هايبالون

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

الهايبالون هو مطاط صناعي من البولي إيثيلين الكلوروسلفوني (CSPE) يتميز بمقاومته للمواد الكيميائية ودرجات الحرارة القصوى والأشعة فوق البنفسجية . كان منتجًا لشركة دوبونت بيرفورمانس إيلاستومرز، وهي شركة تابعة لشركة دوبونت . [ 1 ] الهايبالون كما يُعرف اليوم في الصناعة البحرية هو نسخة مُعاد تسويقها من الهايبالون القديم باستخدام طبقة إضافية من النيوبرين (cr)، لذا فإن التركيبة الكيميائية الجديدة هي csm/cr. [ 2 ]

التركيب الكيميائي

يُعالج البولي إيثيلين بمزيج من الكلور وثاني أكسيد الكبريت تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. يحتوي المنتج على نسبة كلور تتراوح بين 20 و40%. كما يحتوي البوليمر على نسبة قليلة من مجموعات الكلوروسلفونيل (ClSO₂⁻ ) . تسمح هذه المجموعات النشطة بعملية الفلكنة ، التي تؤثر بشكل كبير على المتانة الفيزيائية للمنتجات. قُدّر الإنتاج بحوالي 110,000 طن سنويًا في عام 1991. [ 1 ]

توليف

عادةً ما يُستخدم البولي إيثيلين منخفض الكثافة ( LDPE ) أو البولي إيثيلين عالي الكثافة ( HDPE ) كمادة خام. ويتم معالجة البوليمر بغاز الكلور ( Cl₂).2 ) وثانيأكسيد الكبريت(SO2 )، أو بدلاً من ذلك باستخدامكلوريد السلفوريل(SO2 سنتيلتر2 )، في وجود بادئ جذري. [ 3 ]

يتبع التفاعل آلية استبدال الجذور الحرة . تحل ذرات الكلور محل الهيدروجين على طول السلسلة، مما يؤدي إلى تعطيل بلورية البولي إيثيلين ومنحه خصائص مطاطية. في الوقت نفسه، تتحد مجموعات كلوريد السلفونيل ( -SO)يتم إدخال 2 Cl)، والتي تعمل كمواقع تفاعلية للربط المتشابك. [ 4 ]

يمكن تمثيل التفاعل العام على النحو التالي:

(-[جح2-جح2]ن-)+Sيا2+جل2→المبادر(-[جح2-جح(جل)]x-[جح2-جح(Sيا2جل)]y-)+حجل{\displaystyle (-[CH_{2}-CH_{2}]_{n}-)+SO_{2}+Cl_{2}\xrightarrow {\text{initiator}} (-[CH_{2}-CH(Cl)]_{x}-[CH_{2}-CH(SO_{2}Cl)]_{y}-)+HCl}

تحتوي الدرجات التجارية عادةً على نسبة 20-45% من الكلور و1-2% من الكبريت بالوزن. [ 5 ]

الربط المتشابك (المعالجة)

على عكس المطاط الطبيعي ، الذي يُعالج عادةً باستخدام الكبريت، يُعالج مطاط CSM باستخدام أكاسيد المعادن. تتفاعل مجموعات كلوريد السلفونيل مع أكسيد المعدن - عادةً أكسيد المغنيسيوم (MgO) أو أكسيد الرصاص (PbO) أو أكسيد الزنك (ZnO) - في وجود عوامل تسريع وأحماض دهنية لتكوين روابط متقاطعة مستقرة. [ 6 ]

تشكل آلية الربط المتشابك جسراً من كبريتات المعادن:

2 R-SO2جل+أكسيد المغنيسيوم+ح2يا→R-SO2-O-Mg-O-SO2-R+كلوريد المغنيسيوم2{\displaystyle 2{\text{ R-SO}}_{2}Cl+{\text{MgO}}+{\text{H}}_{2}{\text{O}}\rightarrow {\text{R-SO}}_{2}{\text{-O-Mg-O-SO}}_{2}{\text{-R}}+{\text{MgCl}}_{2}}

التوقف

أعلنت شركة دوبونت بيرفورمانس إيلاستومرز في 7 مايو 2009 عن نيتها إغلاق مصنعها في بومونت، تكساس ، بحلول 30 يونيو 2009. وكان هذا المصنع هو الوحيد التابع للشركة لإنتاج مواد CSM. وبذلك، كانت الشركة بصدد التخلي عن إنتاج مادة الهايبالون ومنتجها ذي الصلة، الأكسيوم. [ 7 ] وقد تم تأجيل إغلاق المصنع حتى 20 أبريل 2010، استجابةً لطلبات العملاء.

