الخامات المستخدمة
الخامات المستخدمة فى إنتاج العوازل :
عند بدء ظهور تكنولوجيا المنتجات غير المنسوجة ، كان الهدف منها هو استخدام الألياف الطبيعية ذات الرتب المنخفضة ( قصيرة التيلة ) ، أو من عوادم التشغيل بمصانع الغزل ، أو بمصانع النسيج بعد إعادة تفتيحها ، حيث كانت الأفكار السائدة بهذا الوقت هو الحصول على منتجات تفى بالغرض المطلوب دون الاهتمام بالمظهر.
إلا أنه مع الأبحاث المستمرة والمحاولات العديدة على جميع الخامات الطبيعية أو الصناعية ، أمكن التوصل إلى التحديد الأمثل لمواصفات الشعيرات القصيرة أو المستمرة ارتباطاً بالطريقة المتبعة للإنتاج . وبديهى أن تتقدم الألياف الصناعية فى هذا المجال عن الألياف الطبيعية ، حيث يمكن التحكم من خلال ظروف التشغيل أثناء عملية التصنيع ، وضبط وحدات الماكينات فى مواصفات الشعيرات المنتجة ، فى الطول ، والقطر ، وشكل المقطع العرضى ، وتأثيرها على الخواص الميكانيكية كقوة الشد والاستطالة .
وقد ارتفع معدل استخدام الألياف الصناعية فى الوقت الحالى ليتعدى 80 % من إجمالى الألياف المستخدمة بهذه الصناعة ، ويرجع ذلك إلى إمكانية التحكم بطرق التصنيع وظروفها بما يتيح التحكم بخواصها الطبيعية ، والكيميائية ، وبما يخدم غرض الاستخدام النهائى للمنتج
كما ساعدت الثورة الصناعية فى إنتاج الألياف على تقديم الألياف" الثنائية Bi-composent " والتى تجمع بين خواص ومميزات رتبتين مختلفتين من ذات الخامة . وينحصر هذا التباين فى درجة الانصهار ما بين درجات الانصهار العالية والمنخفضة . ويساعد استخدامها على التأثير بالحرارة على الشاشة المنتجة فتنصهر الألياف ذات درجات الانصهار المنخفضة لتعمل على التصاق الشعيرات ببعضها ، وذلك بالإضافة إلى إنتاج " الألياف المفرغة Holo Fibre " وتستخدم هذه النوعية لتشغيل أغطية المفروشات لما تتميز به من انخفاض الوزن ، وزيادة معامل العزل الحرارى بها .
وبديهى أنه مع استمرار التطور ، ستتقدم معامل الابحاث والمراكز الصناعية بتقديم العديد والجديد بهذا المجال للمساعدة على فتح أوجه استخدام جديدة لهذه الصناعة . ومن المتفق عليه إمكانية الخلط بين الأنواع المختلفة من الألياف بهدف الحصول على مزايا وخواص معينة بالمنتج النهائى .
شعيرات البولى أميد polyamide fibers :
تعتبر شعيرات البولى أميد من أكثر من الشعيرات انتشاراً فى السوق العالمية لما تمتاز به هذه الشعيرات من خواص مثل المتانة وقوة الشد العالية والتى تتأثر بنسبة قليلة عند الابتلال بعكس الشعيرات الصناعية الأخرى تتأثر تأثراً كبيراً وتمتاز الشعيرات بخاصية هامة جداً وهى المرونة وأيضاً مقامة الاحتكاك وخاصية التشكيل بالحرارة عند التسخين بواسطة البخار أو الماء الساخن .
ويوجد نوعان من شعيرات البولى أميد هما :
1 ـ التى تنتج من بلمرة جزئ واحد من أحماض ( 6 - aminocarproic acid ) أو مشتقاتهم وتعرف باسم ( نايلون 6 ) .
2 ـ الشعيرات التى تنتج من تفاعل مركب الديامين الذى يشتمل على مجموعتين أمنيتين مع أحماض ( Dicarboxylic ) أو مشتقاته وتعرف باسم نايلون ( 66 ) .
3 ـ شعيرات بولى أميد ( 11 ) الريلسان .
