الراتنجات الاصطناعية: الإنتاج والتركيب والهيكل والنطاق

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يتم استخدام المواد الكيميائية في مراحل مختلفة من عملية الإنتاج وفي الحياة اليومية. أحد هذه الأصناف عبارة عن راتنجات اصطناعية. هذه المواد تختلف في التكوين والنطاق. يمكن أن يكون الغرض من الراتنجات الاصطناعية شديد التنوع. اعتمادًا على طريقة الإنتاج والتكوين ، يتم تحديد خصائصها الرئيسية. ستتم مناقشة الراتنجات الاصطناعية بشكل أكبر.

الوصف العام

بدأ إنتاج الراتنجات الاصطناعية بنشاط في بداية القرن الماضي. تحتوي البوليمرات الاصطناعية على عدد من الاختلافات المميزة عن الأصناف الطبيعية. الحقيقة هي أن التركيبة التي أنشأها الإنسان لها خصائص خاصة. يمكن ضبطها في مرحلة التصنيع. يمكن أن تختلف الصيغ بشكل كبير ، مما يحدد نطاقها.

اليوم ، يتم إنتاج حوالي 5 أطنان من البوليمرات الاصطناعية في العالم كل عام.يتم الحصول على الراتنجات والبلاستيك الصناعي من معالجة الفحم أو الزيت أو الغاز أو المكونات الطبيعية الأخرى. المركبات الكيميائية التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة لها وزن جزيئي منخفض. علاوة على ذلك ، يمكن إنتاجها ليس فقط في شكل خليط سميك لزج. يمكن أن يكون أيضًا مسحوقًا أو مادة حبيبية.

الراتنجات الاصطناعية والطبيعية ، التي تصلب ، توفر التصاق عالي الجودة للمواد المختلفة. في تركيبات البوليمر ، تكون هذه الخاصية أكثر وضوحًا. عندما يتصلب الراتينج الصناعي ، يمكن أن يشكل التصاق ممتاز للخرسانة والمعادن والزجاج ومواد البناء الأخرى. تحدث عملية المعالجة في هذه الحالة تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة أو العوامل الحفازة. في بعض الحالات ، يتم استخدام الضغط بشكل إضافي في عملية إنشاء اتصال عالي الجودة.

بعض المركبات الاصطناعية لا تحتاج إلا إلى وقت للعلاج. والنتيجة مادة مقاومة لمختلف الظروف المعاكسة ، والتي لا تخاف من التغيرات في درجات الحرارة ، والتأثيرات الميكانيكية. لا يتلفها الماء أو القلويات أو الأحماض أو البنزين أو الزيت.

تحدد هذه الميزات نطاق الصياغات المقدمة. فهي مستقرة ، على عكس نظائرها الطبيعية ، تتميز بالأداء العالي. نطاق تطبيقهم واسع.

ميزات الإنتاج

الراتينج الصناعي عبارة عن بوليمر يتم الحصول عليه أثناء تفاعلات كيميائية معينة. نتيجة لذلك ، يتم إنتاج مركب جزيئي مرتفع بمجموعة معينة منالصفات. يتم الحصول على الراتنجات ذات الأصل الصناعي نتيجة للتكثيف المتعدد أو البلمرة. تعتمد هاتان العمليتان على مبادئ مختلفة.

البلمرة عبارة عن سلسلة من التفاعلات يتم خلالها دمج عدد معين من المكونات الأولية في جزيئات معقدة. في هذه الحالة ، لا يتم تشكيل أي منتجات ثانوية.

التكثيف المتعدد هو عملية يتم فيها تحويل الجزيئات البسيطة إلى مركبات معقدة ، مما ينتج عنه مواد عضوية. يحدث هذا عن طريق إنشاء روابط كربون جديدة مع ذرات أخرى.

اليوم ، يتم استخدام كلا النوعين من الراتنجات في مجالات مختلفة من النشاط البشري. يعتمد اختيار نوع المادة على متطلبات نتيجة العمل المنجز. أثناء إنتاج الراتنجات الاصطناعية والبلاستيك ، يتم الحصول على نوعين من المركبات:

• حراريا ؛
• لدن بالحرارة.

راتنجات التصلد بالحرارة ذات الأصل الصناعي هي مادة لا يمكن أن تذوب إلا في نطاق درجة حرارة معينة. إذا كانت البيئة لا تتوافق مع الإطار المحدد ، تصبح المادة غير قابلة للانصهار وغير قابلة للذوبان. علاوة على ذلك ، تظهر خاصية مماثلة مع زيادة وانخفاض درجة الحرارة فوق الحد المحدد.

