تطويرراتنج بوليستر غير مشبعتتمتع منتجاتنا بتاريخ يمتد لأكثر من 70 عامًا. خلال هذه الفترة القصيرة، شهدت منتجات راتنجات البوليستر غير المشبعة تطورًا سريعًا من حيث الإنتاج والمستوى التقني. ومنذ ذلك الحين، أصبحت هذه المنتجات من بين أكثر أنواع الراتنجات المتصلبة حراريًا انتشارًا. وخلال مسيرة تطورها، ظهرت المعلومات التقنية المتعلقة ببراءات اختراع المنتجات، والمجلات التجارية، والكتب التقنية، وغيرها، بشكل متتابع. حتى الآن، تُسجل مئات براءات الاختراع سنويًا في مجال راتنجات البوليستر غير المشبعة. ويتضح أن تقنيات إنتاج وتطبيق هذه الراتنجات قد نضجت بشكل متزايد مع تطور الإنتاج، وشكلت تدريجيًا نظامًا تقنيًا فريدًا ومتكاملًا خاصًا بها. وقد أسهمت راتنجات البوليستر غير المشبعة إسهامًا كبيرًا في الاستخدامات العامة خلال مسيرة تطورها. وفي المستقبل، ستتوسع لتشمل مجالات متخصصة، مما سيؤدي في الوقت نفسه إلى خفض تكلفة الراتنجات المستخدمة في الأغراض العامة. فيما يلي بعض أنواع راتنجات البوليستر غير المشبعة المثيرة للاهتمام والواعدة، بما في ذلك: راتنج منخفض الانكماش، راتنج مثبط للهب، راتنج مقوي، راتنج منخفض تطاير الستايرين، راتنج مقاوم للتآكل، راتنج طبقة الجل، راتنج معالج بالضوء. راتنجات البوليستر غير المشبعة، راتنجات منخفضة التكلفة ذات خصائص خاصة، وأصابع شجر عالية الأداء مصنعة بمواد خام وعمليات جديدة.
1. راتنج منخفض الانكماش
قد يكون هذا النوع من الراتنج موضوعًا قديمًا. يترافق راتنج البوليستر غير المشبع مع انكماش كبير أثناء التصلب، حيث تتراوح نسبة الانكماش الحجمي عادةً بين 6 و10%. يمكن لهذا الانكماش أن يُشوه المادة بشدة أو حتى يُسبب تشققها، باستثناء عملية التشكيل بالضغط (SMC، BMC). وللتغلب على هذا العيب، تُستخدم عادةً الراتنجات الحرارية كمضافات منخفضة الانكماش. مُنحت شركة دوبونت براءة اختراع في هذا المجال عام 1934، برقم براءة الاختراع الأمريكية 1,945,307. تصف براءة الاختراع عملية البلمرة المشتركة لأحماض الأنتيلوبليك ثنائية القاعدة مع مركبات الفينيل. من الواضح أن هذه البراءة كانت رائدة في تقنية الانكماش المنخفض لراتنجات البوليستر في ذلك الوقت. ومنذ ذلك الحين، كرّس العديد من الباحثين جهودهم لدراسة أنظمة البوليمرات المشتركة، التي كانت تُعتبر آنذاك سبائك بلاستيكية. وفي عام 1966، استُخدمت راتنجات ماركو منخفضة الانكماش لأول مرة في التشكيل والإنتاج الصناعي.
أطلقت جمعية صناعة البلاستيك لاحقًا على هذا المنتج اسم "SMC"، وهو اختصار لمركب قولبة الصفائح، بينما أطلقوا على مركبهم المسبق الخلط منخفض الانكماش اسم "BMC"، وهو اختصار لمركب قولبة الكتل. بالنسبة لصفائح SMC، يُشترط عمومًا أن تتمتع الأجزاء المقولبة بالراتنج بتفاوت جيد في المقاس، ومرونة عالية، ولمعان من الدرجة الأولى، مع تجنب الشقوق الدقيقة على السطح، مما يتطلب أن يكون للراتنج المستخدم معدل انكماش منخفض. بالطبع، ساهمت العديد من براءات الاختراع منذ ذلك الحين في تحسين هذه التقنية وتطويرها، ونضج فهم آلية تأثير الانكماش المنخفض تدريجيًا، وظهرت عوامل مختلفة لخفض الانكماش أو إضافات منخفضة الانكماش حسب الحاجة. ومن الإضافات الشائعة الاستخدام لخفض الانكماش البوليسترين، وبولي ميثيل ميثاكريلات، وما شابه ذلك.
