المواد الرغوية EPS، EPU، EPE، EPP، EPVC، EP، ESi، EBB خصائص العملية وتفاصيل التطبيق

المواد الرغوية EPS، EPU، EPE، EPP، EPVC، EP، ESi، EBB خصائص العملية وتفاصيل التطبيق

نظرة عامة على المواد الرغوية

المواد الرغوية هي نوع خاص من المواد، يتم إدخالها إلى الغاز من خلال طرق فيزيائية أو كيميائية أثناء عملية التصنيع، وتشكل مادة تحتوي على عدد كبير من الهياكل الدقيقة التي يسهل اختراقها. تمنح هذه الهياكل المسامية الدقيقة المواد الرغوية العديد من الخصائص الفريدة، مثل الوزن الخفيف، والعزل الحراري، وعزل الصوت، والتوسيد، وما إلى ذلك، وبالتالي لديها نطاق واسع من التطبيقات في العديد من المجالات.

تصنيف

تنقسم المواد الرغوية بشكل رئيسي إلى الفئات التالية:

1. مواد الرغوة الكيميائية: من خلال تحلل الغاز الناتج عن التسخين، يتم تكوين مركبات مسام دقيقة موحدة في المادة.

2. مواد الرغوة الفيزيائية: تتكون الرغوة من تمدد الغاز المضغوط أو تطاير السائل أو إذابة المواد الصلبة.

3. الفاعل بالسطح: إدخال الهواء تحت تأثير ميكانيكي لتكوين كمية كبيرة من الرغوة.

الأنواع الشائعة

- رغوة البولي يوريثان (EPU): عزل ممتاز وخفيف الوزن ومرونة.

- رغوة البوليسترين (EPS): خفيفة الوزن، عازلة للحرارة، عازلة للصوت، شائعة الاستخدام في مواد التعبئة والتغليف.

- رغوة البولي إيثيلين (EPE): ناعمة ومرنة ويشيع استخدامها في مواد التوسيد.

- رغوة البولي بروبيلين (EPP): مقاومة جيدة للحرارة، ومقاومة للمواد الكيميائية، ومناسبة للبيئات الصعبة.

- رغوة البولي فينيل كلورايد (EPVC): مقاومة جيدة للمواد الكيميائية ومقاومة للعوامل الجوية.

- الرغوة الفينولية (EP): مقاومة درجات الحرارة العالية، وتستخدم عادة في المواد المقاومة للحرارة.

- رغوة السيليكون (ESi): مقاومة درجات الحرارة العالية وثبات كيميائي جيد.

-الرغوة الحيوية (EBB): مشتقة من موارد متجددة وقابلة للتحلل وصديقة للبيئة.

رغوة البوليسترين

رغوة البوليسترين، والمعروفة أيضًا باسم البوليسترين الموسع (EPS)، عبارة عن مادة بوليمر خفيفة الوزن ومسامية مصنوعة من راتنج البوليسترين من خلال عملية رغوة فيزيائية. فيما يلي وصف تفصيلي لرغوة البوليسترين:

صفات

- خفيف الوزن: يتميز EPS بكثافة منخفضة جدًا، عادةً حوالي 1.05 جم/سم مكعب.

- العزل الحراري: بسبب هيكل الخلية المغلقة، يتمتع EPS بخصائص عزل حراري ممتازة.

- عزل الصوت: EPS فعال أيضًا في عزل الضوضاء.

- مقاومة الصدمات: يمتص EPS طاقة الصدمات ويشتتها ويتمتع بمقاومة جيدة للصدمات.

باعتبارها مادة اقتصادية وعملية، تتمتع رغوة البوليسترين بمجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات، ولكنها تحتاج أيضًا إلى الاهتمام بتأثيرها البيئي ومعالجة السلامة.

عملية التحضير

هناك عمليتان رئيسيتان لتحضير رغوة البوليسترين: التشريب في خطوة واحدة (عملية من خطوة واحدة) والتشريب في خطوتين (عملية من خطوتين).

