صناعة البلاستيك
كيفية صناعة البلاستيك
يُصنّع اغلب البلاستيك المستعمل اليوم باتباع مجموعة من الخطوات والعمليات تضم الآتي:
- الاستخراج: (بالإنجليزية: Extraction)؛ يبدأ تصنيع البلاستيك بالقيام بالاستخراج أو الاستخلاص، إذ يُستخرج عبرها المواد الخام التي يُصنع منها البلاستيك، وتضم تلك المواد النفط والغاز الطبيعي، كما يُمكن استعمال الفحم أيضاً، ويُشار إلى أنَّ تلك المواد تُمثّل خليطاً من الآف المركبات التي تتطلّب بعد ذلك المعالجة.
- التكرير: (بالإنجليزية: Refining Process)؛ ان الغرض من عملية التكرير هو تحويل النفط الخام إلى منتجات بترولية مُختلفة؛ كالمونومرات التي تُمثّل اللبنة الأساسية لإنتاج البوليمرات، وتمر عملية التكرير بعدّة مراحل تتضمن تسخين النفط في فرن، وثُمّ تمريره إلى وحدة التقطير؛ حيث يُفصل النفط الخام الثقيل إلى مكونات أخفّ؛ ومن ضِمنها النفتا (بالإنجليزية: Naphtha) التي تُمثّل المركب الأساسي لتصنيع كميات كبيرة من البلاستيك، ويجدر بالذكر أنّه تُستخدم طرق أخرى في حال استخدام الغاز الطبيعي لإنتاج البلاستيك.
- البلمرة: (بالإنجليزية :Polymerization)؛ تدل عملية البلمرة إلى اتحاد جزئيات صغيرة تسمى المونومرات كيميائياً من أجل إنتاج جزيء شبكي كبير جداً يُدعى البوليمر، وتتألف جزئيات المونومرات من نوع واحد من المركبات أو أكثر، إذ يتمّ اتحاد ما لا يقل عن 100 جزيء منها من أجل إنتاج مُنتَج له خصائص فريدة ومعينة؛ كالمرونة، وقوة الشدّ العالية، بالإضافة إلى القدرة على إنتاج الألياف، والتي تُعدُّ ميزة خاصة للبوليمرات عن باقي المواد الأخرى الناتجة عن اتحاد جزيئات صغيرة، كما تمتاز عملية البلمرة بحدّ ذاتها بإنتاج روابط كيميائية تساهمية مُستقرة بين المونومرات،[٢] وتُقسَم عملية البلمرة إلى نوعين أساسين هما كما يأتي:
- البلمرة بالإضافة: (بالإنجليزية: Addition Polymerization)؛ تقوم البلمرة بالإضافة عند اتحاد المبلمر ثنائي الجزيء الذي يُدعى الدايمر بمبلمر يليه مباشرةً من نوع يُدعى ترايمر؛ أيّ مبلمر ثلاثي الجزيء، وذلك عن طريق إدخال محفّز عادةً ما يكون بيروكسيد، ويُعرَف ذلك النوع من البلمرة باسم بوليمرات النموّ المتسلسل؛ وذلك لأنّه تُضاف وحدة واحدة من المونومر في كل مرة، ومن الأمثلة على المواد البلاستيكية الناتجة باستخدام ذلك النوع من البلمرة؛ البولي إيثيلين، والبوليسترين، والبولي فينيل كلوريد.
- البلمرة بالتكثيف: (بالإنجليزية: Condensation Polymerization)؛ تُعرَّف عملية البلمرة بالتكثيف على أنَّها ارتباط بين وحدتين من المونومر أو أكثر من ذلك عن طريق إزالة الجزيئات الصغيرة؛ كالماء، كما تتطلّب العملية وجود مُحفّز من أجل ضمان حدوث التفاعل بين وحدات المونومرات، ويُدعى ذلك النوع من البلمرة بالنموّ التدريجي؛ ذلك لأنه تُضاف سلسلة موجودة إلى سلسلة أخرى من المونومرات، ومن الأمثلة على المواد البلاستيكية الناتجة باستخدام ذلك النوع من البلمرة؛ البوليستر والنايلون.
- عملية المضاعفة والمعالجة: (بالإنجليزية: Compounding)؛ تشتمل عملية المضاعفة خلط ومزج مجموعة متنوعة من المواد الذائبة والمصهورة من أجل إنتاج تركيبات البلاستيك، حيث تتمّ تلك العملية باستخدام جهاز بثق مُخصّص لذلك الغرض، ومن ثُمّ تتبعها عملية تجفيف للخليط، حيث يُحوّل جهاز البثق أو تلك الكريات إلى مُنتَج نهائي أو شبه نهائي، وعادةً ما يحدث التشكيل للبلاستيك باستخدام آلة بثق ثنائية اللولب، إذ تُطبّق عمليات المعالجة من أجل إنتاج مواد بلاستيكية ذات تصميم فريد، وحجم وشكل ولون مُعيّن، وخصائص دقيقة وِفقاً للشروط المُحدّدة مُسبقاً في آلة المعالجة.
أنواع البلاستيك
يتواجد الكثير من الأنواع المختلفة من البلاستيك، لكن يُمكن تقسيم المنتجات البلاستيكية إلى مجموعتين رئيسيتين وهما كالآتي:
- بوليمرات اللدائن الحرارية: (بالإنجليزية: Thermoplastics)؛ تمتاز بوليمرات اللدائن الحرارية بأنَّها تكون لينةً عند تسخينها، ثُمّ تتصلب عند تبريدها.
- بوليمرات الصلبة بالحرارة: (بالإنجليزية: Thermosets)؛ تمتاز بوليمرات الصلبة بالحرارة بأنَّها لا تلين أبداً بمجرّد تشكيلها.
استخدامات البلاستيك
تتعدد استعمالات وفوائد البلاستيك؛ إذ يستعمل في الكثير من المجالات أهمّها كالآتي:
- البناء: يُمكن استعمال المواد البلاستيكية في تصميم بناء مُستدام طويل الأمد ومتين في مجال البناء والبنى التحتية؛ كالجسور.
- تصميم السيارات: شاركت المواد البلاستيكية في الكثير من الابتكارات في مجال تصميم السيارات، وخاصّةً فيما يتعلق بأمور السلامة، والأداء، وكفاءة استهلاك الوقود.
- تصنيع الالكترونيات: شارك استخدام المواد البلاستيكية المتينة وخفيفة الوزن وذات الأسعار المُناسبة في إحداث ثورة في عالم مجال الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك أجهزة الحاسوب، والتلفاز، والموبايل، والميكروويف، وغيرها.
- تغليف البضائع: شارك تغليف البضائع بالمنتجات البلاستيكية على حمايتها والحفاظ عليها، كما يُساهم ذلك الأمر في تخفيف الوزن أثناء النقل، ممّا يؤدي إلى تقليل استخدام الوقود، الأمر الذي بدوره يعمل على التقليل من انبعاث غازات الاحتباس الحراري. السلامة
- الرياضية: تستعمل المواد البلاستيكية في صُنع معدات السلامة الرياضية من أجل حماية الرأس، والأقدام، والعظام والحفاظ عليها من الصدمات؛ كالخُوَذ البلاستيكية، وواقيات الفم، والنظارات الواقية؛ وذلك لأنّ المواد البلاستيكية تمتاز بالمتانة وخفة الوزن.
المراجع
mawdoo3.com
التصانيف
صناعات بلاستيكية علم المواد تخصصات الهندسة الهندسة العلوم التطبيقية صناعة البلاستيك