الهندسة البلاستيكية: البولي كربونات (جهاز كمبيوتر شخصي) - الخصائص والتطبيقات والتطوير(2)

مجالات تطبيق البولي كربونات

(أ) مجال الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية

المواد العازلة والأغطية: يُعد البولي كربونات مادة عازلة ممتازة من الفئة E (120 درجة مئوية)، تتميز بعزل كهربائي جيد وثبات أبعاد، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات والكهرباء. ويمكن استخدامه في تصنيع مختلف المكونات الإلكترونية وأغطية المعدات، مثل مقابس التوصيل الكهربائية عالية التحمل، ومقابس الحائط، والموصلات، وأغطية المودم، وأعمدة التوصيل، وأنابيب عزل كابلات الألياف الضوئية.

على سبيل المثال، تُصنع معظم أغلفة ومكونات المعدات المكتبية، مثل أجهزة الكمبيوتر والطابعات والناسخات، بالإضافة إلى أجهزة الاتصالات، من البولي كربونات. فهو لا يوفر عزلًا موثوقًا للمكونات الإلكترونية الداخلية الدقيقة فحسب، بل يُمكّن أيضًا، بفضل قابليته العالية للتشكيل، من تشكيله بأشكال معقدة متنوعة لتلبية الاحتياجات المتنوعة لتصميم المنتجات.

وسائط تخزين البيانات: في مجال تخزين البيانات، تُصنع الأقراص الضوئية، باعتبارها وسيلةً مهمةً لتخزين المعلومات، أساسًا من مواد البولي كربونات. كما تُستخدم أغشية البولي كربونات على نطاق واسع في منتجات مثل المكثفات، والأغلفة العازلة، وأشرطة الصوت، وأشرطة الفيديو الملونة. تتميز أقراص التسجيل الليزرية عالية الكثافة المصنوعة من البولي كربونات بأداء تسجيل ممتاز ومتانة عالية، مما يُلبي احتياجات تخزين البيانات عالية السعة والموثوقية في عصر البيانات الضخمة.

(الثاني) مجال صناعة السيارات

المكونات خفيفة الوزن: في ظل سعي صناعة السيارات نحو كفاءة الطاقة والأداء العالي، أصبح تخفيف الوزن اتجاهًا تطويريًا هامًا في صناعة السيارات. يتميز البولي كربونات بمقاومته الممتازة للصدمات، ومقاومة التشويه الحراري، ومقاومة جيدة للعوامل الجوية، وصلابته العالية، مما يجعله مناسبًا جدًا لتصنيع قطع غيار السيارات. ويمكن استخدامه لإنتاج مكونات متنوعة للسيارات والشاحنات الخفيفة، مثل أغطية المصابيح في أنظمة الإضاءة، ولوحات العدادات، وألواح التدفئة، ومزيلات الصقيع، والمصدات المصنوعة من سبائك البولي كربونات.

في أنظمة إضاءة السيارات، تحديدًا، بفضل سهولة تشكيل ومعالجة البولي كربونات، يُمكن تشكيل مكونات ذات صلة، مثل رؤوس المصابيح وقطع التوصيل وأجسامها، في عدسات. يُعزز هذا مرونة التصميم بشكل كبير، ويُسهّل الإنتاج والمعالجة، ويُحلّ بفعالية التحديات التقنية التي يواجهها الزجاج التقليدي في تصنيع المصابيح الأمامية. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام البولي كربونات في تصنيع أجزاء مثل أسقف السيارات. وبالمقارنة مع مواد الزجاج التقليدية، يُمكن للبولي كربونات أن يُخفّض وزن المكونات بنسبة 30%-50%، مما يُحقق خفة وزن مثالية للسيارات دون المساس بأداء المنتج وسلامته.

المكونات الداخلية: يُستخدم البولي كربونات أيضًا في تصنيع الأجزاء الداخلية للسيارات، مثل شرائط التشطيب الداخلية ومقابض الأبواب. وتتيح قدرته العالية على التكيف مع الصباغة للمكونات الداخلية تنوعًا غنيًا في الألوان واللمعان، مما يُحسّن المظهر الجمالي العام وملمس مقصورة السيارة، ويوفر للمستهلكين تجربة قيادة أفضل.