- طريقة الخطوة الواحدة: يتم خلط مونومر ستيرين، البادئ، المشتت، الماء، عامل النفخ (على سبيل المثال، البنتان والبيوتان) والمواد المضافة الأخرى وبلمرتها في مفاعل لتكوين جزيئات راتينج تحتوي على عامل نفخ. بعد الغسيل والفصل بالطرد المركزي والتجفيف، يتم الحصول على حبات البوليسترين القابلة للتوسيع.

- الطريقة ذات الخطوتين: تتم بلمرة مونومر الستايرين أولاً لتكوين حبات البوليسترين، ثم تتم إضافة الماء والمستحلب وعامل النفخ والمواد المضافة الأخرى للتسخين والتشريب للحصول على حبات البوليسترين القابلة للتوسيع.

عملية صب

هناك أيضًا طريقتان رئيسيتان لعملية التشكيل:

1. مسار البثق بخطوة واحدة: يتم بثق جزيئات EPS مباشرة على الساخن وتشكيلها بعد الرغوة، والتي تستخدم بشكل أساسي لتصنيع الألواح والأغشية.

2. طريق التشكيل: يتم ترغية جزيئات EPS مسبقًا وطهيها، ثم تسخينها وتشكيلها في قالب بحيث يتم دمج أسطح الجسيمات أثناء عملية التمدد لتكوين جزء رغوي.

مجالات التطبيق

يتم استخدام رغوة البوليسترين على نطاق واسع بسبب وزنها الخفيف، وعزلها الحراري، وعزل الصوت، ومقاومة الرطوبة، وتخميد الاهتزازات، وخصائص العزل الكهربائي الممتازة:

- عزل جدران وأسطح المباني

- عزل الألواح المركبة

- غرف التبريد وتكييف الهواء والعزل الحراري للمركبات والسفن

- تدفئة أرضية

- نحت الديكور

- مواد التعبئة والتغليف المقاومة للاهتزاز للمعدات الميكانيكية والأدوات والأجهزة الكهربائية المنزلية والمصنوعات اليدوية وغيرها من المنتجات الهشة والقيمة.

- تغليف الوجبات السريعة

التأثير البيئي وإعادة التدوير

بسبب ثبات مادة EPS، أدت زيادة نفايات EPS إلى ما يسمى 'التلوث الأبيض'. ولذلك تم التأكيد على إعادة تدوير EPS والتي تشمل بشكل رئيسي:

1. إعادة تدوير التحبيب: تقليل حجم نفايات EPS عن طريق التكثيف الحراري، أو عمليات التكسير البارد أو الضغط البارد، ثم إعادة التحبيب.

2. كمضافات منخفضة الكثافة ومواد أخرى تخلط مع تصنيع مواد جديدة خفيفة الوزن، مثل مواد عزل الأسقف خفيفة الوزن، وألواح العزل الرغوية الخرسانية.

3. يذوب في المذيبات مثل الطلاء أو المادة اللاصقة أو السد.

4. استخدام الطرق الكيميائية لتكسير استخلاص المونومرات أو توليد المذيبات الزيتية.

رغوة البولي يوريثان

رغوة البولي يوريثان (PU Foam) هي مادة بوليمر تتكون من تفاعل الأيزوسيانات والبوليول تحت تأثير عامل النفخ. لديها مجموعة متنوعة من الخصائص، بما في ذلك العزل الحراري الجيد، وخفيفة الوزن، والمرونة والمقاومة الكيميائية، لذلك لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في البناء والأثاث والسيارات والتغليف والعديد من المجالات الأخرى.

المكونات وعملية التصنيع

المكونات الرئيسية لرغوة البولي يوريثان تشمل:

- الإيزوسيانات: ومن أشهرها ثنائي إيزوسيانات التولوين (TDI) وثنائي إيزوسيانات ثنائي فينيل ميثان (MDI).

- البوليولات: يمكن أن تتكون من البوليستر أو البولي إيثر وتؤثر على الخصائص النهائية للرغوة.

- عامل النفخ: عادة ما يتم استخدام عامل نفخ فيزيائي أو عامل نفخ كيميائي مثل الماء الذي يتفاعل مع الأيزوسيانات في التفاعل لتكوين ثاني أكسيد الكربون الذي يشكل بنية الرغوة.

