المواد البلاستيكية و اللدائن

إلموأد البلاستيكية - اللدائنية plastic materials
________________________________________
تعريف المواد البلاستيكية اللدائن
هى عبارة عن مركبات ذات جزيئيات كبيرة تنتج من الراتنجات - ريزينات resins ومواد اضافية مساعدة كالملونات والملدنات والمثبتات ،....،لتعديل نعض خواصها كالمقاومة الميكانيكية واللدونة ومقاومة الاكسدة وثبات الابعاد ،........، وبالتالى تسهيل عملية التصنيع

راتنجات + مواد اضافية مساعدة ----> مواد بلاستيكية
ونلاحظ فى هذة المعادلة ان اساس المواد البلاستيكية هو الراتنجات وهى عبارة عن مواد عضوية صلبة أو شبة صابة ، غير متبلورة .قد تكون طبيعية ،اوصناعية غالبأ
وبشكل ادق هى بوليمرات polymers تشكل سبكة من طبيعة عضوية أونصف عضوية ، وتنتج من تفاعل طبيعى أو صناعى مثل البلمرة :polymerisation
وجدير بالذكر ، أن المواد البلاستيكية تنقسم الى قسمين رئيسيين ، وهما

1-المواد البلاستيكية المتصلبة حراريأ thermosetting (ts)..0
وهى مجموعة من المواد البلاستيكية ذات البنية الجزيئية المختلطة ، والتى تفقد لدونتها بعد تصلبها الاول . أى لا يمكن اعادة تسخينها وتشكيلها من جديد . واذا تم تسخينها على سبيل التجربة لدرجة حرارة فوق درجة حرارة أنصهارها ، تتفحم وتنهار دون أن تتلدن .
وتتسلسل عائلات ومواد البلاستيك المتصلبة حراريأ الى الاتى
-الاكيدات : الاكيد
-الاليات : فثالات البولى دياليل .ايزوفئاتالدياليل .
-الايبوكسيدات : الايبوكسيد .ثلاثى الامين .ثنائى الاثيلين .رباعى الامين .ثلاثى الاثيلين .ثنائى أمينو.ميثافينيليدين .ثنائى أنيلين . المثيلين . سولفون ثنائى الفينيل ثنائى الامينو.امين ثنائى ميثيل .أنهدريدميتيل النادك
-الامينو : الميلامين فورمالديهيد .اليوريافورمالديهيد.
-الفينوليكات : الفينول فورمالديهيد .الميلامين فينول .
البولى بوتادينات : ستيرين . البولى بوتادين .أكريلونتريل .البولى بوتادين.
-البولى أسترات المتصلبة حراريأ : البولى استر المتصلب حراريأ .
-السليكونات البلاستيكية : السليكون البلاستيكى .
البولى ايميدات المتصلبة حراريأ : البولى ايميد التكاثفى المتصلب حراريأ . البولى أيميد الجمعى .

2-المواد البلاستيكية الحرارية thermoplastics

وهى مجموعة من المواد البلاستيكية ذات البنية الجزئية الخطية ، والتى تتلدن بالحرارة أثناء تسخينها وتتصلب بالبرودة فى اثناء تبريدها وتتميز هذة المواد بأنها لاتفقد لدونتها بتكرار التسخين والتبريد ...اى يمكن تكرار هذة العملية بصورة غير نهائية .

وتسلسل عائلات المواد البلاستيكية الحرارية والمواد المستخرجة منها كالاتى

-الستيرين : بولى ستيرين .البولى ستيرين عالى الصدم . بوتادين البولى .

-الفلوروكربونات : بولى رباعى .فلورو الاثيلين .الاثيلين .فلوريد الفينيليدين .البوليمر الاسهامى للبروبيلين .

-السليولوزات : أسيتا السليولوز.زبدات اسيتات .الكاربوكسى .سليولوز الاثيل .سليولوز ميثيل .

-الاكريليكات : حمض البولى اكرييليك.البولى ميثيل .بولى اكريلونتريل .

-الامونوميرات : الايونومير .

الاوليفينات : a-البولى اثيلين منخفض الكثافة وعالى الضغط . البلمرة تتم بضغط عالى

b- البولى اثيلين عالى الكثافة ومنخفض الكثافة . البلمرة تتم بضغط منخفض .

c-البولى اثيلين ذو الكثافة والضغط المتوسطين . البلمرة تتم بضغط متوسط .

d-البولى بروبيلين .البولى اللومير .بنتين البولى ميثيل .البولى بوثيلين أسيتات بولى اثيلين الفينيل .

