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- 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
ثلاثي أوكتيل تريميليتات (TOTM)
تراي-أوكتيل تريميليتات (TOTM) هو مركب عضوي يُستخدم بشكل أساسي كملدن للبلاستيك. وهو سائل عديم اللون إلى أصفر باهت وله رائحة خفيفة، ويُصنَّف ضمن إسترات التريميليتات. الصيغة الكيميائية لـ TOTM هي C24H38O4.
التركيب يتكون تركيب تراي-أوكتيل تريميليتات (TOTM) من جزيء حمض تريميليتيك مركزي، وهو حمض عطري ثنائي الكربوكسيل. يتم إسترته بثلاث مجموعات أوكتيل، مشتقة من كحول الأوكتيل، وهو كحول طويل السلسلة. كل من مجموعات الأوكتيل الثلاثة مرتبطة بإحدى مجموعات الكربوكسيل الموجودة على حمض التريميليتيك بواسطة رابطة إسترية. وتُسهم مجموعات الأوكتيل، بطول سلسلة كربونية من ثمانية ذرات كربون، في منح المركب وزنًا جزيئيًا عاليًا وملمسًا زيتيًا. والنتيجة هي جزيء ذو طابع كاره للماء وغير قطبي بدرجة كبيرة، مما يمنحه خصائصه المفيدة كملدن. تعكس الصيغة الجزيئية C24H38O4 مزيج البنية العطرية للتريميليت ومجموعات الإستر الثلاثة من الأوكتيل.
الخصائص يُعد TOTM سائلًا عديم اللون إلى أصفر باهت ذو رائحة خفيفة، يتميز بوزن جزيئي عالٍ وتقلب منخفض، مما يُسهم في استقراره في العديد من التطبيقات. كما يتمتع بثبات حراري ممتاز، مما يجعله مناسبًا للبيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، حيث يتحمل درجات الحرارة العالية دون أن يتحلل. يتميز TOTM أيضًا بانخفاض سميته، ويُعتبر أقل ضررًا للإنسان والبيئة مقارنةً ببعض الملدنات الأخرى مثل الفثالات. لديه توافق جيد مع مجموعة واسعة من البوليمرات، خاصةً بولي فينيل كلوريد (PVC)، حيث يُعزز المرونة والمتانة. كما أن لديه خصائص هجرة منخفضة، أي لا يتسرب بسهولة من البلاستيك، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات طويلة الأمد مثل الكابلات الكهربائية وأجزاء السيارات. ويتميز أيضًا بمقاومة جيدة للتقادم، مما يجعله خيارًا موثوقًا للمنتجات المعرضة للظروف القاسية لفترات طويلة. ويُضيف تقلبه المنخفض ونقطة الوميض العالية مزيدًا من الأمان في التطبيقات الصناعية.
تطبيقات TOTM:
-
ملدن في PVC (البولي فينيل كلوريد): يُستخدم بشكل شائع لتحسين مرونة PVC وسهولة معالجته.
-
عزل الكابلات الكهربائية: يُستخدم في تصنيع العزل للكابلات بفضل مقاومته للحرارة والبرودة والعوامل البيئية.
-
الطلاءات: يُستخدم في إنتاج طلاءات مرنة ومتينة للأسطح المختلفة.
-
التطبيقات في السيارات: يُستخدم في المكونات الداخلية للسيارات، خاصة الأسطح الناعمة ولوحات العدادات.
-
الأجهزة الطبية: يدخل في تصنيع الأنابيب الطبية المرنة وغيرها من منتجات PVC الطبية.
-
مواد التغليف: يُستخدم في أفلام التغليف لمنحها مرونة ومقاومة للتشقق.
مزايا TOTM:
-
ثبات حراري عالي: يُوفر مقاومة ممتازة للحرارة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
-
عزل كهربائي جيد: يتمتع بخصائص كهربائية ممتازة، مما يجعله مفيدًا في صناعات الكابلات والأسلاك.
-
تقلب منخفض: يُقلل من احتمالية الهجرة أو التبخر مع مرور الوقت.
-
المتانة: يمنح المنتجات مرونة طويلة الأمد، وهو مناسب للكابلات الكهربائية والأجهزة الطبية.
-
غير سام: يُعتبر أكثر أمانًا من الملدنات الأخرى، مما يُتيح استخدامه في التطبيقات الطبية والغذائية.
عيوب TOTM:
-
تكلفة مرتفعة: عادة ما يكون أكثر تكلفة من الملدنات الأخرى مثل فثالات ثنائي أوكتيل (DOP).
-
توافق محدود مع بعض البوليمرات: قد لا يكون متوافقًا مع جميع أنواع الراتنجات، مما قد يؤثر على معالجتها.
-
انخفاض في سهولة المعالجة: قد يقلل من سهولة معالجة PVC بسبب وزنه الجزيئي العالي.
-
مخاوف بيئية: رغم أنه أكثر أمانًا من بعض الملدنات الأخرى، إلا أن تأثيره البيئي من حيث التحلل البيولوجي قد يظل محل قلق.
-
استخدام محدود في بعض التطبيقات: تكلفته المرتفعة ونطاق استخدامه المحدود قد يمنعان استخدامه الواسع في التصنيع منخفض التكلفة وعالي الكمية.
