لمحة عامة عن صناعة تعديل البلاستيك

دلالات وخصائص البلاستيك

البلاستيك الهندسي والبلاستيك العام

تشير اللدائن الهندسية بشكل أساسي إلى اللدائن الحرارية التي يمكن استخدامها كمواد إنشائية. تتميز هذه اللدائن بخصائص شاملة ممتازة، فهي تتمتع بصلابة عالية، ومقاومة للزحف، وقوة ميكانيكية عالية، ومقاومة جيدة للحرارة، وعزل كهربائي جيد. يمكن استخدامها لفترات طويلة في بيئات كيميائية وفيزيائية قاسية، ويمكن أن تحل محل المعادن كمواد إنشائية هندسية. تُقسم اللدائن الهندسية إلى نوعين رئيسيين: اللدائن الهندسية العامة واللدائن الهندسية الخاصة. تشمل الأنواع الرئيسية لللدائن الهندسية العامة: البولي أميد (PA)، والبولي كربونات (PC)، والبولي أوكسي ميثيلين (POM)، والبولي فينيلين إيثر (PPO)، والبوليستر (PBT)، والبولي إيثيلين تيريفثالات (PET). أما الأنواع الرئيسية لللدائن الهندسية الخاصة، فتشمل: البولي فينيلين سلفيد (PPS)، والبوليمر عالي الوزن الجزيئي (LCP)، والبولي سلفون (PSF)، والبولي إيميد (PI)، والبولي أريل إيثر كيتون (PEEK)، والبولي أريلات (PAR)، وغيرها.
لا يوجد خط فاصل واضح بين البلاستيك الهندسي والبلاستيك متعدد الأغراض. على سبيل المثال، يقع كوبوليمر أكريلونيتريل-بوتادين-ستايرين (ABS) بين النوعين. يمكن استخدام أنواعه المتقدمة كمواد إنشائية هندسية. أما النوع العادي فهو بلاستيك متعدد الأغراض (يُصنف ABS عمومًا ضمن البلاستيك متعدد الأغراض). مثال آخر، البولي بروبيلين (PP) هو بلاستيك نموذجي متعدد الأغراض، ولكن بعد تدعيمه بالألياف الزجاجية ومزجه بمواد أخرى، تحسنت قوته الميكانيكية ومقاومته للحرارة بشكل كبير، ويمكن استخدامه أيضًا كمادة إنشائية في العديد من المجالات الهندسية. مثال ثالث، البولي إيثيلين هو أيضًا بلاستيك نموذجي متعدد الأغراض، ولكن البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي جدًا، الذي يزيد عن مليون، نظرًا لخصائصه الميكانيكية الممتازة ودرجة حرارة تشوهه الحراري العالية، يمكن استخدامه على نطاق واسع كبلاستيك هندسي في الآلات والنقل والمعدات الكيميائية وغيرها.

تقنية تعديل البلاستيك

لتحسين قوة ومتانة ومقاومة اللهب وغيرها من خصائص البلاستيك، عادةً ما يكون من الضروري تحسين جوانب معينة من أداء ركيزة الراتنج الصناعي من خلال تقنيات المزج، مثل التقوية والحشو وإضافة راتنجات أخرى إلى الراتنجات الصناعية. وتشمل هذه الجوانب: الخصائص الكهربائية والمغناطيسية والضوئية والحرارية ومقاومة التقادم ومقاومة اللهب والخصائص الميكانيكية، وغيرها، لتلبية متطلبات الاستخدام في ظروف خاصة. ويمكن أن تكون إضافات المزج مثبطات اللهب، ومقويات، ومثبتات، وما إلى ذلك، أو بلاستيكًا آخر أو أليافًا مقواة، وما إلى ذلك؛ ويمكن أن تكون الركيزة خمسة أنواع من البلاستيك العام، أو خمسة أنواع من البلاستيك الهندسي العام، أو بلاستيكًا هندسيًا خاصًا.

نظرة عامة على سوق صناعة تعديل البلاستيك

ظروف المنبع والمصب

توجد أنواع عديدة من البلاستيك، وهي شائعة الاستخدام. حوالي 90% من المواد الخام الراتنجية الشائعة الاستخدام هي البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، والبوليسترين (PS)، وراتنج ABS. مع ذلك، لكل نوع من أنواع البلاستيك خصائصه وقيوده.

على مدى العقود القليلة الماضية، انصبّ اهتمام الباحثين على تطوير مواد بوليمرية جديدة. ومن بين آلاف المواد البوليمرية المطوّرة حديثًا، لا يُستخدم إلا القليل منها على نطاق واسع. لذا، لا يُمكننا أن نأمل في تطوير مواد بوليمرية جديدة لتحسين أدائها. ومع ذلك، أصبح من الطبيعي اللجوء إلى معالجة البلاستيك بطرق الحشو والخلط والتقوية لتعزيز مقاومته للاشتعال وقوته ومقاومته للصدمات.

