BMC هو اختصار لـمركب التشكيل بالجملةيُعرف هذا المركب في اللغة الإنجليزية، واسمه الصيني، باسم مركب التشكيل الكتلي (ويُسمى أيضًا: مركب التشكيل الكتلي المقوى بألياف زجاجية من البوليستر غير المشبع). يتكون هذا المركب من مزيج فيزيائي معقد من الراتنج السائل، وعامل انكماش منخفض، وعامل ربط متقاطع، ومحفز، وحشو، ورقائق ألياف زجاجية قصيرة، ومكونات أخرى. في ظل ظروف درجة الحرارة والضغط، يحدث ربط متقاطع بين البوليستر غير المشبع والستايرين، مما يؤدي إلى تفاعل بلمرة. يتميز هذا المركب بخصائص ميكانيكية وكهربائية ممتازة، ومقاومة للحرارة، وسهولة في المعالجة، مما يجعله واسع الاستخدام في الأجهزة الكهربائية، وأجهزة القياس، وصناعة السيارات، والطيران، والنقل، والبناء.
نظام التركيب
1. راتنج البوليستر غير المشبع: مع راتنج خاص من نوع SMC/BMC، يتكون أساسًا من ميتا-فينيل، يتميز بمقاومة الصدمات والتآكل والشرر الكهربائي، وهو مناسب لإنتاج المنتجات الكتلية أو غير المتجانسة.
2. عامل الربط المتشابك؛ مع مونومر الستايرين، بنسبة تصل إلى 30% إلى 40%، اعتمادًا على محتوى الروابط المزدوجة في البوليستر غير المشبع ونسبة الروابط المزدوجة من نوع ترانس وسيس. كلما زادت نسبة مونومرات الربط المتشابك، كلما كان التصلب أكثر اكتمالًا.
3. يُعد عامل المعالجة بدرجة الحرارة العالية، بيروكسي بنزوات ثالثي بوتيل (TBPB)، من عوامل المعالجة الشائعة الاستخدام بدرجة الحرارة العالية، حيث تبلغ درجة حرارة التحلل السائل 104 درجة ودرجة حرارة التشكيل من 135 إلى 160 درجة.
4. تُستخدم عوامل الانكماش المنخفض عادةً في الراتنجات الحرارية، حيث يعتمد التمدد الحراري على تعويض انكماش القالب. عمومًا، يجب ضبط معدل انكماش المنتجات عند 0.1-0.3%، لذا يجب التحكم بدقة في الجرعة.
5. مواد التقويةتُستخدم عادةً ألياف قصيرة بطول 6-12 مم في عملية الربط، وتُضاف إليها مثبطات اللهب من نوع Al2O3.3H2O، مع إضافة كمية صغيرة من مثبطات اللهب الفوسفورية الجديدة. كما تُستخدم الألومينا المائية كحشو. 7. تُساهم الحشوات في خفض التكلفة مع تحسين الخصائص الكهربائية ومقاومة اللهب. يُعد كربونات الكالسيوم من أقدم الحشوات وأكثرها استخدامًا، ويتميز بأداء عام جيد، ويُضاف عادةً على شكل مسحوق ناعم جدًا بعد عملية الربط.
عملية BMC
١. انتبه إلى ترتيب إضافة المواد. امزجها في آلة عجن من النوع Z، حيث تحتوي آلة العجن على جهاز تسخين، ويمكنك ملاحظة تجانس الخليط من خلال تلوين المعجون أو تلوين الكربون بشكل متجانس، وذلك لمدة تتراوح بين ١٥ و ١٨ دقيقة تقريبًا.
2. يؤدي استخدام ألياف زجاجية قصيرة لربط الألياف المكسورة في المرحلة الأخيرة، إلى ربط عدد كبير من الألياف المكسورة في المرحلة الأولى، مما يؤثر على قوة المادة.
3. يجب تخزين مادة BMC في درجة حرارة منخفضة، عادةً عند 10 درجات مئوية، فدرجة الحرارة المرتفعة تجعل الراتنج غير المشبع سهل التشابك والتصلب، مما يؤدي إلى صعوبات في عملية التشكيل.
4. درجة حرارة التشكيل: حوالي 140 درجة مئوية، درجة حرارة القالب العلوي والسفلي من 5 إلى 10 درجات مئوية، ضغط التشكيل حوالي 7 ميجا باسكال، زمن التثبيت من 40 إلى 80 ثانية/مم
التشخيص الصناعي
1. تشقق المنتج: تُعد مشكلة تشقق المنتج شائعة، خاصةً في ظروف درجات الحرارة المنخفضة خلال فصل الشتاء. ويشير مصطلح التشقق إلى تشقق المنتج نتيجة الإجهاد الداخلي، أو الصدمات الخارجية، أو الظروف البيئية، أو غيرها من العوامل المؤثرة على سطحه أو داخله.
2. الحل؛ تحديداً من المواد الخام، والنسبة والعملية اللازمة للحل.