2. راتنج مقاوم للهب
أحيانًا، تُعدّ المواد المقاومة للهب بنفس أهمية إنقاذ ضحايا المخدرات، إذ تُسهم في تجنب الكوارث أو الحدّ من وقوعها. في أوروبا، انخفض عدد الوفيات الناجمة عن الحرائق بنحو 20% خلال العقد الماضي بفضل استخدام مثبطات اللهب. كما تُعدّ سلامة هذه المواد نفسها بالغة الأهمية. ويُعتبر توحيد أنواع المواد المستخدمة في الصناعة عمليةً بطيئةً ومعقدة. حاليًا، يُجري الاتحاد الأوروبي تقييمات للمخاطر على العديد من مثبطات اللهب الهالوجينية والهالوجينية الفوسفورية، ومن المتوقع إنجاز معظم هذه التقييمات بين عامي 2004 و2006. في الوقت الراهن، تستخدم بلادنا عمومًا ثنائيات الهيدروكسيل المحتوية على الكلور أو البروم، أو بدائل الهالوجين ثنائية القاعدة كأحماض، كمواد خام لتحضير راتنجات مثبطة للهب تفاعلية. تُنتج مثبطات اللهب الهالوجينية كميات كبيرة من الدخان عند احتراقها، ويصاحب ذلك انبعاث هاليد الهيدروجين شديد التهيج. يتسبب الدخان الكثيف والضباب الدخاني السام الناتج أثناء عملية الاحتراق في أضرار جسيمة للناس.
أكثر من 80% من حوادث الحريق ناجمة عن ذلك. ومن عيوب استخدام مثبطات اللهب القائمة على البروم أو الهيدروجين، انبعاث غازات أكالة وملوثة للبيئة عند احتراقها، مما قد يُلحق الضرر بالمكونات الكهربائية. يُمكن استخدام مثبطات اللهب غير العضوية، مثل الألومينا المائية والمغنيسيوم والكانوبي ومركبات الموليبدينوم وغيرها من إضافات مثبطات اللهب، لإنتاج راتنجات مثبطة للهب منخفضة الدخان والسمية، على الرغم من تأثيرها الواضح في كبح الدخان. مع ذلك، إذا كانت كمية حشو مثبط اللهب غير العضوي كبيرة جدًا، فلن تزداد لزوجة الراتنج فحسب، مما يُعيق عملية البناء، بل سيؤثر أيضًا على قوته الميكانيكية وخصائصه الكهربائية بعد التصلب.
في الوقت الراهن، أفادت العديد من براءات الاختراع الأجنبية بتقنية استخدام مثبطات اللهب الفوسفورية لإنتاج راتنجات مثبطة للهب منخفضة السمية والدخان. تتميز مثبطات اللهب الفوسفورية بتأثيرها الفعال في تثبيط اللهب. إذ يمكن بلمرة حمض الميتافوسفوريك الناتج أثناء الاحتراق إلى حالة بوليمرية مستقرة، مكونًا طبقة واقية تغطي سطح المادة المحترقة، عازلةً الأكسجين، ومعززةً تجفيف سطح الراتنج وكربنته، ومكونةً غشاءً واقيًا كربونيًا. وبذلك، تمنع هذه التقنية الاحتراق، كما يمكن استخدام مثبطات اللهب الفوسفورية بالتزامن مع مثبطات اللهب الهالوجينية، مما يُحدث تأثيرًا تآزريًا واضحًا. وبالطبع، يتجه البحث المستقبلي في مجال راتنجات مثبطة اللهب نحو إنتاج راتنجات منخفضة الدخان والسمية والتكلفة. فالراتنج المثالي هو راتنج خالٍ من الدخان، منخفض السمية، منخفض التكلفة، لا يؤثر على الراتنج الأصلي، يتمتع بخصائص فيزيائية متأصلة، لا يحتاج إلى إضافة مواد أخرى، ويمكن إنتاجه مباشرةً في مصنع إنتاج الراتنج.
