بحث حول صناعة البلاستيك و مراحل التصنيع و طرق تشكيل البلاستيك

بحث حول صناعة البلاستيك و مراحل تصنيع البلاستيك و طرق تشكيل البلاستيك و انواع البلاستيك

كيف يصنع البلاستيك، تسمى البلمرة، وهي إنشاء سلسلة هيدروكربونية من خلال تفاعل كيميائي بمساعدة الضغط والحرارة، وتدخل هذه العملية في تصنيع المنتجات البتروكيماوية.

 تتم تسمية البلاستيك على اسم المركب (المونيمر) الذي يصنع البوليمر بكلمة بولي ؛ على سبيل المثال، البولي إيثيلين عبارة عن بلاستيك مصنوع من بوليمرات تعتمد على مركبات الإيثيلين. 

دول الخليج، وخاصة المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة، هي الدول الأكثر إنتاجًا للبوليمرات البلاستيكية، في حين أن الولايات المتحدة والصين هما أول دولتين تنتجان منتجات بلاستيكية متنوعة.

صناعة البلاستيك

تشتمل عملية صناعة البلاستيك على مرحلتين رئيسيتين: المرحلة الأولى هي البلمرة.

 في هذه العملية، تنتج المواد الخام البلاستيكية جزيئات يمكن نقلها وتصنيعها.

 يمكن إنتاج هذه الجسيمات في نفس المصنع، ولكن يتم بيعها عادةً كمواد خام إلى أخرى شركات. 

التشكيل الميكانيكي يصنع الشكل النهائي للمنتج (عبوة، زجاجة، غطاء نايلون، خزان ماء …) التشكيل الحراري هو ذوبان جزيئات البلاستيك ثم تشكيلها ميكانيكياً. 

يمكن أيضًا إعفاؤه من ذوبان البلاستيك ولا يمكن تشكيله إلا بالضغط.

طرق تشكيل البلاستيك

طريقة الحقن

يدخل البلاستيك المصهور إلى القالب المعدني ليشكل الشكل النهائي، ثم يتم تبريد المنتج فورًا بواسطة تيار من الماء المثلج لإخراج المنتج في شكله النهائي الذي لا يحتاج عادةً إلى تعديل. 

تُستخدم هذه الطريقة لتصنيع مقاعد الصمامات البلاستيكية وتجهيزات الأنابيب؛ مثل الأكواع وألعاب الأطفال والمعدات الزراعية وما إلى ذلك، يتم تصنيع قوالب الحقن بدقة عالية؛ والغرض من ذلك هو الحصول على جودة عالية وسلسة وموحدة وغير مشوهة.

طريقة النفخ

تستخدم طريقة النفخ لعمل أوعية مجوفة ذات فتحة ضيقة مثل الزجاجة يتم تصنيعها على مرحلتين الأولى هي الحقن للحصول على الشكل الأولي الذي يحتوي على تجويف بسيط قابل للنفخ وعنق الزجاجة لا تتطلب التضخم على الإطلاق. 

والثاني هو نفخ التجويف المذكور في المرحلة السابقة بشكل منتظم في القالب بماء مثلج لتبريده، وحمل المنتج، ومن ثم تشكيل شكل التغليف النهائي، والذي يستخدم في صناعة زجاجات العصير وتغليف المواد الكيميائية المختلفة والأغذية: تلعب دقة التصنيع دورًا رئيسيًا في ضمان الجودة النهائية للمنتج.

طريقة البثق

تتمثل طريقة البثق في تمرير تدفق مستمر من البلاستيك المصهور عبر جزء معين للحفاظ على شكله، وتستخدم هذه الطريقة في صناعة الأنابيب والبرابيش بأحجام مختلفة.

طريقة الضغط

تعزز عملية الضغط عملية التشكيل عن طريق تسخين القالب قليلاً، وتستخدم لصنع قوالب بلاستيكية للسيارات والثلاجات البلاستيكية.

مكوّنات صناعة البلاستيك

يتكون البلاستيك من مواد كيميائية مستخرجة من البترول والفحم وبعض المواد الطبيعية الأخرى.

