راتنجات البوليستر: الإنتاج والمناولة

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

في السنوات الأخيرة ، أصبحت راتنجات البوليستر تحظى بشعبية كبيرة. بادئ ذي بدء ، هناك طلب عليها كمكونات رائدة أثناء إنتاج الألياف الزجاجية ، ومواد هيكلية قوية وخفيفة الوزن.

صنع الراتنج: الخطوة الأولى

كيف يبدأ إنتاج راتنجات البوليستر؟ تبدأ هذه العملية بتقطير الزيت - خلال ذلك ، يتم إطلاق مواد مختلفة: البنزين والإيثيلين والبروبيلين. وهي ضرورية لإنتاج مضادات الهيدريد والأحماض متعددة القاعدة والجلايكول. بعد الطهي معًا ، تخلق كل هذه المكونات ما يسمى بالراتنج الأساسي ، والذي يجب تخفيفه بالستايرين في مرحلة معينة. المادة الأخيرة ، على سبيل المثال ، يمكن أن تكون 50٪ من المنتج النهائي. كجزء من هذه المرحلة ، يُسمح أيضًا ببيع الراتينج الجاهز ، لكن مرحلة الإنتاج لم تكتمل بعد: لا ينبغي لأحد أن ينسى التشبع بمواد مضافة مختلفة. بفضل هذه المكونات ، يكتسب الراتينج النهائي خصائصه الفريدة.

يمكن تغيير تركيبة الخليط من قبل الشركة المصنعة - يعتمد الكثير على المكان الذي سيتم فيه استخدام راتنجات البوليستر بالضبط. يختار الخبراء أفضل المجموعات نتيجة لذلكسيكون العمل مواد ذات خصائص مختلفة تمامًا.

إنتاج الراتنج: المرحلة الثانية

من المهم أن يكون الخليط النهائي صلبًا - وعادة ما ينتظرون حتى تصل عملية البلمرة إلى النهاية. إذا تم قطعها ، وكانت المادة معروضة للبيع ، يتم بلمرتها جزئيًا فقط. إذا لم يتم فعل أي شيء معها ، فستستمر البلمرة ، وستتصلب المادة بالتأكيد. لهذه الأسباب ، فإن العمر الافتراضي للراتنج محدود للغاية: فكلما كانت المادة أقدم ، كانت خصائصها النهائية أسوأ. يمكن أيضًا إبطاء البلمرة - يتم استخدام الثلاجات لهذا الغرض ، ولا يحدث التصلب هناك.

من أجل استكمال مرحلة الإنتاج والحصول على المنتج النهائي ، يجب أيضًا إضافة مادتين مهمتين إلى الراتينج: محفز ومنشط. كل واحد منهم يؤدي وظيفته الخاصة: يبدأ توليد الحرارة في الخليط ، مما يساهم في عملية البلمرة. أي أن مصدر الحرارة من الخارج غير مطلوب - كل شيء يحدث بدونه.

يتم تنظيم مسار عملية البلمرة - يتم التحكم في نسب المكونات. نظرًا لأن الاتصال بين المحفز والمنشط يمكن أن ينتج عنه خليط متفجر ، فعادة ما يضاف الأخير إلى الراتينج حصريًا كجزء من الإنتاج ، ويُضاف المحفز قبل الاستخدام ، وعادة ما يتم توفيره بشكل منفصل. فقط عند اكتمال عملية البلمرة ، تصلب المادة ، يمكننا أن نستنتج أن إنتاج راتنجات البوليستر قد اكتمل.

الراتنجات الأصلية

ما هذاالمادة في حالتها الأصلية؟ وهو سائل لزج يشبه العسل ويتراوح لونه من البني الداكن إلى الأصفر الفاتح. عندما يتم إدخال كمية معينة من المواد الصلبة ، فإن راتينج البوليستر يتكاثف قليلاً أولاً ، ثم يكتسب حالة هلامية. بعد ذلك بقليل ، قوامه يشبه المطاط ، ثم تتصلب المادة (تصبح غير قابلة للانصهار وغير قابلة للذوبان).

