صناعة البلاستيك

تعريف البلاستيك يُعرَّف البلاستيك (بالإنجليزية :Plastic) على أنَّه أيّ بوليمر عضوي أو صناعي أو شبه صناعي يتكون بصورة دائمة من الكربون والهيدروجين، كما من المُمكن أن يحتوي على عناصر أخرى غيرهما، ويُشار إلى أنَّ مُصطلح البلاستيك يُشير إلى خاصية اللدونة والقدرة على التشوّه دون الانكسار،

أنواع البلاستيك 

يتواجد العديد من الأنواع المختلفة من البلاستيك، لكن يُمكن تقسيم المنتجات البلاستيكية إلى مجموعتين رئيسيتين وهما كالآتي:

بوليمرات اللدائن الحرارية: (بالإنجليزية: Thermoplastics)؛ تمتاز بوليمرات اللدائن الحرارية بأنَّها تكون لينةً عند تسخينها، ثُمّ تتصلب عند تبريدها.

بوليمرات الصلبة بالحرارة: (بالإنجليزية: Thermosets)؛ تمتاز بوليمرات الصلبة بالحرارة بأنَّها لا تلين أبداً بمجرّد تشكيلها.

استخدامات البلاستيك تتعدد استخدامات وفوائد البلاستيك؛ إذ يُستخدم في العديد من المجالات أهمّها كالآتي:

البناء: يُمكن استخدام المواد البلاستيكية في تصميم بناء مُستدام طويل الأمد ومتين في مجال البناء والبنى التحتية؛ كالجسور.

تصميم السيارات: ساهمت المواد البلاستيكية في العديد من الابتكارات في مجال تصميم السيارات، وخاصّةً فيما يتعلق بأمور السلامة، والأداء، وكفاءة استهلاك الوقود.

تصنيع الالكترونيات: ساهم استخدام المواد البلاستيكية المتينة وخفيفة الوزن وذات الأسعار المُناسبة في إحداث ثورة في عالم مجال الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك أجهزة الحاسوب، والتلفاز، والموبايل، والميكروويف، وغيرها.

تغليف البضائع: ساعد تغليف البضائع بالمنتجات البلاستيكية على حمايتها والحفاظ عليها، كما يُساهم ذلك الأمر في تخفيف الوزن أثناء النقل، ممّا يؤدي إلى تقليل استخدام الوقود، الأمر الذي بدوره يعمل على التقليل من انبعاث غازات الاحتباس الحراري.

 السلامة الرياضية: تُستخدَم المواد البلاستيكية في صُنع معدات السلامة الرياضية من أجل حماية الرأس، والأقدام، والعظام والحفاظ عليها من الصدمات؛ كالخُوَذ البلاستيكية، وواقيات الفم، والنظارات الواقية؛ وذلك لأنّ المواد البلاستيكية تمتاز بالمتانة وخفة الوزن.

تنتشر المنتجات البلاستيكية وتدخل في كل مناحي الحياة وما كان هذا ليتم لولا القدرة الانتاجية العالية لماكنات تشكيل البلاستيك .

النفط هو مصدر كل انواع البلاستيك التي تستعمل في كافة مجالات الحياة , ويتم تصنيع البلاستيك من خلال عملية تسمى البلمرة وهي عبارة عن بناء سلاسل من المركبات الهيدروكربونية عن طريق تفاعلات كيميائية بمساعدة الضغط والحرارة , وتسمى انواع البلاستيك بإسم المركب الذي تم تصنيع البوليمر منه – وهو يسمى مونيمر – مسبوقا بكلمة بولي او متعدد فمثلا بولي ايثلين تعني ان البلاستيك مصنع من مبلمر اساسه الايثلين وهكذا, وتندرج عمليات البلمرة ضمن صناعات البتروكيماويات .

