يتم الحصول على المواد الخام البلاستيكية والبوليمرية المستخدمة في الصناعة بشكل أساسي من مصادر طبيعية مثل السليلوز والفحم والغاز الطبيعي والملح والنفط الخام. يتكون البلاستيك من البوليمرات، والتي تتكون من سلسلة من الجزيئات تسمى المونومرات. البوليمرات متينة وقوية بسبب هيكلها التسلسلي والروابط القوية بين جزيئاتها.
المواد الخام البلاستيكية والبوليمرية وعملية البلمرة
تُشتق البوليمرات أساسًا من النفط الخام، ونظرًا لمواردها الوفيرة، فإن تكلفة إنتاجها منخفضة نسبيًا. في عملية البلمرة، تتحد المونومرات معًا لتشكل سلاسل أطول تُعرف بالبوليمرات. وفي الصناعة، يتم دمج هذه البوليمرات مع إضافات مختلفة للحصول على خصائص محددة مثل القوة أو مقاومة الحرارة.
أنواع المواد الخام البلاستيكية وتكوينها
البلاستيك عبارة عن مزيج من البوليمر والمواد المضافة التي يمكن تشكيلها في أشكال مختلفة. ويحدث هذا المزيج عادة عند درجة حرارة وضغط معتدلين، وينقسم البلاستيك إلى فئتين رئيسيتين.
- اللدائن الحرارية: يمكن صهر هذه الأنواع من البلاستيك وإعادة تشكيلها ويمكن إعادة تدويرها بشكل متكرر. تسمح هذه الخاصية بإعادة استخدامها في عمليات القولبة بالحقن والبثق. يعد البولي إيثيلين والبولي بروبيلين من الأمثلة على هذه الفئة التي لها العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات.
- اللدائن الحرارية: على عكس اللدائن الحرارية، لا يمكن إعادة صهر هذا البلاستيك بعد تصلبه. تستخدم المواد البلاستيكية الحرارية في الغالب في الحالات التي تتطلب مقاومة عالية للحرارة والضغط.
اللدائن الحرارية غير المتبلورة والبلورية
تنقسم اللدائن الحرارية إلى فئتين، غير متبلورة وبلورية، وسنناقش كل منهما أدناه.
- غير متبلورة: لها بنية جزيئية غير منتظمة وعادة ما تكون شفافة وصلبة وصلبة. على سبيل المثال، البوليسترين هو بوليمر غير متبلور.
- بلورية: هذه المواد لها بنية تشبه الكريستال وعادة ما تكون أكثر صلابة وأكثر مقاومة من تلك غير المتبلورة. البولي إيثيلين والبولي بروبيلين عبارة عن لدائن حرارية شبه بلورية مناسبة جدًا للتطبيقات الصناعية نظرًا لقوتها ومرونتها العالية.
البوليمرات مع فئات المبلمر المتجانس والبوليمر المشترك
في إنتاج البوليمرات، إذا تم استخدام نوع واحد من المونومر، فإن المنتج النهائي سيكون بوليمر متجانس؛ مثل البولي ايثيلين. ولكن إذا تم استخدام اثنين أو أكثر من المونومرات، فإن البوليمر يسمى بوليمر مشترك، والذي يقدم خصائص مختلفة ومحسنة. وهذه العناصر هي المواد الخام لصناعة البلاستيك وأنواعها.
تطبيقات وأهمية المواد الخام البلاستيكية والبوليمرية
تلعب المواد الخام البلاستيكية والبوليمرية دورًا مهمًا للغاية في مجموعة واسعة من تطبيقات هذه المواد في مختلف الصناعات. نظرًا لميزات مثل الخفة والمقاومة العالية للتآكل وخصائص العزل، تُستخدم البوليمرات والبلاستيك على نطاق واسع في العديد من الصناعات، بما في ذلك السيارات والتعبئة والتغليف والإلكترونيات والبناء والطب.
في صناعة السيارات، وبسبب وزنها المنخفض ومقاومتها العالية، يتم استخدام البوليمرات المختلفة في إنتاج قطع غيار السيارات الداخلية والخارجية. وهذا يؤدي إلى انخفاض وزن السيارة وتحسين استهلاك الوقود. كما تستخدم البوليمرات والمواد البلاستيكية العازلة للحرارة والكهرباء كأغطية وأجزاء وقائية في صناعة الإلكترونيات. في مجال التعبئة والتغليف، يعد البلاستيك خيارًا شائعًا لتغليف المواد الغذائية والمنتجات المختلفة نظرًا لمقاومته للرطوبة وقابلية إعادة التدوير.
في الصناعة الطبية، يعد استخدام المواد الخام البلاستيكية المتوافقة حيويًا لإنتاج الأدوات الجراحية والمعدات الطبية وحتى الغرسات أمرًا مهمًا للغاية. أصبحت البوليمرات خيارًا مثاليًا للاستخدام في البيئات الصحية نظرًا لمرونتها وخصائصها القابلة للتعقيم.
يوضح هذا التطبيق الواسع أهمية المواد الخام البلاستيكية وتقنيات إنتاجها ويؤكد أن المواد الخام وعمليات الإنتاج المثالية هي عوامل النجاح الرئيسية لهذه الصناعة.
الكلمة الأخيرة
وبالنظر إلى أن حوالي 5% من النفط المستخرج مخصص للبوليمرات، فقد تمكنت هذه الصناعة من توفير مواد خام رخيصة ووفيرة لإنتاج البلاستيك باستخدام الموارد الطبيعية وعمليات الإنتاج المثلى. تلعب المواد الخام البلاستيكية، إلى جانب المعرفة التقنية والابتكار في الهندسة الكيميائية، دورًا مهمًا للغاية في توسيع استخدام البلاستيك في مختلف الصناعات.
بدون تعليقات