تعاني المواد البلاستيكية العادية من عيوبٍ مثل قابليتها للاشتعال، وسرعة تلفها مع مرور الوقت، وانخفاض خواصها الميكانيكية، وانخفاض درجة حرارة تشغيلها في الاستخدامات الصناعية والاستهلاك اليومي. ومن خلال التعديل، يمكن تحسين أداء هذه المواد وزيادة وظائفها وخفض تكلفتها. تبدأ عملية التعديل باستخدام الراتنج الأساسي، الذي يُضاف إليه مواد أخرى أو راتنجات أخرى لتحسين خصائصه في جانبٍ أو أكثر، مثل الخواص الميكانيكية، والريولوجية، وقابلية الاحتراق، والكهرباء، والحرارة، والضوء، والمغناطيسية، وذلك باستخدام مواد مساعدة. كما تُجرى عمليات تقوية، ومزج، وسبائك، وغيرها من الوسائل التقنية للحصول على مواد ذات مظهر موحد.

خمسة أنواع من البلاستيك متعدد الأغراض كمواد أساسية: البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، والبولي فينيل كلوريد

خمسة أنواع عامة من البلاستيك الهندسي: البولي كربونات (PC)، والبولي أميد (PA، المعروف أيضًا باسم النايلون)، والبوليستر (PET/PBT)، وإيثر البولي فينيلين (PPO)، والبولي أوكسي ميثيلين (POM).

البلاستيك الهندسي الخاص: كبريتيد البوليفينيلين (PPS)، بوليمر الكريستال السائل (LCP)، بوليسلفون (PSF)، بولي إيميد (PI)، بولي أريل إيثر كيتون (PEEK)، بولي أريلات (PAR)، إلخ.

أما فيما يتعلق بالتطبيقات النهائية، فإن المواد البلاستيكية المعدلة تستخدم بشكل رئيسي في صناعات مثل الأجهزة المنزلية والسيارات والأجهزة الإلكترونية.

منذ بداية القرن الحادي والعشرين، ومع تطور الاقتصاد الكلي لبلادي، اتسعت الطاقة الاستيعابية لسوق البلاستيك المُعدَّل. وقد استمر الاستهلاك الفعلي للبلاستيك المُعدَّل في بلادي بالارتفاع من 720 ألف طن في أوائل عام 2000 إلى 7.89 مليون طن في عام 2013. وبلغ معدل النمو المركب 18.6%، وتستحوذ صناعات الأجهزة المنزلية والسيارات على نسبة كبيرة نسبياً من التطبيقات النهائية.

في أغسطس/آب 2009، أطلقت الدولة سياسات "توفير الأجهزة المنزلية للريف" في المناطق الريفية و"استبدال القديم بالجديد" في المناطق الحضرية. وسرعان ما انتعش سوق الأجهزة المنزلية، كالمكيفات والثلاجات، مما أدى إلى نمو سريع في الطلب على البلاستيك المُعدَّل المستخدم في هذه الأجهزة. وبعد هذا النمو السريع في توفير الأجهزة المنزلية للريف، تباطأ معدل نمو صناعة الأجهزة المنزلية في البلاد، وكذلك الطلب على البلاستيك المُعدَّل. وقد أصبح نمو قطاع السيارات السبب الرئيسي لزيادة استهلاك البلاستيك المُعدَّل.

مجال الأجهزة المنزلية

أصبحت الصين اليوم دولة رائدة في إنتاج واستهلاك الأجهزة المنزلية، ومركزاً عالمياً لتصنيعها. وتُشكل المواد البلاستيكية الحرارية النسبة الأكبر من البلاستيك المستخدم في تصنيع هذه الأجهزة، حيث تبلغ نسبتها حوالي 90%. وتحتاج جميع أنواع البلاستيك المستخدمة تقريباً إلى تعديل. أما نسبة البلاستيك في الأجهزة المنزلية الرئيسية في الصين حالياً فهي كالتالي: 60% للمكانس الكهربائية، 38% للثلاجات، 34% للغسالات، 23% لأجهزة التلفاز، و10% لأجهزة التكييف.

بدأ توزيع الأجهزة المنزلية في المناطق الريفية في ديسمبر 2007، وانتهت المرحلة الأولى في المحافظات والمدن التجريبية بنهاية نوفمبر 2011، ثم تلتها مراحل مماثلة في محافظات ومدن أخرى خلال العامين التاليين. وبالنظر إلى معدل نمو إنتاج أربعة أنواع من الأجهزة المنزلية، وهي: مكيفات الهواء، وأجهزة التلفاز الملونة، والغسالات، والثلاجات، فقد كان معدل نمو إنتاج الأجهزة المنزلية مرتفعًا جدًا خلال فترة توزيعها في المناطق الريفية. ومن المتوقع أن يظل معدل نمو صناعة الأجهزة المنزلية في المستقبل عند مستوى يتراوح بين 4 و8%. ويساهم التطور المطرد لقطاع الأجهزة المنزلية في توفير طلب سوقي مستقر على تعديل البلاستيك.

