استكشاف تطبيقات البوليمرات المتحولة حرارياً (PBT)

بولي بيوتيلين تيريفثالات(PBT() هو بوليستر مشبع حراري شبه بلوري، أبيض حليبي اللون بشكل عام، مادة صلبة حبيبية في درجة حرارة الغرفة، ويستخدم عادة في إنتاج مادة الطلاء الثانوي الحراري للكابلات البصرية.

تُعدّ عملية الطلاء الثانوي للألياف الضوئية عملية بالغة الأهمية في إنتاجها. ببساطة، تُحسّن إضافة طبقة واقية إلى الطلاء الأساسي أو الطبقة العازلة قدرة الألياف الضوئية على مقاومة الإجهاد الطولي والقطري، وتُسهّل عمليات المعالجة اللاحقة. ولأن مادة الطلاء قريبة من الألياف الضوئية، فإن تأثيرها على أدائها كبير، لذا يُشترط أن تتمتع بمعامل تمدد خطي منخفض، وبلورية عالية بعد البثق، وثبات كيميائي وحراري جيد، وجدران داخلية وخارجية ناعمة، وقوة شد ومعامل يونغ مناسبين، بالإضافة إلى سهولة التصنيع. يُصنّف طلاء الألياف عمومًا إلى نوعين: الطلاء الفضفاض والطلاء المحكم. في الطلاء الفضفاض، تُستخدم مادة الغلاف الثانوي التي تُبثق في غلاف فضفاض خارج الألياف المطلية بالطلاء الأساسي.

مادة PBT هي مادة شائعة الاستخدام في صناعة الأكمام الفضفاضة، وتتميز بخصائص تشكيل ومعالجة ممتازة، وانخفاض امتصاص الرطوبة، وفعالية عالية من حيث التكلفة. تُستخدم بشكل أساسي فيمادة PBTتُستخدم مادة PBT في مجالات متنوعة، منها التعديل، وسحب الأسلاك، والتغليف، وسحب الأغشية، وغيرها. تتميز PBT بخصائص ميكانيكية جيدة (مثل مقاومة الشد، ومقاومة الانحناء، ومقاومة الضغط الجانبي)، ومقاومة جيدة للمذيبات، ومقاومة للزيوت، ومقاومة للتآكل الكيميائي، كما أنها تتوافق بشكل جيد مع معجون الألياف، ومعجون الكابلات، ومكونات الكابلات الأخرى، وتتميز بأداء ممتاز في عمليات التشكيل، وانخفاض امتصاص الرطوبة، وفعالية من حيث التكلفة. تشمل معايير أدائها الفنية الرئيسية: اللزوجة الذاتية، وقوة الخضوع، ومعامل المرونة للشد والانحناء، وقوة الصدم (الشق)، ومعامل التمدد الخطي، وامتصاص الماء، ومقاومة التحلل المائي، وغيرها.

مع ذلك، ومع تغير بنية كابلات الألياف الضوئية وبيئة التشغيل، تزداد متطلبات جلبة عازلة الألياف. يسعى مصنّعو الكابلات الضوئية إلى تحقيق أهداف تتمثل في: التبلور العالي، والانكماش المنخفض، ومعامل التمدد الخطي المنخفض، والمتانة العالية، وقوة الضغط العالية، والمقاومة الكيميائية الممتازة، وسهولة التصنيع، وانخفاض تكلفة المواد. حاليًا، توجد بعض أوجه القصور في استخدام وسعر أنبوب الشعاع المصنوع من مادة PBT، وقد بدأت الدول الأجنبية باستخدام سبائك PBT كبديل لمادة PBT النقية، وهو ما أثبت فعاليته. في الوقت الراهن، تستعد العديد من شركات الكابلات المحلية الكبرى بنشاط، بينما تحتاج شركات مواد الكابلات إلى ابتكار تكنولوجي مستمر، وبحث وتطوير مواد جديدة.

بطبيعة الحال، لا تشغل تطبيقات كابلات الألياف الضوئية سوى جزء صغير من سوق مادة PBT في صناعة PBT ككل. ووفقًا لمصادر في هذا القطاع، فإنّ الحصة الأكبر من سوق PBT تتركز في قطاعي السيارات والطاقة. وتُستخدم الموصلات والمرحلات وغيرها من المنتجات المصنوعة من مواد PBT المُعدّلة على نطاق واسع في السيارات والأجهزة الإلكترونية والكهربائية والمعدات الميكانيكية وغيرها من المجالات، بل إنّ PBT له تطبيقات في مجال النسيج، مثل شعيرات فرش الأسنان. وفيما يلي التطبيقات العامة لمادة PBT في مختلف المجالات:

1. المجالات الإلكترونية والكهربائية
تُستخدم مواد PBT على نطاق واسع في المجالات الإلكترونية والكهربائية، مثل مقابس الطاقة، والمقابس الكهربائية، وغيرها من الأجزاء الكهربائية المنزلية. ونظرًا لخصائصها العازلة الممتازة ومقاومتها العالية للحرارة، تُعدّ مادة PBT مثاليةً لصناعة الهياكل، والأقواس، وألواح العزل، وغيرها من أجزاء الأجهزة الإلكترونية والكهربائية. إضافةً إلى ذلك، يمكن استخدام مواد PBT في صناعة الأغطية الخلفية لشاشات LCD، وهياكل أجهزة التلفاز، وغيرها.

