يتكون مركب التشكيل الصفائحي بشكل أساسي من راتنج البوليستر غير المشبع، مع إضافة عوامل معالجة، وعوامل فصل القالب، ومواد مالئة، وعوامل انكماش منخفضة، ومواد مُكثِّفة، وغيرها. ويُغطى هذا المركب بغشاء من البولي إيثيلين. تتناول هذه الورقة بإيجاز تركيب مركب التشكيل الصفائحي وتصنيفه وتطبيقاته.
تركيبة مركب قولبة الصفائح
يتكون مركب SMC من راتنج بوليستر غير مشبع، وعامل ربط متقاطع، ومحفز، وحشو، ومكثف، وعامل فصل، وألياف زجاجية، ومثبط بلمرة. توفر الفئات الأربع الأولى بشكل أساسي الهيكل المادي للمنتجات وتزيد من قوتها. أما الفئات الأربع الأخيرة فتُعنى بشكل أساسي بزيادة خصائص اللزوجة، ومقاومة التآكل، والعزل، والاستقرار الهيكلي للمنتج.
١. تُشكل راتنجات البوليستر غير المشبعة وعوامل الربط المتشابك المكون الرئيسي لمركب SMC. تُصنع راتنجات البوليستر غير المشبعة عادةً من أحماض ثنائية الكربوكسيل غير مشبعة (أو أنهيدريداتها)، وأحماض ثنائية الكربوكسيل مشبعة (أو أنهيدريداتها)، وبوليولات. تتميز هذه الراتنجات بخصائص ميكانيكية وقوة معينة، وقوة داخلية منتظمة. أما عامل الربط المتشابك فهو الستايرين بشكل أساسي. بعد عملية الربط المتشابك، تُصبح هذه الراتنجات المواد الرئيسية المسؤولة عن مرونة المنتج أثناء التصلب، حيث تؤدي وظائف الربط والدعم ونقل الطاقة والتوازن والحماية.
٢. يعمل المُحفِّز على تصلب الراتنج والمادة الرابطة وتشكيلهما في مرحلة معجون الراتنج. وتتمثل وظيفته الرئيسية في جعل الراتنج والرابطة المزدوجة في المونومر الرابط، مثل كوبوليمر الستايرين، يتحدان معًا، مما يسمح بتصلب مادة SMC وتشكيلها في تجويف القالب.
3. يشغل الحشو أكثر من ثلث مركب التشكيل الصفائحي، ويمكنه ضبط لزوجة مركب التشكيل. ويجب أن يتميز عادةً بانخفاض الكثافة النوعية، وانخفاض امتصاص الزيت، وقلة المسام، ومقاومة التآكل، وانخفاض التكلفة. وتشمل مكونات الحشو الشائعة الاستخدام كربونات الكالسيوم (CaCO3) وهيدروكسيد الألومنيوم (Al(OH)3)، وغيرها.
٤. تُكسب المُكثِّفات مادة SMC لزوجة عالية وخاصية عدم الالتصاق. يتطلب تحضير مركبات التشكيل على شكل صفائح أو كتل لزوجة منخفضة للراتنج لتسهيل تشرب ألياف الزجاج والحشو به. بينما يتطلب التشكيل بالضغط لزوجة أعلى. لذا، من الضروري إضافة مُكثِّف قبل عملية التشكيل لتحويل لزوجة تشرب ألياف الزجاج المنخفضة إلى لزوجة عالية غير لزجة.
٥. يمنع عامل الفصل مركب قولبة الصفائح من الالتصاق بسطح القالب المعدني. كما يمنع راتنج البوليستر غير المشبع من التفاعل مع سطح القالب المعدني أثناء عملية تشكيل خليط الراتنج. يتكون هذا العامل بشكل أساسي من أحماض دهنية طويلة السلسلة أو أملاح، مثل ستيرات الزنك. يؤدي الإفراط في استخدامه إلى انخفاض أداء المنتج. يُستخدم عادةً بنسبة ١-٣٪ من إجمالي المنتج لضمان جودته.
٦. تُحسّن الألياف الزجاجية مقاومة التآكل وخصائص العزل لمركب التشكيل بالصفائح. عادةً ما تُستخدم حصائر الألياف الزجاجية المقطعة كمادة تقوية في مركبات التشكيل بالصفائح. قد يؤدي الإفراط في استخدامها إلى جعل المنتج هشًا للغاية، بينما لا يُحدث استخدامها بكميات قليلة تأثيرًا ملحوظًا في تقوية المنتج. تبلغ نسبة الاستخدام الشائعة حوالي ٢٠٪. وبهذه الطريقة، يُمكن للمنتج تلبية متطلبات عمليتي التشكيل بالبثق والتشكيل بالضغط في آنٍ واحد.
