يتمتع الغرافين بسمعة متميزة في علم المواد. فعند قياسه على صفيحة واحدة مثالية، يُعد من أقوى المواد المعروفة (Lee et al., Science, 2008). والتحدي أمام مُركِّب البلاستيك هو نقل ولو جزء من ذلك إلى قطعة بلاستيكية حقيقية. يتناول هذا المقال كيف يُضاف الغرافين إلى البلاستيك، ولماذا التشتت هو الجزء الصعب، وكيف تُورَّد إضافة الغرافين للبلاستيك لدينا (Graphene Plastic Additive)، وكيف تخطط لتجربة.
لماذا الغرافين في البلاستيك
ينظر مهندسو البلاستيك عادةً إلى الغرافين لسبب أو أكثر من الأسباب التالية:
- الصلابة والمتانة: يمكن للرقائق الرقيقة ذات نسبة الأبعاد العالية أن تساعد في حمل الأحمال داخل مصفوفة البوليمر.
- الحاجز: يمكن للرقائق المسطحة أن تبطئ مرور الغازات والرطوبة، وهذا مهم في التغليف والخزانات وقطع أنظمة الوقود.
- التوصيل الحراري: يمكن للغرافين أن يساعد البلاستيك على توزيع الحرارة، وهو أمر يهم في الأغلفة والإضاءة.
- التوصيل الكهربائي: للقطع المضادة للكهرباء الساكنة أو المبددة لها، وعادةً عند نسب تحميل أعلى.
كل من هذه أمور صُمم الغرافين للمساعدة فيها. ومقدار ما تحصل عليه يعتمد على البوليمر ونسبة التحميل والتشتت وطريقة معالجة القطعة. لا ننشر أرقام أداء للبلاستيك؛ وتُقاس كل تجربة مقارنةً بالمركّب الحالي لدى العميل.
التشتت هو الجزء الصعب
تميل رقائق الغرافين الجافة إلى التراص مجددًا. وفي مصهور البوليمر، يتصرف الغرافين المتراص أو المتكتل كمادة مالئة خشنة، بل قد يعمل كعيب. أما الغرافين المشتت جيدًا فيوزع رقائق رقيقة في المصفوفة، ومن هنا تأتي الفوائد. ويعرف مُركِّبو البلاستيك الذين جربوا المواد النانوية الجافة مدى صعوبة تحقيق ذلك بثبات، ومدى إزعاج التعامل مع غبارها.
لهذا نورّد Graphene Plastic Additive مشتتًا مسبقًا في راتنج مطابق للبوليمر لديك. يصل الغرافين موزعًا مسبقًا في وسط ناقل متوافق، فتكون مرحلة التركيب لديك خلطًا لمركّز سائل أو راتنجي، لا تفتيتًا لتكتلات جافة. وللاطلاع على مقدمة في ذلك، راجع ما هو تشتت الغرافين.
ما هي الإضافة
- الوسط الناقل: تشتت راتنجي مطابق للبوليمر لديك.
- العمليات: القولبة بالحقن، والبثق، والتركيب، وتصفيح المواد المركبة.
- الجرعة: من 1٪ إلى 7٪ وزنًا، حسب الاستخدام، مع معدل أولي مقترح لكل بوليمر وعملية.
- الحالة: patent pending (براءة اختراع قيد الإيداع)، مصنوعة في الولايات المتحدة في Charlotte, NC، ولا تحتوي على أسود الكربون، ولا تُباع أبدًا على شكل مسحوق.
اللدائن الحرارية مقابل اللدائن المتصلدة بالحرارة
اللدائن الحرارية
للبوليمرات مثل البولي بروبيلين والبولي إيثيلين والنايلون وABS وPET، تُدخل الإضافة عادةً أثناء التركيب، فيتوزع الغرافين قبل صنع الحبيبات. أخبرنا بدرجة البوليمر لديك وإعداد التركيب، مثل بثّاقة ثنائية اللولب مع مغذٍّ جانبي، حتى نطابق الوسط الناقل ونقترح موضع الإضافة.
