-->

أساسيات تصنيع البلاستيك

أساسيات تصنيع البلاستيك

    أساسيات تصنيع البلاستيك 

    أساسيات تصنيع البلاستيك
    أساسيات تصنيع البلاستيك 


     البلاستيك تعريف البلاستيك او "اللدائن" مواد تتكون من عناصر مختلفة مثل الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكلور والكبريت. عادةً ما يكون للبلاستيك وزن جزيئي مرتفع ، مما يعني أن كل جزيء يمكن أن يحتوي على آلاف من الذرات المرتبطة ببعضها. وتتكون المواد التي تحدث بشكل طبيعي ، مثل الخشب والبوق والصنوبري ، من جزيئات ذات وزن جزيئي مرتفع. غالباً ما يتم تصميم اللدائن المصنعة أو التركيبية لتقليد خصائص المواد الطبيعية. يتم إنتاج البلاستيك ، الذي يطلق عليه أيضًا البوليمرات ، عن طريق تحويل المنتجات الطبيعية أو عن طريق التوليف من المواد الكيميائية الأولية التي تأتي عادةً من النفط أو الغاز الطبيعي 

     أساسيات تصنيع البلاستيك  

     تعتمد معظم المواد البلاستيكية على ذرة الكربون Silicones  والتي تقوم على ذرة السيليكون ، هي استثناء. يمكن أن تربط ذرة الكربون بالذرات الأخرى مع ما يصل إلى أربعة روابط كيميائية. عندما تكون جميع الروابط في ذرات كربون أخرى ، قد ينتج عنها ماس أو جرافيت أو سناج كربون أسود. بالنسبة للبلاستيك ، ترتبط ذرات الكربون أيضًا بالهيدروجين أو الأكسجين أو النيتروجين أو الكلور أو الكبريت. عندما تؤدي وصلات الذرات إلى سلاسل طويلة ، مثل اللؤلؤ على سلسلة من اللآلئ ، فإن البوليمر يسمى بالحرارة. تتميز اللدائن الحرارية بأنها قابلة للإذابة. تحتوي جميع اللدائن الحرارية على وحدات متكررة ، أصغر جزء من السلسلة يكون متطابقًا. نحن نسمي هذه الخلايا وحدة وحدة تكرار. الغالبية العظمى من البلاستيك ، حوالي 92 ٪ ، هي اللدائن الحرارية    


     مجموعات الذرات المستخدمة

    بعض المواد البلاستيكية ، مثل البولي إيثيلين ، يمكن أن تكون وحدة التكرار عبارة عن ذرة كربون واحدة واثنين من ذرات الهيدروجين. بالنسبة للمواد البلاستيكية الأخرى ، مثل النايلون ، يمكن أن تشتمل وحدة التكرار على 38 أو أكثر من الذرات. عندما نجمع بين المونومرات ، ننتج البوليمرات أو البلاستيك. تشكل المواد الخام مونومرات يمكن استخدامها أو استخدامها لتشكيل خلايا الوحدة. تستخدم مونومرات البوليمرات الشكل أو البلاستيك  