٧. يزيد المُثبِّط من استقرار راتنج SMC ويُطيل فترة تخزينه. بما أن مُحفِّز الستايرين يتحلل ببطء، مما يُؤدي إلى بلمرة الراتنج، فإن إضافة كمية مناسبة من مُثبِّط البلمرة (كاسح الجذور الحرة) يُمكن أن يُبطئ من سرعة تحلل الستايرين ويُطيل فترة تخزينه. عادةً ما تكون المُثبِّطات من البنزوكينونات ومركبات الفينول متعددة التكافؤ.
تطبيق منتجات مركبات قولبة الصفائح
تتميز مادة SMC بأداء كهربائي ممتاز، ومقاومة عالية للتآكل، وخفة الوزن، وسهولة ومرونة التصميم الهندسي، وغيرها. كما أن خصائصها الميكانيكية تضاهي بعض المواد المعدنية. ولذلك، فهي تُستخدم على نطاق واسع في ثمانية مجالات، منها صناعة السيارات، ومركبات السكك الحديدية، والبناء، والأجهزة الكهربائية، والاتصالات (الجدول 1).
في المراحل الأولى، استُخدمت هذه التقنية بشكل رئيسي على هيئة ألواح عازلة في مجالات البناء والأجهزة الكهربائية والاتصالات، وكانت هذه التقنية ناضجة نسبياً. ثم استُخدمت في صناعة السيارات لاستبدال جزء من مواد الصلب وسبائك الألومنيوم في هيكل السيارة بهدف تقليل وزنها.
في ظل التوجه الحالي نحو ترشيد استهلاك الطاقة وخفض الانبعاثات، وتطوير مركبات الطاقة الجديدة، تتطور تكنولوجيا منتجات السيارات باستمرار نحو منتجات خفيفة الوزن وعالية الجودة. ويمكن ملاحظة استخدام مواد SMC في كل مكان في حياتنا اليومية، بدءًا من الاتصالات اللاسلكية، مرورًا بالعلب الكهربائية المقاومة للانفجار، ومواد عزل الأرضيات، والحمامات، وصولًا إلى مرافق السكك الحديدية فائقة السرعة.
الجدول 1: ثمانية تطبيقات رئيسية ومجالات فرعية لمواد SMC
| NO | مجال | التجزئة |
| 1 | صناعة السيارات | أجزاء نظام التعليق، لوحات القيادة؛ أجزاء ومكونات الهيكل؛ أجزاء تحت غطاء المحرك |
| 2 | مركبة سكة حديد | إطارات النوافذ؛ المقاعد؛ ألواح العربات والأسقف؛ مكونات المراحيض |
| 3 | قطاع البناء | خزان مياه؛ منتجات استحمام؛ خزان صرف صحي؛ قوالب بناء؛ مكونات غرفة تخزين |
| 4 | الأجهزة الكهربائية والاتصالات | العلب الكهربائية؛ المكونات الكهربائية والمكونات (أدوات العزل) |
| 5 | حمام | حوض غسيل؛ تجهيزات دش؛ حمام كامل؛ مكونات صحية |
| 6 | المواد الأرضية | أرضية مضادة للانزلاق ومضادة للكهرباء الساكنة |
| 7 | علبة كهربائية مقاومة للانفجار | منتجات غلاف المعدات الكهربائية المقاومة للانفجار |
| 8 | الاتصالات اللاسلكية | هوائي عاكس من الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك، إلخ. |
لخص
يُوفر راتنج البوليستر غير المشبع، وعامل الربط المتشابك، والمُحفز، والحشو في مُركب قولبة الصفائح، هيكلاً مادياً للمنتج، مما يُعزز قوته الهيكلية. كما يُضيف المُكثف، وعامل الفصل، والألياف الزجاجية، ومُثبط البلمرة، اللزوجة، ومقاومة التآكل، والعزل، والاستقرار الهيكلي للمنتج. وقد طُبقت هذه المنتجات في ثمانية مجالات رئيسية، بما في ذلك صناعة السيارات ومركبات السكك الحديدية. وفي ظل التوجهات الحالية نحو ترشيد استهلاك الطاقة، وحماية البيئة، وخفض استهلاك الطاقة، فرضت صناعة السيارات متطلبات متزايدة على مواد مُركب قولبة الصفائح (SMC) نظراً لمتطلباتها المتعلقة بخفة الوزن، وهو ما يُعد الدافع الرئيسي لتطوير تقنية SMC.
استخدممكبس هيدروليكي مركبلضغط منتجات مركبات قولبة الصفائح. تشنغشي محترفمصنع مكابس هيدروليكية في الصيننُقدّم مطابع عالية الجودة. تواصلوا معنا للحصول على التفاصيل.
تاريخ النشر: 17 مايو 2023