تعد دول الخليج النفطية وخاصة المملكة العربية السعودية والامارات العربية من اكثر الدول المنتجة للبوليمرات البلاستيكية بينما تأتي الولايات المتحدة الامريكية والصين في مقدمة الدول المنتجة للانواع المختلفة من المنتجات البلاستيكية

تصنيع البلاستيك

تشمل عملية تصنيع البلاستيك اي تصنيع المنتجات البلاستيكية مرحلتين اساسيتين وهما البلمرة وتهدف الى انتاج حبيبات من المادة البلاستيكية تكون قابلة للنقل والتصنيع , ويمكن لهذا الحبيبات ان تصنع في نفس المصنع لكنها في الغالب ما تباع كمواد خام لمصانع التشكيل وهي المرحلة الثانية من صناعة البلاستيك اذ يتم استخدام الحرارة وماكنات التشكيل الميكانيكية للحصول على منتج نهائي يمكن ان يكون عبوة او قنية او غطاء نايلون او خزان مياه , ويتم التشكيل بالحرارة عن طريق تذويب الحبيبات البلاستيكية ثم تشكيلها بطرق مكيانيكية ويمكن ان لايتم تذويب البلاستيك انما يتم تشكيله بالكبس فقط , ويتم تذويب البلاستيك في جهاز خاص يسمى الطارد الحلزوني وهي عبارة عن اسطوانه مزودة بمولدات للحرارة لتصل الحرارة الى درجة انصهار البلاستيك وخلال هذا التسخين يتم نقل البلاستيك من خلال ناقل حلزوني يعمل كذلك على تحريك المصهور وتجانسه والحفاظ على هيئته

الاستخراج: (بالإنجليزية: Extraction)؛

يبدأ تصنيع البلاستيك بعملية الاستخراج أو الاستخلاص، إذ يُستخرج خلالها المواد الخام التي يُصنع منها البلاستيك، وتشمل تلك المواد النفط والغاز الطبيعي، كما يُمكن استخدام الفحم أيضاً، ويُشار إلى أنَّ تلك المواد تُمثّل خليطاً من الآف المركبات التي تتطلّب بعد ذلك

المعالجة التكرير: (بالإنجليزية: Refining Process)؛

تهدف عملية التكرير إلى تحويل النفط الخام إلى منتجات بترولية مُختلفة؛ كالمونومرات التي تُمثّل اللبنة الأساسية لإنتاج البوليمرات، وتمر عملية التكرير بعدّة مراحل تتضمن تسخين النفط في فرن، وثُمّ تمريره إلى وحدة التقطير؛ حيث يُفصل النفط الخام الثقيل إلى مكونات أخفّ

النفتا (بالإنجليزية: Naphtha)

التي تُمثّل المركب الأساسي لتصنيع كميات كبيرة من البلاستيك، ويجدر بالذكر أنّه تُستخدم طرق أخرى في حال استخدام الغاز الطبيعي لإنتاج البلاستيك.

البلمرة: (بالإنجليزية :Polymerization)؛

 تُشير عملية البلمرة إلى اتحاد جزئيات صغيرة تُدعى المونومرات كيميائياً من أجل إنتاج جزيء شبكي كبير جداً يُدعى البوليمر، وتتألف جزئيات المونومرات من نوع واحد من المركبات أو أكثر، إذ يتمّ اتحاد ما لا يقل عن 100 جزيء منها من أجل إنتاج مُنتَج له خصائص فريدة ومعينة؛ كالمرونة، وقوة الشدّ العالية، بالإضافة إلى القدرة على إنتاج الألياف، والتي تُعدُّ ميزة خاصة للبوليمرات عن باقي المواد الأخرى الناتجة عن اتحاد جزيئات صغيرة، كما تمتاز عملية البلمرة بحدّ ذاتها بإنتاج روابط كيميائية تساهمية مُستقرة بين المونومرات وتُقسَم عملية البلمرة إلى نوعين أساسين هما كما يأتي:

