مقدمة و تعريف
يُطلق مصطلح " راتنج البوليستر المشبع" في الصناعة على الراتنج الذي لا يحتوي على روابط ثنائية أو ثلاثية في هيكله البوليمري أو سلسلته. على الرغم من التشابه اللفظي بين هذين الراتنجين - المشبع وغير المشبع - فإنه يُشار إليهما عادةً من قبل الصناعيين باستخدام كلمة "بوليستر"، وذلك بالرغم من وجود اختلافات أساسية وهامة بين هاتين الفئتين من الراتنجات. ونتيجة لهذه الاختلافات في بنية البوليمر، يعتبر صناعة راتنج البوليستر المشبع والغير المشبع مجالات مختلفة تمامًا.
مقارنة بين بوليستر المشبع وبوليستر غير المشبع
راتنجات البوليستر المشبع هي بوليمرات حرارية تلعب دورًا بارزًا في صناعة الأصباغ والطلاء، طلاءات علب المواد الغذائية (can coating & coil coating)، وألياف البوليستر، وزجاجات المياه المعدنية الشفافة. بينما يتم استخدام راتنج البوليستر غير المشبع بشكل أساسي في صناعة تشكيل المركبات، وعمليات SMC وBMC، وإنتاج الأجزاء السميكة. يتمتع البوليستر المشبع بالتصاق جيد جدًا مع المعادن، ولذلك لا توجد حاجة لاستخدام طبقة تجانس لتحقيق الالتصاق مع الطبقات التالية، والبوليستر وحده من يتمتع بهذه الخاصية.
علاوة على ذلك، بالمقارنة مع البوليستر غير المشبع، فإن راتنج البوليستر المشبع يُظهِر مرونة ومقاومة أكبر للصدمات والتشققات عند استخدامه كطلاء، في حين أن راتنج البوليستر غير المشبع يصبح هشًا بعد المعالجة ولا يجتاز اختبار مقاومة الصدمات وسيتلاشى لونه.
تصنيف راتنجات البوليستر المشبعة
يتم الحصول على البوليستر المشبع من البلمرة التكثيفية للأحماض والقواعد ذات العاملين، ويمكن تقديم تصنيفات مختلفة لهذه الفئة من الراتنجات.على سبيل المثال، يمكن تقسيم راتنجات البوليستر المشبع بناءً على طبيعة الاستخدام، كونها صلبة أو سائلة، وكونها ذات تركيبة خطية أو شجرية (متفرعة)، وكونها آروماتية (عطرية) أو أليفاتية، وأيضًا بناءً على نوع المجموعات الوظيفية الموجودة في نهاية السلسلة.
بناءً على ذلك، يمكن لراتنج البوليستر المشبع أن يكون له مزيج من الخصائص المذكورة أعلاه حسب الاستخدام. على سبيل المثال، يمكن أن يكون راتنج البوليستر المشبع راتنجًا صلبًا آليفاتيًا ذو تفرعات ويحتوي على مجموعات نهائية كربوكسيلية.
الشكل أدناه يوضح أنواع التصنيف لراتنجات البوليستر المشبع.
استخدامات راتنجات البولي استر المشبع
إحدى التصنيفات المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة هي التصنيف حسب الحالة الصلبة أو السائلة. استخدامات راتنجات البوليستر المشبع بناءً على كونها سائلة أو صلبة هي كما يلي:
-
راتنج البوليستر المشبع الصلب
يتوفر راتنج البوليستر الصلب في السوق على شكل مسحوق أو رقائق، في حين يتوفر راتنج البوليستر السائل على شكل محلول مع مذيبات مثل أسيتات البوتيل وسولفيسو(Solvesso) وغيرها، ويتم استخدامها بنسبة مئوية مختلفة من المواد الصلبة..
