يشكل التصنيع البلاستيكي العالم الحديث ، ويحول البوليمرات الخام إلى كل شيء من التغليف المتاح إلى مكونات الفضاء الدقيق. ومع ذلك ، لا يتم إنشاء جميع المواد البلاستيكية على قدم المساواة. المواد البلاستيكية للسلع والهندسة هي نوعان شائعان من البلاستيك الحراري ، والتي يمكن ذوبانها ، وإعادة تشكيلها ، وتعززها بشكل متكرر. تم تصميم المواد البلاستيكية للسلع الإنتاجية لإنتاج العناصر اليومية الفعالة من حيث التكلفة ، في حين توفر المواد البلاستيكية الهندسية أداءً فائقًا للتطبيقات الصعبة. في هذه المقالة ، سنناقش الخصائص الفريدة والأنواع الرئيسية وتطبيقات كل منها.
المواد البلاستيكية للسلع في كل مكان حولنا في الحياة اليومية - يمكنك بسهولة العثور عليها على الثلاجة أو في مطبخك. وفقًا لبحث Grand View ، تم تقييم سوق السلعة العالمية من 2025 إلى 2030 من أكثر من عام 2030. بما في ذلك العناصر الشائعة مثل فيلم التشبث والأكياس البلاستيكية وزجاجات المشروبات وأدوات المائدة التي يمكن التخلص منها والقفازات الطبية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام المواد البلاستيكية للسلع على نطاق واسع في السلع الاستهلاكية اليومية الأخرى التي تتطلب قوة ميكانيكية أساسية واستقرار حراري ، مثل ألعاب الأطفال ، وأغلفة الإلكترونيات ، ومباني الأجهزة. فهي فعالة من حيث التكلفة وسهلة المعالجة ، وبالتالي يتم إنتاجها غالبًا في أحجام عالية جدًا.
هناك العديد من أنواع المواد البلاستيكية المختلفة للسلع ، ولكل منها خصائص وتطبيقات فريدة. فيما يلي بعض من الأكثر شيوعًا:
وتفيد التقارير أن البولي إيثيلين (PE) هو البلاستيك الأكثر استخدامًا ، حيث يمثل حصة إيرادات كبيرة قدرها 34.4 ٪ في عام 2024 عبر مختلف الصناعات. إن الطلب على PE مدفوع بشكل أساسي باستخدامه في العبوة ، مثل الأفلام والأكياس والحاويات ، نظرًا للمقاومة الخفيفة ، والمقاومة الكيميائية ، وسهولة المعالجة ، وإعادة التدوير.
بالإضافة إلى ذلك ، مع التقدم ، يأتي PE في العديد من متغيرات الأداء. البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) أكثر ليونة وأكثر شفافية ، مما يجعله مناسبًا جيدًا لأفلام التعبئة والتغليف والأكياس البلاستيكية. البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) أقوى وأكثر كثافة ، ويستخدم عادة في زجاجات وحاويات عالية القوة ، أو الأنابيب ، والخزانات ، ومكونات أنظمة الصرف تحت الأرض. يجمع البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LLDPE) بين مرونة LDPE وقوة HDPE ، مما يوفر مقاومة للدموع ومقاومة الثقب ، ويوجد عادة في الأفلام الزراعية وغطاء المواد.
البولي بروبيلين (PP) والبولي إيثيلين (PE) كلاهما بولي أوليفينات. لديهم خصائص مماثلة ، مثل المقاومة الكيميائية الجيدة ، والكثافة المنخفضة ، وانخفاض امتصاص الماء. لكن PP لديه مقاومة أفضل للحرارة ، وغالبًا ما يتم اختياره لعناصر مثل الحاويات الآمنة من الميكروويف وأنابيب الماء الساخن وأغطية محرك السيارات.
PP هو أيضا أكثر صلابة ولديه مقاومة التعب أفضل. يتم استخدامه في التصميمات الداخلية للسيارات ، والمرفقات الصناعية ، والمفصلات الحية. علاوة على ذلك ، فإن PP لديه شفافية أعلى. في المجال الطبي ، يتم استخدامه في المحاقن ، وزجاجات IV ، وتعبئة الأدوية ، ومعدات الحماية المتاحة مثل العباءات الجراحية ووسائط مرشح القناع.