3. راتنج مقوي
بالمقارنة مع أنواع راتنجات البوليستر غير المشبعة الأصلية، فقد تحسنت متانة الراتنجات الحالية بشكل كبير. ومع ذلك، ومع تطور الصناعات التحويلية لراتنجات البوليستر غير المشبعة، ظهرت متطلبات جديدة لأداء هذه الراتنجات، لا سيما فيما يتعلق بالمتانة. أصبحت هشاشة الراتنجات غير المشبعة بعد التصلب مشكلة رئيسية تعيق تطويرها. وسواءً كان المنتج مصنوعًا يدويًا بالصب أو بالقولبة أو باللف، فإن استطالة المنتج عند الكسر تُعد مؤشرًا هامًا لتقييم جودة منتجات الراتنج.
يستخدم بعض المصنّعين الأجانب حاليًا طريقة إضافة الراتنج المشبع لتحسين المتانة. ومن هذه الطرق إضافة البوليستر المشبع، ومطاط الستايرين-بوتادين، ومطاط الستايرين-بوتادين ذي النهايات الكربوكسيلية (سو-)، وغيرها. تُصنّف هذه الطريقة ضمن طرق التقوية الفيزيائية. كما يمكن استخدامها لإدخال بوليمرات كتلية في السلسلة الرئيسية للبوليستر غير المشبع، مثل بنية الشبكة المتداخلة المتكونة من راتنج البوليستر غير المشبع وراتنج الإيبوكسي وراتنج البولي يوريثان، مما يُحسّن بشكل كبير من قوة الشد وقوة الصدم للراتنج. تُصنّف هذه الطريقة ضمن طرق التقوية الكيميائية. ويمكن أيضًا استخدام مزيج من التقوية الفيزيائية والكيميائية، مثل خلط بوليستر غير مشبع أكثر تفاعلية مع مادة أقل تفاعلية لتحقيق المرونة المطلوبة.
تُستخدم ألواح SMC حاليًا على نطاق واسع في صناعة السيارات نظرًا لخفة وزنها، وقوتها العالية، ومقاومتها للتآكل، ومرونة تصميمها. تتطلب الأجزاء المهمة، مثل ألواح السيارات والأبواب الخلفية والألواح الخارجية، متانة عالية، كما هو الحال في الألواح الخارجية للسيارات. تتميز هذه الألواح بقدرتها على الانحناء إلى حد معين والعودة إلى شكلها الأصلي بعد تعرضها لصدمة طفيفة. غالبًا ما يؤدي رفع متانة الراتنج إلى فقدان بعض خصائصه الأخرى، مثل الصلابة، وقوة الانحناء، ومقاومة الحرارة، وسرعة التصلب أثناء التصنيع. لذا، أصبح تحسين متانة الراتنج دون فقدان خصائصه الأساسية الأخرى موضوعًا بالغ الأهمية في أبحاث وتطوير راتنجات البوليستر غير المشبعة.
4. راتنج متطاير منخفض الستايرين
أثناء معالجة راتنج البوليستر غير المشبع، يُسبب الستايرين السام المتطاير ضررًا بالغًا بصحة عمال البناء. كما يُطلق الستايرين في الهواء، مما يُؤدي إلى تلوث هوائي خطير. لذا، تُحدد العديد من السلطات تركيز الستايرين المسموح به في هواء ورش الإنتاج. على سبيل المثال، في الولايات المتحدة، يبلغ مستوى التعرض المسموح به 50 جزءًا في المليون، بينما في سويسرا يبلغ 25 جزءًا في المليون، وهو تركيز منخفض يصعب تحقيقه. كما أن الاعتماد على التهوية القوية محدود. في الوقت نفسه، تُؤدي التهوية القوية إلى فقدان الستايرين من سطح المنتج وتبخره بكميات كبيرة في الهواء. لذلك، لا يزال من الضروري إيجاد حلول جذرية للحد من تبخر الستايرين في مصانع إنتاج الراتنج. وهذا يتطلب تطوير راتنجات منخفضة التطاير من الستايرين (LSE) التي لا تلوث الهواء أو تلوثه بشكل أقل، أو راتنجات البوليستر غير المشبعة بدون مونومرات الستايرين.
