغلفة، والموصلات، والأجزاء التي تتطلب ثباتًا حراريًا وميكانيكيًا محسنًا.
-
التغليف والسلع الاستهلاكية: يُحسّن الالتصاق في أفلام التغليف متعددة الطبقات والأجزاء البلاستيكية الوظيفية.
المزايا:
-
توافق محسن: يُعزز الالتصاق بين ABS والبوليمرات أو المواد القطبية.
-
زيادة الالتصاق: ترابط بيني قوي مع الحشوات، والطلاءات، وبوليمرات أخرى.
-
تحسين الخصائص الميكانيكية: مقاومة صدمات ومتانة وثبات حراري أفضل.
-
سهولة المعالجة: يُسهل الخلط مع بوليمرات أخرى وإضافات متنوعة.
-
مقاومة كيميائية: أكثر مقاومة للإجهاد البيئي وبعض المواد الكيميائية مقارنة بـ ABS العادي.
العيوب:
-
تكلفة أعلى: أكثر تكلفة من ABS العادي بسبب خطوات المعالجة الإضافية.
-
ثبات حراري منخفض: عملية التطعيم قد تقلل أحيانًا من الثبات الحراري لـ ABS.
-
احتمالية التحلل: قد تتعرض مجموعات MAH للتحلل المائي مع مرور الوقت، مما يؤثر على الأداء.
-
توفر محدود: أقل توفرًا من ABS القياسي، مما قد يؤثر على سهولة التوريد.
الإيثيلين/VAC- البوليمرات المشتركة (EVA)
- المرونة والليونة العالية: خاصة مع نسب VAC المرتفعة.
- مقاومة درجات الحرارة المنخفضة: يحتفظ بمرونته حتى تحت الصفر.
- مقاومة جيدة للتشقق الناتج عن الإجهاد.
- خفيف الوزن وكثافته منخفضة.
- التصاق ممتاز بالعديد من الأسطح: مثالي في تطبيقات اللصق.
- مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية: مناسب للتطبيقات الخارجية.
- مقاومة كيميائية جيدة: تجاه الماء والزيوت وبعض المذيبات.
- عازل كهربائي وحراري جيد.
- غير سام: مناسب للاستخدامات الطبية والغذائية.
البولي أوليفينات البلاستيكية الحرارية (TPO)
التركيب البنيوي: تتكون الـ TPO من بنية غير متجانسة تحتوي على مصفوفة شبه متبلورة من البولي بروبيلين (PP) مع جزيئات مطاطية غير متبلورة مثل EPDM (مطاط الإيثيلين بروبيلين ديين مونومر) أو EPR (مطاط الإيثيلين بروبيلين).
- الـ PP يوفر الصلابة والثبات الحراري.
- المطاط يوفر المرونة، ومقاومة الصدمات، والمتانة. لا يوجد ترابط كيميائي بين هذه المراحل، بل تكون الجزيئات المطاطية مشتتة في المصفوفة، مما يسمح بإعادة تدوير المادة ومعالجتها حراريًا دون فقدان خواصها.
الخصائص:
- ميكانيكيًا: مقاومة عالية للصدمات، مرونة جيدة، ومتانة عالية ضد التمزق والتآكل.
- حراريًا: يتحمل درجات حرارة حتى 120–140°C، ويمكن تشكيله بسهولة بالبثق أو الحقن أو التشكيل الحراري.
- كيميائيًا: مقاوم ممتاز للزيوت، والشحوم، والمذيبات، والأحماض، والقلويات.
- الطقس والأشعة فوق البنفسجية: مقاومة ممتازة لأشعة الشمس والعوامل الجوية، خاصة مع الإضافات المناسبة.
- مقاومة للماء: امتصاص منخفض للماء، مما يحافظ على الاستقرار الأبعادي في البيئات الرطبة.
- كهربائيًا: مادة عازلة جيدة.
- بيئيًا: قابلة لإعادة التدوير، مما يجعلها خيارًا صديقًا للبيئة.
