- ٥ -

الفهرس 11 المواد البالستيكية :الفصل األول

مقدمة 1-1

المواد البالستيكية 2-1

11

11

11 )اللدائن(تعريف عام لمفهوم المواد البالستيكية 3-1

12 التطور التاريخي للمواد البالستيكية 4-1

13 الخواص الرئيسية للمواد البالستيكية 5-1

13 تيكيةبعض مساوئ المواد البالس 6-1

13 استعماالت المواد البالستيكية 7-1

15 بنية المواد البالستيكية وأنواعها:الفصل الثاني

15 المكونات األساسية للراتنجات 1-2

15 المونومير 1-1-2

15 البوليمير 2-1-2

15 الكوبوليمير 3-1-2

16 طرق الحصول على المواد البالستيكية 2-2

16 مفهوم البلمرة 1-2-2

16 التكاثف والتكاثف المركب 2-2-2

16 اإلضافة 3-2-2

17 تصنيف المواد البالستيكية 3-2

17 التصنيف الحراري للمواد البالستيكية 1-3-2

18 المواد البالستيكية اللدنة حراريا 1-1-3-2

18 المتصلبة حرارياالمواد البالستيكية 2-1-3-2

19 التصنيف الكيميائي للمواد البالستيكية 2-3-2

19 التصنيف البنيوي للمواد البالستيكية 3-3-2

20 أنواع المواد البالستيكية اللدنة حراريا 4-2

20 أنواع المواد البالستيكية المقساة حراريا 5-2

23 وقوالبهاآليات تصنيع البالستيك : الفصل الثالث

23 مقدمة 1-3

23 اختالف التقنية حسب المادة المستخدمة 2-3

24 طرق التصنيع الخاصة بالمواد البالستيكية اللدنة حراريا 3-3

- ٦ -

24 البثق 1-3-3

25 الحقن 2-3-3

النفخ 3-3-3

النفخ مع البثق 1-3-3-3

نالنفخ مع الحق 2-3-3-3

26

26

26

27 التشكيل الحراري 4-3-3

28 السكب 5-3-3

28 طرق التصنيع الخاصة بالمواد البالستيكية المقساة حراريا 4-3

28 القولبة بالحقن 1-4-3

29 القولبة بالحقن التفاعلي 2-4-3

القولبة بالتحويل 3-4-3

القولبة بالضغط 4-4-3

30

30

31 بعض أنواع المواد البالستيكية القابلة للتلبيس وطرق تصنيعها وتطبيقاتها: ل الرابعالفص

