المواد الخام لصناعة البلاستيك

المواد الخام لصناعة البلاستيك. عمليات تصنيع البلاستيك بأنواعه المختلفة تتطلب الكثير من المواد الخام.

بالطبع يجب على الصناع الجدد أن يتعرفوا على تلك المواد، فهي أساس عملية الإنتاج.

في هذا الموضوع نستعرض سويًا جميع أنواع المواد الخام لصناعة البلاستيك، فتابع معنا.

زيت خام

يعتبر النفط الخام أحد أهم المواد الخام لصناعة البلاستيك، فهو عبارة عن مزيج معقد من الهيدروكربونات التي يتم تكريرها لإنتاج مواد أولية كيميائية مختلفة.

وهو يعد المصدر الرئيسي لمعظم المكونات التي لا يمكن تصنيع البلاستيك بدونها، مثل الإيثيلين والبروبيلين، فهي اللبنات الأساسية للعديد من المواد البلاستيكية.

وتتضمن عملية إنتاج اللدائن من النفط الخام عدة خطوات؛ أولها عملية تكرير النفط الخام لفصله إلى مكوناته المختلفة.

بما في ذلك النفتا، وهي مادة أولية لإنتاج البلاستيك، ثم تتم معالجة النفتا من خلال سلسلة من تفاعلات التكسير والبلمرة لإنتاج البلاستيك المطلوب.

غاز طبيعي

ومن بين تلك المواد الخام التي يتم استخدامها في صناعة البلاستيك مشتقات الغاز الطبيعي، فهو وقود أحفوري ينتج عنه الإيثان والبروبان وهي تستخدم في معظم أنواع البلاستيك الخام.

ويتم معالجة الغاز الطبيعي من خلال سلسلة من خطوات الفصل والتنقية لإنتاج المواد الأولية المطلوبة، ومن ثم تتم عملية معالجة هذه المواد من خلال سلسلة من تفاعلات التكسير والبلمرة.

الفحم من المواد الخام لصناعة البلاستيك

ويمكن استخدام منتجات الفحم الثانوية كذلك في إنتاج المواد الكيميائية التي تدخل في بعض أنواع البلاستيك، فيتم الاعتماد على قطران الفحم كمادة وسيطة لإنتاج أنواع معينة من البلاستيك.

ومع ذلك، فإن استخدام قطران الفحم كمادة وسيطة للبلاستيك ليس شائعًا مثل استخدام النفط الخام وسوائل الغاز الطبيعي.

الإيثيلين

ومن المؤكد أن الإيثيلين من أهم المواد الخام لصناعة البلاستيك، وهو عبارة عن غاز عديم اللون وقابل للاشتعال ومشتق بشكل أساسي من النفط الخام والغاز الطبيعي.

الإيثيلين هو مونومر، مما يعني أنه جزيء يمكن دمجه مع جزيئات أخرى لتكوين جزيء بوليمر أكبر، وفي حالة إنتاج البلاستيك، تتم بلمرة الإيثيلين لتشكيل البولي إيثيلين، وهو أحد أكثر أنواع البلاستيك استخدامًا في العالم.

ويمكن إنتاج البولي إيثيلين بأشكال مختلفة، مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة، والذي يطلق عليه (HDPE)، والمنخفض الكثافة وهو يأخذ اختصار (LDPE)، والخطي منخفض الكثافة، واختصاره هو (LLDPE).

ولكل شكل منهم خصائصه واستخداماته الفريدة، فعلى سبيل المثال، يتم استخدام البولي إيثيلين عالي الكثافة بشكل شائع في العبوات الصلبة، مثل أباريق الحليب وزجاجات المنظفات.

بينما يستخدم البولي إيثيلين منخفض الكثافة في العبوات المرنة، مثل الأكياس البلاستيكية والأغلفة الانكماشية.

البروبيلين

وهو مادة خام آخرى مهمة تستخدم في صناعة البلاستيك، وهو عبارة عن هيدروكربون مشتق من النفط الخام والغاز الطبيعي.

البروبيلين هو غاز عديم اللون، له رائحة حلوة قليلًا، ويمكن تحويله إلى مواد أولية كيميائية مختلفة تستخدم في إنتاج البلاستيك مثل الإيثيلين.

يعتبر البروبيلين مونومر يمكن بلمرته لتكوين مادة البولي بروبيلين، وهي نوع من أنواع البلاستيك المستخدم بكثرة.

مادة البولي بروبيلين هي مادة متعددة الاستخدامات، ولها العديد من التطبيقات، بما في ذلك التعبئة والتغليف والمنسوجات ومكونات السيارات والأجهزة الطبية.