التطبيقات: 🔹 صناعة السيارات:
- المصدات والأجزاء الخارجية
- ألواح الداشبورد والتشطيبات الداخلية
- العوازل والحشوات
- الأجزاء الهيكلية خفيفة الوزن
- أغشية عزل الأسطح (مقاومة للماء والأشعة فوق البنفسجية)
- الأبواب والنوافذ والحشوات
- الألواح والأغطية المرنة
- معدات رياضية
- مكونات طبية
- حاويات وأدوات منزلية
- عبوات طعام صلبة ومرنة
- حلول تغليف صناعية
- عزل الأسلاك والكابلات
- أغطية واقية للأجهزة
المزايا: ✅ مقاومة عالية للصدمات ✅ مرونة مع متانة هيكلية ✅ مقاومة ممتازة للطقس والأشعة فوق البنفسجية ✅ مقاومة كيميائية ومائية ممتازة ✅ خفيف الوزن ✅ سهل المعالجة والتشكيل ✅ قابل لإعادة التدوير ✅ منخفض التكلفة مقارنة بالمطاط المفلكن
العيوب: ❌ مقاومة حرارية محدودة (حتى 140°C) ❌ صلابة أقل من بعض اللدائن الأخرى ❌ قد يتطلب طلاءًا أو معالجة لتحسين المظهر ❌ صعوبة الالتصاق بالمواد اللاصقة التقليدية ❌ قد يصبح هشًا في درجات الحرارة المنخفضة جدًا (حسب التركيبة)
البولي ايثيلين منخفض الكثافة الخطي (LLDPE)
البولي إيثيلين منخفض الكثافة الخطي (LLDPE) هو نوع من البولي إيثيلين (بوليمر مصنوع من مونومرات الإيثيلين) يتميز بوجود تفرعات قصيرة خطية في بنيته الجزيئية، مما يمنحه خصائص فريدة مقارنةً بالبولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) والبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE).
الهيكل
يتمتع LLDPE ببنية جزيئية خطية مع تفرعات جانبية قصيرة ومنتظمة، مما يميزه عن LDPE الذي يحتوي على تفرعات طويلة وغير منتظمة.
- يتكون من مونومرات الإيثيلين (–CH₂–CH₂–) المرتبطة بشكل خطي.
- يتم إنشاء تفرعات جانبية قصيرة عبر بلمرة الإيثيلين مع α-أوليفينات (مثل البيوتين، الهكسين، أو الأوكتين).
- تمنع هذه التفرعات الجانبية تراص السلاسل الجزيئية بإحكام، مما يؤدي إلى كثافة منخفضة ومرونة أعلى.
الخصائص
✅ مرونة ممتازة ومقاومة عالية للصدمات.
✅ أعلى كثافة من LDPE ولكن أقل صلابة من HDPE، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب المتانة والقدرة على التمدد.
✅ استطالة عند الكسر >500%، مما يسمح له بالتعرض للشد دون تمزق.
✅ مقاومة كيميائية ممتازة للأحماض والقواعد والكحوليات.
✅ امتصاص منخفض جدًا للماء، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات الحساسة للرطوبة.
✅ نقطة انصهار بين 110-125°C، ويبقى فعالًا في درجات حرارة تتراوح بين -50°C و60°C.
✅ يفتقر إلى مقاومة الأشعة فوق البنفسجية بشكل طبيعي، ولكن يمكن إضافة مثبتات UV لتحسين تحمله لأشعة الشمس.
✅ يمكن تصنيعه بسهولة عبر عمليات البثق، قولبة النفخ، وتصنيع الأفلام، مما يجعله مناسبًا للأفلام البلاستيكية، الأنابيب المرنة، وعزل الكابلات.
✅ قابل لإعادة التدوير، مما يعزز الاستدامة البيئية، لكنه غير قابل للتحلل البيولوجي.