ABS( 31(ونتريل بوتادين ستيرين يلاألكر 1-4

31 النواحي الكيميائية والخصائص 1-1-4

ABS( 32(الخصائص الحدية ألنواع ومركبات كوبوليمير 2-1-4

ABS( 32(أنواع كوبوليميرات 3-1-4

ABS( 36(تصنيع كوبوليمير 4-1-4

37 التطبيقات واالستعماالت 5-1-4

PTFE( 37(بولي تترافلوريورو ايتيلين 2-4

37 الصيغة والخصائص العامة 1-2-4

38 األشكال التجارية 2-2-4

38 التصنيع 3-2-4

39 التطبيقات 4-2-4

40 س المواد البالستيكية بالمعادنتلبي: الفصل الخامس

40 نظرة تاريخية 1-5

41 الهدف من تلبيس المواد البالستيكية بالمعادن 2-5

42 الشروط الواجب توفرها للحصول على تلبيس ناجح 3-5

46 تصور آلليات التصاق المعدن بالبوليمير : السادسالفصل

46 الغرس الميكانيكي 1-6

46 وديناميك الطبقة السطحية نظرية ترم 2-6

- ٧ -

46 نظرية الجزيئات الفيزيائية 3-6

46 التأثيرات الكيميائية المتبادلة 4-6

50 التلبيس الكيميائي والكهربائي: الفصل السابع

51 التلبيس الكيميائي 1-7

51 العمليات الكيميائية 1-1-7

52 عمليات التغطيس التقليدية 2-1-7

53 تنعيم السطح 1-2-1-7

54 التخريش الكيميائي 2-2-1-7

59 التلبيس الكيميائي للنحاس على البالستيك 3-1-7

61 التلبيس الكيميائي للبالستيك بالنيكل 4-1-7

62 التلبيس بالنيكل عالي النقاوة 5-1-7

62 التلبيس االنتقائي 6-1-7

64 ومساوىء التلبيس الكيميائيحسنات 7-1-7

65 )المحاليل(تقنية تلبيس جديدة تستخدم الطريقة الرطبة 8-1-7

69 المواد البالستيكية القابلة للتحليل الكهركيميائي مباشرة 9-1-7

70 أساليب تخفيض خطوات التلبيس التقليدية 10-1-7

79 التلبيس الكهربائي 2-7

82 التلبيس بجو مفرغ من الهواء :الفصل الثامن

82 تلبيس المعادن بتخلية الهواء أو الترسيب المعدني بالتخلخل 1-8

82 طريقة العمل والتطبيقات 2-8

83 التبخير في جو مفرغ 3-8

83 التجهيزات وطريقة التصنيع 1-3-8

84 التحميل 1-1-3-8

85 نيالتأسيس للطالء المعد 2-1-3-8

85 التلبيس المعدني بتخلية الهواء 3-1-3-8

86 طالء الحماية 4-1-3-8

Sputtering( 88(لمهبطي االتلبيس بالرش 4-8

90 قياس سماكة الطبقات المعدنية على البالستيك: التاسعالفصل

90 مدخل 1-9

90 طرق قياس سماكة الطبقات 2-9

- ٨ -

90 )العكسية(ارات الدوامية طريقة التي 1-2-9

91 )التأثير المغناطيسي( الطريقة المغناطيسية 2-2-9

93 طريقة التحليل الكولونومتري 3-2-9

96 التطبيقـــــــــات: الفصل العاشر

96 مقدمة 1-10

99 التطبيقات الطبية للتلبيس الكيميائي 2-10

102 الفضة عدوة البكتريا 1-2-10

103 وسائط التسجيل المغناطيسية 3-10

103 ملخص االختراع 1-3-10

104 تفاصيل االختراع 2-3-10

105 الحماية من تداخل الحقل الكهرومغناطيسي 4-10

106 التلبيس الكيميائي 1-4-10

107 التلبيس بجو مفرغ من الهواء 2-4-10

108 س في سورياواقع التلبي: الفصل الحادي عشر

- ٩ -

بسم اهللا الرحمن الرحيم

لقد عقدنا العزم على إخراج هذا الكتاب للنور، وسعينا جاهدين لكي يكون متكامال في محتواه العلمي

والمعرفي، متضمنا أحدث المعلومات حول المواضيع المذكورة فيه من أدق المراجع العلمية المتوفرة، آخذين

.العتبار أن الكمال هللا وحده، وأنه مهما اجتهدنا فإننا مقصرين في إيفاء العلم حقهبعين ا

تطرقنا في الفصل األول من هذا الكتاب إلى المواد البالستيكية بمفهومها العام، باإلضافة إلى تطورها

.التاريخي وخواصها الرئيسية وبعض استعماالتها

اد البالستيكية بشكل عام وطرق تحضيرها والمكونات الرئيسية لها ثم تحدثنا في الفصل الثاني عن بنية المو

.وتصنيفاتها المختلفة

وفي الفصل الثالث تحدثنا بشكل موجز عن الطرق المختلفة لتصنيع المواد البالستيكية بنوعيها اللدن حراريا

.والمقسى حراريا

لما وطرق تصنيعها وتطبيقاتها القابلة للتلبيسواد البالستيكية المتم الحديث في الفصل الرابع عن بعض أنواع

