≡

مراحل صناعة المطاط من الصفر 2020


مراحل صناعة المطاط من الصفر 2020

مراحل صناعة المطاط من الصفر 2020 


مقدمــــــــــــــة :


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته, سنعرض في هذه المقالة شرح مفصل عن المطاط ,و اللدائن , نبذة تاريحية , أنواع المطاط , 

طرق إستخلاصه , تركيبه الكيميائي , أهم المواد التي تدخل في تركيبة الخلطة المطاطية ,تكنولوجيا صناعة المطاط , مراحل التصنيع , 

 أهم إستخداماته , والمراجع المعتمدة , إذاً على بركة الله نبدأ الشرح .


اللدائن :


بالرغم من أن إنتاج اللدائن قد بدأ قبل 50_60 سنة إلا إنها أصبحت الآن تتمتع بأهمية بالغة في الصناعة بمختلف أوجهها ، فقد

 أحتلت بنجاح كبير محل عدد كبير من المعادن و الخشب و الزجاج و الأحجار الكريمة ، كما و دخلت في صناعة الآلات و

 السيارات و الطائرات و السفن و الصورايخ و الاقمار الصناعية وفي الصناعة الكهربائية وفي مجالات أخرى و أصبحت تشكل

 الآن موادآ لا بديل لها وبحيث أمكن إنتاجها بالمواصفات التي تناسب الغاية المطلوبة منها:



  اللدائن المطاطية


·     نبذة تاريخية:


يعود معرفة العالم بالمطاط إلى الذين اكتشفوا أمريكا حيث وجدوا إن الهنود يلعبون بكرات ذات إرتدادية عالية High 

Resilience مصنوعة من مادة ذات قوام حليبي غروي يمكن الحصول عليها في أحداث شق في لحاء شجرة تدعى الهيفا أو شجرة 

الكاوتشوك التي تعني الخشب الباكي ، كم ان وجدوا إن نفس المادة يستخدمها الهنود الحمر في طلاء ملابسهم للوقاية من الأمطار و

في صناعة الأحذية البدائية لهم . أما أول محاولة للاستفادة من المطاط لأغراض تجارية فقد كانت في منتصف القرن الثامن عشر و 

هي الحصول على ملابس و قبعات صامدة للماء و ذلك في غمس القماش في المطاط في التربنتين إلا إنه تبين ٱن هذا القماش يصبح 

دبقاً بتأثير درجة حرارة الشمس لذا لم يجد رواجاً في الأسواق التجارية . تكررت المحاولات للاستفادة من المطاط فحاول العالم 

الإنجليزي يريستلي استخدامه كممحاة لقلم الرصاص عوضاً عن فتاة الخبز اللين الذي كان يستخدم لهذا الغرض في حينها وقال 

كلمته "لقد رأيت مادة رائعة ملائم بصفة خاصة محو علامات أقلام الرصاص من فوق الورق" و من هذا جاءت كلمة المطاط في 

اللغة الأنجليزية و هي تعني الممحاة Rubber. و في عام 1839 اكتشف العالم شارلز كوديير بالصدفة بركنة المطاط إذ فيماكان ذات 

يوم في مختبره انسكب منه مخلوط من المطاط و الكبريت فوق سطح ساخن فلاحظ إن المطاط قد احتفظ بمرونته فمضى في 

تجاربه ألى أن توصل إلى المطاط المكبرت و سميتالعملية بالبركنة Vulcantion و كان هذا الاكتشاف بداية عهد جديد في تاريخ 

المطاط فقد استخدم في صناعة المئات من الأصناف المفيدة الأمر الذي أدى إلى زيادة استهلاكه بصورة كبيرة و التفكير باصطناعه .

1 -  المطاط الطبيعي NI _:


أ - الطرق الفنية لأستخلاصه:


سبق ان ذكرنا بإن المطاط الطبيعي يحصل عليه من شجرة الهيفا التي تم نقل بذورها في عام 1876 من البرازيل إلى دول الشرق 

الاقصى و افريقيا أما طريقة الحصول على المطاط الطبيعي أما ما يدعى اللاتكس فيمكن تلخيصه على النحو التالي: منذ أن يبلغ 

عمر الشجرة 5_7



مراحل صناعة المطاط من الصفر 2020




سنوات يتم البدء بجني النسغ منها ، و يتم ذلك بإحداث شق ضيق من اليسار إلى اليمين في لحاء الشجرة و بعمق 0.5سم و على 

ارتفاع بحدود 100سم أو يزيد قليلاً عن سطح الأرض و بطول يساوي ثلث محيط الشجرة بحيث يكن هذا الشق مائلاً عن 