     عندما يشكل اتصال ذرات الكربون شكلين وثلاثي الأبعاد بدلاً من سلاسل ذات بُعد واحد ، يكون البوليمر عبارة عن بلاستيك حراري. تتميز اللدائن الحرارية بأنها غير قابلة للذوبان. يتم إنشاء البلاستيك الحراري ، مثل مواد لاصقة إبوكسية أو هياكل قشور البوليستر غير المشبعة وأحواض الاستحمام أو المواد اللاصقة الفينولية المستخدمة في صناعة الخشب الرقائقي ، من قبل المستخدم الذي يخلط مادتين كيميائيتين ويستخدمان المزيج على الفور قبل أن "ينضج" البلاستيك أو يعالج  يبدأ تكوين الوحدات المتكررة للبلاستيك الحراري عادة بتشكيل جزيئات صغيرة قائمة على الكربون يمكن دمجها لتشكيل مونومرات. وترتبط المونومرات بدورها بواسطة آليات البلمرة الكيميائية لتشكيل البوليمرات. قد يبدأ تكوين المادة الخام بفصل المواد الكيميائية الهيدروكربونية من الغاز الطبيعي أو البترول أو الفحم إلى تيارات نقية من المواد الكيميائية. ثم يتم معالجة بعضها في "عملية التكسير". هنا ، في وجود محفز ، يتم تحويل جزيئات المواد الخام إلى مونومرات مثل الإيثيلين (الإثيلين) C2H4 ، البروبيلين (البروبين) C3H6 ، و Butene C4H8 وغيرها. تحتوي كل هذه المونومرات على روابط ثنائية بين ذرات الكربون بحيث تتفاعل ذرات الكربون مع البوليمرات   يتم عزل المواد الكيميائية الأخرى للمواد الخام من البترول ، مثل البنزين والزيلين. تتفاعل هذه المواد الكيميائية مع الآخرين لتشكيل مونومرات للبوليسترين ، النايلون ، والبوليستر. تم تغيير المواد الخام إلى مونومرات ولم تعد تحتوي على الكسور البترولية. لا يزال 



     المواد الخام

     الأخرى من الموارد المتجددة ، مثل السليلوز من الخشب لجعل cellulose butyrate. ولكي تعمل خطوة البلمرة بكفاءة ، يجب أن تكون المونومرات نقية للغاية. جميع الشركات المصنعة لتنقية المواد الخام والمونومرات ، والتقاط المواد الخام غير المستخدمة لإعادة الاستخدام والمنتجات الثانوية للتخلص السليم.ثم يتم ربط المونومرات كيميائياً في سلاسل تسمى البوليمرات. هناك آليتان أساسيتان للبلمرة: تفاعلات إضافة وتفاعلات تكثيف. وبالنسبة إلى ردود الفعل الإضافية ، يضاف محفز خاص ، غالباً ما يكون بيروكسيد ، مما يؤدي إلى ربط مونومر واحد بالجهاز التالي ، ثم إلى التالي وهكذا. لا تسبب المحفزات حدوث تفاعلات ، ولكنها تتسبب في حدوث ردود الفعل بسرعة أكبر. إضافة البلمرة ، المستخدمة في البولي إيثيلين والبوليسترين والبولي فينيل كلوريد من بين أمور أخرى ، لا يخلق أي منتجات ثانوية. يمكن إجراء التفاعلات في المرحلة الغازية المشتتة في السوائل. تستخدم آلية البلمرة الثانية ، بلمرة التكثيف ، عوامل حفازة لجعل كل المونومرات تتفاعل مع أي مونمر مجاور. ينتج عن رد الفعل مونومرات ثنائية تشكيل ثنائي (خلايا وحدتين) بالإضافة إلى منتج ثانوي. يمكن دمج Dimers لتكوين tetramers (أربع خلايا وحدة) وهكذا. لتبلمرة التكثيف يجب إزالة المنتجات الثانوية للتفاعل الكيميائي لإنتاج منتجات مفيدة. بعض المنتجات الثانوية هي المياه التي يتم معالجتها والتخلص منها. 