ويتم إنتاج البولي بروبيلين عن طريق بلمرة البروبيلين في وجود محفر، ويعد Ziegler – Natta أو ميتالوسين من أفضل المحفزات المستخدمة في تلك العملية.

ويمكن التحكم في عملية البلمرة هذه لإنتاج درجات مختلفة من البولي بروبلين بخصائص مختلفة، مثل مقاومة الذوبان العالية أو مقاومة الصدمات.

كما يتم الاعتماد عليه في إنتاج أنواع أخرى من البلاستيك، مثل الأكريليك والبوليولات، والتي تستخدم في إنتاج الطلاءات والمواد اللاصقة ومنتجات الرغوة.

بوتادين

وهو مادة خام متعددة الاستخدامات وتعد من المواد الخام لصناعة البلاستيك التي تلعب دورًا مهمًا، وهو أيضًا غاز عديم اللون، ويستخدم كمونومر أو كعامل في إنتاج المطاط الصناعي والبلاستيك.

وعندما يستخدم في صناعة البلاستيك، غالبًا ما تتم بلمرته مع الستايرين، أو الأكرويلونيتريل أو الميثيل ميثاكريلات لإنشاء بوليمرات مشتركة أو تربوليمرات.

على سبيل المثال ينتج عن البلمرة المشتركة للبيوتادين مع الستايرين مطاط ستيرين بوتادين، والذي يتم تداوله تحت مسمى (SBR).

وهو يستخدم على نطاق واسع في تصنيع الإطارات والمواد اللاصقة وبعض المنتجات الأخرى، وينتج عن بلمرة البوتادين والستايرين أو الأكريلونيتريل مادة الأكريلونيتريل – بوتادين – ستايرين (ABS).

وهي مادة لدن بالحرارة تستخدم بشكل شائع في صناعة السيارات ومكونات لوحة القيادة والتشطيبات الداخلية وأجزاء أخرى.

ويمكن كذلك بلمرة البوتادين بمفرده لإنتاج بولي بوتادين، وهو مطاط صناعي يستخدم في إنتاج الإطارات والخراطيم والأحزمة.

ويمكن أيضًا هدرجته لإنتاج بولي بيوتين، وهو بوليمر صناعي له خصائص مشابهة للبولي إيثيلين.

ستيرين

وهو المادة الأساسية التي يتم الاعتماد عليها في إنتاج البوليسترين، وهو مادة خام بلاستيك حرارية متينة متعددة الاستخدامات.

والستيرين هو سائل عديم اللون مشتق من البترول والغاز الطبيعي، ويستخدم كمونومر في عملية البلمرة لإنتاج أنواع مختلفة من البلاستيك.

ويستخدم الستايرين أيضًا في إنتاج مطاط الستايرين بوتادين، أو (SBR)، والستايرين أكيريلونيتريل (SAN).

أما عن الـ (SBR)، فهو مطاط صناعي يستخدم في صناعة الإطارات والمواد اللاصقة وغيرها من المنتجات.

بينما الـ (SAN) عبارة عن مادة لدن بالحرارة تستخدم في تصنيع مجموعة من المنتجات، مثل قطع غيار السيارات والمكونات الكهربائية والأجهزة المنزلية.

يستخدم الستايرين أيضًا كمذيب وكمواد أولية في إنتاج مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية، بما في ذلك أكسيد الستايرين، الذي يستخدم في تصنيع المواد الخافضة للتوتر السطحي والمنظفات، والستايرين جلايكول، الذي يستخدم في إنتاج راتنجات البوليستر.

البنزين من المواد الخام لصناعة البلاستيك

البنزين هو مركب كيميائي عضوي شديد الاشتعال يستخدم كمواد خام في إنتاج مجموعة متنوعة من البلاستيك.

وهو سائل عديم اللون له رائحة جيدة ومشتق من النفط الخام والغاز الطبيعي.

يستخدم البنزين في إنتاج النايلون، وهو بوليمر اصطناعي يستخدم في صناعة المنسوجات والسجاد وغيرها من المنتجات.

ينتج النايلون عن طريق بلمرة حمض الأديبيك وهيكساميثيلين ديامين، وكلاهما مشتق من البنزين.

التولوين

التولوين سائل عديم اللون مشتق من البترول ويستخدم كمادة خام في إنتاج مختلف أنواع البلاستيك.

له رائحة حلوة ونفاذة وقابلة للاشتعال ومتطايرة للغاية.

يعد البولي يوريثين أحد أكثر أنواع البلاستيك شيوعًا المنتج من التولوين، وهو مادة متعددة الاستخدامات ومتينة تُستخدم في مجموعة من التطبيقات، بما في ذلك الأثاث والعزل وأجزاء السيارات.