هذه العملية تسمى المعالجة ، حيث تستغرق عدة ساعات في درجة الحرارة العادية. عندما يكون الراتينج في حالته الصلبة ، فإنه يشبه مادة صلبة ومتينة يمكن صبغها بسهولة بمجموعة متنوعة من الألوان. كقاعدة عامة ، يتم استخدامه مع الأقمشة الزجاجية (الألياف الزجاجية المصنوعة من البوليستر) ، وهو يؤدي وظيفة العنصر الهيكلي لتصنيع المنتجات المختلفة - مثل راتنجات البوليستر. تعتبر التعليمات الخاصة بالعمل مع هذه الخلائط مهمة للغاية. من الضروري الالتزام بكل نقطة من نقاطه

الميزات الرئيسية

راتنجات البوليستر في الحالة المعالجة هي مواد هيكلية ممتازة. تتميز بالصلابة والقوة العالية وخصائص العزل الممتازة ومقاومة التآكل والمقاومة الكيميائية. لا تنس أنه في عملية التشغيل ، المنتجات المصنوعة من راتنجات البوليستر آمنة من وجهة نظر بيئية. بعض الخصائص الميكانيكية للمخاليط المستخدمة مع الأقمشة الزجاجية ، من حيث أدائها ، تشبه معايير الفولاذ الإنشائي (في بعض الحالات تتجاوزها). تقنية التصنيع رخيصة وبسيطة وآمنة ، حيث يتم علاج المادة في درجة حرارة الغرفة العادية.درجة الحرارة ، حتى الضغط غير مطلوب. لا يوجد انبعاث من المنتجات الثانوية المتطايرة أو غيرها من المنتجات الثانوية ، لوحظ فقط انكماش طفيف. وبالتالي ، من أجل تصنيع منتج ما ، ليست هناك حاجة إلى تركيبات ضخمة باهظة الثمن ، وليست هناك حاجة للطاقة الحرارية ، بفضل الشركات التي تتقن بسرعة إنتاج السعة الكبيرة والصغيرة. لا تنسى التكلفة المنخفضة لراتنجات البوليستر - هذا الرقم أقل مرتين من نظرائه من الإيبوكسي.

نمو الإنتاج

من المستحيل تجاهل حقيقة أنه في الوقت الحالي يكتسب إنتاج راتنجات البوليستر غير المشبعة زخمًا كل عام - وهذا لا ينطبق فقط على بلدنا ، ولكن أيضًا على الاتجاهات الخارجية العامة. إذا كنت تؤمن برأي الخبراء ، فإن هذا الوضع بالتأكيد سيستمر في المستقبل المنظور.

عيوب الراتنجات

بالطبع ، راتنجات البوليستر لها أيضًا بعض العيوب ، مثل أي مادة أخرى. على سبيل المثال ، يتم استخدام الستيرين كمذيب أثناء الإنتاج. إنه قابل للاشتعال وشديد السمية. في الوقت الحالي ، تم بالفعل إنشاء مثل هذه العلامات التجارية التي لا تحتوي على ستايرين في تكوينها. عيب آخر واضح: القابلية للاشتعال. تحترق راتنجات البوليستر غير المعدلة وغير المشبعة تمامًا مثل الأخشاب الصلبة. تم حل هذه المشكلة: يتم إدخال حشوات المسحوق في تركيبة المادة (مركبات عضوية منخفضة الوزن الجزيئي تحتوي على الفلور والكلور وثالث أكسيد الأنتيمون) ، وأحيانًا يتم استخدام التعديل الكيميائي - رباعي الكلوروفثاليك ،حمض الكلورنديك ، بعض المركبات المتعددة: فينيل كلورو أسيتات ، كلوروستيرين ، مركبات أخرى تحتوي على الكلور.