الأفق بحدود °30 كي يسيل النسغ و يُجمع يكرر العمل يومياً بإحداث شق جديد تحت الشق القديم وذلك حتى بلوغ قاعدة 

الشجرة و بعدها يبدأ العمل في الجانب الآخر من الشجرة و في هذه الأثناء تلتحم الجروح القديمة بلحاء جديد يسمح بأعادة الكرة 

من جديد. بعد إحداث الشق و بنتيجة الضغط الوعائي يسيل النسغ إلى نهاية الشق السفلي و منها إلى آنية خاصة وضِعفيها مسبقاً 

مواد تمنع تخثر النسغ ( كبريت الصوديوم ) ريثما يتم نقله إلى المعمل . إن عملية جمع النسخ ينبغي أن تتم مع أول خيط من نور 

الصباح و عندها يمكن الحصول على أكبر كمية من النسغ بسبب إن الخلايا النباتية تكون منخفضة و الضغط فيها عالي . بعد 3_4 

ساعات من جني النسغ يؤخذ إلى المعمل الرئيسي بواسطة آليات خاصة وهنالك يضاف إليه الماء لترسيب بعض الشوائب. لم يخثر 

اللاتكس بأضافة إليه 1% حمض الخل أو حمض النمل أو حمض فلوروسليكات الصوديوم و المطاط المتخثر يطفو على السطح 

بشكل مادة عجينة بيضاء ثم تمرر المادة العجينية بين اسطوانات خاصة تعتصر بها من ماء و يخرج المطاط على شكل صفائح أو 

رقائق يعمد إلى تجفيفها و يختلف نوع المطاط بإختلاف طرق التجفيف و الشوائب الموجودة فيه


ب- أنواع المطاط الطبيعي :




قُسِّم المطاط الطبيعي إستناداً إلى المواصفات العالمية للمطاط المعتمدة في كتاب المواصفات العالمية لأنواع و تغليف المطاط الطبيعي 

أو مختصراً إلى 31 نوعاً موزعة على سبعة أصناف رئيسية و تختلف هذه الأنواع عن بعضها بطريقة التجفيف و النسبة المئوية 

للمطاط و الشوائب و اللون. من أهم هذه الأصناف نذكر:


1 - المطاط الأبيض :


وله أربعة أنواع تختلف عن بعضها بنسبة الشوائب و اللون و يتم الحصول عليه بتجفيف اللاتكس بالهواء الساخن.


2 - المطاط المدخن :



و له سبعة أنواع تختلف عن بعضها بنسبة الشوائب و اللون و يتم الحصول عليه بوضع اللاتكس في غرفة محكمة الأغلاق ثم يمرر 

كمية كبيرة من غاز CO2 حتى يتم تجفيف المطاط.


3 - المطاط المختلط :


و له ثلاث أنواع و يتم الحصول على هذا النوع من فضلات النوعين السابقين و ذلك بعد خلطهم ، و هنا لا بدّ من الإشارة إلى إن بعض الصناعات كالإسفنج لا تحتاج إلى لاتكس متخثر فيستعمل اللاتكس عندئذ عند تركيز (40_42% او 60_62%) حسب الحاجة و لمنع تخثر لاتكس فإنه يضاف إليه ماءات الصوديوم أو ماءات الألمنيوم.


ج - التركيب الكيميائي للمطاط الطبيعي :



المطاط الطبيعي فحم هيدروجيني Hydro Carbon متعدد الجزيئات Polyner غير مشبع ، أول من قام بتعيين صيغته 

الكيميائية هو العالم فارادي و بيّن إن الصيغة لوحيد الحد منه هو C5H8)n) و صيغته الكيميائية التفصيلية هي : حيث n=5000 

جزيئة إيزوبروبن يضاف إليه كميات ضئيلة من الشوائبذات تأثير على بركنة المطاط و بالتالي على الخواص الفيزيائية للمطاط الناتج 


و قد أمكن تحديدها و تعيين نسبها المئوية بنتيجة التحليل الكيميائي للمطاط و يبين الجدول التالي مقارنة بين نوعين من المطاط 

الطبيعي و النسبة المئوية لكل من مكوناتهما :



مقارنة بين نوعين من المطاط الطبيعي و النسبة المئوية لكل من مكوناتهما


مقارنة بين نوعين من المطاط الطبيعي و النسبة المئوية لكل من مكوناتهما



وقد دل على أن المستخلص بالأسيتون يحتوي على حموض دسمة، ستايرين_استيرات تساعد على بركنة المطاط أما الرماد فيتألف 

من مواد عديدة غير ضارة فيما عدا النحاس و المنغنيز اللذان يلعبان دوراً وسيطياً في أكسدة المطاط بالهواء .