- المحفز : يسرع التفاعل .

- مثبتات الرغوة: تساعد على استقرار هيكل الرغوة.

- إضافات أخرى: بما في ذلك مثبطات اللهب، والأصباغ، وعوامل تحرير العفن، وغيرها.

تتضمن عملية التصنيع عادةً خطوات مثل الخلط والرغوة والمعالجة، ويمكن إنتاجها إما بطرق مستمرة أو متقطعة.

أنواع وخصائص

يمكن تقسيم رغوة البولي يوريثان إلى رغوة ناعمة وشبه صلبة وصلبة حسب درجة النعومة:

- الرغوة المرنة: تستخدم عادة في الأثاث والفراش وغيرها لتوفير الراحة والمرونة.

- الرغوة الصلبة: تستخدم بشكل أساسي في عزل المباني، ومعدات تخزين التبريد، وما إلى ذلك، مما يوفر أداء عزل حراري جيد.

- الرغوة شبه الصلبة: وتتميز بخصائص تتراوح بين الناعمة والصلبة.

وفقًا لعملية الإنتاج، يمكن أيضًا تقسيم رغوة البولي يوريثان إلى:

- قوالب الرغوة: كتل رغوية كبيرة يتم إنتاجها بطريقة مستمرة ومن ثم تقطيعها إلى الأشكال المرغوبة.

- الرغوة المقولبة: يتم رغوتها مباشرة في القالب، أي تحويلها إلى منتجات رغوية بالشكل المطلوب.

مجالات التطبيق

رغوة البولي يوريثان لديها مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:

- الأثاث: الأرائك والمراتب والمقاعد وغيرها.

- البناء: الحوائط والأسقف والأرضيات كمواد عازلة للحرارة.

- السيارات: المقاعد، المواد الداخلية، الخ.

- التغليف: لحماية العناصر الهشة.

- معدات التبريد: للحفاظ على درجة حرارة ثابتة ومنع التسرب.

التأثير البيئي وإعادة التدوير

يتميز التأثير البيئي لرغوة البولي يوريثان بشكل رئيسي بصعوبة تحللها وانبعاث أبخرة سامة في حالة نشوب حريق. ولذلك، من المهم بشكل خاص دراسة تكنولوجيا إعادة تدوير رغوة البولي يوريثان، بما في ذلك الطرق الفيزيائية والكيميائية. تقوم الطريقة الفيزيائية بإعادة تدوير رغوة البولي يوريثان من خلال الترابط والقولبة بالضغط، كحشو، وقولبة بالبثق، وما إلى ذلك، بينما تقوم الطريقة الكيميائية بتكسير الرغوة وإعادة تدوير المواد الخام من خلال التحلل الكحولي، والتحلل المائي، والتحلل القلوي، والانحلال الحراري، وطرق أخرى.

رغوة البولي ايثيلين

رغوة البولي إيثيلين (PE Foam) هي مادة رغوية مصنوعة من راتنج البولي إيثيلين كمكون رئيسي عن طريق إضافة عوامل النفخ وعوامل الارتباط المتقاطع والمواد المضافة الأخرى. إنها مادة توسيد مهمة للغاية ولها العديد من الميزات المهمة ومجموعة واسعة من

صفات

- كثافة منخفضة: يمكن أن تكون كثافة رغوة البولي إيثيلين منخفضة جدًا، حيث تصل إلى 0.01 جم/سم مكعب.

- توسيد جيد: يتمتع بقدرة جيدة جدًا على امتصاص الصدمات بسبب بنيته المسامية.

- مقاومة الحرارة: قادرة على الحفاظ على أداء مستقر في درجات الحرارة المرتفعة.

- امتصاص منخفض للماء: ثبات كيميائي جيد، ليس من السهل امتصاص الماء، مقاومة جيدة لمعظم التآكل الكيميائي.

- الخواص الميكانيكية: قوية ومرنة ومقاومة للاحتكاك.

- خصائص المعالجة: سهلة التشكيل والمعالجة، أرخص.

