صناعة البلاستيك ( ملف مدعم بالصور)

صناعة البلاستيك

منذ أن عرف العالم الثورة الصناعية، لا تزال المجتمعات تشهد التطور فمن عصر الفحم الحجري إلى عصر الذهب الأسود (البترول)، والذي ساهم في ظهور صناعات جديدة وكثيرة تطورت بمرور الأيام. ظهرت الصناعة البلاستيكية وازدهرت وأصبحت في يومنا هذا تحتل الصدارة بالنسبة للصناعات الحالية نظارا لاستخداماتها العديدة في حياتنا اليومية وذلك لأنها تدخل في تركيب الأشياء والأدوات المحيطة بنا.

بوليمار

البلاستيك أو ما يعرف باللدائن هو مادة يمكن تشكيلها بصورة مختلفة تكون أساسا من سلاسل تدعىالبوليمار أو البوليميرات.
يتم أستخلاصها من المواد التالية:
• البترول.
• الغاز الطبيعي .
• الفحم.

تركيب البلاستيك

يتركب البلاستيك من الإيثلين (هو غاز عضوي يتكون جزيء الواحد من ذرتين من الكربون وأربع ذرات من الهيدروجين ,ويرمز له بالصيغة:CH4)،أحد مشتقات النفط ،الذي يستخدم في صناعة البوليثين من أشهر أنواع البلاستيك.
لاحتوائه على الكربون الذي يشكل العنصر الفعال في صناعة البوليمار، و يضاف إليه مواد تكسبه خواص معينة كالليونة والمرونة و الشفافية.

صناعة البلاستيك

تشمل صناعة البلاستيك :تصنيع البوليميرات تشكيل المنتج النهائي.
تحضيرالبوليمار

تقوم مصانع البيتروكيماوية بتحويل البترول الخام إلى مونوميرات عن طريق تكسير الروابط ثم يتم ربط المونوميرات في سلاسل طويلة تدعى البوليمارات ويتم انجازها في وحدات قياسية.
تشكيل المنتج النهائي

يتم خلالها تشكيل المنتج النهائي بعد إضافة المواد التالية:
المقويات، المالئات، الملدنات، الاخضاب لتحسين خواصه ويتضمن تشكيل المنتج 7 عمليات هي:
1. القولبة ← صناعة مقابض اواني المطبخ.
2. السبك أو الصب ←الالواح السميكة.
3. البثق ← صناعة مقابض اواني المطبخ.
4. تلميس أو تشكيل رقائق المصقولة ← لوحات الدوائر الالكترونية.
5. تشكيل الرقائق أو التصفيح ← ألواح تغطية المناضد.
6. الرغوي ← الاسفنج المستعمل في المساند.
7. تشكيل الحراري ← اوعية التعبئة.
القولبة

هذه العملية بدورها تنقسم إلي مجموعة من العمليات الأخرى:
• القوة الدورانية
• النفخ
• الحقن
• الضغط
• الضغط:
هي أكثر عمليات القولبة وتسمي المتصلدات الحرارية شيوعا من أهم منتجتها دعامات السيارات ومقابض الأواني...الخ ,تتم العملية بالشكل التالي: يضغط علي البلاستيك وبعد التكوين نضغط علي القالب المستعمل في تشكيل فيحرج المنتج النهائي.
• الحقن:
هي أكثر قولبة البلاستيك الحرارية شيوعا من أهم منتجاتها الهواتف ,و عجلات السيارات...الخ، وتتم العملية بالشكل التالي: إسقاط أقراص الراتينج من وعاء قمعي إلي القالب المراد صنعه، ويأخذ القالب مدة ( 10 -30) ثانية فقط كي تتصلب يتم فتح القالب بعد ذلك وإخراج المنتج المتشكل بواسطة مسمار طرد.
• النفخ:
تستعمل هذه العملية في صنع قوارير مجوفة, تتم العملية بإدخال أنبوب من الراتينج المنصهر (باريسون) في قالب ونقوم بدفع هواء مضغوط أو بخار إلي الباريسون الذي يتمدد دافعا الراتينج إلي كل جوانب القالب ونبقيه هكذا حتى يتصلب.
• القوة الدورانية:
من منتجاتها كل شيء مجوف مثل:كرة القدم الأطفال واللعب (الدمي) ...الخ. تتم العملية كالتالي:
•
o ملأ القالب جزئيا بمسحوق الراتينج.
o تسخين القالب وكذلك يدار المحرك بسرعة قصوى مشكل قوة الطرد المركزية.
o تقوم هذه القوة المسماة قوة الراتينج بدفع المنصهر إلي جدران القالب وتبقيها في وضعها حني تتصلب.
2-السبك أو الصب

هو غير القولبة حيث أنه لا يعتمد فيه علي ضغط خارجي لتشكيل البلاستيك، ويقوم المصنعون باعتماد هذه الطريقة لتشكيل كل مواد البلاستيك الحرارية و تصلد الحراري وتتم هذه العملية بصب الراتينج المنصهر في قالب وتركه يبرد ويتصلد ومن منتجات هذه العملية: الألواح السميكة والتروس...الخ.
3-البثق