    المنتجات الثانوية الأخرى هي المواد الخام وإعادة تدويرها لإعادة استخدامها في إطار العملية. تتم إزالة المنتجات الثانوية بحيث لا تضيع المواد الخام المعاد تدويرها القيمة للبيئة أو تتعرض للتجمعات السكانية. عادة ما تتم تفاعلات التكثيف في كتلة من البوليمر المصهور. تصنع البوليستيرات والنايلون          يمكن أن تنتج توليفات مختلفة من المونومرات راتنجات بلاستيكية ذات خصائص وخصائص مختلفة. عندما تكون جميع المونومرات متماثلة ، يطلق البوليمر على homopolymer. عند استخدام أكثر من مونومر واحد ، يسمى البوليمر بوليمر مشترك. أباريق الحليب البلاستيكية هي مثال على HDPE homopolymer. يتم تعبئتها بشكل مرض الحليب في بولي إثيلين منخفض الكثافة homopymer أقل تكلفة. زجاجات المنظفات الغسيل هي مثال على البوليمرات عالية الكثافة. الطبيعة العدوانية للمنظفات تجعل من البوليمر المشترك الخيار الصحيح لأفضل وظيفة خدمة. ينتج كل مونمر راتنجًا من البلاستيك له خصائص وخصائص محددة. مجموعات من المونومرات تنتج بوليمرات مشتركة مع مزيد من التغيرات في الخصائص. لذلك ، في كل نوع من البوليمر ، مثل النايلون ، والبوليسترات ، والبولي إيثيلين ، وغيرها ، يمكن للشركات المصنعة تصنيع البلاستيك حسب الطلب. يمكن جعل Polyethylenes لتكون صلبة أو مرنة. يمكن أن تكون بوليستر لتكون مواد لاصقة ذات درجة حرارة منخفضة أو قطع غيار مقاومة لدرجات الحرارة العالية. قد تصهر بوليمرات حرارية البلاستيك الناتجة لتشكيل العديد من أنواع مختلفة من المنتجات البلاستيكية مع تطبيق في العديد من الأسواق 
    الرئيسية.التنوع من البلاستيك إما داخل أنواع عائلة البلاستيك أو بين أنواع الأسرة يسمح للبلاستيك لتكون مصممة خصيصا لمتطلبات تصميم محددة والأداء. هذا هو السبب في أن بعض أنواع البلاستيك تكون مناسبة بشكل أفضل لبعض التطبيقات في حين أن البعض الآخر هو الأنسب لتطبيقات مختلفة تمامًا. لا أحد من البلاستيك هو الأفضل لجميع الاحتياجات   كما ناقشنا ، يمكن أن تكون البوليمرات المتجانسة أو copolymers. إذا كانت السلاسل الطويلة تظهر رابطًا مستمرًا من ذرات الكربون إلى الكربون ، فإن البنية 

    تسمى متجانسة. تسمى السلسلة الطويلة العمود الفقري. البولي بروبيلين والبولي بيوتيلين والبوليسترين والبولي ميثيل بينتين هي أمثلة للبوليمرات ذات بنية الكربون المتجانسة في العمود الفقري. إذا تم قطع سلاسل ذرات الكربون بشكل متقطع بالأكسجين أو النيتروجين ، فإن البنية تسمى غير متجانسة. Polyesters ، nylons ، والبولي كربونات هي أمثلة على البوليمرات ذات البنية غير المتجانسة. تميل البوليمرات غير المتجانسة كطبقة إلى أن تكون أقل متانة من الناحية الكيميائية من البوليمرات المتجانسة ، على الرغم من أن العديد من الأمثلة على العكس  كيف يمكن أن ترتب الروابط في اللدائن الحرارية أيضًا تغيير هيكل وخصائص اللدائن. يتم تجميع بعض المواد البلاستيكية من المونومرات بحيث تكون هناك عشوائية متعمدة في حدوث العناصر المرفقة والمجموعات الكيميائية. الآخرين لديهم المجموعات المرفقة تحدث في ترتيب يمكن التنبؤ به للغاية. سوف البلاستيك ، إذا كان الهيكل يسمح ، تشكل بلورات. بعض اللدائن تشكل بلورات بسهولة وسرعة ، مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (بولي إيثيلين). يمكن أن تظهر HDPE ضبابية من البلورات وتظهر صلابة وقوة. يتم تصنيع اللدائن الأخرى بحيث لا يمكن وضعها معا لتشكيل بلورات ، مثل البولي إيثيلين منخفض الكثافة ، البولي إثيلين المنخفض الكثافة. البلاستيك اللابلوري عادة ما يكون واضحًا في المظهر. من خلال ضبط الترتيب المكاني للذرات على سلاسل العمود الفقري ، يمكن لمصنع البلاستيك تغيير خصائص الأداء للبلاستيك.يمكن أن يؤدي التركيب الكيميائي للعمود الفقري واستخدام البوليمرات المشتركة والربط الكيميائي للعناصر والمركبات المختلفة إلى العمود الفقري واستخدام البلورة إلى تغيير خصائص المعالجة والجماليات والأداء الخاصة بالبلاستيك. يمكن أيضًا تغيير المواد البلاستيكية عن طريق إضافة مواد مضافة اضافات عندما تظهر البلاستيك من المفاعلات ، قد يكون لها الخصائص المرغوبة لمنتج تجاري أو لا. إدراج المواد المضافة قد ينقل إلى خصائص محددة من البلاستيك. بعض البوليمرات تدمج مادة مضافة أثناء التصنيع. البوليمرات الأخرى تشمل المواد المضافة أثناء المعالجة في الأجزاء النهائية. يتم دمج المواد المضافة في البوليمرات لتغيير وتحسين الخواص الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية الأساسية. تُستخدم الإضافات أيضًا لحماية البوليمر من التأثيرات المهينة للضوء أو الحرارة أو البكتيريا. لتغيير خصائص معالجة البوليمر مثل تدفق الذوبان ؛ لتوفير لون المنتج ؛ لتوفير خصائص خاصة مثل المظهر السطحي المحسّن ، الاحتكاك المنخفض ، تثبيط اللهب    