ينتج البولي يوريثين عن طريق تفاعل ثنائي أيزوسيانات التولوين (TDI) مع البوليول، مثل البوليستر أو البولي إيثر.

ينتج TDI من تفاعل التولوين والفوسجين، وهو غاز شديد السمية.

يستخدم التولوين أيضًا في إنتاج مواد بلاستيكية أخرى، مثل البولي كربونات، وهي مادة لدن بالحرارة تستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك النظارات وخوذات الأمان والمكونات الإلكترونية.

ينتج البولي كربونات عن طريق تفاعل ثنائي الفينول أ (BPA) مع الفوسجين المشتق من التولوين.

زيلين

وهو من المواد الخام لصناعة البلاستيك، ويعتمد عليه في صناعة الأكريلونيتريل – بوتادين – ستايرين (ABS).

وهو سائل عديم اللون له رائحة عطرية حلوة وقابلة للاشتعال ومتطايرة أيضًا.

الميثانول

وهو المادة الخام المستخدمة في صناعة مختلف أنواع البلاستيك، ويعرف أيضًا باسم كحول الميثيل أو كحول الخشب.

ويتم الاعتماد عليه في تصنيع الفورمالديهايد، وهو مكون رئيسي في إنتاج الراتنجات والمواد البلاستيكية، والمواد اللاصقة والرقائق والطلاء.

أكريلونيتريل

وهو من السوائل التي يتم اشتقاقها من البروبيلين، وهو مادة لها رائحة نفاذة وقابلة للاشتعال وسامة للغاية.

ويعتمد عليه في تصنيع الأكريليك أو بولي ميثيل ميثاكيلات (PMMA)، وهي مادة بلاستيكية حرارية شفافة، وتستخدم في تصنيع أجزاء السيارات وتركيبات الإضاءة وشاشات العرض.

كلوريد الفينيل من المواد الخام لصناعة البلاستيك

مادة سامة شديدة الاشتعال ولها رائحة جيدة، ويتم استخراج البولي فينيل كلورايد منها، وهو المعروف بـ (PVC).

ويستخدم الكلوريد الفينيل أيضًا في إنتاج أسيتات الفينيل، وهو المكون الرئيسي في إنتاج أسيتات البولي فينيل (PVA).

راتينج البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)

وهو بوليمر حراري مشتق من التفاعل بين حمض التيريفثاليك وجلايكول الإيثيلين، مما ينتج عنه مادة قوية ومتينة وخفيفة الوزن.

أحد أكثر التطبيقات شيوعًا لراتنج البولي إيثيلين تيرفثالات هو إنتاج زجاجات وحاويات بولي إيثيلين تيرفثالات، والتي تُستخدم لتغليف العديد من المنتجات، بما في ذلك المشروبات والأطعمة ومواد العناية الشخصية.

وستجد أن زجاجات وحاويات البولي ايثيلين تيريفثالات شائعة لأنها خفيفة الوزن ومقاومة للكسر ويمكن إعادة تدويرها بسهولة.

البولي كربونات

وهو من أهم المواد الخام لصناعة البلاستيك، مادة قوية متينة تشتهر بمقاومتها الممتازة للتأثير والشفافية، وتشتق من التفاعل بين ثنائي الفينول أ، والفوسجين.

كما أن أحد أكثر تطبيقات البولي كربونات شيوعًا هو إنتاج المنتجات البلاستيكية الشفافة، بما في ذلك العدسات وإطارات النظارات وحالات الأجهزة الإلكترونية.

يحظى البولي كربونات بشعبية كبيرة في هذه التطبيقات نظرًا لوضوحه وصلابته، مما يجعله مقاومًا للكسر والتشقق.

راتنج البولي يوريثين

راتينج البولي يوريثين هو بوليمر متصلد بالحرارة ويعد من المواد الخام لصناعة البلاستيك.

مشتق من التفاعل بين البوليولات وثنائي أيزوسيانات، مما ينتج عنه مادة قوية ومتينة ومرنة.

ويمكن معالجة راتنجات البولي يوريثين بعدة طرق لإنشاء منتجات مختلفة.

راتينج البوليسترين

آخر المواد الخام لصناعة البلاستيك، هو راتينج البوليسترين، وهو مادة مشهورة بالقوة والصلابة وخفة الوزن في نفس الوقت.

ويمكن الحصول على العديد من المنتجات ذات الخصائص المختلفة بمعالجته عن طريق عدة طرق، مثل رغوة البوليسترين الموسعة المستخدمة في مواد التعبئة والتغليف والعزل.