البارافينات المكلورة
البثق
البثق الساخنالبثق الساخن هو عملية تشغيل على الساخن، مما يعني أنه يتم عند درجة حرارة أعلى من درجة إعادة التبلور للمادة لمنع تصلبها أثناء العمل وجعل دفعها عبر القالب أسهل. يتم تنفيذ معظم عمليات البثق الساخن باستخدام مكابس هيدروليكية أفقية تتراوح سعتها بين 230 إلى 11,000 طن متري. يتراوح الضغط بين 30 إلى 700 ميجا باسكال، ولذلك يتطلب التشحيم، والذي يمكن أن يكون زيتًا أو جرافيتًا لعمليات البثق ذات درجات الحرارة المنخفضة، أو مسحوق الزجاج لعمليات البثق ذات درجات الحرارة العالية. العيب الأكبر لهذه العملية هو تكلفتها العالية سواء من حيث المعدات أو الصيانة. البثق البارد البثق البارد هو عملية تشكيل ضاغطة يتم فيها دفع المادة الأولية (القضيب أو الكتلة) عند درجة حرارة الغرفة. أثناء العملية، تتعرض المادة المشوهة للتسخين الناتج عن التشوه، حيث يتم تحويل طاقة التشوه إلى حرارة، مما يؤدي إلى رفع درجة الحرارة إلى عدة مئات من الدرجات. عادةً، يتم استخدام مكبس لتطبيق الضغط على المادة الأولية المحاطة جزئيًا أو كليًا بقالب ثابت.
مزايا البثق
- فعال من حيث التكلفة للإنتاج على نطاق واسع مع الحد الأدنى من الهدر.
- متعدد الاستخدامات: يدعم مجموعة متنوعة من المواد والأشكال.
- قابل للتخصيص: يمكن إضافة إضافات وتعديلات تصميمية.
- يوفر جودة متسقة وإنتاجًا قابلاً للتطوير.
- كفاءة في استهلاك الطاقة وإمكانية دمجه مع عمليات أخرى.
عيوب البثق
- قيود على المواد: ليست جميع البوليمرات مناسبة للبثق.
- تكاليف إعداد عالية: المعدات والقوالب مكلفة.
- تباين الأبعاد: انكماش التبريد وتمدد القالب قد يؤثران على الأبعاد.
- قيود على الأشكال: من الصعب إنتاج التصاميم المعقدة جدًا.
- مشاكل في مراقبة الجودة: قد تحدث عيوب سطحية وعدم اتساق في المواد.
- الحاجة إلى عمليات ما بعد الإنتاج: مثل القطع، التشطيب، أو الطلاء.
- مخاوف بيئية: استهلاك الطاقة وإنتاج النفايات البلاستيكية.
تطبيقات البثق
- قطاع البناء
- الأنابيب والتجهيزات (مثل أنابيب PVC وأنظمة الصرف الصحي).
- إطارات النوافذ والأبواب (مثل إطارات uPVC).
- مواد العزل (مثل الألواح الرغوية وأختام الطقس).
- قطاع التعبئة والتغليف
- الأفلام والألواح البلاستيكية (مثل أغلفة الطعام والأفلام القابلة للانكماش).
- الحاويات والصواني.
- قطاع السيارات
- الأختام والحواجز المطاطية.
- العزل للأسلاك والكابلات.
- الديكورات الداخلية وأغطية الحماية.
- السلع الاستهلاكية
- الشفاطات، الحبال، والخراطيم الزراعية.
- الملامح البلاستيكية للأثاث أو الأجهزة المنزلية.
- قطاع الكهرباء والإلكترونيات
- طلاء الأسلاك والكابلات.
- قنوات لحماية الأسلاك الكهربائية.
- القطاع الطبي
- القسطرة والأنابيب والملامح البلاستيكية الطبية الأخرى.
- التطبيقات الصناعية
- الأحزمة الناقلة وأدلة الحركة.