     بثق البلاستيك 


    بيبات أو حبيبات أو مسحوق ، في قارورة ثم تغذيتها في غرفة طويلة ساخنة يتم تحريكها من خلال عمل المسمار الدوار المستمر. الغرفة عبارة عن اسطوانة ويشار إليها باسم الطارد. يمكن أن يحتوي الطارد على مسامير دوارة واحدة أو اثنتين. يتم ذوبان البلاستيك من خلال العمل الميكانيكي للمسمار والحرارة من جدار الطارد. في نهاية الغرفة الساخنة ، يتم إخراج البلاستيك المنصهر من خلال فتحة صغيرة تسمى قالب لتكوين شكل المنتج النهائي. عندما يكون البلاستيك مقذوفًا من القالب ، يتم تغذيته على حزام ناقل للتبريد أو على بكرات للتبريد أو عن طريق الغمر في الماء للتبريد. مبدأ العملية هو نفس مبدأ تشغيل مفرمة اللحم ولكن مع سخانات مضافة في جدار الطارد وتبريد المنتج. وتشمل أمثلة المنتجات المبثوقة الحواف على العشب ، والألواح ، والأفلام ، والورق المطلي ، والعزل على الأسلاك الكهربائية ، والميزاب ، وأسفل الحواف ، والخشب البلاستيكي ، وتزيين النوافذ. تتم معالجة اللدائن الحرارية من خلال البثق المستمر. يمكن أن يتم بثق المطاط الصناعي من النوع الحراري (Thermoset) إلى العوامل الجوية عن طريق إضافة محفزات إلى المادة المطاطية حيث يتم إدخاله في الطارد.الصقل هذه العملية المستمرة هي امتداد لسحب الأفلام. يتم تبريد البارد الدافئ المصقول على اللفة الباردة المصقولة لخلق طبقة من سماكة 0.005 بوصة إلى 0.500 بوصة. يتم الاحتفاظ بسماكة جيدة ويتم جعل السطح على نحو سلس بواسطة البكرات المصقولة. يستخدم التقويمات للحصول على مخرجات عالية والقدرة على التعامل مع قوة الذوبان المنخفضة. يتم ترقيم أفلام البولي إيثيلين الثقيلة المستخدمة لبخار البناء والحواجز السائلة. عادةً ما يتم تصنيع أفلام PVC عالية الحجم باستخدام التقاويم.  