أصبح خفض محتوى المونومرات المتطايرة موضوعًا ذا أهمية بالغة في صناعة راتنجات البوليستر غير المشبعة الأجنبية خلال السنوات الأخيرة. وتُستخدم حاليًا عدة طرق، منها: (1) إضافة مثبطات منخفضة التطاير؛ (2) استخدام ثنائي فينيل، وفينيل ميثيل بنزين، وألفا-ميثيل ستايرين في تركيب راتنجات البوليستر غير المشبعة الخالية من مونومرات الستايرين، وذلك لاستبدال مونومرات الفينيل المحتوية على مونومرات الستايرين. (3) تتمثل صياغة راتنجات البوليستر غير المشبعة ذات المونومرات الستايرينية المنخفضة في استخدام المونومرات المذكورة أعلاه ومونومرات الستايرين معًا، مثل استخدام فثالات ثنائي الأليل. استخدام مونومرات الفينيل عالية الغليان مثل الإسترات وبوليمرات الأكريليك المشتركة مع مونومرات الستايرين: (4) طريقة أخرى لتقليل تطاير الستايرين هي إدخال وحدات أخرى مثل ثنائي حلقي البنتاديين ومشتقاته في هيكل راتنج البوليستر غير المشبع، لتحقيق لزوجة منخفضة، وبالتالي تقليل محتوى مونومر الستايرين.
في سعينا لإيجاد حل لمشكلة تطاير الستايرين، من الضروري دراسة مدى ملاءمة الراتنج لأساليب التشكيل الحالية، مثل الرش السطحي، وعملية الترقق، وعملية تشكيل مركبات الستايرين والسيليكون، وتكلفة المواد الخام اللازمة للإنتاج الصناعي، ومدى توافقه مع نظام الراتنج، وتفاعلية الراتنج، ولزوجته، وخواصه الميكانيكية بعد التشكيل، وغيرها. لا يوجد في بلدي تشريع واضح يقيد تطاير الستايرين. ومع ذلك، ومع تحسن مستويات معيشة الناس وازدياد وعيهم بأهمية الصحة وحماية البيئة، فإن سن تشريع ذي صلة في بلد استهلاكي غير مشبع مثل بلدنا مسألة وقت لا أكثر.
5. راتنج مقاوم للتآكل
يُعدّ مقاومة راتنجات البوليستر غير المشبعة للتآكل الناتج عن المواد الكيميائية، مثل المذيبات العضوية والأحماض والقواعد والأملاح، من أبرز استخداماتها. ووفقًا لخبراء شبكة راتنجات البوليستر غير المشبعة، تُصنّف الراتنجات المقاومة للتآكل حاليًا إلى الفئات التالية: (1) راتنجات البنزين-أورثو؛ (2) راتنجات البنزين-أيزو؛ (3) راتنجات البنزين-بارا؛ (4) راتنجات ثنائي الفينول أ؛ (5) راتنجات إستر الفينيل؛ بالإضافة إلى أنواع أخرى مثل راتنجات الزيلين، ومركبات الهالوجين، وغيرها. بعد عقود من البحث المتواصل من قِبل أجيال عديدة من العلماء، دُرست عملية تآكل الراتنج وآلية مقاومته للتآكل دراسةً وافية. ويتم تعديل الراتنج بطرق مختلفة، كإضافة هيكل جزيئي يصعب مقاومته للتآكل إلى راتنج البوليستر غير المشبع، أو استخدام البوليستر غير المشبع وإستر الفينيل والإيزوسيانات لتكوين بنية شبكية متداخلة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين مقاومة الراتنج للتآكل. كما أن الراتنج المُنتَج بطريقة خلط الراتنج الحمضي يُحقق مقاومةً أفضل للتآكل.
بالمقارنة معراتنجات الإيبوكسي,يُعدّ انخفاض تكلفة راتنجات البوليستر غير المشبعة وسهولة معالجتها من أهم مزاياها. ووفقًا لخبراء متخصصين في هذا المجال، فإن مقاومة راتنجات البوليستر غير المشبعة للتآكل، وخاصة مقاومتها للقلويات، أقل بكثير من مقاومة راتنجات الإيبوكسي، ولا يمكنها أن تحل محلها. في الوقت الراهن، أدى ازدياد الطلب على الأرضيات المقاومة للتآكل إلى خلق فرص وتحديات أمام راتنجات البوليستر غير المشبعة. لذا، فإن تطوير راتنجات خاصة مقاومة للتآكل يحمل آفاقًا واسعة.