الإنتاج الحالي

بعد انسحاب شركة دوبونت، استمر تصنيع هذه المادة عالميًا، ولا سيما من قبل شركة توسوه في اليابان (تحت اسم توسو-سي إس إم) والعديد من الشركات المصنعة في الصين. وفي صناعة السفن، لا يزال مصطلح "هايبالون" يُستخدم كاسم شائع للأقمشة المطلية بمادة سي إس إم المستخدمة في بناء القوارب، مثل تلك التي تنتجها شركة بينيل وفليبو (قماش أوركا). [ 8 ]

ملكيات

تُقدّر مادة CSM لخصائصها المحددة التي تميزها عن أنواع المطاط الأخرى مثل البولي كلوروبرين (النيوبرين) أو EPDM :

  • مقاومة العوامل الجوية: مقاومة استثنائية للتلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية والتشقق الناتج عن الأوزون .
  • مقاومة كيميائية: مقاومة عالية للمواد الكيميائية المسببة للتآكل، بما في ذلك الأحماض والقواعد القوية.
  • الاستقرار الحراري: يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل عادةً من -40 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية.
  • ثبات اللون: على عكس العديد من أنواع المطاط، يمكن تركيب CSM بألوان فاتحة دون أن يتدهور في ضوء الشمس.

التطبيقات

الصناعة البحرية

يُعدّ استخدام مادة CSM في صناعة القوارب المطاطية الصلبة (RIBs) والقوارب المطاطية المتطورة من أبرز تطبيقاتها. وتُفضّل هذه المادة على مادة PVC في الاستخدامات المهنية والعسكرية نظرًا لمتانتها ومقاومتها للماء المالح وأشعة الشمس. [ 9 ]

البناء والسيارات

  • التسقيف: أغشية تسقيف أحادية الطبقة للأسطح المسطحة. [ 10 ]
  • السيارات: خراطيم التوجيه المعزز، وأحزمة التوقيت، وخطوط الوقود التي تتطلب مقاومة للحرارة والزيت.
  • الأسلاك والكابلات: أغلفة الكابلات الكهربائية في البيئات الصناعية القاسية.

مراجع

  1. هاب ، مايكل؛ دافي، جون؛ ويلسون، جي جي؛ باسك، ستيفن دي؛ بودينغ، هارتموث؛ أوستروويكي، أندرياس (2011). "المطاط، 8. التخليق عن طريق تعديل البوليمر". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.o23_o05 . ISBN 978-3527306732.
  2. ↑ هوبارد، دون (1980). الكتاب الكامل للقوارب المطاطية . منشورات برو ستار. رقم ISBN 978-0-930030-15-5.
  3. ↑ مورتون، موريس (1987). "البولي إيثيلين المُكلوروسلفوني". تكنولوجيا المطاط ( الطبعة الثالثة). دار نشر كلوير الأكاديمية. الصفحات 338-345 . ISBN   978-0-412-53950-3.
  4. ↑ "بوليمرات الإيثيلين، الكلوروسلفوناتية". موسوعة علوم وتكنولوجيا البوليمرات . جون وايلي وأولاده. 2002. doi : 10.1002/0471440264.pst120 . ISBN 978-0471440260.
  5. ↑ مارك، جيمس إي. (1999). دليل بيانات البوليمرات . مطبعة جامعة أكسفورد. الصفحات 448-449 . ISBN  978-0195107890.
  6. ↑ مارك، جيمس إي. (1999). دليل بيانات البوليمرات . مطبعة جامعة أكسفورد. الصفحات 448-449 . ISBN  978-0-19-510789-0.
  7. ↑ توقفت عمليات دوبونت هايبالون.
  8. ↑ "Toso-CSM: الخصائص والتطبيقات" . شركة توسوه . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-10-2023 .
  9. ↑ بايك، داغ (2013). الدليل الكامل للقوارب المطاطية الصلبة: الدليل الشامل للتصميم والمناولة والصيانة . أدلارد كولز نوتيكال. الصفحات 15-20 . ISBN  978-1-4081-8014-3.
  10. ↑ هورنبستل، كاليب (1991). مواد البناء: أنواعها واستخداماتها وتطبيقاتها ( الطبعة الثانية). جون وايلي وأولاده. ص 285. ISBN   978-0-471-84347-4.