- بطانات الحماية للآلات.
- القطاع الزراعي
- أنابيب الري والأفلام الزراعية.
- أغطية البيوت الزجاجية.
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 Textile)
التركيب
يتكون البولي بروبيلين بدرجة النسيج من بوليمر حراري شبه بلوري خفيف الوزن يتكوَّن من وحدات متكررة من البروبيلين (C₃H₆). يوجد في الغالب في الشكل الأيزوتاكتيكي، حيث تكون مجموعات الميثيل (-CH₃) مصطفة على جانب واحد من السلسلة البوليمرية، ما يمنحه درجة عالية من التبلور (50-70%) وخصائص ميكانيكية محسنة. يوفر هذا التركيب للبولي بروبيلين قوة شد ممتازة ومرونة ومتانة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات النسيج المختلفة. وبكثافة منخفضة تبلغ حوالي 0.90-0.91 جم/سم³، يُعدّ من أخف الألياف الصناعية. كما أنه شديد الكراهية للماء (هيدروفوبي)، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات طرد الرطوبة.الخصائص
- خفيف الوزن جدًا، مما يجعله مثاليًا للملابس والتطبيقات التي تتطلب خفة الوزن.
- طارد للرطوبة، لا يمتص الماء، ويجف بسرعة، مما يمنع نمو العفن والبكتيريا.
- قوة شد عالية ومقاومة جيدة للتآكل، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في الحبال والسجاد والأقمشة الصناعية.
- نقطة انصهار حوالي 165°C، يوفر استقرارًا حراريًا مقبولًا، ولكن مقاومته للحرارة أقل من ألياف مثل البوليستر والنايلون.
- مقاوم ممتاز للمواد الكيميائية مثل الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية.
- صعب الصبغ بسبب طبيعته غير القطبية، ويتطلب معالجة خاصة للحصول على ألوان زاهية.
- قابل لإعادة التدوير ومقاوم للعفن والبكتيريا.
التطبيقات
- الأقمشة غير المنسوجة: تُستخدم في المنسوجات الطبية، الأقنعة الجراحية، منتجات النظافة مثل الحفاضات والفوط الصحية، والمنسوجات الجيوتقنية.
- الحبال والشباك: تُستخدم في الصناعات البحرية، وصيد الأسماك، والصناعات الثقيلة لخفّتها وقوتها.
- السجاد والتنجيد: تُستخدم في المنازل والمكاتب نظرًا لمقاومتها للبقع ومتانتها.
- الملابس الرياضية: مثالية للملابس النشطة لخاصية طرد الرطوبة وسرعة الجفاف.
- أقمشة الترشيح: تُستخدم في أنظمة ترشيح الهواء والسوائل بفضل مقاومتها الكيميائية.
- المنسوجات الصناعية: تُستخدم في تقوية الهياكل في السيارات، والبناء، والتغليف.
المزايا
- خفيف جدًا، مما يقلل من الوزن ويقلل من تكاليف النقل.
- لا يمتص الرطوبة، مما يجعله مقاومًا للعفن وسريع الجفاف.
- مقاومة كيميائية عالية ضد الأحماض والقلويات والمذيبات.
- عازل حراري جيد، يُستخدم في الملابس المخصصة للطقس البارد.
- قوي ومتين، مناسب للتطبيقات الصناعية والنسيجية الثقيلة.
- صديق للبيئة، لأنه قابل لإعادة التدوير.
العيوب
- صعب الصبغ، ويحتاج إلى معالجة خاصة للحصول على ألوان مفعمة.
- يتحلل عند التعرض الطويل لأشعة الشمس ما لم تُضاف له مثبتات للأشعة فوق البنفسجية.
- لا يتحمل درجات الحرارة العالية؛ يبدأ بالليونة عند حوالي 165°C.
- يمتلك قدرة محدودة على الاسترجاع المرن مقارنة بالبوليستر أو الإسباندكس.
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.