يعد البولي بروبيلين المعدل أحد أفضل أنواع البلاستيك أداءً وغالبًا ما يستخدم في تصميم هندسة خطوط الأنابيب تحت الأرض مثل الطاقة والاتصالات، خاصةً في سيناريوهات البناء بدون خنادق.
في هذه المقالة، سوف نستكشف بعض الجوانب الأساسية حول البولي بروبلين المعدل. من الأداء والتركيب والمزايا إلى التطبيقات.
هيا بنا نبدأ:
ما هو البولي بروبلين المعدل؟
البولي إيثيلين المعدل هو مادة بوليمر يتم تصنيعها عن طريق تعديل التركيب الجزيئي للبولي إيثيلين الأساسي (PE) من خلال وسائل فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية، مما يمنحه أداءً فائقًا أو وظائف جديدة.
التركيب الكيميائي للبولي بروبيلين المعدل
يمكن للبولي إيثيلين المعدل تحسين صلابته ومقاومته للصدمات من خلال مزيج من عناصر متعددة.
مكوناته الرئيسية هي المتغيرات الوظيفية التي تشكلت عن طريق إدخال مجموعات وظيفية محددة أو تركيب مواد أخرى على العمود الفقري للكربون والهيدروجين من البولي إيثيلين الأساسي (-CH₂-CH₂-) بوسائل كيميائية أو فيزيائية.
تشمل التغييرات الأساسية ما يلي: ① تعديل التطعيم الكيميائي (مثل تطعيم أنهيدريد المالئيك لإدخال مجموعات قطبية -CO-CH=CH-CO-CO- لتحسين الالتصاق)؛ ② تعديل الربط المتقاطع (تشكيل بنية شبكة ثلاثية الأبعاد -C-C- أو -Si-O-Si-Si- Si- ثلاثية الأبعاد لتحسين مقاومة الحرارة); ③ تعديل الكلورة/السلفنة (إضافة مجموعات -Cl أو -SO₃H لإعطاء خصائص المطاط الصناعي)؛ ④ المزج والتركيب (الدمج مع المطاط الصناعي POE، ومواد حشو كربونات الكالسيوم، إلخ. لتحسين الخواص الميكانيكية).
لا يحتفظ البولي إيثيلين المعدل بالهيكل العظمي الكربوني الهيدروجيني للبولي إيثيلين الأصلي فحسب، بل يحقق أيضًا اختراقات في مقاومة درجات الحرارة (-100 ℃ ~ 120 ℃)، والقوة الميكانيكية والوظيفية (مثل العزل، ومضاد البكتيريا) من خلال تصميم البنية الجزيئية، ويستخدم على نطاق واسع في الكابلات والأنابيب والمجالات الطبية وغيرها من المجالات.
خصائص البولي إيثيلين المعدل
مقاومة عالية للتآكل
قوة الشد المحسنة ومقاومة التآكل: تُستخدم الأصناف المعدلة ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا (مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة والوزن الجزيئي) في المواد المضادة للرصاص والمفاصل الاصطناعية، وتزيد مقاومة التآكل فيها عن 5 أضعاف مقاومة البولي إيثيلين التقليدي.
مقاومة محسنة للتآكل
تُستخدم الأصناف المتسامحة مع الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية والبيئات المؤكسدة، والأصناف الكبريتونية (التي تحتوي على مجموعات -SO₃H) في بطانات المعدات الكيميائية
هأداء كهربائي ممتاز
مقاومة عالية للعزل (＞10¹¹⁶ Ω-م) وقوة عازلة (＞30 كيلو فولت/مم)، تستخدم لعزل الكابلات ذات الجهد العالي جدًا
تحسين النشاط السطحي
يؤدي تطعيم أنهيدريد المالئيك إلى إدخال مجموعات قطبية (-CO-CH=CH-CO-) لحل مشكلة خمول سطح البولي إيثيلين البولي إيثيلين الأصلي وتحسين الطباعة/التماسك
مزايا البولي بروبلين المعدل
مقاومة ممتازة للصدمات
يزيد تعديل البلورات β من قوة الصدمات في درجات الحرارة المنخفضة بمقدار 2-3 مرات، مما يحل مشكلة هشاشة البولي بروبيلين العادي في درجات الحرارة المنخفضة
مقاومة ممتازة للتآكل
تتحمل الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية، وتستخدم الأصناف المعدلة بالكبريتونات في بطانات المعدات الكيميائية
ترقية القدرة على مكافحة الشيخوخة
تعديل مضادات الأكسدة يؤخر التحلل الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية ويطيل عمر الخدمة الخارجية
امتصاص منخفض للماء
معدل امتصاص الماء أقل من 0.2%، كما أن ثبات الأبعاد في البيئة الرطبة أفضل من معظم اللدائن الهندسية
استخدام البولي بروبلين المعدل
خط أنابيب الطاقة
تُستخدم في رفع الأنابيب/سحب الأنابيب لبناء كابلات الجهد العالي فوق 10 كيلو فولت في مشاريع الطاقة البلدية لتقليل الأضرار التي تلحق بالطرق. مناسب للمناطق الحساسة مثل المواقع التاريخية والطرق السريعة
أنابيب الري الزراعي
حماية كابلات معدات الري، مقاومة لتآكل التربة المالحة والقلوية (عمر افتراضي > 15 سنة في بيئة ذات درجة حموضة 8.5)
أنابيب الصرف
مقاوم للتآكل الكيميائي وصديق للبيئة وغير سام، يحل محل المعدن الأنابيب لحل مشاكل الصدأ
الأسئلة الشائعة
1- هل البولي إيثيلين المعدل ضار بجسم الإنسان؟
البولي إيثيلين المعدل مستقر في درجة حرارة الغرفة، وليس له أي إطلاق سام، ولن يسبب مخاطر صحية عند ملامسته العادية للجلد أو كمادة تغليف.
الخاتمة
مادة البولي بروبيلين المعدلة هي مادة بلاستيكية مستقرة نسبيًا تتميز بمقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة الشيخوخة ومقاومة الحرارة. كما أنها سهلة التصنيع للغاية. وطالما أنك تفهم هذه المادة تمامًا، يمكنك تصنيع أنابيب موثوقة وعالية القوة للتطبيقات الصعبة.