راتنج البلاستيك الحراري من أصل اصطناعي يحتفظ باللدونة والانصهار تحت أي ظروف. اعتمادًا على نوع المادة الأولية ، يمكن الحصول على طريقة الإنتاج ، والمستحلب ، والمسحوق ، والحبيبات ، والكتل أو ألواح المواد البوليمرية.

التطبيق

تستخدم الراتنجات الاصطناعية والطبيعية في مختلف مجالات النشاط البشري. لكن الخيارات الاصطناعية أصبحت أكثر انتشارًا بسبب صفاتها الخاصة. من الأسهل سرد المجالات التي لا تستخدم فيها هذه المواد مقارنة بالعكس صحيح. نطاق استخدامها واسع.

أحد التطبيقات الرئيسية للراتنجات الاصطناعية هو إنتاج الورنيش والدهانات والمواد اللاصقة والمواد الكاشطة. نظرًا لقدرتها على البلمرة ، فإن هذه المواد لها خصائص خاصة مطلوبة في صناعة الحجر الاصطناعي والبلاستيك والـ PVC.

نظرًا للالتصاق الجيد ، يشكل الراتنج رابطًا عالي الجودة مع الخرسانة والمعدن والزجاج وقائمة كاملة من المواد الأخرى. مركبات البوليمر الاصطناعية مقاومة لمختلف الظروف المعاكسة.

هناك العديد من المواد التي تعتمد على الراتنجات الاصطناعية. اليوم ، الحجر الاصطناعي مصنوع من البوليمرات. يتم تصنيع العديد من المنتجات منه ، مثل عتبات النوافذ ، والمصارف ، وأسطح العمل ، والأثاث المتنوع.

من هذه المواد يتم إنشاء غطاء أرضي متآلف. تستخدم الراتنجات الاصطناعية أيضًا في الأعمال الخشبية. إنها تسمح لك بإنشاء طلاء عالي الجودة للمواد الطبيعية. في البناء ، يتم استخدام مختلف فروع الإنتاج الصناعي ومجموعة متنوعة من الراتنجات ذات الأصل الصناعي. حتى في الطب وصناعة التجميل ، وجدت مثل هذه المركبات تطبيقها.

راتنجات الايبوكسي

يتم إنتاج العديد من أنواع الراتنجات الاصطناعية اليوم. يجب دراسة تركيبات البوليمر الأكثر شهرة والأكثر استخدامًا بمزيد من التفصيل.

أحد أكثر الأصناف شيوعًا هو راتنجات الايبوكسي. قد يكون للتكوين قوام سائل أو يتم إنتاجه في صورة صلبة. هذه المادة عديمة اللون. راتنجات الايبوكسي مكونة من عنصرين تتطلب استخدام مقوي. بدون محفز ، لن تصلب التركيبة. للبلمرة بشكل أسرع ، تحتاج إلى زيادة درجة حرارة الراتينج.

الايبوكسي لديه التصاق جيد. يتيح لك ذلك ربط السيراميك والمعادن والخزف وعدد من المواد الأخرى. الايبوكسي في أنقى صوره شبيه بالعسل.

يتم الحصول على هذه المادة أثناء التكثيف المتعدد للفينول و epilchloridrin. تشارك الأمينات والكحول أيضًا في التفاعل. في هذه الفئة ، هناك العديد من المواد التي تختلف نوعًا ما في صفاتها. لذلك ، تتميز البولي إيبوكسيدات بكثافة منخفضة وقادرة على الارتباط جيدًا بالمعدن والحجر. في الوقت نفسه ، لا تتقلص المادة عمليًا ، فهي مقاومة للأحماض.

ديان الايبوكسي من النوع غير المعالج عبارة عن راتنجات صناعية بالحرارة. يمكن أن يكون لونها أصفر إلى بني. قد تختلف اللزوجة. هذه هي المواد التي يمكن أن تكون سائلة أو صلبة. يذوب راتنجات الايبوكسي ديان في ديوكسان ، الاثيرات.

راتنجات الايبوكسي المعالجة غير قابلة للذوبان. يمكن استخدام البولي أميدات والفينول فورمالديهايد ، وما إلى ذلك كمحفز.

تستخدم راتنجات الايبوكسي في إنتاج المواد اللاصقة التي تستخدم لإنشاء روابط قوية بين الحجر الطبيعي والخرسانة والسيراميك وما إلى ذلك.

راتنجات البوليستر والاكريليك

في إنتاج الراتنجات الاصطناعية والبلاستيك ، تبرز مجموعة متنوعة مثل مركبات البوليستر. يتم إنشاء هذه المواد أثناء معالجة الكحول. يسمح لك هذا الراتينج بإنشاء اتصال أقل متانة من مركب الإيبوكسي. ولكن نظرًا لخصائص الإنتاج ، فإن أصناف البوليستر أرخص. في نفس الوقت ، هذه الراتنجات أسهل في العمل.

أكبر مستهلكين لهذا النوع من المنتجات هم صناعات السيارات وبناء السفن ، وإنتاج معدات الإضاءة. هناك حاجة أيضًا إلى راتنجات البوليستر في إنتاج الحواجز ، والاستحمام وعتبات النوافذ. المواد المقدمة سهلة الانحناء بعد التصلب ، ويمكن دهنها بالمركبات المناسبة.

تستخدم راتنجات الأكريليك الاصطناعية في إنتاج البلاستيك والفسيفساء والحجر الصناعي. أيضًا ، تُستخدم هذه التركيبات على نطاق واسع في سياق أعمال البناء والإصلاح في الحمامات ، والاستحمام ، وترتيب النوافير ، والاستحمام وأشياء أخرى. راتنجات الأكريليك تصلب بسرعة. المادة أقل سمية من التركيبات المذكورة سابقاً.

تستخدم راتنجات الأكريليك كمادة مستقلة أو في تصنيع التراكيب الأخرى. يضيفون الرمل ورقائق الرخام وكذلك أصباغ مختلفة. لذلك ، يمكن أن يحتوي الأكريليك على مجموعة متنوعة من الظلال. يمكن إضافة 50٪ من المكونات الإضافية كحد أقصى لهذا الراتينج.

الاكريليك تتطلب تصليب. بعد عملية البلمرة ، تكون التركيبة غير مسامية تمامًا ، مما يحسن الأداء بشكل كبير. هذا يوسع نطاق المادة بشكل كبير. نظرًا لغياب المسام في التركيبة ، لن يتم طلاء المنتج عند دخول مواد التلوين إلى السطح. إذا كان سطح العمل مصنوعًا من الأكريليك ، فلن يترك عصير البنجر علامة عليه. المادة قادرة على تحمل التسخين حتى 70 درجة مئوية. قوالب تصنيع مثل هذه المنتجات مصنوعة من الجص أو السيليكون أو الزجاج.

بولي إيثيلين ، بولي بروبيلين ، راتنجات بولي فينيل كلوريد

عند مقارنة الراتنجات الطبيعية والاصطناعية ، فإن هذا الأخير له أداء أكثر إيجابية. تتضمن هذه الفئة العديد من التراكيب الأخرى.

في كثير من الأحيان في الصناعة الحديثة ، يتم تصنيع واستخدام راتنجات البولي إيثيلين. لديهم معدلات عالية من المرونة ، والتي يتم الحفاظ عليها حتى مع انخفاض كبير في درجة الحرارة (وصولاً إلى -60 درجة مئوية). المواد المصنوعة من راتنجات البولي إيثيلين مقاومة للماء ، ولا تخضع للتأثيرات السلبية للمواد الكيميائية العدوانية. لذلك ، يتم استخدام مجموعة الراتنجات المعروضة لإنشاء فيلم مانع لتسرب المياه ، فضلاً عن اتصالات السباكة. تستخدم راتنجات البولي إيثيلين في صناعة خطوط الأنابيب للمواد الفعالة كيميائياً ، وكذلك المواد الخاصة بالمعدات الطبية والصحية والصحية.

من الأنواع الشائعة الأخرى اليوم راتنجات البولي بروبلين. يتم الحصول عليها أثناء بلمرة البروبيلين. هذا هو الغاز الذي يتم الحصول عليه في عملية تكسير المنتجات.صناعة تكرير النفط. على أساس الراتنجات الاصطناعية ، يستخدم البولي بروبيلين في صناعة الأنابيب ، ومواد الديكور ، والأغشية المانعة لتسرب الغاز ، وكذلك أجزاء المعدات الكيميائية.

نوع آخر من الراتينج معروف في الصناعة الحديثة هو البولي فينيل كلورايد. يتم الحصول عليها أثناء البلمرة. تستخدم العملية كلوريد الفينيل ، وهو غاز تنبعث منه رائحة الأثير وهو عديم اللون.

يتم إنتاج راتينجPVC على شكل حبيبات. المادة مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة ، ولا تفقد صفاتها في البرد. كما أن لها خصائص عازلة. تستخدم هذه المواد على نطاق واسع في إنتاج مواد العزل المائي ، المشمع ، أفلام السقوف المتوترة ، مواد الديكور ، إلخ.