2.1 اختيار ومعالجة المواد الخام
1) الراتنج هو المادة الأساسية لـ bmc، وهو راتنج بوليستر غير مشبع، وفينيل إستر،راتنج فينوليتُعدّ مادة الراتنج، مثل الميلامين، أساسًا لتصلب المنتج وقوته. لذا، يُستخدم راتنج SMC/BMC الخاص، وهو من نوع ميتا-فينيلين، الذي يتميز بلزوجة أعلى من راتنج أورثو-فينيلين، مما يجعله أقل انكماشًا، ويسمح بقبول المزيد من المونومرات المتشابكة، وبالتالي زيادة الكثافة وتقليل معدل الانكماش.
(2) إضافة عامل انكماش منخفض للمواد المركبة؛ حيث يصل معدل انكماش راتنج البوليستر غير المشبع أثناء التصلب إلى 5-8%، ومع إضافة أنواع مختلفة من الحشوات، يظل الانكماش أكثر من 3%، وعادةً ما يؤدي معدل انكماش المنتجات الذي يزيد عن 0.4% إلى التشقق، لذا يُنصح بإضافة راتنجات حرارية، حيث تُستخدم هذه الراتنجات للتخلص من التمدد الحراري الناتج عن انكماش الأجزاء أثناء التصلب. إضافة PMMA وPS ومونومر الستايرين تُحسّن عملية الخلط والذوبان، كما أن إضافة PMMA تُحسّن التشطيب النهائي. يمكن التحكم في انكماش المنتج عند 0.1-0.3%.
(3) حشو، مثبط للهب، ألياف زجاجية؛ طول الألياف الزجاجية - عادةً من 6 إلى 12 مم، وأحيانًا يصل إلى 25 مم لتلبية الخصائص الميكانيكية العالية؛ ولتلبية متطلبات سيولة التشكيل، يصل إلى 3 مم. نسبة الألياف الزجاجية عادةً من 15% إلى 20%؛ وللمنتجات عالية الأداء، تصل إلى 25%. نسبة الألياف الزجاجية في BMC أقل من SMC، مما يسمح بإضافة المزيد من الحشو، وبالتالي خفض التكلفة. ولخفض التكلفة، يتم استخدام حشو غير عضوي. ولتكوين رابطة كيميائية بين الحشو غير العضوي ومثبط اللهب والألياف الزجاجية والراتنج، يُستخدم عادةً عامل اقتران السيلان قبل الخلط، ويُستخدم عادةً KH-560 وKH-570. يتميز KH-570 بتأثير جيد في ربط المواد الصلبة الدقيقة والمُجزأة، مثل كربونات الكالسيوم الثقيلة ذات الدرجة المُجزأة، بحجم جسيمات من 1 إلى 10 ميكرومتر (ما يعادل 1250 مش).
2.2 متطلبات نسب BMC: يجب ألا تقل كمية الراتنج الأساسي لـ BMC عن 20%، وتعتمد كمية المُحفِّز على كمية عامل الربط المتشابك. لا داعي لإضافة كمية إضافية من عامل الربط المتشابك إلى محتوى الراتنج، بحيث تُشكِّل هذه الكمية 35% من المحتوى. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد كمية عامل الانكماش المنخفض على كمية الراتنج. يُفضَّل استخدام عامل معالجة عالي الحرارة TBPB، وحشو، ومثبط للهب (هيدروكسيد الألومنيوم) بنسبة إجمالية تبلغ حوالي 50%، أي ضعف كمية الراتنج. زيادة الكمية المضافة تُضعف بنية المادة وتجعلها أكثر عرضة للتشقق.
2.3 ظروف عملية الإنتاج
(1) الخلط: أولاً، عند خلط المواد المراد خلطها جيداً، يُضاف المسحوق أولاً بكمية قليلة من المادة الفعالة، ثم تُضاف المادة الفعالة بكمية كبيرة. يُخلط السائل أولاً ثم يُضاف. يُضاف المُحفز أخيراً. يُضاف المُكثِّف قبل عجن معجون الراتنج والبوليسترين. تُضاف الألياف الزجاجية على دفعات.
(2) ظروف عملية التشكيل: تؤثر معايير عملية التشكيل بشكل مباشر على جودة المنتج. عادةً ما يقل الانكماش مع زيادة ضغط التشكيل. أما ارتفاع درجة حرارة القالب فيؤدي إلى تكوّن خط انصهار سطحي، وعدم تجانس المادة، واختلاف الإجهاد الداخلي، مما يزيد من احتمالية التشقق. لذا، يُنصح بتثبيت الضغط لفترة مناسبة لمنع تشقق الأجزاء.
(3) نظام العزل بالتسخين المسبق: الأجزاء ذات درجات الحرارة المنخفضة سهلة التشقق. لذلك، يجب تسخين المادة مسبقًا.
تاريخ النشر: 10 يونيو 2025