2 - المطاط الصناعي:


على أثر تعيين الصيغة الكيميائية للمطاط الطبيعي في عام 1860 فقد حهد الكيميائيون الحصول عليه صناعياً ، و في مطلع القرن 

العشرين تمكن عدد من علماء الألمان و الإنجليز و الروس من اصطناع أول مادة شبيه بالمطاط الطبيعي لم يعمد إلى تطويرها و 

إنتاجها بشكل تجاري إلا بعد أن قامت الحرب العالمية الأولى و منعت وصول المطاط الطبيعي إلى المانيا. بعد أن وضعت الحرب 

أوزارها توالت الأبحاث في أمريكا و روسيا و المانيا و مازالت حتى وقتا الحاضر و أمكن اصطناع العديد من الأنواع التي تختلف 

عن بعضها بمواصفات ميكانيكية و فيزيائية و كيميائية و سلوكها تجاه العديد من المركبات الكيميائية نذكر منها :

أ_مطاط ستايرين_بوتادين SBR .

و يتم الحصول على هذا النوع من المطاط بالبلمرة التي تتم بالآلية التالية :

تبدأ عملية البلمرة بجزيئات المونومر من داخل خلايا جزيئات الصابون نظراً لأنها تمثل المكان المناسب لجذب شقوق العامل الحفاز 

التي تتولد في الوسط المائي ذلك لوفرة جزيئات المونومر داخل خلايا الصابون وكذالك لإرتفاع قيمة نسبة (السطح/الحجم)بالمقارنة 

بقطرة المونومر الكبيرة نوعاً خارج خلايا الصابون وتستمر عملية البلمرة بإضافة جزيئات المونومر وجزبها من خارج خلايا الصابون. 

وينمو لذلك حجم خلية الصابون . وبعد حدوث نسبة تحول ٢-٣ في المائة من المونومر إلى البوليمر يصبح حجم جزيء البوليمر أكبر 

من حجم خلية الصابون وتستمر البلمرة بعد ذلك داخل كل جسيمة بوليمر نامية وتسحب جزيئات المونومر من قطرات المونومر 

المنتشرة في الوسط المائي. وتعتبر لذلك قطرات المونومر في الوسط المائي مخازن لتوريد جزيئات في الوسط المائي إلى جسيمات 

البوليمر النامية . وتختفي كل قطرات المونومر من المحلول عندما تصل البلمرة إلى ٦٠-٨٠ في المائة من تحول المونومر .

ويظل معدل التفاعل ثابتاً حتى ٦٠-٨٠ في المائة تحول وبعدها يبدأ المعدل في الأنخفاض السريع حيث يكون قد تم استهلاك كل 

جزيئات المونومر. ويجدر الذكر ان نظام بلمرة المستحلب قد ابتكر خلال الحرب العالمية الثانية لإنتاج مطاط صناعي بعد أن 

قطعت موارد المطاط الطبيعي من الشرق الأقصى عن الولايات المتحدة الأمريكية. وكان هذا الابتكار من أروع ما ابتكره 

الكيميائيون حيث نجحوا في ذلك من إنتاج مستحلب مطاط صناعي ببلمرة خليط من مونومر الستيرين مع البوتادايين وهو 

المعروف باسم مطاط(SBR)وما زال هذا المطاط من أروع أنواع المطاط الصناعي التي ابتكرها الكيميائيون. والجدول (١)يحتوي 

على تركيب خليط بلمرة إنتاج مطاط(SBR)كما أن العملية الصناعية لإنتاجه موضحة بالشكل (7).




تركيب خليط بلمرة إنتاج مطاط(SBR)كما أن العملية الصناعية لإنتاجه




جدول يحتوي على تركيب خليط بلمرة إنتاج مطاط(SBR)

ملاحظة هامة الجزء الباقي من كامل الموضوع موجود في ملف

( pdf ) 



لقراءة الموضوع كاملاً يرجى تحميل ملف ( pdf ) 
وذلك بالضغط على زر التحميل وعمل تخطي للإعلان ثم الإنتظار

 قليلاً حتى يتم التوجيه لمركز التحميل



الكيميائي : هيثم حسكي
كاتب المقالة
كاتب ومحرر اخبار اعمل في موقع الكيميائي .

جديد قسم : صناعات كيميائية

تعليقات: 0

إرسال تعليق