شعيرات البولى اثيلين polyethylene fibers :
تتميز شعيرات البولى اثيلين بخفة الوزن وامتصاصها للماء وخواصها الكيميائية والكهربية الممتازة وقدرتها على مقاومة الفطريات والميكروبات والحشرات . أما من حيث خواص الشعيرات الميكانيكية فتمتاز بقوة شد ومرونة عالية ولديها القدرة على تقبل الصبغات بجميع الألوان ولذلك فهى تستخدم فى صناعة الدواسات فى السيارة ولكن يعيب الشعيرات انخفاض مقاومتها للحرارة والحريق .
شعيرات البولى بروبلين polypropylene fibers :
أصبحت هذه الشعيرات من الخامات المستخدمة فى الصناعة والتى أصبحت شائعة الاستخدام فى صناعة السيارات وذلك لما تمتاز به هذه الشعيرات من تحمل درجات الحرارة العالية حيث تصل درجة انصهار الشعيرات من ( 165 إلى 175 5 م ) وتمتاز الشعيرات بالمقاومة الجيدة للمواد الكيميائية مما يجعلها ملائمة العمل فى مختلف الظروف وكذلك تمتاز بانعدام قدرتها على الامتصاص للماء ( 0.1 % ) ( 1 ) ولذلك تستخدم فى صناعة مرشحات السوائل ويكون من السهل تنظيفه وغسله . ويمكن تلخيص خواص شعيرات البولى بروبلين فيما يلى :
1 ـ الكثافة النوعية : 0.9 جم / سم3 أى أنها شعيرات خفيفة بالنسبة للشعيرات
النسجية الأخرى
2 ـ قوة الشد : يعيب هذه الشعيرات أن قوة الشد لها ضعيفة
3 ـ المتانة : تصل متانة الشعيرات ( 4 : 7 جم/ دنيبر )
4 ـ المرونة : تمتاز الشعيرات بمرونة عالية تصل إلى 98 % عند استطالة قدرها 5 %
أما إذا تعرضت لاستطالة قدرها 15 % تصل المرونة إلى 95 % ( 12 )
5 ـ الانكماش : يعيب هذه الشعيرات قابليتها المرتفعة للانكماش
6 ـ تأثير الحرارة : تلين الشعيرات عند ( 165 5 م ) وتنصهر عند ( 175 5 م ) وهذه
الدرجة المرتفعة نسبياً لذلك فهى تستخدم فى صناعة المنتجات
المستخدمة فى عزل الحرارة فى السيارات
7 ـ مقاومة الحريق : شعيرات البولى بروبلين قابلة للاشتعال ولكن ببطئ
8 ـ امتصاص الرطوبة : شعيرات البولى بربلين لا تمتص الرطوبة تماماً
9 ـ الخواص الكهربية : تمتاز شعيرات البولى بروبلين بقدرة عالية للعزل الكهربى
10 ـ الثبات ضد أشعة الشمس : تعتبر شعيرات البولى بروبلين من الشعيرات التى تتلف عند
تعرضها لأشعة فوق البنفسجية ( U. V violet ) ولكن بعد عدة
أبحاث أمكن التوصل إلى صبغات يمكنها مقاومة أشعة ( U . V )
باستخدام مثبتات تسمى ( Hindered Amine Light Stabilizer ) والتى يختصر اسم هذه المثبتات إلى ( HALS )
وهذه المثبتات تزيد من العمر الاستهلاكى لشعيرات البولى بروبلين
المعرض للشمس كما فى الرسم البيانى ( 1 ـ 1 ) والذى يوضح
شعيرات البولى بروبلين مصبوغة بدون إضافة المثبت وبعد إضافة
المثبت ( 13 ) وتستخدم هذه الشعيرات المصبوغة بالطريقة السابقة
فى عمل منتجات غير منسوجة تستخدم فى كسوة الرف الخلفى
للسيارة .
11 ـ صباغة شعيرات البولى بروبلين : إن شعيرات البولى بروبلين غير قابلة للصباغة
بالصبغات العادية ولكن تتم الصباغة أثناء عملية الغزل
بإضافة مادة الصبغة على هيئة خرز إلى عجينة البولى
بروبلين لعمل قالب مزدوج من الشعيرات والصبغة ثم
ضخ هذه العجينة من خلال فونيات الغزل لعمل شعيرات
مصبوغة تدخل فى انتاج المنتجات غير المنسوجة أو
انتاج خيوط تستخدم فى صناعة السجاد ( 4 )
شعيرات البولى استر polyesters fibers :
تصنع شعيرات البولى أستر من تكاثف الاثيلين الجليكولى مع الثرفثاليك ويجرى ذلك بالتسخين إلى درجة حرارة مرتفعة وجو مخلخل خالى من الهواء ويستمر التفاعل إلى أن تبلغ درجة التكاثف
(D. P = 80 ) ( 21 ) .
ويمكن تلخيص خواص شعيرات البولى استر فيما يلى :
1 ـ الوزن النوعى : 1.38 جم / سم3 ( 8 )
2 ـ المتانة : هناك ثلاثة أنواع من الشعيرات :
1 ـ شعيرات متوسطة المتانة : 4.5 : 6 جم / دنيبر
2 ـ شعيرات عالية المتانة : 6 : 9.5 جم / دنيبر
3 ـ شعيرات منخفضة المتانة :
3 ـ مقاومة الكرمشة : تتميز شعيرات البولى استر بمقاومة كبيرة ضد التجعد
4 ـ الاستطالة : تتناسب الاستطالة لشعيرات البولى استر مع المتانة تناسباً
عكسياً فالالياف العالية المتانة تبلغ استطالتها ( 12.5 ـ 7.5 % )
أما الالياف المتوسطة المتانة فتبلغ استطالتها ( 15 ـ 25 % )
5 ـ ثبات الابعاد : تمتاز شعيرات البولى استر بثبات عالى للأبعاد
6 ـ امتصاص الرطوبة : يعيب هذه الشعيرات انخفاض مقدار الرطوبة الممتصة فهى
فهى تمتص فى درجات لرطوبة العالية ( 0.5 % ) أما فى
التشبع فتبلغ ( 0.6 : 0.8 % ) ولا تنتفخ لذلك ولا تتأثر
خواصها الميكانيكية
7 ـ تأثير المواد المؤكسدة : تقاوم شعيرات البولى استر تأثير المواد المؤكسدة ولهذا فهو
يتحمل عمليات التبييض
8 ـ تأثير القلويات : يقاوم تأثير القلويات المخففة حتى مع درجات الحرارة المرتفعة
ولكن القلويات المركزة فى درجات الحرارة العادية لها تأثير
متوسط أما درجات الحرارة العالية فإنها تسبب تحلله
9 ـ تأثير المذيبات العضوية : يذوب البولى استر فى مذيبات خاصة مثل الفينول
والارثوكلورفينول
10 ـ درجة الانصهار : تبلغ درجة انصهار شعيرات البولى استر ( 249 5 م ) وهى
درجة عالية لذلك تستخدم شعيرات البولى استر فى عزل الحرارة
للمنتجات غير المنسوجة المستخدمة فى صناعة السيارات ( 21 )
11 ـ تأثير ضوء الشمس : يقاوم تأثير ضوء الشمس ولذلك يستخدم فى صناعة المنتجات
غير المنسوجة المستخدمة فى كسوة الرف الخلفى للسيارة
12 ـ تأثير الأحماض : الأحماض المخففة لا تؤدى إلى تأثير ضار مع البولى استر
حتى مع الغليان إلا إذا استمر التعرض لها لعدة أيام فإنه يؤدى
إلى تلف الشعيرات كما يتحمل البولى استرالاحماض المركزة
فى درجات الحرارة العادية لما حمض الهيدروكلوريك فى
درجة الغليان يسبب تحلل فى الألياف وأيضاً حمض الكبرتيك
بتركيز 96 %
شعيرات البولى أكريلك polyacrylic fibers :
يتم انتاج شعيرات البولى أكريلك تحت اسم علمى هو ( اكريلونتريل ) وهذه المادة لا يمكن عزلها بأسلوب الانصهار مثل النايلون والبولى استر ولذلك يضاف له مادة كيميائية مذيبة مثل ( داى مثيل فورماميد ) أو ( داى مثيل أستياميد ) حيث تكون نسبة مادة الاكريلونتريل فى المنتج النهائى ( 85 % ) والمادة الكيميائية المذيبة ( 15 % ) ( 12 )
الشعيرات الزجاجية Glass fibers :
تعتبر الشعيرات الزجاجية من أهم الشعيرات الموجودة فى الصناعة وذلك للأسباب التالية ( 12 ) :
1 ـ تمتاز الشعيرات بقوة شد عالية .
2 ـ مقاومة الحريق .
3 ـ مناعتها ضد الميكروبات التى تسببها الفطريات .
4 ـ المقاومة الممتازة للمواد الكيميائية .