البلمرة بالإضافة: (بالإنجليزية: Addition Polymerization)؛

 تحدث البلمرة بالإضافة عند اتحاد المبلمر ثنائي الجزيء الذي يُدعى الدايمر بمبلمر يليه مباشرةً من نوع يُدعى ترايمر؛ أيّ مبلمر ثلاثي الجزيء، وذلك عن طريق إدخال محفّز عادةً ما يكون بيروكسيد، ويُعرَف ذلك النوع من البلمرة باسم بوليمرات النموّ المتسلسل؛ وذلك لأنّه تُضاف وحدة واحدة من المونومر في كل مرة، ومن الأمثلة على المواد البلاستيكية الناتجة باستخدام ذلك النوع من البلمرة؛ البولي إيثيلين، والبوليسترين، والبولي فينيل كلوريد.

 البلمرة بالتكثيف: (بالإنجليزية: Condensation Polymerization)؛

 تُعرَّف عملية البلمرة بالتكثيف على أنَّها ارتباط بين وحدتين من المونومر أو أكثر من ذلك عن طريق إزالة الجزيئات الصغيرة؛ كالماء، كما تتطلّب العملية وجود مُحفّز من أجل ضمان حدوث التفاعل بين وحدات المونومرات، ويُدعى ذلك النوع من البلمرة بالنموّ التدريجي؛ ذلك لأنه تُضاف سلسلة موجودة إلى سلسلة أخرى من المونومرات، ومن الأمثلة على المواد البلاستيكية الناتجة باستخدام ذلك النوع من البلمرة؛ البوليستر والنايلون.

عملية المضاعفة والمعالجة: (بالإنجليزية: Compounding)؛

تتضمّن عملية المضاعفة خلط ومزج مجموعة مختلفة من المواد الذائبة والمصهورة من أجل إنتاج تركيبات البلاستيك، حيث تتمّ تلك العملية باستخدام جهاز بثق مُخصّص لذلك الغرض، ومن ثُمّ تتبعها عملية تجفيف للخليط، حيث يُحوّل جهاز البثق أو تلك الكريات إلى مُنتَج نهائي أو شبه نهائي، وعادةً ما يحدث التشكيل للبلاستيك باستخدام آلة بثق ثنائية اللولب، إذ تُطبّق عمليات المعالجة من أجل إنتاج مواد بلاستيكية ذات تصميم فريد، وحجم وشكل ولون مُعيّن، وخصائص دقيقة وِفقاً للشروط المُحدّدة مُسبقاً في آلة المعالجة.

طرق تشكيل البلاستيك

القولبة ← صناعة قالب بالشكل المطلوب للصب أو السبك فيه.

السبك أو الصب ← صب المزيج في القالب.

البثق ← فك القالب .

تلميس أو تشكيل رقائق المصقولة ← ازالة الشوائب.

تشكيل الرقائق أو التصفيح ← ألواح تغطية المناضد.

الرغوي ← الإسفنج المستعمل في المساند.

تشكيل الحراري ← اوعية التعبئة.

1-القولبة

 هذه العملية بدورها تنقسم إلي مجموعة من العمليات الأخرى:

النفخ : تستعمل هذه العملية في صنع قوارير مجوّفة. تتم العملية بإدخال أنبوب من الراتينج المنصهر (باريسون) في قالب ويدفع بهواء مضغوط أو بخار إلى الباريسون الذي يتمدد دافعا الراتينج إلى كل جوانب القالب ويتم إبقاءه حتى يتصلب.

الحقن : هي أكثر عمليات قولبة البلاستيك الحرارية شيوعا من أهم منتجاتها الهواتف وعجلات السيارات ...إلخ. وتتم العملية بإسقاط أقراص الراتينج من وعاء قمعي إلى القالب المُراد صنعه، وبعد مدة 10 إلى 30 ثانية فقط يتصلّب البلاستيك. ويتم فتح القالب بعد ذلك وإخراج المنتج المتشكل بواسطة مسمار طرد.