التطبيقات
1. صناعة التعبئة والتغليف
✔ أفلام التمدد والانكماش
✔ الأكياس البلاستيكية (البقالة، النفايات، والصناعية)
✔ أفلام تغليف المواد الغذائية (أغلفة حفظ الطعام والأكياس المرنة)
2. القطاع الزراعي
✔ أفلام البيوت البلاستيكية وأفلام التغطية الزراعية
✔ أنابيب الري بالتنقيط وخزانات تخزين المياه
3. التطبيقات الصناعية
✔ الأنابيب والوصلات (مرنة ومتينة)
✔ عزل الكابلات والطلاءات الواقية
✔ بطانات صناعية (مقاومة للمواد الكيميائية والمياه)
4. صناعة السيارات
✔ خزانات الوقود والخراطيم
✔ المكونات الداخلية اللينة والأغطية الواقية
5. المنتجات الاستهلاكية والمنزلية
✔ الألعاب، الحاويات، والمنتجات المنزلية
✔ مقابض مريحة وأجزاء مصبوبة
6. التطبيقات الطبية والصيدلانية
✔ الأنابيب الطبية وأكياس الحقن الوريدي (IV)
✔ أفلام التعبئة والتغليف المعقمة
المزايا
✅ مرونة ومتانة أعلى: أكثر مقاومة للصدمات من LDPE ويظل متينًا حتى في درجات الحرارة المنخفضة.
✅ مقاومة كيميائية ورطوبة ممتازة: مقاوم للأحماض والقواعد والمذيبات، كما أنه مقاوم للماء والتآكل.
✅ قابلية معالجة جيدة: يمكن تصنيعه بسهولة باستخدام تقنيات البثق وقولبة النفخ.
✅ خفيف الوزن وفعال من حيث التكلفة.
✅ مقاومة جيدة للثقب والتمزق: مثالي للتطبيقات الرقيقة مثل أفلام التغليف المرنة.
العيوب
❌ مقاومة حرارية منخفضة: يلين ويتشوه عند درجات الحرارة العالية، مما يجعله غير مناسب للتطبيقات التي تتطلب تحملاً حراريًا عاليًا.
❌ ضعف مقاومة الأشعة فوق البنفسجية: يحتاج إلى إضافة مثبتات UV للاستخدام في البيئات الخارجية، وإلا فإنه يتحلل مع مرور الوقت.
❌ أقل صلابة من HDPE: مما يجعله غير مناسب للتطبيقات الهيكلية.
❌ خصائص حاجزة محدودة ضد الغازات: ليس مثاليًا لتعبئة المنتجات التي تتطلب حاجزًا محكمًا للغازات.
❌ صعوبة في المعالجة في بعض التطبيقات: يتطلب درجات حرارة معالجة أعلى مقارنة بـ LDPE.
البولي ايثيلين منخفض الكثافة الخطي- حقن (LDPE)
تُعد درجة قولبة الحقن من البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) نوعًا متخصصًا من LDPE مصممًا لتطبيقات القولبة التي تتطلب مرونة، مقاومة للصدمات، وسهولة في المعالجة.
الهيكل
يتميز الهيكل الجزيئي لدرجة قولبة الحقن من LDPE بتكوين بوليمري متفرّع للغاية وغير متبلور، مما يجعله مختلفًا عن البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE).
- تحتوي سلاسل البوليمر في LDPE على تفرعات غير منتظمة، مما يمنع تراصها بإحكام، ويؤدي إلى درجة تبلور منخفضة.
- يتم إنتاج LDPE بالبلمرة الجذرية الحرة تحت ضغط مرتفع، مما يؤدي إلى تكوين سلاسل طويلة ذات تفرعات جانبية.
- في درجة قولبة الحقن، يتم ضبط الهيكل البوليمري للحصول على مؤشر تدفق الذوبان (MFI) أعلى، مما يسهل تدفق المادة وملء قوالب الحقن بسلاسة.
الخصائص
- مرونة ممتازة بسبب التفرّع العالي والهيكل غير المتبلور.
- تدفق سلس وكفاءة عالية أثناء عملية قولبة الحقن.