(ثالثا) مجال صناعة البناء

منتجات الإضاءة والمظلات: تُستخدم ألواح البولي كربونات على نطاق واسع في قطاع البناء. تُصنّع ألواح البولي كربونات بالضغط أو البثق، وتزن 50% فقط من الزجاج غير العضوي، إلا أن عزلها الحراري أفضل بنسبة 25% من الزجاج غير العضوي، وتبلغ مقاومتها للصدمات 250 ضعفًا من الزجاج العادي. هذه الخصائص الممتازة تمنحها مزايا تقنية واضحة في قطاع البناء، حيث يُستخدم حوالي ثلثها في منتجات الزجاج، مثل زجاج النوافذ ونوافذ العرض التجارية.

تتميز ألواح البولي كربونات الشمسية المجوفة وألواح الإضاءة المصنوعة من البولي كربونات، والمصنوعة من البولي كربونات كمادة أساسية مع إضافات متنوعة، بخفة وزنها وسمكها وصلابتها العالية ومقاومتها للتشوه ونفاذية الضوء الجيدة ومقاومة ممتازة للعوامل الجوية. وهي مناسبة للمظلات الشمسية، ومظلات الإضاءة الطبيعية في القاعات، وأسقف المسابح والملاعب، وأغطية أسطح المباني الكبيرة وبيوت الخضراوات. على سبيل المثال، اعتمدت مشاريع البناء الضخمة، مثل سقف محطة سكة حديد جنوب شنغهاي وفتحة سقف مركز تشونغتشينغ الأولمبي الرياضي، مواد البولي كربونات، التي لا تقتصر على توفير تأثيرات إضاءة جيدة فحسب، بل تضفي أيضًا سحرًا جماليًا فريدًا على المباني.

مواد الديكور: يتميز البولي كربونات بمرونة عالية في الصباغة، وألوان زاهية وجاذبية زخرفية قوية. كما يتميز بمتانة ممتازة، ومقاومة ممتازة لمختلف المواد المسببة للتآكل، وتأثيرات البرد والحرارة، والشيخوخة، وتأثير الأحمال، مما يجعله مادة ديكورية عالية الجودة للمباني. تتمتع ألواح البولي كربونات، ذات المظهر الرخامي والرغوي المنخفض، بآفاق استخدام واسعة في صناعات البناء والأثاث، حيث يمكنها ابتكار أنماط ديكورية فريدة للبيئات المعمارية والمنزلية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام البولي كربونات أيضًا في تصنيع الألواح مزدوجة الجدران المجوفة المضلعة، وزجاج البيوت الزجاجية، وخوذات السلامة في مجال البناء، مما يلعب دورًا هامًا في مجال حماية سلامة المباني.

(الرابع) المجال الطبي

الأجهزة الطبية: تتميز منتجات البولي كربونات بقدرتها على تحمل البخار، ومواد التنظيف، والتسخين، والتعقيم الإشعاعي عالي الجرعة دون اصفرار أو تدهور في خصائصها الفيزيائية أثناء عملية التعقيم، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في مجال المعدات الطبية. ويمكن استخدامها لإنتاج أجهزة طبية متنوعة، مثل أجهزة غسيل الكلى الاصطناعي، والمحاقن عالية الضغط، والأقنعة الجراحية، وأدوات طب الأسنان التي تُستعمل لمرة واحدة، وأجهزة أكسجة الدم، وأجهزة جمع وتخزين الدم، وأجهزة فصل الدم.

تتطلب هذه الأجهزة الطبية تعقيمًا متكررًا أثناء الاستخدام، والاستقرار الجيد للبولي كربونات يجعله قادرًا على تلبية هذا المطلب الصارم، مما يضمن الاستخدام الآمن للأجهزة الطبية ويوفر الحماية لصحة المرضى.

الأعضاء الاصطناعية: يتميز البولي كربونات أيضًا بتوافق حيوي معين، مما يوسع نطاق تطبيقه في المجال الطبي ليشمل تصنيع الأعضاء الاصطناعية. على سبيل المثال، في إنتاج الكلى والرئتين الاصطناعيتين وغيرها من الأعضاء الاصطناعية، يمكن للبولي كربونات أن يُظهر خصائصه المادية الممتازة، مما يُسهم بشكل كبير في تقدم التكنولوجيا الطبية، ويساعد المرضى على تحسين جودة حياتهم وإطالة أعمارهم.