 وهذه المواد هي: الإيثيلين وهو غاز عضوي مكون من الكربون والهيدروجين وهذا الإيثيلين هو أحد العناصر الفعالة في عملية التصنيع فهو يحتوي على الكربون الذي يعزز عملية البلمرة ويتم إضافة بعض المواد لزيادة الاستطالة والجنس والمرونة. 

العوامل المؤثرة على صناعة البلاستيك

تكون المواد المستخدمة في صناعة البلاستيك متجانسة، والتي تعتمد عادةً على مجموعة من العوامل المختلفة، على سبيل المثال، بين مادة بلاستيكية محددة (مثل البوليستر) والبلاستيك غير المستقطب (مثل البولي إيثيلين) من أجل التجانس، من المهم إضافة المواد بخصائص خاصة تمكنهم من زيادة التصاقهم ببعضهم البعض وتسمى هذه العملية “canto plesi” وهي عملية تساعد على ربط أطوال البوليمر ببعضها البعض.

علامات جودة البلاستيك

الرقم 1

يُعرف بالرمز PET أو PETE، مما يدل على سلامة البلاستيك المستخدم، لأنه يحتوي على البولي إيثيلين ولا يمكن استخدامه إلا مرة واحدة.

 تستخدم هذه المادة لحفظ الطعام أو المنتجات الاستهلاكية، مثل: عصير الفاكهة، والماء، و ليس له تأثير على صحة الإنسان، في هذه الحالة، يكون البلاستيك رقيقًا ومرنًا.

الرقم 2

وهي مشهورة برمز HDPE، والبلاستيك هنا أكثر شبهاً بالبولي إيثيلين لأنه آمن للاستخدام ولن يشكل خطراً على حياة الإنسان وصحته، ولكنه أقوى وأقوى وأكثر مرونة من النوع الأول.

 ومن الأمثلة الجيدة على ذلك المنظفات المنزلية والشامبو المعلب.

الرقم 3

يعرف بالرمز V. ويمثل هذا النوع البولي فينيل كلورايد وهو من أخطر أنواع البلاستيك؛ لأنه يحتوي على العديد من المكونات السامة، وعادة ما يستخدم هذا النوع للأنابيب الكهربائية وأنابيب الصرف الصحي.

الرقم 4

يطلق عليه LDPE (البولي إيثيلين منخفض الكثافة) ويعتبر من الأنواع الآمنة المستخدمة في صناعة أنابيب المياه.

الرقم 5

يُعرف بالرمز PP، وهو من أكثر أنواع البلاستيك أمانًا، ويتم استخدامه في مجال حفظ الأغذية.

الرقم 6

يُعرف بالرمز PS، وهو يرمز إلى البوليسترين، الذي يتميز بسمية منخفضة. 

يستخدم هذا النوع في صناعة علب الوجبات السريعة، وتحضيرها في المطاعم، وشحنها للعملاء داخل وخارج المطعم، وتجدر الإشارة إلى أن الدول المتقدمة لم تعد تستخدم هذا النوع من البلاستيك للأغراض المذكورة أعلاه.

الرقم 7

يُشار إليه بالرمز آخر أو O، يشير هذا الرقم إلى أن هذا النوع من البلاستيك لا يحتوي على المواد الموجودة في الأنواع المذكورة أعلاه، وأن هذا النوع غير مناسب للطعام، ما لم يتم تحديد خلاف ذلك.

محاذير عامة

• الحرص على عدم استخدام المواد البلاستيكية من رقم 1 إلى رقم 5 المذكورة سابقاً للحفاظ على الطعام، حتى لا تتحلل بعض المواد وتختلط مع الطعام، خاصة عندما يكون الطعام شديد السخونة. 

• إمكانية إعادة استخدام أنواع البلاستيك الآمنة في مناطق أخرى مثل عمل صناديق زينة أو زراعة شتلات الورد الصغيرة.

أنواع البلاستيك

• البلاستيك الحراري: مادة يتغير شكلها عند تسخينها ويمكن إعادة تشكيلها، ويستخدم هذا البلاستيك في صناعة الأكياس والزجاجات البلاستيكية.

• البلاستيك اللا حراري، وهي مادة لا تتأثر بالحرارة ولا يمكن أن تتشوه، مثل راتينج الفينول، المستخدم في صناعة البلاستيك لتغليف الأسلاك.