مجال التطبيق

لدى رغوة البولي إيثيلين مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

- مواد التعبئة والتغليف: تستخدم كتغليف عازل للأجهزة الدقيقة والعدادات، والأجهزة المنزلية، والمنتجات الهشة.

- صناعة البناء: كمواد عازلة للحرارة وعازلة للصوت.

- الزراعة: تستخدم كمادة عازلة للحرارة للمشاتل والخضروات والبطيخ والفواكه.

- الأوعية العازلة: تستخدم لعزل الأطعمة المجمدة والساخنة.

عملية الإنتاج

تتضمن عملية إنتاج رغوة البولي إيثيلين عادة الخطوات التالية:

1. الخلط: قم بخلط المواد الخام مثل راتنج البولي إيثيلين وعامل الرغوة وعامل الربط المتقاطع بالتساوي.

2. الرغوة: يتحلل عامل النفخ بالتسخين أو بوسائل أخرى لإنتاج الغاز وتشكيل هيكل الرغوة.

3. الربط المتقاطع: جعل جزيئات البولي إيثيلين تشكل بنية شبكية فيما بينها بطرق كيميائية أو فيزيائية لتحسين ثبات وأداء الرغوة.

4. القولبة: معالجة المادة الرغوية بالشكل والحجم المطلوب.

5. مرحلة ما بعد المعالجة: وتشمل خطوات التبريد والقطع والتعبئة.

أنواع المنتجات

يمكن تصنيف رغوة البولي إيثيلين إلى أنواع مترابطة وغير مترابطة:

- رغوة البولي إيثيلين المتصالب: لها خواص ميكانيكية وثبات حراري أفضل، وتنقسم إلى عمليتين: الربط الإشعاعي والربط الكيميائي.

- رغوة البولي إيثيلين غير المترابطة: تتمتع بمرونة ومرونة أفضل، ولكن خواص ميكانيكية منخفضة نسبيًا.

الخصائص التقنية

تشمل الخصائص التقنية الرئيسية لرغوة البولي إيثيلين ما يلي:

- الكثافة: تختلف حسب مضاعفات الرغوة، وعادة ما تتراوح بين 26 إلى 53 كجم/م3.

- الموصلية الحرارية: منخفضة، عادة حوالي 0.037 واط/م ك، مما يدل على خصائص عزل حراري جيدة.

- نفاذية الرطوبة: أقل من 4.2×10-¹¹ ng/(ms-Pa)، غير منفذة تقريبًا لبخار الماء.

- امتصاص الماء: منخفض جداً، عادة لا يزيد عن 4%.

- نطاق درجة حرارة التشغيل: واسع، من -100 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية.

- القابلية للاشتعال: عادة ما تكون ذاتية الإطفاء، وتنطفئ ذاتياً خلال ثانيتين من الحريق.

رغوة البولي بروبيلين

رغوة البولي بروبيلين (PP Foam) هي نوع من المواد الرغوية مع راتنجات البولي بروبيلين كمكون رئيسي، والتي يتم تصنيعها عن طريق إضافة عامل النفخ والمواد المضافة الأخرى من خلال عملية رغوة محددة. فهو يجمع بين الخصائص الممتازة للبولي بروبيلين وخصائص الرغوة خفيفة الوزن والعازلة للحرارة وامتصاص الصوت، مما يجعلها مادة عالية الأداء مع مجموعة واسعة من التطبيقات.

صفات

- خفيفة الوزن: تتميز رغوة البولي بروبيلين بكثافة منخفضة، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من وزن المنتجات.

- العزل الحراري: بسبب هيكلها المسامي، تتمتع رغوة البولي بروبيلين بعزل حراري ممتاز وخصائص الحفاظ على الحرارة.

- امتصاص الصوت: الهيكل الخلوي الدقيق لرغوة البولي بروبيلين يمنحها خصائص امتصاص جيدة للصوت، مما يجعلها مناسبة للمواد العازلة للصوت.

- المقاومة الكيميائية: مادة البولي بروبيلين نفسها تتمتع بمقاومة كيميائية جيدة، وبالتالي فإن الرغوة تتمتع أيضًا بهذه الخاصية.

