تشير المواد البلاستيكية إلى المواد المكونة في المقام الأول من الراتنجات (أو المونومرات التي يتم بلمرةها مباشرة أثناء المعالجة)، والتي يتم استكمالها بمواد مضافة مثل الملدنات، والحشوات، ومواد التشحيم، والأصباغ، والتي يمكن تشكيلها في الشكل أثناء المعالجة.
الخصائص الرئيسية للبلاستيك:
① معظم المواد البلاستيكية خفيفة الوزن ومستقرة كيميائيًا ومقاومة للتآكل.
② مقاومة ممتازة للتأثير.
③ شفافية جيدة ومقاومة للتآكل.
④ خصائص عازلة مع موصلية حرارية منخفضة.
⑤ من السهل عمومًا تشكيلها وتلوينها ومعالجتها بتكلفة منخفضة.
⑥ معظم المواد البلاستيكية لها مقاومة ضعيفة للحرارة، وتمدد حراري عالي، وقابلة للاشتعال.
⑦ عدم الاستقرار الأبعادي، وعرضة للتشوه.
⑧ تظهر العديد من المواد البلاستيكية أداءً ضعيفًا في درجات الحرارة المنخفضة، وتصبح هشة في الظروف الباردة.
⑨ عرضة للشيخوخة.
⑩ بعض المواد البلاستيكية تذوب بسهولة في المذيبات.
الراتنجات الفينوليةتُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات البلاستيك المقوى بالألياف (FRP) التي تتطلب خصائص مقاومة للحريق والدخان والسمية (FST). على الرغم من بعض القيود (وخاصةً الهشاشة)، تظل الراتنجات الفينولية فئة رئيسية من الراتنجات التجارية، بإنتاج سنوي عالمي يقارب 6 ملايين طن. تتميز الراتنجات الفينولية بثبات أبعادي ممتاز ومقاومة كيميائية، مع الحفاظ على ثباتها ضمن نطاق درجة حرارة يتراوح بين 150 و180 درجة مئوية. هذه الخصائص، بالإضافة إلى ميزة التكلفة مقابل الأداء، تدفع باستمرار استخدامها في منتجات البلاستيك المقوى بالألياف (FRP). تشمل التطبيقات النموذجية مكونات الطائرات الداخلية، وسفن الشحن، والأجزاء الداخلية لعربات السكك الحديدية، وشبكات وأنابيب منصات النفط البحرية، ومواد الأنفاق، ومواد الاحتكاك، وعزل فوهات الصواريخ، وغيرها من المنتجات المرتبطة بـ FST.
أنواع المركبات الفينولية المقواة بالألياف
المركبات الفينولية المقواة بالأليافتشمل المواد المُحسّنة بالألياف المُقطّعة، والأقمشة، والألياف المستمرة. لا تزال الألياف المُقطّعة القديمة (مثل الخشب والسليلوز) تُستخدم في مركبات الصب الفينولية لتطبيقات مُختلفة، وخاصةً قطع غيار السيارات مثل أغطية مضخات المياه ومكونات الاحتكاك. أما مركبات الصب الفينولية الحديثة فتُدمج فيها ألياف زجاجية، وألياف معدنية، أو ألياف كربونية مُؤخرًا. راتنجات الفينول المُستخدمة في مركبات الصب هي راتنجات نوفولاك، المُعالجة بهيكساميثلين تيترامين.
تُستخدم مواد الأقمشة المُشبّعة مسبقًا في تطبيقات متنوعة، مثل صب الراتنج بالنقل (RTM)، وهياكل الساندويتش على شكل قرص العسل، والحماية الباليستية، والألواح الداخلية للطائرات، وبطانات الشحن. تُشكّل المنتجات المُدعّمة بالألياف المستمرة عن طريق لفّ الخيوط أو البثق بالسحب. الأقمشة والألياف المستمرةالمواد المركبة المقواة بالأليافعادةً ما تُستخدم راتنجات الريزول الفينولية القابلة للذوبان في الماء أو المذيبات. بالإضافة إلى فينولات الريزول، تُستخدم أيضًا أنظمة فينولية أخرى ذات صلة - مثل البنزوكسازينات، وإسترات السيانات، وراتنج كاليدور™ المُطوّر حديثًا - في البلاستيك المقوى بألياف الزجاج (FRP).
البنزوكسازين نوع جديد من راتنجات الفينول. بخلاف الفينولات التقليدية، حيث ترتبط الأجزاء الجزيئية عبر جسور الميثيلين [-CH₂-]، تُشكل البنزوكسازينات بنية حلقية. تُصنع البنزوكسازينات بسهولة من مواد فينولية (بيسفينول أو نوفولاك)، وأمينات أولية، وفورمالديهايد. لا تُنتج بلمرة فتح الحلقة أي نواتج ثانوية أو مواد متطايرة، مما يُعزز ثبات أبعاد المنتج النهائي. بالإضافة إلى مقاومتها العالية للحرارة واللهب، تتميز راتنجات البنزوكسازينات بخصائص غائبة في الفينولات التقليدية، مثل انخفاض امتصاص الرطوبة وثبات الأداء العازل.
Calidur™ هو راتنج بولي أريل إيثر أميد صلب بالحرارة، أحادي المكون، مستقر في درجة حرارة الغرفة، من الجيل الجديد، طورته شركة إيفونيك ديغوسا لصناعات الطيران والإلكترونيات. يتصلب هذا الراتنج عند درجة حرارة 140 درجة مئوية في ساعتين، مع درجة حرارة انتقال زجاجي (Tg) تبلغ 195 درجة مئوية. حاليًا، يُظهر Calidur™ العديد من المزايا للمركبات عالية الأداء: انعدام الانبعاثات المتطايرة، وانخفاض التفاعلات الطاردة للحرارة والانكماش أثناء المعالجة، وقوة تحمل حرارية ورطوبة عالية، وقوة انضغاط وقص فائقة للمركبات، ومتانة ممتازة. يُعد هذا الراتنج المبتكر بديلاً اقتصاديًا لراتنجات الإيبوكسي والبيسمال إيميد وإستر السيانات ذات درجة الحرارة الانتقالية الزجاجية المتوسطة إلى العالية في مجالات الطيران والنقل والسيارات والكهرباء/الإلكترونيات وغيرها من التطبيقات المتطلبة.
وقت النشر: ٢٤ يونيو ٢٠٢٥