.لذلك من أهمية في فهم آليات حدوث التلبيس وااللتصاق خالل مراحل عمليات التلبيس المتنوعة

باإلضافة إلى الشروط الهدف من تلبيس المواد البالستيكية بالمعادنالفصل الخامس كان مخصصا للحديث عن

.س ناجحالواجب توفرها للحصول على تلبي

.المعدن بالبوليمير ذكرت في الفصل السادس من الكتاب تصور آليات التصاق

في الفصل السابع تم الحديث عن أهم طرق التلبيس بما فيها التلبيس الكيميائي والكهربائي مع ذكر مزايا

.ومساوىء التلبيس الكيميائي والطرق الحديثة المستخدمة في هذه التقنية

.فكان مخصصا للحديث عن التلبيس بجو مفرغ من الهواء وأنواعه وتجهيزاتهأما الفصل الثامن

.طرق قياس سماكة الطبقات المعدنية المترسبة تطرقنا لها في الفصل التاسع

.الفصل العاشر تحدثنا فيه عن التطبيقات المختلفة لتلبيس المواد البالستيكية بالمعادن مع ذكر بعض األمثلة

ي سوريا تم الحديث عنه في الفصل الحادي عشر واألخير، حيث قمنا بزيارة ميدانية إلى واقع هذه الصناعة ف

. أحد المعامل المختصة بالتلبيس في مدينة دمشق

المؤلفون

- ١٠ -

أهمية المشروع و أهدافه

ستيكة تأتي أهمية المشروع المقدم بين أيديكم في كونه أول مرجع جامعي يتحدث عن تلبيس المواد البال

. بالمعادن بشكل مفصل، ويتعرض إلى الطرق المختلفة المستخدمة لهذا الغرض

:و يمكن القول بأن أهداف المشروع تتلخص في النقاط التالية

.التعرف على طرق تلبيس المواد البالستيكية بالمعادن والتطبيقات الهندسية لها

.اتوالتطور التاريخي لهذه التقنيالتعرف على مجاالت استخدام تقنيات التلبيس المختلفة

.التطرق إلى فوائد تلبيس المواد البالستيكية بالمعادن

.التلبيس الشائعة إعطاء فكرة عن مزايا ومساوىء طرق

.التصورات المستقبلية لهذه الصناعة

.التعرف على واقع هذه الصناعة في سوريا

- ١١ -

الفصل األول يةالمواد البالستيك

: ةــدمــمق1-1 والنوع الصلب هو موضوع اهتمامنـا حيـث ، غازية – سائلة -صلبة: المواد الهندسية إلى ثالثة أقسام تقسم

يوضـح )1-1( الـشكل .)POLYMERS( اللدائن – المواد السيراميكية –المعادن : تقسم المواد الصلبة إلى

.هذا التقسيم بشكل جيد

سام المواد الهندسيةأق): 1-1( الشكل

:المواد البالستيكية2-1 هي عبارة عن مواد تركيبية وهي ال توجد حرة في الحالة الطبيعية وإنما وجدت هذه المـواد عـن طريـق

يـضا البترول ويتبع لهذه المنتجـات أ ، األخشاب، الحليب، الملح، يائي للمنتجات الطبيعية كالفحم التحويل الكيم

.المواد المالئة، تالمزلقا، األصبغه، اإلضافات، المطريات، ذيباتمواد عديدة منها الم

باألخص ما بعد الحرب العالمية الثانية بالتطور الهائل في دراسة النصف الثاني من القرن العشرين و قد تميز ل

ومختلفة المواد اللدنة والمطاطية والمركبة وطرق إنتاجها وتطبيقاتها حيث ظهر أن استعماالتها واسعة الحدود

.الذ في تصنيع بعض القطع المعدنيةومتجددة االتجاهات واألهداف حيث يستطيع بعضها أن يحل محل الفو