من مزايا استخدام البوليستر الصلب في الدهانات ومسحوق الطلاء يمكننا ذكر عدم تلوث البيئة، وذلك نتيجتًا لعدم وجود مذيب في النظام، ومن المزايا أيضًا سهولة الاستخدام وقابلية إعادة تدوير المسحوق المهدر في البيئة، حيث يمكن تجميع المسحوق المتناثر على الأرض وما حولها وإعادة إضافته إلى الخلطات في آلة الاستخلاص (الطارد).
يمكن استخدام البوليسترات المشبعة الصلبة في صورة هجينة (مزيج) مع الإيبوكسي الصلب أو الى جانب عامل المعالجة ثلاثي غليسيديل أيزوسيانورات (TGIC).
في النهاية، يجب أن يكون الطلاء المحضر ناعمًا ولامعًا بعد المعالجة دون حدوث ما يعرف بالقشرة البرتقالية. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الطلاء المطبق مرنًا وقويًا (ductile) بدرجة كافية لتغطية أي شكل أو مظهر جانبي معقد دون حدوث تشقق.
تستخدم الراتنجات الصلبة لدهانات المساحيق لاستخدامها في صناعة السيارات، والمعدات والأجهزة المنزلية، وبشكل عام، الصناعات التي تتعامل بشكل أساسي مع المعادن. تتمثل طريقة الطلاء بالمسحوق في أن يتم أولاً شحن المسحوق ورشه على السطح المعدني ذو الشحنة المختلفة باستخدام مسدس. أخيرًا، يدخل المعدن إلى فرن بدرجة حرارة محددة ويتم تسخينه حتى يذوب المسحوق الصلب ثم تتم معالجته.
-
البوليستر المشبع السائل
تتوفر راتنجات البوليستر المشبعة السائلة في الاسواق على شكل محلول بنسبة مئوية من الجامد تصل إلى 60%، 70%، إلخ. يستخدم هذا الطلاء بشكل رئيسي في صناعة طلاء علب الكانز، والتي تعرف باسم "Can Coating". ونظرًا لانخفاض سعر البوليستر المشبع مقارنةً بالإيبوكسي، فإن البوليستر يستخدم عادةً للطلاء الخارجي للعلب بينما يستخدم الايبوكسي للطلاء الداخلي للعلب.
طريقة استخدام راتنجات البوليستر المشبع السائل تتمثل في رش الراتنج على السطح باستخدام رشاش، ثم يتم توزيع الطلاء المطبق بشكل متساوٍ على السطح باستخدام شفرة. ثم يتم معالجة الراتنج مع العامل المُصلِب تحت الحرارة وتثبيته. نقطة مهمة في راتنجات البوليستر المشبع السائل هي التوافق بين الراتنج وعامل المعالجة. عادةً ما يتم استخدام الميلامين والبولي إيزوسيانات في معالجة راتنجات البوليستر السائل.
السوق العالمي للبوليستر المشبع
نظرًا لانتشار جائحة كورونا وتراجع الطلب على شراء السيارات نتيجة للحجر الصحي على نطاق واسع، واجه أحد أسواق استهلاك البوليستر المشبع وهو "مساحيق الطلاء للسيارات" تراجعًا في الطلب. ومع ذلك، حظيت مساحيق الطلاء الأخرى ذات الاستخدام في الأجهزة المنزلية والبناء باهتمام متزايد أكثر من أي وقت مضى. ووفقًا للرسم البياني المقدم في الشكل أدناه، تمتلك القارة الآسيوية أكبر معدل لاستهلاك راتنجات البوليستر المشبع، ومن المتوقع أن تزداد الاستثمارات بهذا المجال بنسبة 4.5 ٪ حتى عام 2026 .
لذلك، يمكن القول إن التنوع الكبير جدًا للبوليستر المشبع وكذلك وجود عوامل المعالجة المتنوعة قد جذب اهتمام العديد من الصناعات تجاهه. ومن ناحية أخرى، فإن السعر المنخفض للبوليستر المشبع مقارنةً بالراتنج الإيبوكسي جعل دور هذه الراتنجات أكثر أهمية في صناعة الطلاء.