-البولياميدات ( النايلونات ) : النايلون 6.النايلون 6/6.النايلون 6/10 . النايلون 8 .النايلون 11. النايلون 12
ملاحظة : مواد عائلة البولياميدات (النايلونات ) تعطى ارقام بحيث يدل كل رقم على عدد ذرات الكربون فى حمض الديامين والديباليك المستعملين فى انتاج النايلون .


-الفينيلات :كلوريد البولى فينيل الصلب .كلوريد البولى فيلين الطرى ..اسيتال البولى فينيل .البوليمر المشترك لكلوريد الفينيل .

-البولى استرات الحرارية : تيريفثلات البوتيلين تيريفثلات رباعى المثيلين . البولى استر المشبع .
ملاحظة : البولى استرات متوفرة بكلا نوعيها البلاستيك الحرارى والمتصلب حراريأ .

الاسيتالات : البولى اسيتال

البولى كربونات : بولى كلربونات

الباريلينات : باريلين n.باريلين c بولى بارا كسيليلين .بولى مونو كلور بارا كسيليلين .


البولى ايميدات الحرارية :البولى ايميد التكاثفى الحرارى . أيميد البولى ايميد

البولى اريلات : اثير البولى اريل . سولفون البولى أريل .

البولى سولفونات : البولى سولفون سولفون البولى اثير .

البولى يوريثان : البولى يوريثان .

الفينولات : أوكسيد البولى فينيلين . سولفيد البولى فينيلين

الراتنجات والمواد البلاستيكية :فثالات ثنائى البوتيل . اديبات ثنائى ايزوديكيل .

المونوميرات : كلوريندات الدياليل .فيومارات الدياليل . ميثا أكريلات الميثيل .رباعى فلورو الاثيلين .سيانورات ثلاثى الاليل .

سوف يتم شرح كل نوع من المواد المذكورة على حدة وذلك للايضاح وتبسيط الامور العلمية للسادة الاعضاء قليلى الخبرة بالبلاستيك .


________________________________________
المواد البلاستيكية المتصلبة حراري

1-الاكيدات
عبارة عن عائلة بلاستيكية متصلة حراريأ تشتق من راتنجات البولى استر غير المشبع
وتنتج الاكيدات على شكل مركبات قولبة
(moulding compounds )
وعلى شكل سائل وبشكل عام تستعمل الاكيدات بنسبة 90% على شكل سوائل لاستعمالها كمادة تكسية او مادة طلائية .
وتتوفر الاكيدات الخام باربعة اشكال رئيسية هى :الكريات والالياف والمعجون والكتل حيث تستعمل الكريات فى القولبة بالضغط واحيانأ بالتحويل . اما الالياف والمعجون فغالبأ ما تقولب بالتحويل ويمكن تقوية هذة العائلة بالالياف الزجاجية لتحسين مواصفاتها بشكل عام وبشكل خاص المواصفات الميكانيكية والكهربائية
المواصفات : كما فى معظم مواد البلاستيك المتصلب حراريأ تتصف الاكيدات بصلابتها وثبات ابعادها حتى فى درجات الحرارة المرتفعة ونظرأ لمحافظتها على المواصفات الكهربائية حتى فوق درجة الحرارة
204c
بشكل مستمر فقد قام مصنعو السيارات باستغلال هذة الميزة الجيدة لقولبة فنجان الموزع الكهربائى فى السيارة بطريقة تتميز أيضأ بانخفاض امتصاصها للرطوبة والاحتفاظ بالخواص الكهربائية عند غياب الرطوبة وهذة الميزة تكمن من استخدامها فى تطبيقات اجهزة الاشتعال فى المحركات كما تصبح مقاومة للصدم عند تقويتها بالالياف الزجاجية وتتلون بسهولة بمجال واسع من الالوان غير انعا تتأثر بالحموض القوية والقاعدية لكنها تصمد أمام المحاليل العضوية

الاستعمالات
تستعمل بشكل سائل غالبأ لاكساء الاطباق أما مركبات القولبة فتستخدم فى تصنيع قطع الدارات الكهربائية وبعض عناصر الراديو والتليفزيون وفى تصنيع بعض قطع السيارات والقطع العازلة الكهربائية