- مقاومة متوسطة للشد (8-12 ميجا باسكال) وقدرة عالية على الاستطالة قبل الكسر، مما يوفر مقاومة جيدة للتشقق والصدمات.
- مقاومة كيميائية جيدة، خاصةً للأحماض والقواعد والكحوليات، لكنها أقل مقاومة للهيدروكربونات.
- امتصاص منخفض للرطوبة وأداء ممتاز في درجات الحرارة المنخفضة، مما يساعده في الاحتفاظ بمرونته.
- سهل المعالجة ويمكن إغلاقه بالحرارة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات التعبئة والتغليف.
- على الرغم من مقاومته العالية للصدمات، إلا أن صلابته أقل مقارنةً بدرجات البولي إيثيلين ذات الكثافة الأعلى.
التطبيقات
1. المنتجات الاستهلاكية
✔ حاويات وأغطية منزلية
✔ الألعاب والمنتجات الترفيهية
✔ أجزاء الأثاث والمكونات البلاستيكية خفيفة الوزن
2. صناعة التغليف
✔ الأغطية والسدادات والأغطية المرنة
✔ عبوات مستحضرات التجميل والعناية الشخصية
✔ حاويات تخزين الطعام (مطابقة لمعايير FDA للسلامة الغذائية)
3. المجال الطبي والصيدلاني
✔ المحاقن والمعدات المخبرية والتغليف المعقم
✔ أغلفة الأجهزة الطبية والأدوات التي تُستخدم لمرة واحدة
4. التطبيقات الصناعية والكهربائية
✔ طلاءات الكابلات وعزل الأسلاك
✔ الأغلفة الواقية والمكونات اللينة
✔ الأنابيب والوصلات منخفضة الضغط
5. صناعة السيارات
✔ الديكورات الداخلية، الأغطية الواقية، والمكونات اللينة
✔ حاويات تخزين السوائل والأجزاء أسفل غطاء المحرك
6. البناء والزراعة
✔ أغشية العزل المائي، الحشيات، والعوازل
✔ مكونات أنظمة الري المصبوبة بالحقن
المزايا
✅ سهولة المعالجة
✅ مرونة عالية ومقاومة للصدمات
✅ مادة خفيفة الوزن
✅ مقاومة جيدة للمواد الكيميائية والرطوبة
✅ آمن غذائيًا وغير سام
✅ فعال من حيث التكلفة
العيوب
❌ قوة ميكانيكية منخفضة
❌ مقاومة حرارية محدودة
❌ ضعف مقاومة الأشعة فوق البنفسجية
❌ غير قابل للتحلل البيولوجي
❌ خصائص حاجزة ضعيفة ضد الغازات
البولي بروبيلين (PP الكيميائية)
التركيب
البولي بروبيلين (PP) من الدرجة النسيجية هو بوليمر حراري شبه بلوري يتكوّن من وحدات مكررة من البروبلين (C₃H₆). يوجد غالبًا في الشكل الأيزوتاكتيكي، حيث تكون مجموعات الميثيل (-CH₃) مصطفة على نفس جانب سلسلة البوليمر، مما يمنح المادة درجة تبلور عالية (50–70%) ويُحسن من خصائصها الميكانيكية. يمنح هذا التركيب البولي بروبيلين قوة شد ممتازة ومرونة ومتانة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات النسيج المختلفة. وبفضل كثافته المنخفضة التي تتراوح بين 0.90–0.91 جم/سم³، يُعدّ من أخف الألياف الاصطناعية المتاحة. كما أنه يتميز بكونه كارهًا للماء، مما يعني أنه لا يمتص الرطوبة، ويجعله مثاليًا لتطبيقات امتصاص العرق.الخصائص