PVC هو بلاستيك سلعة طال انتظاره بتكلفة منخفضة. لديها الكلور في سلسلتها الجزيئية ، والتي تمنحها بعض خصائص محاكمة اللهب. هذا مهم للتطبيقات المقاومة للحرائق في الصناعات الكهربائية والبناء. PVC سهلة المعالجة بطرق مختلفة ، بما في ذلك البثق ، صب الحقن ، صب الضرب ، والتقويم. يمكن أيضًا تعديله عن طريق إضافة الملدنات والمثبتات ومواد التشحيم والحشو والأصباغ لتغيير خصائصها.
PVC يأتي في شكلين. يحتوي PVC (UPVC) على القليل من الملدنات ، مما يجعله صعبًا وصارمًا ومقاومًا للأثر. مع المثبتات المناسبة ، فإنه يحتوي أيضًا على مقاومة للطقس جيدًا واستقرار الأشعة فوق البنفسجية. يستخدم UPVC عادة في الأنابيب وإطارات النوافذ وبطاقات الائتمان. يصبح البلاستيك أو المرن PVC أكثر ليونة عن طريق إضافة كمية أعلى من الملدنات. هذا يقلل من درجة حرارة انتقال الزجاج (TG) ، مما يجعل المادة أكثر مرونة وأسهل في الانحناء. غالبًا ما يوجد PVC المرن في عزل الكابلات والأرضيات والألعاب القابلة للنفخ والأنابيب الطبية. ومع ذلك ، ينبغي إيلاء الاهتمام للهجرة المحتملة وتبخر الملدنات ، والتي قد تؤثر على الصحة والبيئة.
يبدو البوليسترين (PS) بشكل طبيعي كصلب شفاف للغاية يشبه الزجاج. إنه جامد إلى حد ما ولكن له قوة تأثير منخفضة ويمكن أن تنكسر بسهولة. عندما تمتزج أو كوبوليمرات مع البوليمرات الأخرى ، مثل إضافة المطاط ، يصبح البوليسترين عالي التأثير (الوركين) ، مما يوفر قوة تأثير محسنة ومتانة. يستخدم هذا النموذج على نطاق واسع في أغلفة الأجهزة المنزلية وأجهزة الكمبيوتر والألعاب والعلامات.
يتوفر PS أيضًا في أشكال الرغوة ، مثل البوليسترين الموسع (EPS) أو البوليسترين المقذوف (XPS). هذه الرغاوي خفيفة الوزن لها عزل حراري ممتاز ومقاومة للصدمات والتوسيد وامتصاص الصوت. وجدوا استخدام في بناء العزل ، والتعبئة والحماية ، ولوحات العزل. ومع ذلك ، فإن PS غير قابلة للتحلل بسهولة ، وعملية إعادة التدوير وإعادة استخدام النفايات صعبة للغاية.
على عكس المواد البلاستيكية للسلع ، والتي هي اقتصادية ومنتجة كبيرة للعناصر اليومية ، تم تصميم المواد البلاستيكية الهندسية لتحمل الظروف الميكانيكية والبيئية التي لم يتم تصنيعها للمواد البلاستيكية للسلع. فهي عادة ما تكون شبه بلورية ، مما يعني أنها قد أدت إلى تحسين الصلابة والقوة ومقاومة الحرارة والاستقرار الكيميائي ، وأحيانًا حتى التصميم الذاتي. ومع ذلك ، فهي أكثر تكلفة وعادة ما يتم إنتاجها بكميات أصغر لتلبية متطلبات العمل المحددة أو الأهداف عالية الأداء.
على الرغم من أن المواد البلاستيكية الهندسية أقل شيوعًا من المواد البلاستيكية للسلع ، إلا أن استخدامها ينمو لأنها تجعل منسخات في التطبيقات التي تعتمد تقليديًا على المعادن أو غيرها من المواد. لذلك ، لا يزال من الصعب تحديد المادة المناسبة لمشروع الآلات. ومع ذلك ، يمكنك استخدام خيارات النماذج الأولية البلاستيكية لاتخاذ خيارات أفضل. بعد ذلك ، دعونا نلقي نظرة على بعض الأنواع الشائعة من البلاستيك الهندسي:
يحتوي البولي كربونات (PC) على مجموعات كربونات في بنيةها الكيميائية ، والتي تشكل ارتباطًا صارمًا بين سلاسل البوليمر ويجعل المادة أقوى وأكثر صلابة. هذا هو السبب في أن الكمبيوتر الشخصي مفيد للمنتجات السلامة والمقاومة للأثر مثل الزجاج المقاوم للرصاص ، والخوذات ، وزجاجات السيارات. كما يقاوم ارتباط الكربونات التشوه في درجات حرارة عالية ، مما يمنح الكمبيوتر الاستقرار الأبعاد.
بصفتها لاعبًا حراريًا هندسيًا غير متبلور ، يتمتع البولي بامتصاص ماء منخفض للغاية وشفافية بصرية عالية ، مما يجعله مناسبًا تمامًا للعدسات البصرية ، والعدسات النظرية ، وأغطية ضوء LED. علاوة على ذلك ، فإن الكمبيوتر الشخصي سهل الجهاز أو العفن في الأشكال المطلوبة. ومع ذلك ، فهو حساس للضوء فوق البنفسجي ، قد يتطلب الاستخدام الخارجي على المدى الطويل مثبتات إضافية للأشعة فوق البنفسجية.
PMMA هي واحدة من أقدم البوليمرات الهندسية في عائلة الأكريليك. مثل الكمبيوتر الشخصي ، فهو شفاف ولكنه يوفر انتقالًا فائقًا للضوء ، وغالبًا ما يصل إلى 92 ٪. هذا يجعله بديلاً خفيف الوزن للزجاج ويستخدم على نطاق واسع في الأنابيب الخفيفة ، والعدسات البصرية ، والناشر ، والقوارب ، والعروض عالية الجودة. ومع ذلك ، فإن مقاومة الخدش السيئة نسبيًا في PMMA هي مصدر قلق في تطبيقات الرؤية العالية ، مثل الزجاج الأمامي ، حيث يكون سطحًا واضحًا ضروريًا للسلامة. إنها واحدة من أصعب البوليمرات ولديها مقاومة جيدة للطقس ، حيث تعمل بشكل جيد في الاستخدام في الهواء الطلق. على الرغم من أن PMMA جامد ولديه قوة شد جيدة ، فقد يكون هشًا وقد يتصدع تحت الضغط العالي أو التأثير إن لم يكن مصممًا بشكل صحيح.
POM عبارة عن لاعب حراري بلوري للغاية وخطي يوفر توازنًا ممتازًا في القوة والصلابة والصلابة. تصلب وقوة ، وخاصة في نطاق درجة الحرارة من 50 إلى 120 درجة مئوية ، أكبر من معظم اللدائن الحرارية الأخرى. في درجة حرارة الغرفة ، يُظهر POM نقطة عائد مميزة عند استطالة حوالي 8-10 ٪ ؛ تحت هذه النقطة ، يتعافى بشكل مرن حتى بعد الإجهاد المتكرر ، مما يوفر سعة نابض ممتازة ومدى ملاءمة لربح المذهلة.
بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع POM بمقاومة جيدة للارتداء ، ومعامل الاحتكاك الديناميكي المنخفض ، والخصائص الكهربائية المواتية. إنه مقاوم عمومًا للزحف ومعظم المذيبات العضوية. تتيح درجة حرارة تشويه الحرارة العالية لها أداء جيدًا في درجات حرارة مرتفعة ، بينما تظل فعالة في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 40 درجة مئوية.
إن مزيج هذه الخصائص يجعل POM مناسبًا بشكل خاص للمكونات الدقيقة مثل أجزاء المراقبة والبكرات والمحامل وعجلة التروس وأجزاء الإسكان وأجزاء المضخة والصمامات والتروس. علاوة على ذلك ، غالبًا ما يتم تعزيز عائلة POM بالألياف الزجاجية لتعزيز الخواص الميكانيكية للبوليمر الأساسي.
البولياميد (النايلون) هو بلاستيك هندسي متعدد الاستخدامات متاح في "درجات" مختلفة ويتم تطبيقه وفقًا لذلك. PA 6/6 لديه نقطة انصهار عالية ، قوة ميكانيكية قوية ، ومقاومة التآكل الممتازة. يتم استخدامه في الأجزاء التي تواجه الاحتكاك المتكرر والإجهاد ، مثل التروس والمحامل والسحابات. PA 6 يوفر قابلية لتشكيل وتدفق أفضل بتكلفة أقل. في حين أن نقطة الانصهار وقوتها الميكانيكية أقل قليلاً من PA 6/6 ، فإن PA 6 فعالة بشكل خاص في تشكيل الألياف. هذا يجعلها شائعة بالنسبة للمنسوجات والسجاد والملابس وشباك الصيد ، والعناصر اليومية مثل شعيرات فرشاة الأسنان والحبال وأكياس النايلون.
يقاوم النايلون الزيوت والمذيبات إلى حد ما ولكنها ليست مقاومة للغاية للأحماض والقواعد. كما أنه يمتص الرطوبة ، والتي يمكن أن تؤثر على حجمها وتضعف بعض خصائصها. في بعض الحالات ، يجب التحكم في الرطوبة أو تعديل المادة لضمان أداء مستقر.
Peek هو بلاستيك عالي الأداء للغاية يستخدم في قطاعات الفضاء والسيارات والطبية ومعالجة الأغذية. واحدة من مزاياها الرئيسية هي قدرتها على تحمل درجات حرارة عالية - تصل إلى حوالي 250 درجة مئوية - والتي تتجاوز بكثير الحدود الحرارية للمواد البلاستيكية الأكثر شيوعًا. كما أنه يوفر قوة شد ممتازة ، صلابة ، ومقاومة للارتداء والتعب ، في حين أنه مقاوم للغاية لجميع المواد الكيميائية تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن PEEK لديه امتصاص منخفض الرطوبة وهو متوافق حيوياً. ومع ذلك ، فهي أغلى من معظم المواد البلاستيكية CNC بسبب ارتفاع تكاليف المواد الخام وتعقيد عملية الآلات.
Pet هو بلاستيك قوي وشفاف وشبه بلوري مع مقاومة كيميائية ممتازة. إنها المادة الأساسية لألياف البوليستر المستخدمة في الملابس والمنسوجات المنزلية. يوفر PET أيضًا مقاومة متميزة للحاجز للغازات والرطوبة ، مما يساعد على الحفاظ على المشروبات والأطعمة القابلة للتلف طازجة عن طريق منع دخول الأكسجين والرطوبة. علاوة على ذلك ، يتم إعادة تدوير PET على نطاق واسع من خلال نظام حلقة مغلقة راسخة ، مما يجعله خيارًا جذابًا للتغليف الصديق للبيئة.
PBT متشابه في هيكل PET ولكنه يتضمن مجموعة إضافية (CH₂) ₂ - في العمود الفقري. يمنح هذا الجزء الأليفاتي الأطول قوة ميكانيكية محسّنة PBT ، صلابة ، امتصاص رطوبة أقل ، واستقرار أفضل الأبعاد مقارنة بالحيوانات الأليفة. كما أن لديها عزل كهربائي ممتاز ومقاومة كيميائية. تجعل هذه الخصائص PBT شائعة للمكونات الكهربائية والكهربائية والصناعية مثل الموصلات والتروس والأجزاء الدقيقة حيث يلزم أداء أعلى.
يحتوي PTFE على واحدة من أدنى معاملات الاحتكاك بين المواد الصلبة. هذا يعني أن مكونات مثل المحامل والأختام والأجزاء المنزلق المصنوعة من PTFE لا تتطلب عادة مواد تشحيم إضافية. كما يستخدم سطحه بشكل طبيعي غير لاصقة على نطاق واسع في طلاء أدوات الطهي والتطبيقات الأخرى حيث يكون التصاق مشكلة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن PTFE مقاوم للغاية لجميع المواد الكيميائية تقريبًا ويوفر مقاومة ممتازة للحرارة ، مع التعرض المستمر لدرجات حرارة تصل إلى 260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت). كما يوفر عزل كهربائي فعال. ومع ذلك ، بالمقارنة مع البلاستيك الهندسي الأخرى مثل Peek أو POM ، فإن PTFE ناعم نسبيًا ، ولديه قوة شد منخفضة ، ويميل إلى التشوه تحت الضغط المستمر.
المواد البلاستيكية للسلع هي مواد فعالة من حيث التكلفة مع القوة الأساسية والخصائص الحرارية والكيميائية. يتم استخدامها على نطاق واسع في التغليف والمنتجات التي يمكن التخلص منها والأدوات المنزلية والسلع الاستهلاكية اليومية. على النقيض من ذلك ، توفر المواد البلاستيكية الهندسية خصائص ميكانيكية وكيميائية وكهربائية وبصرية ممتازة ، وأصبحت الخيار المفضل لاستبدال المواد مثل المعادن والسيراميك في التطبيقات الصعبة. إذا كان لديك أي أسئلة أخرى أو متطلبات المنتج فيما يتعلق بالمواد البلاستيكية ، فلا تتردد في اتصل بنا !
1. ما هو الفرق بين البلاستيك الهندسي والبلاستيك المتخصص؟
Plastics Engineering عبارة عن مواد عالية الأداء توفر قوة عالية ومقاومة للحرارة والاستقرار الكيميائي للتطبيقات الصعبة. تشمل الأمثلة الشائعة الكمبيوتر الشخصي و PMMA و POM.