- مقاومة الحرارة: يمكن لرغوة البولي بروبيلين أن تتحمل درجات الحرارة المرتفعة وتتمتع بثبات حراري جيد.

- حماية البيئة: يمكن إعادة تدوير رغوة البولي بروبيلين ولا تنتج مواد سامة عند حرقها.

التطبيقات

- صناعة السيارات: يستخدم في صناعة المصدات وألواح العدادات وألواح الأبواب والمكونات الأخرى لتوفير امتصاص الطاقة والحماية من امتصاص الصدمات.

- مواد التعبئة والتغليف: تستخدم للتغليف المضاد للصدمات للسلع الهشة والأدوات الدقيقة.

- صناعة البناء: تستخدم كمواد عازلة للحرارة وعازلة للصوت لتحسين تأثير توفير الطاقة في المباني.

- المعدات الرياضية: تستخدم في صناعة مساعدات الطفو ووسادات الحماية وغيرها.

- المجال الطبي: يمكن استخدامه في تعبئة الأجهزة الطبية نظراً لخصائصه غير السامة والنظيفة.

عملية الإنتاج

تشتمل عملية إنتاج رغوة البولي بروبيلين بشكل أساسي على الرغوة الفيزيائية والرغوة الكيميائية:

- الرغوة الفيزيائية: يتم تشكيل هيكل الرغوة عن طريق حقن عامل النفخ الفيزيائي (مثل ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين) في ذوبان مادة البولي بروبيلين ومن ثم التحكم في الضغط ودرجة الحرارة بحيث يتحلل عامل النفخ لإنتاج الغاز.

- الرغوة الكيميائية: تستخدم عوامل النفخ الكيميائية، مثل مركبات الآزو، لتكوين الرغوة عن طريق تحللها وإنتاج الغازات أثناء عملية التسخين.

الصعوبات التقنية

- قوة الذوبان: تنخفض لزوجة مادة البولي بروبيلين بشكل حاد في الحالة المنصهرة، مما يؤدي إلى سهولة تمزق واندماج مسام الرغوة أثناء الرغوة، مما يؤثر على تجانس هيكل الرغوة.

- التحكم في درجة الحرارة: يعد التحكم في درجة الحرارة أثناء الرغوة أمرًا بالغ الأهمية لجودة المنتج، فدرجة الحرارة المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا ستؤثر على أداء الرغوة.

تقدم البحث

حاليًا، تركز الأبحاث حول رغاوي البولي بروبيلين على تحسين كفاءة الرغوة، وتحسين هيكل الرغوة، وتعزيز الخواص الميكانيكية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي استخدام مادة البولي بروبيلين عالية الذوبان (HMSPP) إلى تحسين استقرار بثور المنتج الرغوي وتقليل كثافة المنتج. بالإضافة إلى ذلك، يُظهر تطبيق تكنولوجيا الموائع فوق الحرجة أيضًا إمكانات كبيرة في تحضير مواد البولي بروبيلين الرغوية ذات الخلايا الدقيقة.

رغوة البولي فينيل كلورايد (رغوة PVC)

رغوة البولي فينيل كلورايد (رغوة PVC) هي نوع من المواد الرغوية المصنوعة من راتنج كلوريد البولي فينيل كمادة أساسية عن طريق إضافة عامل النفخ والمواد المضافة الأخرى من خلال عملية الرغوة الفيزيائية أو الكيميائية. لديها خصائص فيزيائية جيدة واستقرار كيميائي، وتستخدم على نطاق واسع في البناء والديكور والتعبئة والتغليف وإنتاج الإعلانات وغيرها من المجالات.

صفات

- خفيفة الوزن: تتميز رغوة PVC بكثافة منخفضة وخفيفة الوزن وسهلة التعامل والبناء.

- العزل الحراري: يوفر هيكل الخلية المغلقة عزلًا حراريًا جيدًا والحفاظ على الحرارة.

- عزل الصوت: يساعد الهيكل المسامي على امتصاص الصوت وتوفير عزل الصوت.

- المقاومة الكيميائية: مقاومة لمعظم المواد الكيميائية، وليس من السهل أن تتآكل.