وتستعمل هذه العملية لإنتاج الأنابيب والقضبان و أغطية الأسلاك...الخ. وذلك بإدخال جزيئات صلبة من البلاستيك الحراري الخارجة من إناء مخروطي إلي داخل أسطوانة ساخنة ويدفع واحد أو أكثر من اللوالب الدوارة حيث تدفع و تنصهرالي الأمام ,ثم تندفع المادة المتشكلة إلي الخارج.
لعلبة مصنوعة بعملية البثق

4– التلميس أو تشكيل رقائق المصقولة
وذلك بوضع البلاستيك المنصهر بين زوجين مصقولين من الأسطوانات الساخنة, تنتج عن هذه العملية عناصر مثل:أوراق اللعب المغطاة بالبلاستيك و الأفرشة المستعملة في المناضد ,وذلك بعد إضافة ألياف الأوراق أورقائق من المعدن .
5- تشكيل الرقائق أو التصفيح
وذلك بتلصيق أكداس من الألياف الزجاجية و الخشب و الورق وأقمشة ...الخ. نقوم بنقع هذه الرقائق في الراتينج , تتم العملية بوضع الواحدة فوق الأخرى ووضعها تحت آلة حيث تقوم هذه الآلة بضغطها حتى يقوم الراتينج بتلصيق الرقائق مع بعضها بقوة الضغط وتنتج عن هذه العملية الخشب المضغوط وألواح تغطية المناضد...الخ.
6- التشكيل الرغوي
وهذه من الطرق المتعددة لإنتاج البلاستيك الأسفنجي وكل هذه التقنيات تتضمن إدخال غاز ساخن من راتينج البلاستيك ,حيث يتمدد هذا الأخير ويكون فقاعات داخل الراتينج حتى يبرد ,ويكون المنتج النهائي عبارة عن بلاستيك إسفنجي خفيف الوزن.
أم من أجل تقوية البلاستيك الأسفنجي فيقوم المصنعون بإضافة الراتينج وتغير الطريقة المستعملة في التصنيع ويكون قويا لاستعماله عازل في المنازل وفي تغليف وتعبئة الوجبات السريعة ويكون لينا لاستعماله في المساند ووسادات الأثاث.
7-التشكيل الحراري
هي العملية الأقل تكلفة من حيث المال بالمقارنة مع العمليات الأخرى . وتتم بتثبيت رقائق البلاستيك فوق القالب وتسخينها حني تصبح لينة، ثم تقوم مضخة الهواء بامتصاص الرقائق اللينة إلي الأسفل حني تغطي جميع القالب وهكذا تبرد وتتصلد في أشكال وقوالب مختلفة وأهم منتجاتها أحواض الاستحمام وقواعد الحمامات الرشاشات...الخ.
أهم الدول المصنعة للبلاستيك

تعتبر كل من الولايات المتحدة الأمريكية و اليابان من البلدان الرائجة في صناعة البلاستيك في العالم ويعتمد صناعة البلاستيك علي الكم الوافر من النفط.
وتنقسم الشركات المصنعة:
*الشركات المجهزة و المعدة للأجهزة البلاستيك,،الشركات المصنعة للراتينج

يستحب تواجدها في المناطق قريبة من مركزالنفط.
*الشركات المنفذة

ويقومون بتحويل الراتينج إلي منتجات.
أنواع البلاستيك

البلاستيك الحراري

وهى التي تلين بالحرارة فتغيرمن شكلها و بالتالى يمكن صهرها و اعادة تشكيلها و هذا النوع هو الأكثر استعمالا من ذلك:الأكياس البلاستيكية ,القارورات البلاستيكية... الخ.
*البلاستيك اللاحراري

يتحول هذا النوع من اللدائن بعد تشكيله إلى مواد غير منصهرة ,لا يمكن إعادة تليينها و تشكيلها عند إعادة التسخين,و من أمثلة عن هذه البوليميرات :راتنجات الفينول واتنجات اليوريا فورماهيدو يستعمل هذا النوع من البلاستيك في تغليف الأسلاك الكهربائية و مقابض القدور...الخ
طرق صناعة البلاستيك

لتشكيل بالحقن

يتم تسخين البوليمار إلى أن ينصهرو يعطى مصهورا لزجا ثم يقذف المصهور داخل قالب بارد نسبيا ذو تجويف يمثل شكل المنتج النهائى حيث يبرد المصهور داخل القالب، تتميز هذه الطريقة بالسرعة و الدقة. وهناك نوعان من التشكيل بالحقن حسب المعدات المستخدمة:
• تشكيل بالحقن بالكباس.
• التشكيل بالحقن اللولبى.
طريقة قوالب الحقن