يمتلك البولي بروبيلين (PP) من الدرجة النسيجية مجموعة من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والحرارية والكيميائية التي تجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من الاستخدامات. يتميز بخفة وزنه (0.90–0.91 جم/سم³)، ويمنع امتصاص الرطوبة بفضل طبيعته الكارهة للماء، مما يضمن جفافه السريع ومقاومته للعفن. كما يتمتع بقوة شد عالية، واستطالة جيدة، ومقاومة ممتازة للتآكل، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب المتانة مثل الحبال والسجاد والأقمشة الصناعية. تبلغ درجة انصهاره حوالي 165 درجة مئوية، ويوفر استقرارًا حراريًا جيدًا، رغم أنه يتحمّل درجات حرارة أقل من البوليستر والنايلون. من الناحية الكيميائية، يقاوم الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية، لكنه لا يمتص الأصباغ بسهولة، مما يتطلب معالجات خاصة للحصول على ألوان زاهية. وعلى الرغم من قابليته للتلف بالأشعة فوق البنفسجية، يمكن تحسين مقاومته بإضافة مثبّتات UV. كما أنه قابل لإعادة التدوير، ومقاوم للعفن والبكتيريا، وسهل التصنيع في شكل ألياف أو أقمشة غير منسوجة.الاستخدامات
تُستخدم ألياف البولي بروبيلين من الدرجة النسيجية على نطاق واسع في العديد من الصناعات بفضل خفتها ومتانتها ومقاومتها للرطوبة، ومن أبرز استخداماتها:- الأقمشة غير المنسوجة: في المنسوجات الطبية، الكمامات الجراحية، منتجات النظافة (حفاضات، فوط صحية)، والجيوماتكس.
- الحبال والشباك: حبال خفيفة وقوية للاستخدامات البحرية، وصيد الأسماك، والصناعات الثقيلة.
- السجاد والمفروشات: في السجاد المنزلي والتجاري لمقاومته للبقع ومتانته.
- ملابس الرياضة والنشاطات: لخصائصه التي تمتص الرطوبة، مما يجعله مثاليًا للملابس الرياضية، والجوارب، وملابس الشتاء.
- أقمشة التصفية: في أنظمة الترشيح الهوائي والسائل بفضل مقاومته الكيميائية.
- الأقمشة الصناعية: لتعزيز المنتجات في صناعة السيارات، والإنشاءات، والتغليف.
المزايا
- خفيف الوزن: من أخف الألياف الاصطناعية، ما يجعله مريحًا واقتصاديًا.
- مقاوم للرطوبة: لا يمتص الماء، مما يجعله سريع الجفاف ومقاومًا للعفن.
- قوة شد عالية: متين وقوي، ومناسب للتطبيقات الثقيلة.
- مقاومة كيميائية وبقع ممتازة: يقاوم الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية.
- عازل حراري: منخفض التوصيل الحراري، مما يجعله مناسبًا لملابس الطقس البارد.
- قابل لإعادة التدوير: صديق للبيئة ويمكن إعادة استخدامه بعد الصهر.
العيوب
- ضعف القدرة على امتصاص الصبغة: يحتاج إلى معالجات خاصة للحصول على ألوان زاهية.
- حساسية للأشعة فوق البنفسجية: يتدهور مع التعرض الطويل للشمس ما لم تتم معالجته بمثبتات UV.
- مقاومة حرارية منخفضة: يلين عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا (~165°C)، مما يحد من استخدامه في التطبيقات الحرارية العالية.
- مرونة محدودة: لا يعود لشكلِه الأصلي بسهولة مقارنة بالبوليستر أو الإسباندكس.
البولي كربونات
البولي كربونات (PC) هو بوليمر لدن حراري عالي الأداء يُعرف بشفافِيته العالية، ومقاومته للصدمات، وتحمله للحرارة، واستقراره الأبعادي. يُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب المتانة والوضوح البصري.