فثالات البولى دياليل وايزوفثالات الدياليل

تعتبر فثالات البولى دياليل من اكثر بوليميرات الاليل استعمالأ فى مختلف التطبيقات فهى مادة بلاستيكية متصلبة حراريأ تم تطويرها لتنافس راتينجات الفينوليك والامينو
أما ايزوفثالات الدياليل فهو بوليمر مرافق وتمت بلمرتة عام 1950 كمادة انتاجية لقولبة مركبات القذائف والصواريخ التى يجب ان تصمد امام التغيرات السريعة والقاسية للظروف الجوية

المواصفات: تتميز فثالات البولى دياليل بشدة العزل العالية ومقاومة القوس الكهربائى
وليس للبوليمرات المعالجة طعم او رائحة وتصميم مركبات للاستعمال بدرجات الحرارة العالية وبشكل مستمر حيث تستطيع العمل حتى عند درجة
177c
كما تتميز بعدم امتصاصها الرطوبة بشكل ملحوظ وبمقاومتها لمعظم المزيبات والحموض والقلويات مقاومة للتبع الكهربائى ويمكن تلوينها بمجال واسع من الالوان حتى بالوان بصرية وشفافة
والمواصفات العامة لمختلف مركبات فثالات البولى دياليل حيث نلاحظ ان لة ستة انواع
الاورلون ؛الداكرون , المقوى بالياف زجاجية ذات شعيرات طويلة المقوى بالاسبستوس المقوى بالالياف زجاجية ذات شعيرات صغيرة والعمود الاخر مخصص للايزوفثالات دياليل المقوى بالياف زجاجية ذات شعيرات صغيرة
الاستعمالات :
تتوفر راتينجات الاليلات على شكل حبيبات قولبة مع توفر عدد كبير من مواد التقوية وتتم قولبة هذة المركبات بالضبط والتحويل اضافة لذلك يمكن استخدام فثالات دياليل كرايتنج لتشريب الالياف الزجاجية والالياف الصنعية للحصول على منتجات قوية ومتينة كما يمكن استخدامة كورنيش عازل ومواد مانعة للتسرب وصفائح للزخرفة
من التطبيقات النموزجية لمركبات الاكيل بشكل عام تصنيع الهواتف واغطية انوار السيارات وزجاج الساعات واوعية الطعام وبعض قطع الطائرات وقبة الطائرة

الايبوكسيد:
مازالت راتينجات الايبوكسيد تتوسع فى مجال الصناعات البلاستيكية وبشكل يزيد عن باقى مواد البلاستيك المتصلبة حراريأ بسبب توفرها باشكال مختلفة ولتمتعها بمواصفات حرارية وكيميائية جيدة
المواصفات :
تتميز راتينجات الايبوكسيد بمقاومة حرارية وكيميائية جيدة ولكن على حساب الكلفة كما تتميز بصلابتها وبالمواصفات الكهربائية الجيدة اضافة الى قدرتها على العمل وبشكل مستمر فى درجات حرارة فوق
149c
مع المحافظة على مواصفاتها بشكل كبير حتى فى درجات حرارة فوق
260c
ومقاومتها للصدمات جيدة ما عدا بعض الانواع الهشة منها كما ان مقاومتها لتغيرات الظروف الجوية ومواصفاتها فى درجات الحرارة المنخفضة جيدة حتى عند درجة حرارة تصل الى
57c
الاستعمالات:
epمعظم تطبيقات
فى التكسية مثل تكسية الاوعية المقاومة للتأكل والاهتراء وتكسية الانابيب وبعض المعادن كما يستعمل كمادة لاصقة قوية جدأ وخاصة للمعادن وللزجاج وللسيراميك ولمواد اخرى متعددة يقولب بالضغط والتحويل لتصنيع الانابيب المقواة والعناصر الكهربائية وهياكل الشائع الكهربائية للسيارات كما يمكن تصنيعة على شكل صفائح مقواة بالالياف الزجاجية
كما يستخدم الايبوكسيد مع مسحوق الالمنيوم بنسبة خلط 50% للحصول على مركب مقوى ويستخدم للقولبة بالتغليف والاطمار للقطع الالكترونية والجلب والعوازل وقولبة اللوحات الكهربائية وهياكل المراكب وبعض المعدات العسكرية وهياكل بعض انواع الطائرات