تعتبر الصناعة بواسطة قوالب الحقن من أقدم الصناعات البلاستيكية التي تعرف في معظم الدول: يمكن تلخيصها في الخطوات التالية:
1-يملأ القادوس بحبيبات الراتنج .
2-يسخن الراتنج إلى الدرجة التي تجعله لينا وقابلا للتدفق.
3-يدفع الراتنج المتدفق خلال الفونية إلى تجويف القالب
4-عندما يبرد القالب فينفصل نصفيه متباعدين.
5-يطرد المنتج النهائي من القالب.
وتعتبر هذه العمليات الخمس من بين العمليات المشهورة في الحقن بالقولبة
طريقة البثق

تعتبر هذه الطريقة الانجح في صناعة:
1-الأشكال القياسية كالقضبان والأنابيب والألواح والأشكال ذات المقاطعة الغير عادية.
2-الشرائط المفردة أو المتعددة الطبقات للاستخدام المباشر أو كطبقة تغطية للورق ، الملابس أو أي سطح اخر.
3- عمل طبقة حماية وعزل حول الأسلاك والكابلات بالبثق.
وهذه الطريقة قياسية في صناعة الأشكال المختلفة وهذه الطريقة تصلح للمواد الترموبلاستيكية.
أهم العوامل المؤثرة علي خصائص أنواع البلاستك

يتم التجانس بين المواد المستعملة والتي تعد عبارة عن أنواع مختلفة حيث أن هذا التجانس له عدة عوامل مختلفة تؤثر عليه فمثلا :لأحداث التجانس بين المواد البلاستيكية المستقطبة مثل البولي أسترات و المواد البلاستيكيية غير المستقطبة مثل البولي اثيلين يجب إضافة مواد عديدة منها إضافة مادة; و هي تساعد على زيادة الترابط ;وتسمي هذه العملية : كنتو بليزي ;تساعدعلي ربط أطوال البوليميرات مع بعضها البعض.
مزايا البلاستيك

• سهولة التشكيل وعزله للكهرباء.
• مقاومة الصدأ والتآكل.
• تعدد الألوان الواسعة.
عيوب البلاستيك

• صعوبة الإصلاح و إمكانية إعطاء رائحة غير مرغوب فيها.
• عدم احتمال الحرارة العالية.
• صعبة التحلل.
البلاستيك والبيئة

يعرف البلاستيك على أنه منتج صعب التحلل اذ يستغرق ما يقارب 4 قرون من الزمن للتحلل ،كما أنه حرقه يؤدى إلى انتشار غازات سامة قد تؤثر على صحة الإنسان و دفنها في الأرض لا يحل المشكل فنفس المشكل ينتقل من سطح الأرض إلى باطنه فوجود البلاستيك في التربة يعنى القضاء على الغطاءالنباتى .

الأثارالمترتبة عن عملية التصنيع

• ملاين الأطنان من النفايات الصلبة السامة.
• استعمال محاليل سامة لتسريع الإنتاج.
• الغازات السامة التي تؤثر على العمال والمحيط كغاز البنزين.
• استخدام المعادن الثقيلة لتثبيت الألوان.
زراعة البلاستيك

لقد قام فريق من الباحثين من جامعة "برديو"من استنساخ جين من أحدي النباتات حيث يقوم هذا الجينة بحث النباتات علي استخدام بعض المركبات و المحافظة عليها من أجل استعمالها كمواد أولية لإنتاج البلاستيك، وباستخدام هذا الجينة من طرف النباتات يصبح قادرا علي إنتاج و تخزين تلك المركبات دون أن يؤثر هذا علي النبات في حد ذاته .
من المعروف علي اللدائن أن المركب الأساسي لصنعها هو البترول ولكن النباتات الذي سوف يضاف إليها هذا الحين سوف يصبح لها القدرة علي إنتاج أنواع جدد من البلاستيك تتميز بنفس خواص البلاستيك من حيث الشدة والشفافية غير أن هذا النوع من البلاستيك يختلف عن البلاستيك الذي يصنع من البترول. ولأن النباتات تعتبر مصانع بيوكيميوية عن طريق نشاطها الغير محدود فهي تقوم بحماية نفسها من الحشرات و الأمراض والأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس ،وباستخدام هذا الجين سوف يصبح من الممكن حث النباتات لإنتاج المركب المطلوب وبالتالي بعد قيام النباتات بإنتاج المركب سوف نستطيع استخدامه في تصنيع أنواع مختلفة من البلاستيك لها مميزات جديدة للحد من الاستغلال البترول ،إلا أن المشكلة التي تواجه الباحثين هي كيفية حث النبات علي إنتاج كمية وفيرة من هذا المركب.

رابط تنزيل صناعة البلاستيك ( ملف مدعم بالصور)

كيفية التسجيل فى منتدى هندسة الإنتاج والتصميم الميكانيكى

طريقة التنزيل من المنتدى خطوة بخطوة

الهارد الشامل والمتكامل لقسم ميكانيكا

******************************************************