- مقاومة الطقس: قادرة على التكيف مع الظروف المناخية المختلفة، مقاومة للأشعة فوق البنفسجية.

- مقاومة الحريق: تتميز رغوة PVC بتأثير مثبط للهب معين، بما يتماشى مع متطلبات السلامة من الحرائق.

- مقاومة للماء: هيكل الخلية المغلقة يجعلها مقاومة للماء ومناسبة للاستخدام في البيئات الرطبة.

مجالات التطبيق

- صناعة البناء: تستخدم كمواد عازلة للأسقف والجدران لتحسين تأثير توفير الطاقة في المباني.

- صناعة الديكور: تستخدم في الديكور الداخلي واللوحات الإعلانية ورفوف العرض وغيرها، وتتميز بجماليتها وعمليتها.

- صناعة التغليف: تستخدم كمادة عازلة ضد الصدمات لحماية العناصر الهشة.

- الإنتاج الإعلاني: يستخدم لصنع الرسائل الإعلانية واللافتات وغيرها ذات تأثير بصري جيد.

عملية الإنتاج

تتضمن عملية إنتاج رغوة PVC بشكل أساسي الرغوة الفيزيائية والرغوة الكيميائية:

- الرغوة الفيزيائية: عن طريق حقن عامل نفخ فيزيائي (مثل ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين) في ذوبان PVC، يتم التحكم في الضغط ودرجة الحرارة بحيث يتحلل عامل النفخ وينتج غازًا لتكوين هيكل رغوي.

- الرغوة الكيميائية: يتم استخدام عامل النفخ الكيميائي الذي يتحلل ويولد غازات أثناء عملية التسخين لتكوين الرغوة.

الصعوبات التقنية

- تجانس الرغوة: للتأكد من أن هيكل الفقاعة لرغوة PVC موحد، لتجنب أن تكون الكثافة المحلية مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا.

- قوة الذوبان: حافظ على قوة الذوبان الكافية في عملية الرغوة لمنع تمزق فتحات الفقاعات.

تقدم البحث

حاليًا، تركز أبحاث رغوة PVC بشكل أساسي على تحسين كفاءة الرغوة وتحسين هيكل الرغوة وتعزيز الخواص الميكانيكية. على سبيل المثال، تسمح رغوة الخلايا الدقيقة باستخدام تكنولوجيا السوائل فوق الحرجة بتحضير رغاوي PVC ذات مسام أدق.

الرغوة الفينولية

الرغوة الفينولية عبارة عن رغوة صلبة ذات خلايا مغلقة مصنوعة من راتنجات الفينول المتصلدة بالحرارة عن طريق الرغوة تحت ظروف محددة باستخدام عامل النفخ. وهو معروف بخصائصه الممتازة في مقاومة الحرائق والحفاظ على الحرارة والعزل الحراري، ويستخدم على نطاق واسع في الكثير

صفات

- مثبطات اللهب: تتميز الرغوة الفينولية بخصائص مثبطات اللهب الممتازة تحت تأثير اللهب مع الكربنة، ولا تقطر، ولا تجعد، ولا ظاهرة ذوبان.

- دخان منخفض، غير سام: كثافة دخان منخفضة عند الاحتراق، لا توجد غازات سامة تقريبًا.

- ثبات درجة الحرارة العالية: يمكن استخدامه في نطاق درجة حرارة -200℃ إلى 200℃، ودرجة حرارة الاستخدام على المدى الطويل مرتفعة.

- عزل حراري جيد: يوفر هيكل الخلية المغلقة عزلًا حراريًا جيدًا، وموصلية حرارية منخفضة.

- ثبات الأبعاد: مع بنية حلقة البنزين، معدل صغير لتغير الأبعاد، لا يوجد انكماش أو تقصف في الاستخدام طويل الأمد.

- المقاومة الكيميائية: مقاومة لمعظم الأحماض غير العضوية والأحماض العضوية والمذيبات العضوية.

- صديق للبيئة: لا يستخدم الفريون كعامل نفخ في عملية الإنتاج، وهو غير سام وعديم الرائحة عند تحلله.

