كيف يتم صنع البلاستيك

1 إجابة واحدة
مهندسة معمارية
الهندسة المعمارية, Tishreen University

يعدّ البلاستيك من أهمّ المواد التي تدخل في الصناعات المختلفة ومن أكثر المواد استهلاكًا من قبل الإنسان حاليًا، أمّا اختراعه الذي يعود لحوالي 100 عام فهو يصنّف ضمن أهمّ الاختراعات في القرن الماضي والتي جعلت من البلاستيك بديلًا حلّ مكان العديد من المواد، كما أنّ استخداماته غيرّ حياتنا بشكل جذري لكن للأسف استهلاكها الزائد مدمجًا مع الفوضويّة والاستهتار البشري جعل من البلاستيك سببًا رئيسيًا للأزمة البيئية الحالية التي تواجه الحياة البحريّة والبريّة على الأرض، ذلك بسبب تركيبة البلاستيك الكيمائيّة صعبة التفكك والتحلل، في حين يمكن إعادة تدوير أشكاله المختلفة  بعدّة طرق في محاولة للتخفيف من أثره السالب على الأنظمة البيئيّة.

المواد البلاستيكية هي بوليمرات عضويّة بالتالي عالية الوزن الجزيئي تتكوّن من عناصر مختلفة كالكربون والهيدروجين والأوكسجين والنتروجين والكبريت والكلور، يتم إنتاجها من عدّة مواد طبيعية هي: السليلوز، والفحم، والغاز الطبيعي، والملح، والنفط الخام الذي يتطلّب نوع معيّن من المعالجة قبل إدخاله في هذا الخليط، وتتّم تجميع هذه المواد لإنتاج البلاستيك من خلال عمليتين رئيسيتين هما البلمرة، والتكثيف المتعدد، تتطلّب العمليتان حفّازات معيّنة، لكن ونتيجةً للطلب العالمي المتزايد على النفط الخام يتمّ استخدام الغاز الطبيعي والفحم حاليًا بشكل متزايد، جميعها موارد محدودة لذا ظهرت طرق أحدث لإنتاج البلاستيك من الموارد المتجددة كالكتلة الحيوية للنفايات وغيرها.

تتكوّن جميع المواد البلاستيكية من بوليمرات لكن بالطبع ليست جميع البوليمرات هي بلاستيك، ويأتي معظم البلاستيك المستخدم اليوم وفق الخطوات التالية:

  • استخراج المواد الخام: كالغاز الطبيعي والفحم والنفط الخام، جميعها مُزج معقّدة من آلاف المركبات التي تتطلّب معالجة.
  • عملية التكرير أو التقطير: يتمّ بنتيجتها الحصول على سلاسل الهيدروكربونات (المشتقّة من النفط الخام والغاز الطبيعي والفحم الأحفوري) المتباينة من حيث حجم وتركيب جزيئاتها، وتعدّ النافثا Naphtha أحد الجزيئات الحاسمة في صنع البلاستيك، من خلال فصل مكونات الخام الثقيل إلى مجموعات أخف تدعى Fractions من خلال تسخينها في الأفران من ثمّ إرسالها إلى وحدات التقطير.
  • البلمرة: عمليّة تحويل غازات الأولفين الخفيفة (أي البنزين) كالإيثيلين والبروبيلين وهي المونمرات، إلى هيدروكربونات ذات وزن جزيئي أعلى وهي البوليمرات، حيث ترتبط المونمرات كيميائيًا في سلاسل من خلال إحدى الآليتين:
  • تفاعل البلمرة الإضافي: أي اتصال المونمر الواحد بالتالي Dimer، من ثمّ اتصال الأخير (Dimer) بالذي يليه Trimer وهكذا، يتمّ ذلك عبر إدخال محفّز غالبًا ما يكون بيروكسيد، وتدعى هذه العمليّة بوليمرات نمو السلسلة لأنّه يتمّ إضافة مونمر واحد في كلّ مرة.
  • بلمرة التكثيف أو البلمرة بالتكاثف: تعمل على الربط بين اثنين أو أكثر من مونمرات مختلفة عبر إزالة الجزيئات الصغيرة وغالبًا ما تكون ماء، وتعرف هذه العمليّة بالنمّو التدريجي (للسلاسل الجزيئيّة عالية الكثافة)، من أمثلتها النايلون والبوليستر.
  • التركيب والمعالجة: تمتزج في التركيب خلطات مختلفة من المواد جيدًا عبر صهرها معًا من أجل صنع تركيبات مختلفة للمواد البلاستيكيّة، وتكوير الخليط الناتج (أي طرحها بشكل كرات)، من ثمّ وبالاستعانة بجهاز صبّ من نوع خاص لهذه الأغراض تبدأ عمليّة التشكيل المختلفة في قوالب، والتي تعمل على تحويل هذه الكرات إلى منتج بلاستيكي نهائي أو شبه نهائي، غالبًا ما تتمّ مرحلة التركيب على جهاز صبّ مزدوج اللولب لمعالجة الكرات وتحويلها لأجسام بلاستيكيّة بخواص مختلفة من لون وحجم وشكل وفقًا لمعايير يتمّ تحديدها مسبقًا في آلة المعالجة.

بذلك يتمّ الحصول على أشكال متنوعة للمواد البلاستيكية وهي تقسم بمجموعها إلى فئتين:

  • البلاستيك المعالج بالحرارة Thermoset Plastics.
  • اللدائن الحراريّة Thermoplastics.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "كيف يتم صنع البلاستيك"؟