صناعة السيارات

تُعدّ صناعة السيارات، إلى جانب صناعة الأجهزة المنزلية، من أبرز مجالات استخدام البلاستيك المُعدّل. وقد استُخدم هذا النوع من البلاستيك في صناعة السيارات لما يقارب 60 عامًا. يُساهم استخدامه في السيارات في تقليل الوزن، والحفاظ على البيئة، وتعزيز السلامة، وتحسين المظهر، وزيادة الراحة، فضلًا عن توفير الطاقة، والمتانة، وغيرها من المزايا. إذ يُمكن استبدال 2-3 كيلوغرامات من الفولاذ أو مواد أخرى بكيلوغرام واحد من البلاستيك، مما يُقلل بشكل ملحوظ من وزن هيكل السيارة. وقد أظهرت الدراسات أن خفض وزن السيارة بنسبة 10% يُمكن أن يُقلل من استهلاك الوقود بنسبة 6-8%، ويُخفض بشكل كبير من استهلاك الطاقة وانبعاثات العادم. ومع تزايد صرامة معايير استهلاك الطاقة وانبعاثات العادم، ومع التقدم التكنولوجي، تطور استخدام البلاستيك المُعدّل في السيارات تدريجيًا خلال العقود اللاحقة، من المواد الداخلية إلى الأجزاء الخارجية وأجزاء المحرك الطرفية. وفي حين أن استخدامه في السيارات في الدول المتقدمة لم يكن مقبولًا في البداية، فقد تطور تدريجيًا ليصل إلى 105 كيلوغرامات لكل سيارة في عام 2000، ثم إلى أكثر من 150 كيلوغرامًا في عام 2010.

شهد استهلاك البلاستيك المُعدَّل في صناعة السيارات في بلدي نموًا سريعًا. ويبلغ متوسط ​​استهلاك البلاستيك المُعدَّل لكل سيارة حاليًا 110-120 كيلوغرامًا، وهو أقل بكثير من المعدل في الدول المتقدمة الذي يتراوح بين 150 و160 كيلوغرامًا لكل سيارة. ومع ازدياد وعي المستهلكين بالبيئة وتشديد معايير انبعاثات العادم، بات التوجه نحو السيارات خفيفة الوزن أكثر وضوحًا، ومن المتوقع أن يستمر استخدام البلاستيك المُعدَّل في صناعة السيارات في الازدياد. علاوة على ذلك، شهدت مبيعات السيارات في بلدي خلال السنوات العشر الماضية نموًا سريعًا، حتى أصبحت أكبر سوق للسيارات في العالم عام 2009. ورغم تباطؤ نمو مبيعات السيارات تدريجيًا في السنوات اللاحقة، فمن المتوقع أن يحافظ على نمو ثابت في المستقبل. ومع ازدياد استهلاك البلاستيك المُعدَّل في صناعة السيارات ونمو مبيعاتها، سيستمر استهلاك هذا النوع من البلاستيك في بلدي في النمو بوتيرة متسارعة. بافتراض أن كل سيارة تستخدم 150 كجم من البلاستيك، وبالنظر إلى أن الإنتاج السنوي للسيارات الصينية يتجاوز 20 مليون سيارة، فإن حجم السوق يبلغ 3 ملايين طن.

في الوقت نفسه، ولأن السيارات سلع استهلاكية معمرة، فسيكون هناك طلب على استبدال السيارات الموجودة خلال دورة حياتها. وتشير التقديرات إلى أن استهلاك البلاستيك في سوق الصيانة سيشكل حوالي 10% من استهلاك البلاستيك في السيارات الجديدة، مع العلم أن حجم السوق الفعلي أكبر من ذلك.

يضم سوق صناعة البلاستيك المُعدَّل العديد من المشاركين، وينقسمون بشكل رئيسي إلى فئتين: شركات الكيماويات العملاقة متعددة الجنسيات، والشركات المحلية. تتمتع الشركات العالمية بتقنيات رائدة وأداء منتجات ممتاز، إلا أن تنوع منتجاتها محدود وسرعة استجابة السوق بطيئة، مما يُفسر ضعف حصتها في سوق السيارات في بلادنا. أما الشركات المحلية المتخصصة في البلاستيك المُعدَّل، فهي شركات متنوعة، أغلبها شركات صغيرة ومتوسطة الحجم بطاقة إنتاجية تقل عن 3000 طن، وتفرض صناعة السيارات متطلبات عالية على استقرار جودة منتجاتها. يصعب على هذه الشركات ضمان استقرار جودة منتجاتها، وبالتالي يصعب عليها الحصول على شهادات اعتماد شركات السيارات. بعد حصول شركات البلاستيك المُعدَّل الكبيرة على هذه الشهادات ودخولها في سلسلة التوريد، تُصبح عادةً شريكًا استراتيجيًا طويل الأمد، مما يُعزز قدرتها التفاوضية تدريجيًا.


تاريخ النشر: 30 نوفمبر 2020