مجالات التطبيق

- صناعة البناء: تستخدم كعزل للجدران الخارجية، وعزل السقف، وحزام عزل مقاوم للحريق، وما إلى ذلك.

- الطيران والسفن: بسبب خفة وزنه وخصائصه المقاومة للحريق، فهو مناسب للعزل الحراري الداخلي والمواد الإنشائية.

- صناعة البتروكيماويات: تستخدم لعزل الأنابيب والمعدات وتقليل فقدان الحرارة وتحسين كفاءة الطاقة.

- الأجهزة الكهربائية والأجهزة: تستخدم كمادة عازلة وعازلة للحرارة لحماية المعدات من الحرارة الزائدة.

عملية الإنتاج

يتضمن إنتاج الرغوة الفينولية بشكل رئيسي الخطوات التالية:

1. تصنيع الراتنج الفينولي: تفاعل تكثيف الفينول والفورمالدهيد تحت تأثير المحفز الحمضي أو القلوي.

2. إضافة عامل الرغوة والمواد المضافة الأخرى: أضف كمية مناسبة من عامل الرغوة، وعامل المعالجة، ومثبطات اللهب، وما إلى ذلك وفقًا للأداء المطلوب.

3. الخلط والرغوة: الخلط بالتساوي تحت ظروف محددة، بحيث يتحلل عامل النفخ وينتج الغاز لتشكيل هيكل الرغوة.

4. المعالجة والقولبة: المعالجة تحت درجة حرارة وضغط معينين لتشكيل المادة الرغوية النهائية.

الصعوبات التقنية

تتمثل الصعوبات التقنية الرئيسية للرغاوي الفينولية في هشاشتها العالية ونسبة الخلايا المفتوحة العالية، مما يحد من استخدامها في بعض التطبيقات. ومن أجل تحسين صلابته وأدائه، قام الباحثون بتعديله من خلال الطرق الكيميائية والفيزيائية، مثل إضافة مواد تقوية مثل مطاط النتريل والألياف الزجاجية، أو تحسين أدائه من خلال المعالجة السطحية والتكنولوجيا المركبة.

رغوة السيليكون

رغوة السيليكون عبارة عن مادة رغوية عالية الأداء مصنوعة من مطاط السيليكون كمادة أساسية بطرق رغوة فيزيائية أو كيميائية. فيما يلي وصف تفصيلي لرغوة السيليكون:

التكوين والخصائص

تتكون رغوة السيليكون من مطاط السيليكون ولها الخصائص التالية:

- مقاومة درجات الحرارة العالية: نطاق واسع من مقاومة درجات الحرارة، من -100℃ إلى 300℃ويمكنه أيضًا تحمل درجات الحرارة المرتفعة بشكل فوري.

- المقاومة الكيميائية: مقاومة جيدة لمعظم المواد الكيميائية.

- مقاومة شيخوخة المناخ: مقاومة جيدة للطقس في البيئة الخارجية.

- العزل الكهربائي: خصائص عزل كهربائي ممتازة.

- الخمول الفسيولوجي: لا يسبب أي تهيج لجسم الإنسان، ويستخدم عادة في المجال الطبي.

- مرونة ومرونة عالية: حتى في درجات الحرارة المنخفضة، يمكنه الحفاظ على المرونة.

- مثبطات اللهب: خصائص إطفاء ذاتي، مناسبة للتطبيقات التي تتطلب الحماية من الحرائق.

عملية الإنتاج

تتضمن عملية إنتاج رغوة السيليكون ما يلي:

- الرغوة الفيزيائية: يتم إدخال الغاز إلى مادة السيليكون الخام من خلال التقليب الميكانيكي لتكوين الرغوة.

- الرغوة الكيميائية: يتم إضافة عامل النفخ الكيميائي لإنتاج الغاز لتكوين الرغوة في عملية التفاعل.

- المعالجة عند درجة حرارة عالية: يتم معالجة هيكل الرغوة وتشكيلها عند درجة حرارة عالية.

مجالات التطبيق

رغوة السيليكون لديها مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:

- الفضاء الجوي: يستخدم كمواد عازلة ومانعة للحرارة العالية.