·        الضغط : هي أكثر عمليات القولبة وتسمّى المتصلدات الحرارية شيوعا. من أهم منتجاتها دعامات السيارات ومقابض الأواني ...إلخ. تتم العملية بضغط على البلاستيك وبعد التكوين يضغط على القالب المستعمل في تشكيل المنتج النهائي.

·        القوة الدورانية: من منتجاتها كل شيء مجوّف مثل كرة القدم الأطفال واللعب (الدُمى) ...إلخ. تتم العملية كالتالي:

·        ملئ القالب جزئيا بمسحوق الراتينج.

·        تسخين القالب وكذلك يدار المحرك بسرعة قصوى مشكل قوة الطرد المركزية.

·        تقوم هذه القوة المسماة قوة الراتينج بدفع المنصهر إلى جدران القالب وتبقيها في وضعها حتى تتصلب.

2-السبك أو الصب

هو غير القولبة حيث أنه لا يعتمد فيه على ضغط خارجي لتشكيل البلاستيك، ويقوم المُصنّعون باعتماد هذه الطريقة لتشكيل كل مواد البلاستيك الحرارية وتصلد الحراري وتتم هذه العملية بصب الراتينج المنصهر في قالب وتركه يبرد ويتصلد ومن منتجات هذه العملية : الألواح السميكة والتروس ...إلخ.

3- البثق : يتم من خلال تمرير تيار مستمر من مصهور البلاستيك من خلال مقطع معين ليأخذ شكله وتتم هذة العملية لانتاج الانابيب والبرابيش بكافة الاحجام .

4-التلميس او التشكيل رقاق المصقولة

وذلك بوضع البلاستيك المنصهر بين زوجين مصقولين من الأسطوانات الساخنة، تنتج عن هذه العملية عناصر مثل: أوراق اللعب المغطّاة بالبلاستيك والأفرشة المستعملة في المناضد، وذلك بعد إضافة ألياف الأوراق أو رقائق من المعدن .

5-تشكيل الرقائي أو التصفيح

وذلك بتلصيق أكداس من الألياف الزجاجية والخشب و الورق وأقمشة ...إلخ. نقوم بنقع هذه الرقائق في الراتينج، تتم العملية بوضع الواحدة فوق الأخرى ووضعها تحت آلة حيث تقوم هذه الآلة بضغطها حتى يقوم الراتينج بتلصيق الرقائق مع بعضها بقوة الضغط وتنتج عن هذه العملية الخشب المضغوط وألواح تغطية المناضد ...إلخ.

-6التشكيل الرغوي

وهذه من الطرق المتعددة لإنتاج البلاستيك الإسفنجي وكل هذه التقنيات تتضمن إدخال غاز ساخن من راتينج البلاستيك، حيث يتمدد هذا الأخير ويكون فقاعات داخل الراتينج حتى يبرد، ويكون المنتج النهائي عبارة عن بلاستيك إسفنجي خفيف الوزن.

أم من أجل تقوية البلاستيك الإسفنجي فيقوم المصنعون بإضافة الراتينج وتغير الطريقة المستعملة في التصنيع ويكون قويا لاستعماله عازل في المنازل وفي تغليف وتعبئة الوجبات السريعة ويكون لينا لاستعماله في المساند ووسادات الأثاث.

-7التشكيل الحراري

هي العملية الأقل تكلفة من حيث المال بالمقارنة مع العمليات الأخرى . وتتم بتثبيت رقائق البلاستيك فوق القالب وتسخينها حتى تصبح لينة، ثم تقوم مضخة الهواء بامتصاص الرقائق اللينة إلى الأسفل حتى تُغطّي جميع القالب وهكذا تبرد وتتصلد في أشكال وقوالب مختلفة وأهم منتجاتها أحواض الاستحمام وقواعد الحمامات الرشاشات ...إلخ.

وهناك منتجات لا يمكن تشكيلها بالحرارة اذ تصب في قوالب لتأخذ شكلها النهائي عند التصنيع مباشرة ولا يتم لها اي عمليات تشكيل حراري وهذة الانواع من البلاستيك تسمى اللاحرارية بينما تسمى الانواع التي تشكل بالحرارة بالبلاستيك الحراري .

تنتشر عشرات الاف المنتجات البلاستيكية حول العالم ويمكن القول انها تدخل في كل مناحي الحياة وما كان يمكن انتاج كل هذة المنتجات لولا القدرة الانتاجية العالية لماكنات تشكيل البلاستيك فالمنتج يحتاج الى اقل من دقيقة ليأخذ شكله النهائي داخل اي ماكنة تشكيل مما يعني انتاج الاف القطع يوميا من كل ماكنة , تعتمد معظم المصانع على خطوط الانتاج المتعددة التي قد تصل الى العشرات وحتى الى المئات والالاف كما في بعض مصانع الصين وذلك لسد الحاجات العالمية من البلاستيك , ذلك المنتج الاكثر مرونة واستخداما والذي كان يشكل السمة الاساسية للثورة الصناعية وما زال يتسيد كثير من القطاعات الانتاجية.

تصنيف البلاستيك

من المهم معرفة ماهي المواد المسموحة والمحظورة في استخدام البلاستيك فمنها ما قد يضر في صحتك وعلى البيئة ومنها ما هو آمن على الغذاء والبيئة

في اغلب البلاستيك وخصوصاً المخصص للغذاء تجد فيه علامة تخبرك عن جودة صناعتها ونحن في متجر فن الاحتراف حريصون على توفير الآمن والمناسب لعملائنا

1- العلامة (PETE 1) :

آمن وقابل للتدوير

إذا تعرض لدرجة حرارة عالية أي 70ْ أو إلى التفريز المتخض حوالي -9ْ يصبح غير صحي وغير آمن ويستخدم عادة في القوارير البلاستيكية للمياه المعدنية .

2- العلامة (HDPE 2) :

آمن وقابل للتدوير

مادة عالية الكثافة ، وهي لا تنقل أي مواد كيميائية إلى المواد الغذائية المعبأة بها وذلك ضمن درجة الحرارة العادية.

يستخدم في صناعة علب الشامبو والمنظفات و الصابون و قوارير الحليب و العاب الاطفال .

3- العلامة (V 3) :

ضار وسام إذا استخدم لفترة طويلة

وجودها في درجة حرارة عالية يحولها إلى مصدر لمواد كيميائية مسرطنة.

يستخدم في مواسير السباكة وستائر الحمام و الشرائط الكهربائية و الاتصالات ، بالإضافة إلى بعض العاب الاطفال ولتغطية اللحوم والاجبان

4- العلامة (LDPE 4) :

آمن نسبياً وقابل للتدوير

لا يسبب إنتقال مواد كيميائية للأطعمة ضمن درجة الحرارة العادية .

يستخدم لصنع علب CD وبعض القوارير ، اكياس التسوق ، اكياس السندويتشات

5- العلامة (PP 5) :

الأفضل والأكثر اماناً

يناسب السوائل والكواد الباردة والحارة وهو غير ضار أبداً ، لا يسبب إنتقال مواد كيميائية للأطعمة ضمن درجة الحرارة العادية

يستخدم في علب الادوية وكل ما يتعلق بالطعام مثل حافظات الطعام علب برطمان صحون بلاستيك اكواب بلاستيك

6- العلامة (PS 6) :

خطير وغير آمن

قد ينقل مواد مسرطنة من البلاستيك للأطعمة والمشروبات

يستخدم في علب الوجبات السريعة و اكواب الشاي المصنوعة من الفلين

7- العلامة ( OTHER 7) :

قد يكون هذا النوع عبارة عن خليط من المواد البلاستيكية المختلفة والأمر العام ان كثير من الشركات العالمية بدأت تتجنبه