بوليسوبوتيل ، بوليسترين ، أسيتات الفينيل

راتنجات بوليزوبوتيل تستخدم على نطاق واسع في الصناعة الحديثة ، والتي يتم الحصول عليها في عملية البلمرة عند درجة حرارة حوالي 100 درجة مئوية. هذه المادة تشبه المطاط في المظهر. إنه مرن ، يستخدم كعنصر مضاد للتآكل. لا يسمح بمرور الماء ، لذلك فإن الأسطح المعدنية محمية بشكل موثوق من التفاعلات المؤكسدة. الورنيش والمعاجين مصنوعة من البولي إيزوبوتيلين.

يتم الحصول على راتنجات البوليسترين الاصطناعيةمن خلال عملية البلمرة. والنتيجة هي راتنج عديم اللون يستخدم في إنتاج المينا واللاتكس وأفلام العزل المائي. يتم أيضًا إنشاء مواد عازلة من البوليمر.

راتنجات خلات البولي فينيل هيالبوليمرات التي تم إنشاؤها من إستر حمض الأسيتيك وكحول الفينيل. وهو سائل عديم اللون وذو قدرة عالية على الحركة

المادة غير مقاومة للقلويات والأحماض. تتضخم أسيتات البولي فينيل قليلاً في الماء. قابل للذوبان في الإسترات والكحولات وكذلك الهيدروكربونات العطرية.

مادة تسمح لك بإنشاء اتصال قوي من الحجر والزجاج. لذلك ، يتم استخدام أسيتات البولي فينيل على نطاق واسع في إنتاج الورنيش والمواد اللاصقة. في الزخرفة الداخلية للمبنى ، تستخدم هذه المواد أيضًا على نطاق واسع.

راتنجات بولي أكريليت

على أساس راتنجات الأكريليك ، يتم إنتاج مركبات بولي أكريلات ، مع إضافة حمض الميثاكريليك أثناء الإنتاج. هذه كتلة زجاجية شفافة تستخدم في إنتاج مختلف الأفلام والحلول. على سبيل المثال ، يتم استخدام البولي أكريلات لإنشاء مادة مطلية بالخرسانة لجعلها مقاومة للماء. كما أنها تستخدم في صنع البادئات المختلفة للأعمال الداخلية.

يتم إنتاج بوليمرات التكثيف المتعدد بطريقة خاصة. في سياق هذه العملية ، يتم تكوين مادة جزيئية عالية من خلال الجمع بين عدد كبير من الجزيئات من نفس النوع أو أنواع مختلفة. لهذا ، يتم خلط مكونات الوزن الجزيئي المنخفض. يحدث التفاعل مع إطلاق الماء والأمونيا وكلوريد الهيدروجين.

مجموعة الفورمالديهايد

بالنظر إلى أنواع الراتنجات الاصطناعية ، يجب أيضًا الانتباه إلى مجموعة الفورمالديهايد. أحد هذه المواد هو الفينول فورمالديهايد. هذهيتم الحصول على الراتينج عن طريق الجمع بين الفينولات المختلفة والفورمالديهايد.

والنتيجة مادة شديدة التحمل ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. تستخدم هذه المواد في إنتاج الألواح الليفية واللوح. كما أنه يشارك في إنتاج الرقائق ، والمواد اللاصقة ، والمعاجين ، والورنيشات.

أشهر المواد التي تعتمد على راتنجات الفينول فورمالدهايد هي ورنيش الباكليت والبوليمر ب. تسمح لك هذه المادة بإنشاء طبقات مقاومة للمواد الكيميائية ، تُستخدم في الترابط الساخن للأسمنت الأسبستي ، عند ربط مواد بناء مختلفة.

يتم الحصول على مركبات أمينوفورمالدهيد عن طريق التكثيف المتعدد للميلامين والفورمالديهايد مع اليوريا. في الوقت نفسه ، يتم إنشاء شروط منظمة بدقة. والنتيجة مادة عديمة اللون وغير مكلفة نسبيًا. يتم استخدامه لإنشاء العزل الحراري والمواد اللاصقة والرقائق.

راتنجات البولي يوريثين

راتنجات البولي يوريثين عبارة عن بوليمرات من النوع البلوري. تتميز بصفات ذوبان عالية. يتم الحصول على هذه الراتنجات عن طريق تفاعل ثنائي أيزوكانيت والكحول متعدد الهيدروكسيل. المادة تذوب عند درجة حرارة منخفضة ، لديها رطوبة طفيفة. راتينج البولي يوريثين مقاوم للطقس والأكسجين والأوزون والقلويات ومقاومة الأحماض.

تُستخدم البولي يوريثان في صناعة المواد اللاصقة. يتم استخدامها في لصق الألواح الحجرية وغيرهامواد البناء.

يتم استخدام العديد من البوليمرات في البناء والنجارة والهندسة وغيرها من صناعات الإنتاج الحديث. لديهم الصفات المطلوبة ، وإنشاء وصلات متينة وقوية ، وطلاء مقاوم للماء.