تكوين الراتنج

إذا أخذنا في الاعتبار تكوين راتنجات البوليستر غير المشبعة ، فيمكننا هنا ملاحظة مزيج متعدد المكونات من العناصر الكيميائية ذات الطبيعة المختلفة - كل منها يؤدي مهامًا معينة. المكونات الرئيسية هي راتنجات البوليستر ، تؤدي وظائف مختلفة. على سبيل المثال ، البوليستر هو المكون الرئيسي. إنه نتاج تفاعل تكثيف متعدد للبوليولات التي تتفاعل مع أنهيدريد أو أحماض متعددة القاعدة.

إذا تحدثنا عن الكحولات متعددة الهيدروكسيل ، فإن الإيثيلين جلايكول ، والإيثيلين جلايكول ، والجليسرين ، والبروبيلين جليكول ، والديبروبيلين جليكول مطلوبة هنا. كما أنهيدريد ، يتم استخدام الأحماض الدهنية والفوماريك والفثاليك والأنهيدريد المالئيك. لن يكون صب راتنجات البوليستر ممكنًا إذا كان للبوليستر وزن جزيئي منخفض (حوالي 2000) عندما يكون جاهزًا للمعالجة. في عملية تشكيل المنتجات ، يتحول إلى بوليمر بهيكل شبكة ثلاثي الأبعاد ، ووزن جزيئي مرتفع (بعد إدخال بادئ المعالجة). هذا الهيكل يوفر مقاومة كيميائية وقوة عالية للمادة.

المذيب مونومر

مكون آخر إلزامي هو مونومر المذيب. في هذه الحالة ، يقوم المذيب بوظيفة مزدوجة. في الحالة الأولى ، يكون مطلوبًا لتقليل لزوجة الراتينج إلى المستوى المطلوب للمعالجة (نظرًا لأن البوليستر نفسهسميك جدا).

من ناحية أخرى ، يلعب المونومر دورًا نشطًا في عملية البلمرة المشتركة مع البوليستر ، حيث يتم ضمان سرعة البلمرة المثلى وعمق عالٍ من معالجة المواد (إذا تم اعتبار البوليسترات بشكل منفصل ، يتم معالجتها بطئ جدا). Hydroperoxide هو المكون المطلوب للتصلب من الحالة السائلة - هذه هي الطريقة الوحيدة التي يكتسب بها راتنجات البوليستر كل صفاته. يعد استخدام المحفز إلزاميًا أيضًا عند العمل مع راتنجات البوليستر غير المشبعة.

مسرع

يمكن إضافة هذا المكون إلى البوليستر أثناء التصنيع وعند حدوث المعالجة (قبل إضافة البادئ). يمكن تسمية أملاح الكوبالت (أوكتوات الكوبالت ، النفثينات) بالمسرعات المثلى لمعالجة البوليمر. لا يجب تسريع البلمرة فحسب ، بل يجب تنشيطها أيضًا ، على الرغم من إبطائها في بعض الحالات. السر هو أنه إذا لم يتم استخدام المُسرِّعات والبادئات ، فسوف تتشكل الجذور الحرة بشكل مستقل في المادة النهائية ، بسبب حدوث البلمرة قبل الأوان - أثناء التخزين مباشرةً. لمنع هذه الظاهرة ، لا غنى عن مثبط المعالجة.

مبدأ المانع

آلية عمل هذا المكون هي كما يلي: يتفاعل مع الجذور الحرة التي تظهر بشكل دوري ، مما يؤدي إلى تكوين الجذور منخفضة النشاط أو المركبات التي ليس لها طبيعة جذرية على الإطلاق. عادة ما يتم تنفيذ وظيفة المثبطات بواسطة هذاالمواد: الكينونات ، التريكريسول ، الفينون ، بعض الأحماض العضوية. تتم صياغة البوليستر بكميات صغيرة من المثبطات أثناء التصنيع.