الميلامين فورمالديهيد واليوريا فورمالديهيد يعتبر من اهم المركبات المنتمية لعلئلة الامينو البلاستيكية المتصلبة حراريا حيث يتم انتاجهما بتفاعل الميلامين او اليوريا مع الفورمالديهيد هذان المركبان متشابهان تمامأ من حيث النقاء وسهولة التلوين بشكل افضل من بقية مواد البلاستيك المتصلبة حراريأ وكلاهما يمكن حشوة او تقويتة بنشارة الخشب والالياف الزجاجية او اى مادة تقوية اخرى لتقليل هشاشتيهما

المواصفات :
تتميز راتنجات الامنيوم بقساوتها العالية ومقاومتها للخدش
والجدير بالذككر ان القطع المقولبة من راتينجات الامينو تبدى سطحأ لامعأ وبالوان براقة وخاصة الشفافية منها وتتميز ايضأ بمقاومة سوائل التنظيف والغازولين والزيوت وباقى المنظفات شائعة الاستعمال وتستطيع الصمود امام درجات الحرارة من
51c
وبشكل مستمر حتى
83c
لاتحترق هذة المركبات ولا تتلدن حتى لو عرضت للهب
ثباتية ابعادها جيدة ومواصفاتها الكهربائية جيدة ايضأ
الاستعمالات :
تتوفر راتينجات اليوريا فورمالديهيد والميلامين فورمالديهيد على شكل مسحوق اوحبيبات من اجل قولبتها بالضغط والتحويل حيث تستخدم لتصنيع اغطية المفاتيح والازرار الكهربائية وهيكل الراديو واوانى وادوات الطعام المزخرفة ذات الشكل الجذاب كما تستخدم هذة المركبات فى تصنيع اكواب القهوة وقبضات الابواب وادوات اخرى وتتوفر مركبات الميلامين واليوريا ايضأ على شكل مواد لاصقة وخاصة للاخشاب كما تستعمل كطلاء ومواد تكسية للاقمشة الصنعية والورق
الفينول فورمالديهيد
ينتمى الى مواد عائلة الفينوليك المتصلبة حراريأ حيث ينتج من تفاعل الفينول – حمض الكربوليك مع الفورمالديهيد بوجود حفازات تفاعلية
والبوليمر الناتج يمكن الحصول علية كسائل للقولبة بالصب والربط والطلاء والتلبيس والتشريب ويمكن انتاجة عاى شكل مركبات قولبة متوفرة بلون اسود

المواصفات :
الميزات الرئيسية هى القساوة والصلابة والمقاومة الحرارية
اما مساوئة
الهشاشة مالم تتم تقويتة لذلك نادرأ مايستخدم فى القولبة دون تقوية والعوامل الى تذيد من سرعة انتشارة
فى الصناعة البلاستيكية هى قلة تكاليفة ومواصفات العزل الممتازة ومقاومتة الحرارية التى نصل الى
260c
ومقاومتة لمعظم المذيبات الكيميائية الشائعة والحموض الضعيفة
كما تمكنة ثبباتية ابعادة وقلة امتصاصة للماء من استخدامة فى تصاميم الاجهزة الدقيقة
الاستعمالات:
يقولب بالضغط والتحويل ويستعمل كسائل لتكسية وتصفيح القشريات والاقمشة والاوراق ويستعمل كطلاء ولاصق بلاستيكى وبخاصة للاخشاب
ومن اهم التطبيقات قولبة الموزع الكهربائى للسيارات واغطية الوشائع الكهربائية والهواتف والادوات المنزلية وتشريب بطانة مكبح السيارات وتستخدم الصفائح المقواة بالالياف الزجاجية لتصنيع لوحات الاسقف المستعارة


________________________________________
البولى استر المتصلب حراريأ :


يعد من افضل بوليمرات البلاستيك المتصلب حراريأ كراتينج مقوىبالالياف الزجاجية وينتج هذا البوليمر من بلمرة كحولات معينة مع الحموض ويتوفر على شكل رقائق بولى استر مبلمرة تمامأ او على شكل حبيبات بولى استر حرارى او كراتنج يستعمل كحفاز اثناء عملية القولبة فى فترة المعالجة وبوليميرات المتوفرة على شكل سائل نقية لا لون لها ويمكن تحميلها بمواد التحميل المعروفة لتحسين بعض خواصها كما يمكن تلوينها وتقويتها بالالياف الزجاجية لتحسين الخواص الميكانيكية