     تهيب الافلام  


     هذه العملية تقذف بشكل عمودي بشكل دائري حلقة من البوليمر شبه المنصهر في اتجاه تصاعدي ، مثل النافورة. يتم الحفاظ على فقاعة الهواء التي تمدد البلاستيك محوريا وقطريا في أنبوب عدة مرات من قطر الحلبة. يعتمد قطر الأنبوب على البلاستيك الذي يتم معالجته وظروف المعالجة. يتم تبريد الأنبوب عن طريق الهواء ويتم امتصاصه وجرحه باستمرار كأنبوب مسطح. يمكن معالجة الأنبوب لتشكيل أكياس قابلة للبيع أو شق لتشكيل لفائف من الفيلم بسماكة 0.0003 إلى 0.005 بوصة. يمكن استخدام طبقات متعددة من الراتنجات المختلفة  من أساسيات تصنيع البلاستيك 

     حقن وصب البلاستيك  

    أساسيات تصنيع البلاستيك
    أساسيات تصنيع البلاستيك 



     حقن البلاستيك   هذه العملية يمكن أن تنتج أجزاء معقدة ثلاثية الأبعاد من جودة عالية واستنساخ كبيرة  ويستخدم في الغالب في اللدائن الحرارية ولكن يتم أيضًا معالجة بعض اللدائن الحرارية واللدائن عن طريق صب الحقن. في حقن صب يتم تغذية المواد البلاستيكية في قادوس ، والذي يغذي في الطارد. يدفع برغي الطارد البلاستيك عبر غرفة التسخين حيث يتم إذابة المادة. في نهاية الطارد يتم الضغط على البلاستيك المنصهر عند الضغط العالي في قالب بارد مغلق. هناك حاجة إلى الضغط العالي للتأكد من ملء القالب بالكامل. بمجرد أن يبرد البلاستيك إلى مادة صلبة ، يتم فتح القالب وإخراج المنتج النهائي. يتم استخدام هذه العملية لجعل عناصر مثل أحواض الزبدة ، حاويات الزبادي ، وأغطية زجاجات ، ولعب الأطفال ، والتجهيزات ، وكراسي الحديقة. يمكن إضافة محفزات خاصة لإنشاء منتجات البلاستيك بالحرارة أثناء المعالجة ، مثل أجزاء المطاط السيليكون المعالج. إن عملية التشكيل بالحقن هي عملية متقطعة حيث يتم تشكيل الأجزاء في قوالب ويجب تبريدها أو شفائها قبل إزالتها. يتم تحديد الاقتصاد من خلال عدد الأجزاء التي يمكن إجراؤها في كل دورة ومدى اختصار الدورات  