التركيب
البولي كربونات (PC) هو بوليمر لدن حراري يتميز بوجود مجموعات كربونات (-O-(C=O)-O-) في بنيته الجزيئية. يتم تصنيعه عادةً من خلال تفاعل ثنائي الفينول A (BPA) مع الفوسجين (COCl₂) أو عبر بلمرة الصهر باستخدام ثنائي فينيل الكربونات. تتكون سلسلة البوليمر الناتجة من حلقات عطرية متكررة مرتبطة بمجموعات كربونات، مما يمنحه مقاومة عالية للصدمات ووضوحًا بصريًا واستقرارًا حراريًا ممتازًا. توفر الحلقات العطرية الصلابة الميكانيكية، بينما تمنح روابط الكربونات بعض المرونة، مما يجعل البولي كربونات مادة قوية وقاسية في نفس الوقت. هذه البنية الفريدة تمنحه شفافية ممتازة، ومقاومة عالية للحرارة، وخصائص عزل كهربائي جيدة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات في صناعات السيارات، والإلكترونيات، والبناء.
الخصائص
يُعرف البولي كربونات (PC) بمقاومته الاستثنائية للصدمات، ووضوحه البصري العالي، واستقراره الحراري الممتاز. يتمتع بدرجة انتقال زجاجي تبلغ حوالي 150°C، مما يسمح له بالحفاظ على شكله وخصائصه الميكانيكية في درجات الحرارة المرتفعة. يتمتع PC باستقرار أبعادي جيد ومقاومة للتشوه تحت الضغط، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الدقيقة. كما أنه يمتلك مقاومة ذاتية للاشتعال، حيث تلبي بعض درجاته معايير UL 94 V-0. وبفضل خصائصه الممتازة في العزل الكهربائي، يُستخدم على نطاق واسع في المكونات الإلكترونية والكهربائية. لديه مقاومة كيميائية معتدلة ولكنه حساس لبعض المذيبات والمواد القلوية، والتي يمكن أن تسبب تشققات ناتجة عن الإجهاد. بالإضافة إلى ذلك، يتميز البولي كربونات بشفافية عالية، حيث يسمح بمرور الضوء بشكل مشابه للزجاج، مما يجعله مفيدًا في التطبيقات البصرية مثل العدسات والشاشات الواقية. على الرغم من تمتعه بمقاومة جيدة للعوامل الجوية، إلا أن التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يؤدي إلى اصفراره وتدهوره ما لم تتم معالجته بمثبتات. هذه الخصائص تجعل البولي كربونات مادة متعددة الاستخدامات تُستخدم في مختلف الصناعات، بما في ذلك السيارات، والبناء، والطب، والإلكترونيات الاستهلاكية.
تطبيقات البولي كربونات (PC):
• صناعة السيارات: أغطية المصابيح الأمامية، الأسقف البانورامية، الألواح الداخلية، ولوحات العدادات.
• الإلكترونيات والكهرباء: هياكل الحواسيب المحمولة، أغلفة الهواتف الذكية، العوازل الكهربائية، والموصلات.
• البناء: ألواح التسقيف، الزجاج الآمن، البيوت الزجاجية، والحواجز الصوتية.
• الطب: الأدوات الجراحية، مكونات المحاقن، وأغلفة الأجهزة الطبية.
• السلع الاستهلاكية: عدسات النظارات، الأقراص المضغوطة وأقراص DVD، زجاجات المياه القابلة لإعادة الاستخدام، والدروع الواقية.
• الصناعات: حواجز الآلات، الخوذات الواقية، وصفائح الزجاج المضاد للرصاص.
مزايا البولي كربونات (PC):
• مقاومة عالية للصدمات: يكاد يكون غير قابل للكسر، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات الأمان.
• وضوح بصري ممتاز: شفاف مع نفاذية ضوئية مماثلة للزجاج.
• مقاومة للحرارة: يتحمل درجات حرارة عالية دون أن يتشوه.
• عزل كهربائي جيد: مناسب للتطبيقات الإلكترونية والكهربائية.
• مقاومة للهب: تلبي بعض درجاته معايير UL 94 V-0.
• خفيف الوزن: أخف بكثير من الزجاج مع الاحتفاظ بمتانة عالية.
• سهل المعالجة: يمكن تشكيله إلى أشكال معقدة بسهولة.