مكملات أخرى

المكونات المذكورة أعلاه هي المكونات الرئيسية ، وبفضلها يمكن العمل مع راتنجات البوليستر كمواد رابطة. ومع ذلك ، كما تبين الممارسة ، في عملية تكوين المنتجات ، يتم إدخال كمية كبيرة بما فيه الكفاية من المواد المضافة في البوليسترات ، والتي بدورها تقوم بمجموعة متنوعة من الوظائف وتعديل خصائص المادة الأصلية. من بين هذه المكونات ، يمكن ملاحظة حشوات المسحوق - يتم تقديمها خصيصًا لتقليل الانكماش وتقليل تكلفة المواد وزيادة مقاومة الحريق. وتجدر الإشارة أيضًا إلى الأقمشة الزجاجية (حشوات التسليح) ، والتي يرجع استخدامها إلى زيادة الخواص الميكانيكية. هناك إضافات أخرى: مثبتات ، مواد ملدنة ، أصباغ ، إلخ.

حصائر زجاجية

يمكن أن تكون الألياف الزجاجية مختلفة في السماكة والهيكل. الحصائر الزجاجية عبارة عن ألياف زجاجية مقطعة إلى قطع صغيرة يتراوح طولها بين 12-50 مم. يتم لصق العناصر معًا باستخدام مادة رابطة مؤقتة أخرى ، والتي تكون عادةً مسحوقًا أو مستحلبًا. يستخدم راتنجات الايبوكسي البوليستر في صناعة الحصائر الزجاجية ، والتي تتكون من ألياف مرتبة بشكل عشوائي ، بينما الألياف الزجاجية في مظهرها تشبه النسيج العادي. لتحقيق أعلى قوة ممكنة ، يجب استخدام درجات مختلفة من الألياف الزجاجية.

بشكل عام ، الحصائر الزجاجية أقلقوة ، لكنها أسهل بكثير في المعالجة. عند مقارنتها بالألياف الزجاجية ، فإن هذه المادة تكرر بشكل أفضل شكل المصفوفة. نظرًا لأن الألياف قصيرة جدًا وذات اتجاه فوضوي ، فلا يمكن للسجادة التباهي بقوة كبيرة. ومع ذلك ، يمكن تشريبها بسهولة بالراتنج ، لأنها ناعمة ، بينما تكون فضفاضة وسميكة ، تشبه إلى حد ما الإسفنج. المواد هي حقا لينة وقابلة للتشكيل. التصفيح ، على سبيل المثال ، المصنوع من مثل هذه الحصائر ، له خصائص ميكانيكية ممتازة ، وله مقاومة عالية ضد الظروف الجوية (حتى في غضون فترة طويلة).

أين يتم استخدام الحصائر الزجاجية

تُستخدم مات في مجال قولبة التلامس لتكون قادرة على إنتاج سلع ذات أشكال معقدة. تستخدم المنتجات المصنوعة من هذه المواد في مجموعة متنوعة من المجالات:

• في صناعة بناء السفن (بناء الزوارق ، القوارب ، اليخوت ، قواطع الأسماك ، الهياكل الداخلية المختلفة ، إلخ) ؛
• تُستخدم الحصيرة الزجاجية وراتنج البوليستر في صناعة السيارات (أجزاء الماكينة المختلفة ، والأسطوانات ، والشاحنات ، والناشرون ، والخزانات ، ولوحات المعلومات ، والمباني ، وما إلى ذلك) ؛
• في صناعة البناء (بعض المنتجات الخشبية ، بناء ملاجئ الحافلات ، جدران التقسيم ، إلخ).

الحصائر الزجاجية لها كثافة وسماكة مختلفة. المادة مقسمة على وزن المتر المربع الذي يقاس بالجرام. هناك مادة رقيقة إلى حد ما ، تقريبامتجدد الهواء (حجاب زجاجي) ، يوجد أيضًا غطاء سميك ، يشبه البطانية تقريبًا (يستخدم للتأكد من أن المنتج يكتسب السماكة المطلوبة ، ويحصل على القوة المطلوبة).