2. مجال السيارات
تُستخدم مواد PBT على نطاق واسع في صناعة السيارات. وبفضل مزاياها من حيث مقاومتها العالية للحرارة والتآكل، تُستخدم هذه المواد بكثرة في تصنيع قطع غيار السيارات، مثل مشعب السحب، وغطاء مضخة الزيت، وغطاء الحساسات، ومكونات نظام الفرامل، وغيرها. إضافةً إلى ذلك، يمكن استخدام مواد PBT في صناعة مساند رأس مقاعد السيارات، وآليات ضبط المقاعد، وغيرها.

3. صناعة الآلات
في صناعة الآلات، تُستخدم مواد PBT غالبًا في تصنيع مقابض الأدوات والمفاتيح والأزرار وما إلى ذلك. تتميز مادة PBT بقوة ميكانيكية ممتازة ومقاومة للتآكل، ويمكنها تحمل قوى ميكانيكية مختلفة، كما أنها تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل الكيميائي، مما يجعلها مناسبة لمختلف الأجزاء في مجال صناعة الآلات.

4. صناعة المعدات الطبية
تتميز مادة PBT بمقاومتها العالية للحرارة وثباتها الكيميائي، مما يجعلها مناسبة جدًا لتصنيع الأجهزة الطبية. على سبيل المثال، يمكن استخدام مادة PBT في صناعة أغلفة الأجهزة الطبية، والأنابيب، والموصلات، وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها أيضًا في صناعة المحاقن الطبية، ومجموعات التسريب، والعديد من الأدوات العلاجية.

5. الاتصالات الضوئية
في مجال الاتصالات الضوئية، يُستخدم البولي بيوتيلين تيريفثالات (PBT) على نطاق واسع في صناعة كابلات الألياف الضوئية كمادة أساسية للأغلفة الخارجية. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم مواد PBT على نطاق واسع في الأجهزة الضوئية. ونظرًا لخصائصها البصرية الممتازة ومقاومتها العالية للحرارة، تُستخدم مواد PBT في صناعة موصلات الألياف الضوئية، وإطارات توزيع الألياف الضوئية، وغيرها. كما يمكن استخدامها أيضًا في صناعة العدسات والمرايا والنوافذ وغيرها من المكونات البصرية.

من منظور الصناعة ككل، التزمت الشركات المعنية في السنوات الأخيرة بتطوير تطبيقات متنوعة للتقنيات والمنتجات الجديدة، وقد تطور البولي بيوتيلين تيريفثالات (PBT) نحو الأداء العالي والوظائف المتعددة والتنوع. ونظرًا لانخفاض قوة الشد وقوة الانحناء ومعامل الانحناء لراتنج PBT النقي، فإنه لا يُستخدم على نطاق واسع في المجال الصناعي. لذا، ولتلبية احتياجات هذا المجال، لجأت الصناعة إلى تعديل PBT لتحسين وظائفه. على سبيل المثال، تمت إضافة الألياف الزجاجية إلى PBT، والتي تتميز بتعدد استخداماتها وسهولة عملية التعبئة وانخفاض تكلفتها. وبإضافة الألياف الزجاجية إلى PBT، يتم الاستفادة من مزايا راتنج PBT الأصلية، مما يُحسّن بشكل ملحوظ قوة الشد وقوة الانحناء ومقاومة الصدمات لمنتجات PBT.

تتمثل الطرق الرئيسية المتبعة حاليًا محليًا وعالميًا في تعديل البوليمر المشترك، وتعديل الحشو بالمواد غير العضوية، وتقنية النانو المركبة، والتعديل بالمزج، وغيرها، لتحسين الأداء الشامل لمادة البولي بيوتيلين تيريفثالات (PBT). ويركز تعديل مواد PBT بشكل أساسي على جوانب القوة العالية، ومقاومة اللهب العالية، وانخفاض التشوه، وانخفاض الترسيب، وانخفاض ثابت العزل الكهربائي.

بشكل عام، فيما يتعلق بصناعة PBT بأكملها، فإن الطلب على التطبيقات في مختلف المجالات لا يزال كبيرًا جدًا، كما أن التعديلات المختلفة وفقًا لمتطلبات السوق هي أيضًا أهداف البحث والتطوير المشتركة لشركات صناعة PBT.