كيف يصنع البلاستيك

لصق البلاستيك

• قبل البدء في لصق البلاستيك، يجب تنظيفه؛ ولإزالة آثار الأوساخ والشحوم الموجودة عليه، توجد منتجات خاصة يمكنها استخدام سائل صافٍ، ثم مسحه بالكحول مثل الأيزوبروبانول.

• امسحها بقطعة قماش جافة أو اترك الكحول يتبخر حتى يجف.

• احرص على عدم لمس هذه القطعة بيديك؛ حتى لا يترك تأثير الكريم أو العرق أو أي مادة أخرى علامات على السطح ويؤثر على متانة المادة اللاصقة.

• نقوم بمسح سطح المادة اللاصقة بورق صنفرة خشن أو لوح جلي حتى يتم تشكيل سطح خشن، مما يساعد المادة اللاصقة على الالتصاق بالسطح؛ تلتصق القطع ببعضها البعض، لذلك يجب أن يكون الاحتكاك ناعمًا؛ قم بإزالة الطبقة الرقيقة من المادة.

• هناك العديد من أنواع راتنجات الايبوكسي المستخدمة في لصق اللدائن البلاستيكية، وكلها مصنوعة عن طريق خلط مادتين معًا لصنع مواد لاصقة. 

• تختلف طريقة الخلط ونسبة كل نوع؛ لذلك، يرجى قراءة تعليمات الشركة المصنعة قبل الاستخدام.

• اشرح الطريقة ونسبة الخلط للحصول على أفضل النتائج.

• تجف بعض الأنواع مباشرة، وبعضها يتطلب عدة ساعات، بينما تتطلب أنواع أخرى يومًا كاملاً حتى تجف وتترابط بشدة معًا.

• استخدم فرشاة لنشر الصمغ على سطح اللاصقين.

• انتبه لتطبيق الغراء بشكل متساوٍ ومناسب.

• إذا كانت اللاصق صغيرة، استخدم إبرة أو أعواد أسنان لوضع المادة.

• إذا كان اللاصق المستخدم مذيبًا وسائلًا، فإننا نربط القطعتين معًا ونصلحهما، ثم نضع خطًا رفيعًا من المذيب على الحافة بين القطعتين لنجعله ينزلق بين السطحين بالتناوب، ونعمل على إذابة المادة بين الطبقتين لجعل القطعتين تلتصقان ببعضهما البعض. 

• (في هذه الحالة، يجب أن يكون السطح الأملس على أعلى مستوى ممكن لا نستخدم ورق الصنفرة).

• اضغط بقوة متوسطة لدمج القطعتين معًا لإزالة فقاعات الهواء العالقة بين الطبقتين.

• لا تضغط بقوة؛ لئلا يتساقط الغراء من النهاية، إذا حدث ذلك، يجب إزالته بقطعة قماش، خاصة عند الحواف؛ لن يجف وينتج مظهرًا غير مناسب، باستثناء الأكريليك؛ سوف يطير بالقرب نفسها ولا تترك أي أثر.

• إذا أمكن، استخدم مشابك أو ملزمة أو شريطًا لتثبيت الجزأين معًا؛ اجعله غير متحرك، ونتركه ليجف للوقت المطلوب؛ لذلك، من الضروري قراءة العبوة اللاصقة المقدمة من الشركة المصنعة على ظهر العبوة لمعرفة الوقت المناسب لتجف المادة اللاصقة.

لحام البلاستيك

اللحام هو شكل آخر من أشكال ربط الأجزاء البلاستيكية ببعضها البعض، ولكنه يعتمد على ذوبان المادة، أو وجود مادة مساعدة مسخنة. 

وعندما تبرد، تضع الجانبين معًا.

أنوعه:

• اللحام الانصهار: حيث يتكئ على قطعة من المعدن الساخن أو وضع لهب عليها تذوب الطبقة السطحية، وعند وضع القطعة الأخرى عليها وضغطها وتثبيتها لفترة من الزمن يبرد السطح وتلتصق القطعتان ببعضهما البعض. 

• اللحام بالغاز الساخن: يتم تفريغ الغاز المثالي من الأسطوانة من خلال أنبوب تحت اللهب؛ يكتسب ضغطًا ودرجة حرارة كبيرين؛ يتسبب في ذوبان طبقة من البلاستيك، وعند الضغط على الأخرى، تلتصق القطعتان سويا.