تشير المواد البلاستيكية إلى المواد المكونة أساسًا من الراتنجات (أو المونومرات التي يتم بلمرتها مباشرة أثناء المعالجة)، بالإضافة إلى مواد مضافة مثل الملدنات والحشوات ومواد التشحيم والملونات، والتي يمكن تشكيلها أثناء المعالجة.
الخصائص الرئيسية للبلاستيك:
① معظم أنواع البلاستيك خفيفة الوزن ومستقرة كيميائياً ومقاومة للتآكل.
② مقاومة ممتازة للصدمات.
③ شفافية جيدة ومقاومة للتآكل.
④ خصائص عازلة مع موصلية حرارية منخفضة.
⑤ يسهل تشكيلها وتلوينها ومعالجتها بشكل عام بتكلفة منخفضة.
⑥ معظم أنواع البلاستيك تتميز بمقاومة ضعيفة للحرارة، وتمدد حراري عالٍ، وقابلية للاشتعال.
⑦ عدم استقرار الأبعاد، عرضة للتشوه.
⑧ تُظهر العديد من المواد البلاستيكية أداءً ضعيفًا في درجات الحرارة المنخفضة، حيث تصبح هشة في الظروف الباردة.
⑨ عرضة للشيخوخة.
⑩ بعض أنواع البلاستيك تذوب بسهولة في المذيبات.
الراتنجات الفينوليةتُستخدم راتنجات الفينول على نطاق واسع في تطبيقات البلاستيك المقوى بالألياف (FRP) التي تتطلب خصائص مقاومة للحريق والدخان والسمية (FST). ورغم بعض القيود (خاصةً الهشاشة)، لا تزال راتنجات الفينول فئة رئيسية من الراتنجات التجارية، حيث يبلغ إنتاجها السنوي العالمي ما يقارب 6 ملايين طن. تتميز راتنجات الفينول بثبات أبعادها ومقاومتها الكيميائية الممتازة، إذ تحافظ على استقرارها ضمن نطاق درجة حرارة يتراوح بين 150 و180 درجة مئوية. هذه الخصائص، بالإضافة إلى ميزتها التنافسية من حيث التكلفة والأداء، تدفع إلى استمرار استخدامها في منتجات البلاستيك المقوى بالألياف. تشمل التطبيقات النموذجية مكونات داخلية للطائرات، وبطانات الشحن، وداخلية عربات السكك الحديدية، وشبكات وأنابيب منصات النفط البحرية، ومواد الأنفاق، ومواد الاحتكاك، وعزل فوهات الصواريخ، وغيرها من المنتجات ذات الصلة بمقاومة الحريق والدخان والسمية.
أنواع المركبات الفينولية المقواة بالألياف
مركبات الفينول المقواة بالأليافتشمل هذه المواد موادًا مُعززة بألياف مقطعة، وأقمشة، وألياف متصلة. ولا تزال الألياف المقطعة القديمة (مثل الخشب والسليلوز) تُستخدم في مركبات التشكيل الفينولية لتطبيقات متنوعة، لا سيما في قطع غيار السيارات مثل أغطية مضخات المياه ومكونات الاحتكاك. أما مركبات التشكيل الفينولية الحديثة فتتضمن أليافًا زجاجية، أو أليافًا معدنية، أو أليافًا كربونية في الآونة الأخيرة. وتُستخدم في هذه المركبات راتنجات نوفولاك الفينولية، المُعالجة بسداسي ميثيلين رباعي الأمين.
تُستخدم مواد النسيج المشبعة مسبقًا في تطبيقات متنوعة، مثل قولبة نقل الراتنج (RTM)، وهياكل الساندويتش ذات الشكل الخلوي، والحماية الباليستية، وألواح المقصورة الداخلية للطائرات، وبطانات الشحن. تُصنع المنتجات المقواة بالألياف المتصلة عن طريق لف الخيوط أو السحب.المواد المركبة المدعمة بالأليافتستخدم عادةً راتنجات الفينول ريزول القابلة للذوبان في الماء أو المذيبات. بالإضافة إلى راتنجات الفينول ريزول، تُستخدم أيضًا أنظمة فينولية أخرى ذات صلة - مثل البنزوكسازينات، وإسترات السيانات، وراتنج Calidur™ المُطوَّر حديثًا - في صناعة البوليمرات المقواة بالألياف.
البنزوكسازين نوع جديد من الراتنجات الفينولية. على عكس الفينولات التقليدية، حيث ترتبط الأجزاء الجزيئية عبر جسور الميثيلين [-CH₂-]، يشكل البنزوكسازين بنية حلقية. يُصنع البنزوكسازين بسهولة من مواد فينولية (ثنائي الفينول أو نوفولاك)، وأمينات أولية، وفورمالديهايد. لا ينتج عن بلمرة فتح الحلقة أي نواتج ثانوية أو مواد متطايرة، مما يعزز استقرار أبعاد المنتج النهائي. بالإضافة إلى مقاومته العالية للحرارة واللهب، يتميز راتنج البنزوكسازين بخصائص غير موجودة في الفينولات التقليدية، مثل انخفاض امتصاص الرطوبة وأداء عازل كهربائي مستقر.
كاليدور™ هو راتنج حراري من الجيل التالي، أحادي المكون، مستقر في درجة حرارة الغرفة، من نوع بولي أريل إيثر أميد، طورته شركة إيفونيك ديغوسا خصيصًا لصناعات الطيران والإلكترونيات. يتصلب هذا الراتنج عند درجة حرارة 140 درجة مئوية خلال ساعتين، مع درجة حرارة انتقال زجاجي (Tg) تبلغ 195 درجة مئوية. يتميز كاليدور™ حاليًا بالعديد من المزايا في مجال المواد المركبة عالية الأداء، منها: انعدام الانبعاثات المتطايرة، وانخفاض التفاعل الطارد للحرارة والانكماش أثناء التصلب، وقوة حرارية ورطوبة عالية، وقوة ضغط وقص فائقة للمواد المركبة، ومتانة ممتازة. يُعد هذا الراتنج المبتكر بديلاً فعالاً من حيث التكلفة لراتنجات الإيبوكسي، وبيسماليميد، وسيانات إستر ذات درجة حرارة انتقال زجاجي متوسطة إلى عالية، في مجالات الطيران، والنقل، والسيارات، والكهرباء/الإلكترونيات، وغيرها من التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا.
تاريخ النشر: 24 يونيو 2025