عيوب البولي كربونات (PC):
• عرضة للخدش: يتطلب طلاءات خاصة لتحسين صلابة السطح.
• حساسية كيميائية: عرضة للتشقق الناتج عن الإجهاد عند التعرض لبعض المذيبات والمواد الكيميائية.
• حساسية للأشعة فوق البنفسجية: يمكن أن يصفر ويتدهور عند التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية ما لم يُعالج بمثبتات.
• تكلفة مرتفعة: أكثر تكلفة من البلاستيكيات الأخرى مثل الأكريليك أو ABS.
• مرونة منخفضة: يمكن أن يصبح هشًا في الظروف القاسية على الرغم من متانته.
البوليسترين للأغراض العامة
الهيكلGPPS هو بوليمر لدن بالحرارة مصنوع من مونومر الستايرين. يتكون الهيكل الكيميائي لـ GPPS من سلسلة خطية من وحدات مونومر الستايرين المرتبطة معًا بواسطة روابط تساهمية. يمكن تعديل خصائص GPPS عن طريق مزجه مع مونومرات أخرى مثل الأكريلونيتريل، البوتادايين، الزنك أو ميثيل ميثاكريلات.
الخصائصGPPS مقاوم للرطوبة بدرجة عالية ويتمتع بخصائص عزل كهربائي جيدة. ومع ذلك، فهو مادة هشة ذات مقاومة منخفضة للصدمات. يتمتع بقوة شد تتراوح بين 50-60 ميجا باسكال ومعامل مرونة انحنائية بين 2200-2500 ميجا باسكال. تبلغ درجة حرارة انتقاله الزجاجي (Tg) ما بين 85-105 درجة مئوية، بينما تتراوح درجة انصهاره (Tm) بين 200-240 درجة مئوية. أما درجة حرارة التشوه الحراري (HDT) تحت حمل 0.45 ميجا باسكال فتتراوح بين 70-80 درجة مئوية.
التطبيقات
يُعد البوليسترين للأغراض العامة (GPPS) مادة بلاستيكية متعددة الاستخدامات تُستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات، منها:التعبئة والتغليف
يُستخدم GPPS في صناعة مواد التعبئة والتغليف نظرًا لشفافيته الممتازة، وصلابته، وسهولة تشكيله. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعة حاويات الطعام، أدوات المائدة التي تُستخدم لمرة واحدة، وأغلفة الأقراص المضغوطة. كما يُستخدم في إنتاج عبوات البثور البلاستيكية، التي تُستخدم عادةً لتغليف المنتجات الدوائية.المنتجات الاستهلاكية
يُستخدم GPPS في إنتاج العديد من المنتجات الاستهلاكية نظرًا لخصائصه الممتازة في العزل الكهربائي، وخفة وزنه، واستقرار أبعاده. وتشمل تطبيقاته صناعة الألعاب، عبوات مستحضرات التجميل، والمنتجات المنزلية مثل العلاقات، الصواني، ومنظمات الأدوات.البناء والتشييد
يُستخدم GPPS في صناعة البناء نظرًا لخصائصه الممتازة في العزل، وخفة وزنه، واستقراره في الأبعاد. ومن تطبيقاته صناعة ألواح العزل الرغوية، إطارات النوافذ، ووحدات الإضاءة.صناعة السيارات
يُستخدم GPPS أيضًا في قطاع السيارات لإنتاج العديد من الأجزاء مثل لوحات العدادات، ألواح الأبواب، والشبكات الأمامية نظرًا لقابليته العالية للتشكيل واستقراره الأبعادي.المزايا
- سهولة التشكيل والتصنيع
- عازل جيد للحرارة والكهرباء
- متعدد الاستخدامات واقتصادي
- يسمح برؤية واضحة لمحتويات المنتجات
- يتمتع باستقرار جيد في الأبعاد
العيوب
- مقاومة منخفضة للصدمات
- استقرار حراري ضعيف
- غير قابل للتحلل البيولوجي