متطلبات عملية القولبة بالنفخ والبثق وتطبيقها

تشترط عملية القولبة بالنفخ والبثق أن يكون الهواء المضغوط الذي ينفخ الباريسون في القالب نظيفًا. ويبلغ ضغط هواء القولبة بالحقن والنفخ 0.55 ~ 1MPa، وضغط النفخ بالبثق 0.2l ~ 0.62MPa، بينما يصل ضغط النفخ بالتمديد غالبًا إلى 4MPa. وأثناء تصلب البلاستيك، يجعل الضغط العالي الإجهاد الداخلي في المنتج النهائي منخفضًا وموزعًا بشكل متجانس نسبيًا، ويحسّن الإجهاد المنخفض خصائص الشد والصدم والانحناء وغيرها في المنتج. 1.2 للمنتجات المصنوعة بالنفخ نوعان: العبوات والقطع الصناعية.

وتشمل العبوات: عبوات التغليف، وخزانات التخزين كبيرة الحجم، والعبوات القابلة للطي. ومع نضج عملية القولبة بالنفخ، تتزايد المنتجات المصنوعة بالنفخ للقطع الصناعية ويتسع نطاق استخدامها. وحاليًا تستحوذ العبوات على نحو 80% من حصة السوق بزيادة 4% سنويًا، بينما تمثل المنتجات الصناعية والإنشائية 20% من الإجمالي بمعدل نمو سنوي 12%. ويعود نمو استهلاك العبوات إلى التوسع المستمر في استخدام العبوات البلاستيكية القابلة للعصر واللف. أما نمو استهلاك المنتجات الصناعية فيعود أساسًا إلى تحسن تقنيات المعالجة الجديدة، مثل بثق الباريسون متعدد الطبقات والبثق ثنائي المحور والقولبة بالنفخ غير المتماثلة محوريًا وغيرها.

تطورات القولبة بالنفخ

(1) أثناء عملية التشكيل يتعرض البوليمر (المادة الخام) لقوة قص عالية عند مروره عبر القالب، فتظهر عليه علامات انتفاخ البثق والانكماش، ويكون معدل انكماش الباريسون عند تشكيل الباريسون المتدلي

قريبًا من الصفر. ثم يُنفخ الباريسون ملاصقًا للقالب، فيحدث عندها انكماش منخفض. وقد يؤدي الانتفاخ الزائد عند القالب إلى هدر، كما يجعل الترهل الزائد سماكة الجدار بين أعلى القطعة وأسفلها غير متجانسة، بل قد يتعذر التشكيل تمامًا. لذلك عند اختيار بوليمر مناسب للنفخ، يجب توضيح خصائصه اللزجة المرنة تحت القص والانكماش.

بفضل ثباته الحراري الجيد وتنوع منتجاته المعدّلة، يُعد HDPE أكثر البلاستيكيات استخدامًا في القولبة بالنفخ. ومن خلال البلمرة المشتركة والخلط، حققت أبحاث المواد الخام للقولبة بالنفخ تقدمًا في راتنجات النفخ للبثق المستمر، مثل PA6 وPP وPET. والقولبة بالنفخ بالباريسون المتقطع تصلح نظريًا للمعالجة الثانوية للألواح الإنشائية والقطع الكبيرة، وتتطلب استخدام بلاستيكيات هندسية مثل abs المقاوم للهب وPVC المقوّى وPPO المعدّل وPC وغيرها. وأصبحت البلاستيكيات المقاومة للحرارة العالية شائعة، ويمكن نفخ معظم الراتنجات إلى قطع كبيرة على المعدات التقليدية.

في القولبة بالنفخ لخلطات بولي إيثيلين نفثالات (PEN)/PET، يجب منع تسرب الأكسجين وتسرب الماء، إذ تُستخدم راتنجات عازلة مثل كوبوليمر (إيثيلين/كحول الفينيل) (EVOH) لتشكيل طبقة مركبة مع HDPE وPET مع طبقة رابطة، لتحسين العزل والثبات الحراري لمادة PEN/PET. ونحن ندرس حاليًا اعتماد القولبة بالنفخ متعددة الطبقات من HDPE وPA6 لخزانات الوقود.

(2) تطورات المعدات ومهارات العملية

تحسنت آلات ومعدات القولبة بالنفخ كثيرًا. وأحدث النتائج: 1 اعتماد تقنية تسخين محسّنة بالأشعة تحت الحمراء لإعادة النفخ؛ 2 بثق التوائي عالي السرعة، يُستخدم أساسًا في زجاجات الحليب؛ 3 قالب مثبّت على مكبس مكوكي لتعويض علامات الحقن؛ 4 القولبة بالنفخ والبثق المستمر متعدد الطبقات لمنع التسرب في العبوات العازلة؛ 5 من خلال التبلور الموجّه والتبلور الحراري، والتحكم الدقيق في حرارة القالب الأولي والقالب وضغط النفخ وزمن بقاء الباريسون في التجويف، تحقيق الإنتاج المستمر لزجاجات PET المثبتة حراريًا.