يلعب الجل كوت دورًا هامًا في المواد المركبة. فهو لا يقتصر دوره على إضفاء لمسة جمالية على سطح منتجات الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك (FRP)، بل يساهم أيضًا في مقاومة التآكل والتقادم والتآكل الكيميائي. ووفقًا لخبراء شبكة الراتنجات غير المشبعة، فإن التوجه التطويري لراتنجات الجل كوت يتجه نحو تطوير راتنجات ذات معدل تطاير منخفض للستايرين، وسرعة تجفيف جيدة، ومقاومة عالية للتآكل. يوجد سوق واسع لراتنجات الجل كوت المقاومة للحرارة. عند غمر مادة الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك في الماء الساخن لفترة طويلة، تظهر فقاعات على سطحها. ومع مرور الوقت، ومع تغلغل الماء تدريجيًا في المادة المركبة، تتسع هذه الفقاعات السطحية. لا تؤثر هذه الفقاعات على مظهر الجل كوت فحسب، بل تُضعف أيضًا خصائص قوة المنتج.
تستخدم شركة كوك للمواد المركبة والبوليمرات في كانساس، الولايات المتحدة الأمريكية، طرقًا تعتمد على الإيبوكسي وإيثر الجليسيديل لتصنيع راتنج طبقة هلامية يتميز بلزوجة منخفضة ومقاومة ممتازة للماء والمذيبات. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم الشركة أيضًا مركب الراتنج A (راتنج مرن) المعدل ببولي إيثر بوليول والمنتهي بالإيبوكسي، ومركب الراتنج B (راتنج صلب) المعدل بثنائي سيكلوبنتاديين (DCPD). بعد عملية المزج، لا يتميز الراتنج المقاوم للماء بمقاومة جيدة للماء فحسب، بل يتميز أيضًا بمتانة وقوة عاليتين. تتغلغل المذيبات أو المواد الأخرى ذات الوزن الجزيئي المنخفض في نظام مادة البوليمر المقوى بالألياف (FRP) من خلال طبقة الهلام، ليصبح راتنجًا مقاومًا للماء يتمتع بخصائص شاملة ممتازة.
7. راتنج البوليستر غير المشبع المعالج بالضوء
تتميز راتنجات البوليستر غير المشبعة بخصائص المعالجة الضوئية، كفترة صلاحية طويلة وسرعة معالجة عالية. وتلبي هذه الراتنجات متطلبات الحد من تطاير الستايرين عند معالجتها بالضوء. وبفضل التطورات في مجال المحسسات الضوئية وأجهزة الإضاءة، تم وضع الأساس لتطوير راتنجات قابلة للمعالجة الضوئية. وقد تم بنجاح تطوير أنواع مختلفة من راتنجات البوليستر غير المشبعة القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، ودخلت حيز الإنتاج بكميات كبيرة. وقد حسّنت هذه العملية خصائص المادة، وأداء العملية، ومقاومة التآكل السطحي، كما رفعت كفاءة الإنتاج.
8. راتنج منخفض التكلفة ذو خصائص خاصة
تشمل هذه الراتنجات الراتنجات الرغوية والراتنجات المائية. يشهد نقص الطاقة الخشبية حاليًا اتجاهًا تصاعديًا. كما يوجد نقص في العمالة الماهرة في صناعة معالجة الأخشاب، وتتزايد أجور هؤلاء العمال. تُهيئ هذه الظروف المجال لدخول البلاستيك الهندسي إلى سوق الأخشاب. سيتم تطوير الراتنجات الرغوية غير المشبعة والراتنجات المائية كبدائل للأخشاب في صناعة الأثاث نظرًا لانخفاض تكلفتها وخصائصها القوية. سيكون تطبيقها بطيئًا في البداية، ثم مع التحسين المستمر لتكنولوجيا المعالجة، سيتطور هذا التطبيق بسرعة.