- السيارات: تستخدم كحشوات مانعة للتسرب ومواد توسيد وعزل للكابلات.

- المجال الطبي: للأجهزة والمعدات الطبية نظرا لخمولها الفسيولوجي.

- صناعة البناء: كمواد عازلة للحرارة والصوت.

- الصناعة الإلكترونية: تستخدم كمادة عازلة وحماية للمعدات الإلكترونية.

- الضروريات اليومية: مثل نعال الأحذية، ومواد توسيد المعدات الرياضية، وغيرها.

المعلمات التقنية

يمكن وصف خصائص رغوة السيليكون بمعايير فنية مختلفة، على سبيل المثال:

- الصلابة: عادة في حدود 10-70 شور أ.

- الكثافة: يمكن تعديل كثافة الرغوة حسب الحاجة.

- التشوه الانضغاطي: معدل التشوه الانضغاطي للرغوة تحت ضغط معين.

- قوة التمزق: مقياس لقدرة الرغوة على مقاومة التمزق.

صديقة للبيئة

تعتبر رغوة السيليكون مادة صديقة للبيئة ولا تحتوي على أي مواد ضارة وتلبي العديد من المعايير البيئية.

رغوة ذات أساس حيوي

الرغوة ذات الأساس الحيوي هي نوع جديد من المواد الصديقة للبيئة المشتقة من الموارد المتجددة، مثل النباتات أو بقايا المحاصيل أو منتجات التخمير الميكروبية، وهي قابلة للتحلل الحيوي أو قابلة للتحويل إلى سماد. فيما يلي مقدمة تفصيلية للرغوة الحيوية:

التكوين والخصائص

تُشتق الرغاوي الحيوية أساسًا من مواد الكتلة الحيوية مثل:

- المواد النباتية: مثل نشا الذرة وقصب السكر ولب الخشب وغيرها.

- منتجات التخمير الميكروبية: مثل حمض البوليلاكتيك (PLA) واسترات الأحماض الدهنية المتعددة الهيدروكسي (PHA).

- البوليمرات الحيوية: مثل الشيتوزان والبروتينات وغيرها.

هذه المواد لها الخصائص التالية:

- متجددة: مشتقة من النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو بشكل مستدام.

- القابلية للتحلل الحيوي: يمكن أن تتحلل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في البيئة الطبيعية.

- صديقة للبيئة: بصمة كربونية منخفضة لدورة الحياة.

عملية الإنتاج

تشمل عمليات إنتاج الرغاوي الحيوية عادة ما يلي:

- التخليق الكيميائي: تصنيع البوليمرات الحيوية من خلال تفاعلات البلمرة.

- المعالجة الفيزيائية: يتم تحضير الرغاوي باستخدام الطرق الفيزيائية مثل البثق والقولبة والرغوة.

- التخمير الحيوي: إنتاج البوليمرات الحيوية من خلال التخمير الميكروبي.

مجالات التطبيق

تستخدم الرغاوي الحيوية في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:

- التعبئة والتغليف: استبدال الرغاوي البلاستيكية التقليدية للتوسيد وحماية البضائع.

- صناعة البناء: كالعزل الحراري والصوتي.

- صناعة السيارات: للوزن الخفيف والمواد الداخلية.

- المنسوجات: كمادة تدفئة أو حشو.

التقدم التكنولوجي

- تصنيع البوليمرات ذات الأساس الحيوي: يقوم الباحثون بتطوير مونومرات وطرق بلمرة جديدة ذات أساس حيوي لتحسين خصائص المواد وخفض التكاليف.

- تكنولوجيا الرغوة: من خلال تحسين عملية الرغوة، يمكن التحكم في حجم المسام وكثافة الرغوة لتلبية احتياجات التطبيقات المختلفة.

التأثير البيئي والاستدامة

تتمتع الرغاوي الحيوية بتأثير بيئي منخفض لأنها قابلة للتحلل الحيوي أو قابلة للتحويل إلى سماد في نهاية دورة حياتها، مما يقلل من النفايات البلاستيكية والتلوث باللدائن الدقيقة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الموارد المتجددة يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري ويساعد على تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة.