التعريف
المواد اللاصقة، المعروفة أيضًا بالراتنجات البوليمرية (البوليسترات، الإيسترات الفينيلية، الأكريليك المعدل، راتنجات الإيبوكسي، الراتنجات الفينولية والبولي يوريثانات)، يمكنها ربط الألياف المعززة معًا بطريقة منظمة. في المواد المركبة، تلعب الألياف والأقمشة دورًا معززًا، بينما تكون الراتنجات هي مادة المصفوفة. تُظهر مواد البناء المركبة من البولي يوريثان خصائص أكثر فائدة في تطبيقات البناء.
الملخص العام
سواء كان مشروع بناء جديد أو مشروع تجديد، يتم استكشاف مزايا مواد البناء المركبة من البولي يوريثان المصنوعة من مادة لاصقة من البولي يوريثان تدريجيًا، بما في ذلك المتانة، الوزن الخفيف، مقاومة التآكل، القوة العالية والصيانة المنخفضة. تتمتع المنتجات المركبة بمرونة عالية في تطبيق المنتج بسبب تصميمها الجيد. تقنيًا نسميها البلاستيك/البوليمرات المدعمة بالألياف (FRP)، وعادةً ما تتكون من مادتين خام: الألياف المعززة والمواد الرابطة البوليمرية (عادةً ما تُسمى المصفوفات). تحدد عوامل مثل حجم المنتج، شكله، نسبة الوزن/الحجم، ومواد الألياف المعززة عادةً الخصائص الميكانيكية للمركبات البلاستيكية، مثل الصلابة والقوة. يعطي نوع ونسبة إضافة مصفوفة راتنج البولي يوريثان للمنتج النهائي خصائص فيزيائية مختلفة، مثل مقاومة الصدمات.
المزايا في تطبيقات المركبات الليفية الطبيعية
عادةً ما تُنتج مواد البناء المركبة من البولي يوريثان بواسطة قولبة الضغط باستخدام مواد لاصقة من البولي يوريثان. تعتمد الخصائص الهيكلية للمركبات البلاستيكية بشكل رئيسي على نوع الألياف المستخدمة. على الرغم من أن الألياف الزجاجية هي المكون الرئيسي للعديد من المركبات البلاستيكية، إلا أنها متوفرة الآن أيضًا مع ألياف الكربون، الألياف الأراميدية أو الألياف البورونية. توفر هذه المواد الخام الصلابة والقوة للمواد المركبة، التي يمكن أن تلبي مختلف مجالات التطبيق. في السنوات العشر الماضية، تم استخدام الألياف النباتية والألياف الخشبية على نطاق واسع، خاصة في البناء السكني. على الرغم من أن البولي إيثيلين، كلوريد البولي فينيل (PVC) والبولي بروبيلين هي الراتنجات البوليمرية الرئيسية المستخدمة في المركبات الليفية الطبيعية، إلا أنه يمكن استخدام الألياف الطبيعية أيضًا في المركبات مع الراتنجات الفينولية، البوليسترات، البوليسترين، البولي يوريثانات وغيرها من المصفوفات البوليمرية.
تُضاف العديد من الألياف الطبيعية، التي تأتي بشكل رئيسي من البشرة الخارجية للنباتات (مثل ألياف قش القمح، الكتان، الجوت، الكناف، السيزال، القنب، وجوز الهند)، إلى العديد من مواد البناء المركبة من البولي يوريثان، وتُربط بمادة لاصقة من البولي يوريثان مثل البوليستر أو البولي بروبيلين. نظرًا للخصائص الميكانيكية المعتدلة للألياف الطبيعية، فإنها عادةً لا تُستخدم في التطبيقات عالية الأداء، ولكن الألياف نفسها خفيفة الوزن وتتمتع بقوة وصلابة جيدة وصلابة انحناء ممتازة. تُستخدم ألياف طبيعية أخرى، مثل الخشب، بشكل رئيسي في الألواح المركبة لمنتجات البناء مثل الأسطح، والملامح للأبواب والنوافذ، والزخارف الزخرفية، والدرابزينات والمنتجات اللوحية. تحتوي هذه المواد المركبة من البولي يوريثان عادةً على 30% إلى 70% من ألياف الخشب حسب منطقة التطبيق، مع كون 50% هو التطبيق الأكثر شيوعًا. بغض النظر عن النسبة، فإن التعزيز المستخدم في المركبات الخشبية البلاستيكية عادةً ما يكون رقائق الخشب أو جزيئات الخشب، التي تُشكل وتُركب مع مادة لاصقة من البولي يوريثان.
المزايا في التطبيقات المركبة الخاصة ذات المحتوى العالي من الخشب
تُشتق الأنواع الشائعة من الألياف بشكل رئيسي من الصنوبر، القيقب والبلوط. يستخدم بعض المصنعين مواد لاصقة من راتنج البولي يوريثان الحراري لإنتاج مركبات خاصة ذات محتوى خشبي أعلى. بالنسبة للمركبات الليفية غير العضوية، يمكن إضافة كميات صغيرة من المواد الأخرى إلى المركبات الخشبية البلاستيكية (WPCs) لتحسين كفاءة المعالجة والأداء. قد تشمل الإضافات عوامل الربط، المثبتات الضوئية، الأصباغ، المزلقات، المبيدات الفطرية وعوامل الرغوة. تُستخدم المواد اللاصقة من البولي يوريثان بشكل رئيسي في صناعة البناء للأرضيات، الجدران والأسقف. يمكن أن تحاكي المركبات أيضًا الطوب أو الحجارة لتزيين الجدران الخارجية للمباني. داخل المباني، يمكن استخدام المركبات في حاويات الاستحمام، الأحواض، والمغاسل.
مزايا في تطبيقات الألواح المركبة
يمكن استخدام المواد اللاصقة من البولي يوريثان لصنع مجموعة متنوعة من الألواح المركبة بمواصفات مختلفة، بما في ذلك اللوح الحبيبي (OSB)، اللوح الصلب (HB)، اللوح الليفي متوسط الكثافة (MDF) والكرتون، اللوح الحبيبي (PB)، والخشب الرقائقي (LVL). عادة ما يُستخدم كحماية هيكلية، أرضيات وأسقف المباني السكنية. تُستخدم مركبات الخشب والبلاستيك غالبًا كأرضيات خارجية، إطارات الأبواب، الأسوار وتطبيقات أخرى تتطلب المتانة. إذا تم اعتماد إجراءات التصنيع والتركيب الصحيحة، نادرًا ما تتعفن، تتشقق، أو تلتوي منتجات مركبات الخشب والبلاستيك تحت معظم الظروف المناخية العادية في الولايات المتحدة. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا النوع من الألواح مقاوم للبقع، الماء، الأشعة فوق البنفسجية، غير عرضة للإصابة بالحشرات، وله قدرة تحمل جيدة. كما أنها تميل إلى أن تكون ذات استقرار أبعاد جيد ومعامل تمدد أقل من البلاستيكات الصلبة، وهو أفضل من استقرار الأبعاد للخشب. الألياف الخشبية، رقائق الخشب، قشور الأرز وغيرها من الحشوات العضوية المستخدمة بشكل شائع في هذه التطبيقات.
مزايا التطبيق في مشاهد مثل الأبواب والنوافذ
الأبواب والنوافذ هي التطبيقات الأكثر نموذجية. غالبًا ما يُستخدم كلوريد البولي فينيل (PVC) كمصفوفة راتنجات حرارية في مجال الأبواب والنوافذ (على الرغم من أن البلاستيكات الأخرى تستخدم أيضًا هذه المادة الخام). الألياف المستخدمة في هذا المجال عادة ما تكون ألياف خشبية من 80 إلى 200 شبكة، مما ينتج منتجات كلوريد البولي فينيل (PVC) مملوءة بالخشب مع استقرار جيد، مقاومة للرطوبة وصلابة. في التطبيقات الخارجية الجديدة، تتمتع الراتنجات البلاستيكية من الفينيل والبولي أوليفين (مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين)، ورقائق الخشب المختلطة مع نسبة معينة من المواد اللاصقة PU لصنع مركبات الخشب والبلاستيك بمقاومة جيدة للتآكل والطقس.
مزايا الاستخدام في الألواح الساندويتش
هيكل الساندويتش الشائع الاستخدام الآخر مصنوع من مواد ساندويتش خفيفة الوزن ومواد مركبة مغلفة بمواد لاصقة من البولي يوريثان. الأبواب مصنوعة بشكل رئيسي من أسطح بلاستيك مقوى بالألياف الزجاجية (FRP) وساندويتش من رغوة البولي يوريثان أو البوليسترين الموسع (EPS). حاليًا، يتم استخدام هذا النوع من المنتجات بشكل رئيسي في المشاريع السكنية والتجارية. توفر هذه الأبواب المركبة "الساندويتش" قوة وصلابة نوعية عالية، وزن خفيف، مقاومة جيدة للصدمات، وملمس سطح موحد وسلس. تحدد اعتبارات أخرى، مثل العزل الصوتي، مقاومة الحرارة، وتخميد الاهتزاز، اختيار مادة النواة.
الخاتمة
باختصار، تكمل المواد المختلفة بعضها البعض من حيث الأداء، مما ينتج تأثيرًا تآزريًا، بحيث يكون الأداء الشامل للمواد المركبة المصنوعة من المواد اللاصقة من البولي يوريثان أفضل من المواد المكونة الأصلية وتلبي المتطلبات المختلفة. يمكن أن تجعل الحشوات أو الإضافات أيضًا المواد المركبة النهائية مقاومة للأشعة فوق البنفسجية (UV) أو النار. توفر تقنية إنتاج المواد المركبة الرائدة للناس المزيد من فرص التطبيق ويمكنها تخصيص مواد مركبة عالية الأداء لمختلف المباني التجارية والسكنية.