اللدائن المتصلدة بالحرارة
للإيبوكسيات والبوليسترات وإسترات الفينيل والبولي يوريثانات، تُخلط الإضافة في الراتنج قبل المصلّد أو المحفز. افحص اللزوجة وعمر الخليط بعد إضافتها، إذ يمكن لأي إضافة أن تغيّر كليهما.
كيف تُجري تجربة قولبة
- اختر قطعة واحدة ومركّبًا مرجعيًا واحدًا. والقطعة التي تختبرها بانتظام أصلًا هي الخيار المثالي.
- اختر نسبتين أو ثلاث نسب تحميل. ضمن 1٪ إلى 7٪، حول المعدل الأولي الذي نقترحه.
- أبقِ العملية كما هي. درجات الحرارة وسرعة اللولب والدورة نفسها كما في المرجع في التشغيل الأول. ثم عدّل إذا احتجت.
- اختبر ما يهم القطعة. خصائص الشد والانثناء، والصدم، ودرجة حرارة الانحراف الحراري، والحاجز أو التوصيل، باستخدام الطرق نفسها وتحضير العينات نفسه كما في بياناتك المرجعية.
- انظر إلى السطح والمقطع العرضي. الخطوط أو النقاط أو التكتلات علامات على ضعف التشتت، وتستحق نقاشًا قبل مزيد من الاختبارات.
تستحق مقاومة الصدم اهتمامًا خاصًا. فالمواد المالئة التي تزيد الصلابة قد تقلل المتانة، لذا قِس كليهما.
ما لا ندّعيه
لا ننشر أرقامًا للمتانة أو الحاجز أو التوصيل للبلاستيك، وليست لدينا دراسات حالة لعملاء نشاركها. وإذا ذكر مختبر أو منافس تحسنًا كبيرًا بالنسبة المئوية، فاسأل عن البوليمر ونسبة التحميل والاختبار، لأن الإجابة تغيّر كل شيء.
«مُركِّبو البلاستيك يعرفون راتنجاتهم أفضل منا. نحن نطابق الوسط الناقل وندع قطعهم تحسم الأمر». — Frans Alkemade
التعامل والتخزين
أبقِ العبوات مغلقة، وحرّكها أو رجّها قبل الاستخدام، إذ إن الترسب الطري أثناء التخزين أمر طبيعي في كثير من التشتتات. وسجّل رقم دفعة كل من الإضافة والبوليمر الأساسي في كل تشغيل تجريبي، حتى يمكن تتبع النتائج عند التوسع.
قراءات ذات صلة
راجع كيف تختار الوسط الناقل لتشتت الغرافين، وللبوليمرات القابلة للطباعة، دليلنا عن الغرافين في خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D).
اقرأ البيان الصحفي لإضافة البلاستيك، أو راجع صفحة مركّبات البوليمر بالغرافين، أو اطلب عرض سعر وعينات.
الأسئلة الشائعة
كيف يُضاف الغرافين إلى البلاستيك؟
عادةً أثناء التركيب، على شكل تشتت في راتنج مطابق للبوليمر، فيتوزع الغرافين في المصهور قبل صنع الحبيبات أو القطع.
كم يُستخدم من إضافة الغرافين للبلاستيك؟
من 1٪ إلى 7٪ وزنًا، حسب الاستخدام. ونقترح معدلًا أوليًا لكل بوليمر وعملية.
ماذا يمكن أن يحسّن الغرافين في البلاستيك؟
صُمم للمساعدة في الصلابة والحاجز والتوصيل الحراري أو الكهربائي. وتعتمد النتائج على البوليمر ونسبة التحميل والتشتت؛ ولا ننشر أرقامًا للبلاستيك.
هل أحتاج إلى معدات جديدة؟
لا. الإضافة مشتتة مسبقًا في راتنج متوافق، فتناسب معدات التركيب والقولبة والبثق القياسية.
اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية
أخبرنا بمادتك، والخاصية التي ترغب في تحسينها، والوسط الناقل الذي تستخدمه (ماء أو مذيب أو راتنج أو زيت)، وكمياتك. الأسعار والعينات متاحة عبر عرض السعر فقط. اتصل على 704-659-3682 أو اطلب عرض سعر أو عينات أو نشرة فنية / صحيفة بيانات السلامة.