تم تصميم البلاستيك المتخصص لتطبيقات محددة ومتخصصة تتطلب خصائص فريدة ، مثل المقاومة الكيميائية المتطرفة ، والوضوح البصري المتميز ، والخصائص الكهربائية المتخصصة ، والاستقرار البيئي الاستثنائي. تعد الأمثلة النموذجية الأمثلة النموذجية ، وهي أمثلة نموذجية هي الأمثلة النموذجية ، البوليمرات البلورية السائلة الكريستالية السائلة (LCP) ، البوليمرات الكريستالية السائلة (LCP) ، polyetherimide (PEI) ، والحرارة عالية الأداء مثل راتنجات الايبوكسي هي الأمثلة النموذجية.
2. ما هي أقوى بلاستيك هندسي؟
لا يوجد بلاستيك هندسي واحد "أقوى" بشكل عام لأن القوة تعتمد على خاصية محددة (الشد ، الانثناء ، التأثير ، إلخ) وظروف الاستخدام. ومع ذلك ، يعتبر polyamideimide (PAI) أعلى قوة شد بين البلاستيك الحراري غير المعتمدين ، حيث يصل إلى حوالي 21000 رطل. هذه المادة عالية الأداء لها أيضًا تآكل ومقاومة للإشعاع الممتاز ، وانبعاثات الدخان المنخفضة وانبعاثات الدخان ، والاستقرار الحراري العالي. يستخدم PAI على نطاق واسع في محركات النفاثة ، ومحركات الاحتراق الداخلي ، وغسالات الدفع ، ولوحات الدوائر المطبوعة ، وكذلك في الصمامات ، والتروس ، والمحامل ، والموصلات الكهربائية ، وغيرها من المكونات الميكانيكية الحرجة.
3. ما هو أكثر البلاستيك السلعية المستخدمة على نطاق واسع؟
البولي إيثيلين (PE) هو البلاستيك الأكثر استخدامًا على نطاق واسع ، وهو ما يمثل أكثر من 34.4 ٪ من الإنتاج البلاستيكي في عام 2024. إنه بوليمر حرارة فعال من حيث التكلفة يسهل تشكيله ، مما يجعله عنصرًا أساسيًا في التغليف والمنتجات الاستهلاكية والتطبيقات الصناعية. أشكالها المختلفة ، مثل LDPE و HDPE ، تزيد من استخدام استخدامها العالمي.
عندما يتعلق الأمر بتشطيب الأسطح المعدنية، غالبًا ما تكون الأكسدة هي الطريقة الأولى التي تتبادر إلى الذهن، خاصة بالنسبة للألمنيوم. ومع ذلك، هناك بديل أكثر تنوعًا: الطلاء الكهربائي. على عكس الأكسدة، التي تقتصر على معادن معينة، فإن الطلاء الكهربائي يعمل على نطاق أوسع من المواد. من خلال ترسيب طبقة رقيقة من المعدن على جزء ما، فإنه يمكن أن يعزز بشكل كبير مظهر الجزء، ومقاومته للتآكل، والمتانة، والتوصيل.
يقدم البلاستيك العديد من المزايا مقارنة بالمعادن في التطبيقات الصناعية، بما في ذلك خصائص الوزن الخفيف، ومقاومة التآكل، ومرونة التصميم، والعزل الكهربائي الممتاز، وانخفاض تكاليف المعالجة والصيانة. مع استمرار تطور المواد البلاستيكية الهندسية المعدلة وعالية الأداء، يتم الآن استبدال العديد من التطبيقات التقليدية التي تهيمن عليها المعادن جزئيًا أو كليًا بالبلاستيك. ومن بين هذه المزايا، يبرز نظام ABS نظرًا لقوته الميكانيكية المتوازنة، وصلابته، وقابليته للمعالجة، وإمكانات تشطيب السطح، وفعاليته من حيث التكلفة. وهي تحتل مكانة هامة داخل عائلة البلاستيك، حيث تعمل كجسر بين المواد البلاستيكية السلعية والبلاستيك الهندسي.
في حياتنا اليومية، نتفاعل مع المواد المعدنية المختلفة طوال الوقت. هل سبق لك أن تساءلت عن المعدن الذي يتكون منه غلاف هاتفك الذكي؟ أو لماذا السيارات والدراجات خفيفة الوزن لكنها قوية؟ غالبًا ما تكمن الإجابة على هذه الأسئلة في المعدن الذي غالبًا ما نتجاهله ولكنه يلعب دورًا حاسمًا، ألا وهو الألومنيوم.
عربي
عربي
中国大陆
简体中文
United Kingdom
English
France
Français
Deutschland
Deutsch
नहीं
नहीं
日本
日本語
Português
Português
España
Español