يمكن تحويل راتنجات البوليستر غير المشبعة إلى رغوة لإنتاج راتنجات رغوية تُستخدم في ألواح الجدران، وفواصل الحمامات الجاهزة، وغيرها. يتميز البلاستيك الرغوي المصنوع من راتنج البوليستر غير المشبع كمادة أساسية بمتانة وقوة أفضل من البلاستيك الرغوي المصنوع من البوليسترين؛ كما أنه أسهل في المعالجة من البلاستيك الرغوي المصنوع من البولي فينيل كلوريد (PVC)؛ وتكلفته أقل من البلاستيك الرغوي المصنوع من البولي يوريثان، ويمكن إضافة مثبطات اللهب إليه ليصبح مقاومًا للهب والشيخوخة. على الرغم من التطور الكبير في تقنيات استخدام الراتنج، إلا أن استخدام راتنج البوليستر غير المشبع الرغوي في صناعة الأثاث لم يحظَ بالاهتمام الكافي. بعد البحث والتقصي، أبدى بعض مصنعي الراتنج اهتمامًا كبيرًا بتطوير هذا النوع الجديد من المواد. إلا أن بعض المشكلات الرئيسية (مثل التقشر، وبنية قرص العسل، وعلاقة وقت الرغوة بالجل، والتحكم في منحنى التفاعل الطارد للحرارة) لم تُحل بشكل كامل قبل الإنتاج التجاري. إلى حين التوصل إلى حلول لهذه المشكلات، سيقتصر استخدام هذا الراتنج في صناعة الأثاث على انخفاض تكلفته. بمجرد حل هذه المشكلات، سيُستخدم هذا الراتنج على نطاق واسع في مجالات أخرى، مثل مواد الرغوة المقاومة للهب، بدلاً من الاقتصار على الاستفادة من ميزته الاقتصادية.
يمكن تقسيم راتنجات البوليستر غير المشبعة المحتوية على الماء إلى نوعين: النوع القابل للذوبان في الماء والنوع المستحلب. وقد سُجلت براءات اختراع وتقارير منشورة في هذا المجال في الخارج منذ ستينيات القرن الماضي. يُصنع الراتنج المحتوي على الماء بإضافة الماء كمادة مالئة إلى راتنج البوليستر غير المشبع قبل تصلبه، وقد تصل نسبة الماء فيه إلى 50%. يُطلق على هذا النوع من الراتنج اسم راتنج WEP. يتميز هذا الراتنج بانخفاض تكلفته، وخفة وزنه بعد التصلب، ومقاومته الجيدة للاشتعال، وانخفاض انكماشه. بدأ تطوير وبحث هذا النوع من الراتنج في بلدي في ثمانينيات القرن الماضي، واستمر لفترة طويلة. أما من حيث التطبيقات، فقد استُخدم كعامل تثبيت. يُعد راتنج البوليستر غير المشبع المائي نوعًا جديدًا من راتنجات البوليستر غير المشبعة. وتتطور تقنيته في المختبرات باستمرار، إلا أن الأبحاث المتعلقة بتطبيقاته لا تزال قليلة. تتمثل المشكلات التي تتطلب مزيدًا من الحل في استقرار المستحلب، وبعض المشكلات في عملية المعالجة والتشكيل، ومسألة موافقة العملاء. عمومًا، ينتج عن إنتاج 10000 طن من راتنج البوليستر غير المشبع حوالي 600 طن من مياه الصرف الصحي سنويًا. إذا استُخدم الانكماش الناتج في عملية إنتاج راتنج البوليستر غير المشبع في إنتاج راتنج يحتوي على الماء، فسيؤدي ذلك إلى خفض تكلفة الراتنج وحل مشكلة حماية البيئة الناتجة عن الإنتاج.
نحن نتعامل في منتجات الراتنج التالية: راتنج البوليستر غير المشبع؛راتنج الفينيلراتنج طبقة الجل؛ راتنج الإيبوكسي.
نحن ننتج أيضًاألياف زجاجية مباشرة,حصائر من الألياف الزجاجية، شبكة من الألياف الزجاجية، وخيوط منسوجة من الألياف الزجاجية.
اتصل بنا :
رقم الهاتف: +8615823184699
رقم الهاتف: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
تاريخ النشر: 8 يونيو 2022