     نفخ البلاستيك 

    أساسيات تصنيع البلاستيك
    أساسيات تصنيع البلاستيك 



    نفخ البلاستيك النفخ هو عملية تستخدم بالاقتران مع قذف أو حقن صب وحد من اهم
     أساسيات تصنيع البلاستيك, صب القوالب ، يشكل القالب أنبوبًا شبه مستمر منصهر للمواد البلاستيكية الحرارية. يتم ضغط القالب المبرد حول الأنبوب ثم يتم نفخ الهواء المضغوط في الأنبوب  لتتوافق الأنبوب مع الجزء الداخلي من القالب وترسيخ الأنبوب الممدد. وعموما ، فإن الهدف هو إنتاج ذوبان منتظم ، تشكيله في أنبوب مع المقطع العرضي المطلوب وضربه في الشكل الدقيق للمنتج. يتم استخدام هذه العملية لتصنيع المنتجات البلاستيكية المجوفة ، وتتمثل الميزة الرئيسية لها في قدرتها على إنتاج أشكال مجوفة دون الحاجة إلى الانضمام  إلى جزأين أو أكثر من الأجزاء المقولبة بالحقن بشكل منفصل. يتم استخدام هذه الطريقة في صناعة بعض الأدوات مثل البراميل التجارية وزجاجات الحليب. طريقة أخرى لضربة القالب هي حقن القالب على شكل وسيط يسمى التشكيل ثم تسخين التشكيل وتوجيه البلاستيك المرن بالحرارة إلى الشكل النهائي في قالب مبرد. هذه هي عملية صنع زجاجات المشروبات الغازية         توسع حبة موسع - تبدأ هذه العملية بحجم حبيبات من البلاستيك يتم وضعه في قالب. تحتوي الخرزات على عامل نفخ أو غاز ، وعادة ما يكون البنتان ، المذاب في البلاستيك. يتم تسخين القالب المغلق لتليين البلاستيك وتوسع الغاز أو عامل النفخ يولد الغاز. والنتيجة هي هيكل الخلية المغلقة المنصهر من البلاستيك الرغوي الذي يتوافق مع شكل ، مثل أكواب البوليسترين الموسع. إن لوح العزل الحراري البوليسترين الممدود في الستايروفوم مصنوع في عملية بثق متواصل باستخدام النفخ المتوسع.الصب الدوراني - يتكون القالب الدوراني من قالب مركب على آلة قادرة على الدوران على محورين في آن واحد. يوضع الراتنج الصلب أو السائل داخل القالب ويتم تطبيق الحرارة. دوران يوزع البلاستيك في طلاء موحد في داخل القالب ثم يتم تبريد القالب حتى يبرد الجزء البلاستيكي ويصلب. يتم استخدام هذه العملية لإجراء تكوينات أجوف. وتشمل المنتجات الشائعة المقولبة دوارة براميل الشحن وخزانات التخزين وبعض الأثاث واللعب الاستهلاكي.صب ضغط - هذه العملية لديها حجم مهيأ من البلاستيك وضعت في تجويف القالب ومن ثم يتم تطبيق قالب أو قابس الثاني للضغط على البلاستيك في الشكل المطلوب. يمكن للبلاستيك أن يكون ثيرموسيت شبه معالج ، مثل إطار سيارة ، أو لدن بالحرارة أو حصيرة من راتنجات ثيرموسيت وألياف زجاجية طويلة ، مثل هيكل القارب. يمكن أتمتة عملية ضغط القالب أو تتطلب قدراً كبيراً من اليد. صب القولبة هو تحسين صب الانضغاط. يتم استخدام صب نقل لتغليف أجزاء ، مثل لتصنيع شبه الموصلإن تشكيل الخشب الرقائقي أو لوح الجدائل الموجه باستخدام مواد لاصقة حرارية هو شكل من أشكال التشكيل بالضغط. يتم تلبيس قشرة الخشب أو خيوطه باستخدام راتنجات الفورمالدهايد المحببة من الفينول الحراري ، ويتم ضغطها وتسخينها حتى يتشكل البلاستيك بالحرارة إلى مادة لاصقة صلبة 

     صب البلاستيك    


     هذه العملية هي الضغط المنخفض ، وغالبا ما مجرد صب ، وإضافة الراتنجات السائلة إلى قالب. يمكن تشكيل البلاستيك بالحرارة المحفز إلى أشكال معقدة عن طريق الصب. يمكن أن يلقي بالحرارة الملدن polymethyl methacrylate في بلاطات لتشكيل النوافذ لأحواض السمك التجارية. يمكن صب جعل ورقة سميكة ، 0.500 بوصة إلى العديد من بوصة سميكة.التشكيل الحراري - يتم تسخين أفلام لدن بالحرارة لتليين الفيلم ، ثم يتم سحب الفيلم الناعم عن طريق التفريغ أو الضغط عن طريق الضغط لتتوافق مع قالب أو يتم ضغطه بمقبس في قالب. أجزاء هي بالحرارة إما من قطع قطع لورقة سميكة ، أكثر من 0.100 بوصة ، أو من لفات من ورقة رقيقة. يتم قطع الأجزاء النهائية من الورقة والمادة الخردة المعاد تدويرها لتصنيع ورقة جديدة. يمكن أتمتة العملية لإنتاج كميات كبيرة من حاويات المواد الغذائية المحارية أو يمكن أن تكون عملية يدوية بسيطة لصنع الأدوات الحرفية ....
    التعليقات
    0 التعليقات

    إرسال تعليق