مواصفاتها :

تختلف مواصفات البولى استر باختلاف طرق انتاجها فالبولى استرات المتوفرة على شكل حبيبات ذات مقاومة جيدة لتغيرات الظروف الجوية والكيميائية ولمعظم المذيبات والحموض والاملاح كما تتصف البولى استر البوليستير بصلابتة وقوتة الممتازة فى حالة تقويتة عازليتة الكهربائية عالية مع قدرتة على مقاومة الحرارة حتى
260c
ولمدة طويلة وهو قابل للتلوين كما يتوفر على شكل سائل يستخدم كحفاز بحيث يخلط مع المادة المطلوبة قولبتها

الاستعمالات :
تتم قولبة صفائح البولى استر المقواة بالالياف الزجاجية بطرق عديدة منها طريقة القولبة اليدوية وطريقة القولبة بقالب ( molds ) متوائم وطريقة القولبة بالكيس وذلك لتصنيع هياكل القوارب والسيارات والطائرات
وتستخدم الراتنجات المسبقة المزج فى القولبة بالضغط لتصنيع مقابض المطارق وبعض التطبيقات الاخرى وخاصة الهياكل التى تحتاج الى مواصفات مثل مواصفات البولى استر المقوى .

البولى بوتادينات :

هى عبارة عن مجموعة من البوليمرات المتصلبة حراريأ واهم بوليمرات هذة العائلة هى البولى بوتادين ستيرين او كريلونتريل البولى بوتادين تتوفر مركبات هذة العائلة على شكل مواد قولبة وراتينجات لتصنيع الصفائح ومتطلبات التكسية وعلى شكل سائل للقولبة بالصب وعلى شكل رغوى ايضأ أ

المواصفات :
تتميز مجموعة البوليمرات بثباتية ابعاد جيدة ومواصفات كهربائية ممتازو
واذا كانت مركباتة معالجة بشكل كامل فانة يتمتع بمواصفات عازلية وكيميائية جيدة جدأ حتى ان درجة حرارة التشوة تزيد عن
260 c
السليكونات :
وتعتبر من اصعب المواد البلاستيكية فى تحديدها وتمييزها تقريبأ
وهى تتوفر على شكل راتنجات نقية او على شكل مطاط او على شكل لاصق او على شكل سوائل

المواصفات :
تتوفر السليكونات باشكال متعددة كمركبات للقولبة بالضغط والتحويل او على شكل نصف سائل كمادة طلاء اوتلبيس ويبدو احيانأ بشكل مطاطى حيث يبدى معدل استطالة فوق 800% ومقاومة الشد ممتازة وتستطيع السليكونات اداء عملها فى مجال درجات حرارة
(- 96 ) - (+315c)
وبشكل مستمر تتميز السليكونات ايضأ بمقاومتها الممتازة للاكسدة والكيماويات والزيوت والماء والبخار والاشعاعات وعند استعمال السليكون كمادة لاصقة فانة يحافظ على قوتة وطراوتة حتى فى درجات حرارة فوق
260c
والسليكونات خاملة تجاة الكيماويات وليس لها رائحة او طعم لكن بعض المذيبات مثل الغازولين والبنزين تسبب انتفاخأ زائدأ فيها
مواصفاتها الكهربائية جيدة حتى فى درجات الحرارة المرتفعة وبظروف الرطوبة

الاستعمالات :
تقوى مركبات السليكون عادتأ بالالياف الزجاجية لاستعمالها فى تغليف العناصر الالكترونية كالترانزستورات
والعناصر الاخرى وتستعمل المركبات السليكونية الطرية لتصنيع صمامات قلب الانسان وصناعة الواقيات المطاطية والجلب الحلقية وخراطيم وقود المحركات النفاثة
اما السليكونات الصفائحية المقواة بالالياف الزجاجية او بالاسبستوس او بالالياف الصنعية الاخرى فتستعمل فى بعض التطبيقات الكهربائية كعوازل للمحولات ومفاتيح الفواصل ولوحات التوصيل الكهربائية وتستخدم طريقة الفلكنة بدرجة حرارة الغرفة للسيلكونات لتصنيع Molds ( molds ) الصب الطرية والقوالب ( molds ) النموزجية
وتستعمل السليكونات أيضأ كمواد لاصقة .