ماستر باتش مضاد الأكسدة
ماستر باتش مضاد الأكسدة هو مضاف يُستخدم في معالجة البلاستيك لحماية البوليمرات من التحلل الحراري والأكسدة أثناء التصنيع وطوال عمر المنتج. ويتكوّن من مضادات أكسدة مبعثرة في راتنج حامل، مما يُسهل دمجه في مختلف المواد البلاستيكية. وتعمل مضادات الأكسدة على منع تحلل البوليمر الناتج عن التعرض للحرارة والأكسجين والإجهاد الميكانيكي، مما قد يؤدي إلى الهشاشة، وتغير اللون، وفقدان الخصائص الميكانيكية.
التركيب يتكوّن ماستر باتش مضاد الأكسدة من مزيج من مضادات الأكسدة، وراتنج حامل، وأحيانًا مثبتات إضافية لتعزيز فعاليته. تشمل مضادات الأكسدة المستخدمة النوع الأولي (الفينولي) والنوع الثانوي (المبني على الفوسفيت أو الثيوإستر)، وتعمل هذه المواد عن طريق تحييد الجذور الحرة وتحلل البيروكسيدات التي تُسبب تحلل البوليمر. تُبعثر هذه المواد الفعالة بشكل موحد داخل راتنج حامل، يتم اختياره وفقًا لمدى توافقه مع البوليمر المستهدف لضمان الدمج السلس أثناء المعالجة. وغالبًا ما يكون الراتنج الحامل من البولي إيثيلين (PE) أو البولي بروبيلين (PP) أو قاعدة بوليمرية أخرى متوافقة، ويعمل كوسيط لتوزيع مضادات الأكسدة بشكل متساوٍ داخل المادة البلاستيكية. وبحسب التطبيق، قد يحتوي الماستر باتش أيضًا على مضافات تآزرية مثل مثبتات الأشعة فوق البنفسجية أو مساعدات المعالجة لتوفير حماية شاملة ضد التحلل الحراري والأكسدة. ويتم إنتاجه على شكل حبيبات أو مسحوق ليسهل دمجه في تركيبات البلاستيك، مما يُحسّن استقرار المنتج النهائي وطول عمره.
الخصائص يتمتع ماستر باتش مضاد الأكسدة بعدة خصائص رئيسية تُعزز من استقرار ومتانة البلاستيك أثناء التصنيع وطوال دورة حياته. يوفر ثباتًا حراريًا ممتازًا، مما يمنع تحلل البوليمر الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة أثناء عمليات البثق، والتشكيل بالحقن، وغيرها من عمليات التصنيع. كما يوفر مقاومة قوية للأكسدة، حيث يحمي البلاستيك من التأثيرات الضارة للتعرض للأكسجين، والتي قد تؤدي إلى تغير اللون والهشاشة وفقدان الخصائص الميكانيكية. ويتسم بتوافق عالٍ مع مختلف البوليمرات مثل البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، وكلوريد البوليفينيل (PVC)، وABS، مما يُسهل توزيعه ويوفر حماية موحدة. بالإضافة إلى ذلك، يُحسّن من كفاءة المعالجة من خلال تقليل تقلبات لزوجة الذوبان، ومنع تكون الجل، والحفاظ على سلامة المادة البلاستيكية. وتُعزز المكونات التآزرية من مضادات الأكسدة الأولية والثانوية فعاليته، مما يوفر استقرارًا طويل الأمد ومقاومة أفضل للتحلل في التطبيقات التي تتعرض للحرارة أو الإجهاد الميكانيكي أو ظروف التخزين الطويلة.
تطبيقات ماستر باتش مضاد الأكسدة
-
صناعة التغليف: يزيد من متانة ومدة صلاحية التغليف الغذائي والصناعي ضد الضوء والحرارة.
-
صناعة السيارات: يحمي الأجزاء البلاستيكية من التحلل التأكسدي عند درجات الحرارة المرتفعة.
-
مواد البناء: يحافظ على سلامة الأنابيب والوصلات والعوازل في الظروف البيئية القاسية.
-
الإلكترونيات: يزيد من موثوقية الأجزاء البلاستيكية في الأجهزة الإلكترونية والكهربائية.
-
السلع الاستهلاكية: يضمن طول عمر وجودة المنتجات مثل الأواني المنزلية، والأجهزة، والأثاث.
مزايا ماستر باتش مضاد الأكسدة
-
إطالة عمر البوليمرات: يمنع التحلل الحراري والأكسدة، مما يُزيد من متانة المنتج.
-
ثبات اللون والشفافية: يمنع الاصفرار وتغير لون المنتجات البلاستيكية عند تعرضها للضوء والحرارة.
-
تحسين عملية الإنتاج: يُقلل من تحلل البوليمر أثناء عمليات التصنيع مثل البثق والتشكيل.
-
تقليل تكاليف الصيانة والاستبدال: مع زيادة عمر المنتجات، تقل الحاجة إلى الاستبدال والإصلاح.
عيوب ماستر باتش مضاد الأكسدة
-
زيادة التكلفة: قد يؤدي إضافة الماستر باتش إلى زيادة تكاليف الإنتاج.
-
تأثير على خصائص المنتج النهائي: في بعض الحالات، قد يؤثر الماستر باتش سلبًا على خصائص المنتج مثل تغير اللون أو الشفافية.
-
الحاجة إلى ضبط دقيق للتركيبة: لتحقيق أفضل أداء، يجب ضبط كمية الماستر باتش بدقة ضمن التركيبة.