(V) مجالات أخرى

تغليف المواد الغذائية

يُستخدم البولي كربونات في صناعة تغليف المواد الغذائية. منتجات البولي كربونات النقية غير سامة؛ وأدوات المائدة المصنوعة منه لا تتلاشى أو تتلطخ عند ملامستها للشاي والقهوة، إلخ، ولا تؤثر على اللون والطعم الأصليين للطعام. يُستخدم بشكل رئيسي في أغشية تغليف الأطعمة التي تتطلب التنفس والأكسجين، مثل الخضراوات واللحوم. كما يُمكن استخدامه في دلاء المياه، وزجاجات المشروبات، والأكواب، وزجاجات رضاعة الأطفال، بالإضافة إلى عبوات الطعام مثل الزجاجات والأوعية والأطباق.

مع ذلك، نظرًا لاحتمالية احتباس مادة بيسفينول أ (مادة بيسفينول أ) في منتجات البولي كربونات، والتي تتسرب بسهولة في درجات الحرارة العالية أو البيئات القلوية القوية، حظر الاتحاد الأوروبي استخدام مواد البولي كربونات في زجاجات رضاعة الأطفال التي تحتوي على مادة بيسفينول أ. ولتحقيق هذه الغاية، تعمل الصناعة بنشاط على تطوير بدائل مثل البولي كربونات الخالية من بيسفينول أ (مثل بوليستر تريتان) لضمان سلامة تغليف الأغذية.

صناعة الآلات

في صناعة تصنيع الآلات، يمكن استخدام البولي كربونات لإنتاج مكونات مختلفة مثل التروس، والديدان، والتوربينات، والرفوف، والكامات، والمدحرجات، والمحامل، والبكرات، والمفصلات، وسلاسل النقل، والصواميل، والغسالات، والمسامير، ومكرهات المضخات، وصمامات الخانق، وأنابيب توصيل زيت التشحيم، بالإضافة إلى العلب المختلفة، ولوحات الغطاء، والحاويات، وأجزاء أجهزة التبريد.

بفضل قوتها العالية ومقاومتها للتآكل وثباتها البُعدي الجيد، تُمكّنها البولي كربونات من تلبية متطلبات استخدام الأجزاء الميكانيكية في ظروف عمل معقدة، مما يضمن التشغيل الطبيعي للمعدات الميكانيكية. كما يُعدّ البولي كربونات مادةً لا غنى عنها في تصنيع آلات الطيران والفضاء، وقد هيأ التطوير الناجح للبولي كربونات غير القابل للاشتعال ظروفًا أفضل لتطبيقاته في هذا المجال. على سبيل المثال، تحتوي طائرة بوينج 747 الأمريكية على 2500 قطعة مصنوعة من البولي كربونات، وتستخدم كل طائرة ما يقارب طنين من البولي كربونات، مما يُبرز المكانة المهمة للبولي كربونات في تصنيع الآلات المتطورة.

مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد

يتميز البولي كربونات بخصائص هندسية فائقة، فهو عديم الرائحة، وغير سام، وعالي القوة، ومقاوم ممتاز للصدمات، ومعدل انكماش منخفض، بالإضافة إلى مقاومته العالية للهب والتلوث، ما يجعله مادة طباعة ثلاثية الأبعاد عالية الجودة. في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد، يمكن استخدام البولي كربونات لتصنيع مكونات معقدة الأشكال من خلال الترسيب طبقة تلو الأخرى، مما يلبي احتياجات التخصيص الشخصي والإنتاج بكميات صغيرة، مما يوفر نهجًا جديدًا للتطوير المبتكر في مجال التصنيع.

صناعة النسيج

في صناعة النسيج، يُستخدم البولي كربونات لإنتاج بكرات النسيج، وبطانات آلات النسيج، وما شابهها. بفضل مقاومته الجيدة للتآكل وخصائصه الميكانيكية، يتكيف البولي كربونات مع بيئة عمل آلات النسيج، التي تتطلب سرعة عالية واحتكاكًا متكررًا، مما يُحسّن كفاءة تشغيل معدات النسيج وعمرها الافتراضي.