): اللدائن( البالستيكيةف عام لمفهوم المواد تعري3-1

ومنها ) PLASTICITY( وهي تعني صفة الليونة ويعبر عنها إن أصل كلمة لدائن في اللغة العربية هو لدن

والتي تعبر عن كل مركب صبغي تتغير لدونته بالحرارة حيث تزداد لدونتـه ) PLASTICS( مةاشتقت الكل

.إكسابها قابلية للتشكيل والقولبةبارتفاع درجة الحرارة وتنقص بنقصانها مما يساعد على تشكلها و

المواد الهندسيةAll Materials

مواد صلبةSolids

غازاتGases

مواد سائلةSimple Liquids

بوليميراتPolymers

مواد سيراميكيةCeramics

مواد معدنيةMetals

المواد البالستيكية

- ١٢ -

والتي أول ظهور للمواد اللدنة هو من أصل عضوي ويطلق عليها اسم الصموغ أو صموغ راتنجية أو راتنج

شجار وتسيل منها بواسطة النثر التلقائي أو بشق لحاء الشجرة وتتجمد بمالمـستها كانت تتشكل على جذوع األ

.عد تبخر بعض المواد الطيارة منهاللهواء أو تنتج أيضا عن طريق تكرير لبعض الزيوت الراتنجية ب

المشابهة بخصائصها اللدنـة للراتنجـات قد أطلق هذا التعريف على مجموعة كبيرة من الراتنجات التركيبية ل

.عية المماثلة لها في هذه الخصائصالطبيعية وعلى مجموعة أخرى من المركبات الكيميائية التصني

من وجهة نظر بنيوية فإن جميع هذه الراتنجات هي عبارة عن مركبات ذات جزيئات كبيرة وهي تشكل أساس

والتي هي عبـارة ) POLYMERS( الكبيرة تسمى بالبوليميرات المواد البالستيكية وبشكل أدق فإن جزيئاتها

.كبير من المونوميراتعن عدد

بعـض المـواد للحصول على المواد البالستيكية انطالقا من هذه الراتنجات أو البوليميرات يجـب إضـافة

خواصـها وذلك من أجل تعـديل بعـض ) أصبغه، ملونات، مواد مالئة ، مزلقات، مثبتات، ملدنات( المساعدة

كالمقاومة الميكانيكية واللدونة ومقاومة األكسدة وثبات األبعاد وبالتالي لتسهيل عمليات التصنيع وكـذلك األداء

:مقدمة السابقة بالمعادلة التاليةالمستقر ويمكن التعبير عن ال

. مواد بالستيكية ) مواد إضافية + بوليمير ( مونومير

:يكيةالتطور التاريخي للمواد البالست4-1

عـي إثر مسابقة هدفها إيجاد مـادة السـتبدال العـاج الطبي 1869لقد بدء تاريخ المواد البالستيكية منذ عام

تجة مـن األنظار نحو السيلولئيد أو نترات السيللوز المن HYATTسدد األخوة ، المستخدم في كرات البلياردو

.ستيكيةوكانت تلك أول مادة بال) القطن، الخشب(صل طبيعي نباتي أ

1909خالل أربعين عاما بقيت السيلولئيد هي المادة البالستيكية الوحيدة حتى صنع كيميائي بلجيكي في عـام

القـرن وبذلك بدأت والدة المواد البالستيكية مع بدايات ، )بيكاليت( ركيبية وسماها باسمه أول مادة بالستيكية ت

الماضي حيث في نهاية القرن التاسع عشر لم يكن يوجد على المستوى الحرفي أو الصناعي إال بعض المواد

.البيكاليت، ي من أصل طبيعي سوى السيلولئيدالبالستيكية والتي ه

ها فورمول وذلك المتالك / نالحظ انطالقة واسعة لتطور هذه الريزينات المكثفة ومنها الفينول 1920في عام

.العزل وبالتحديد العزل الكهربائيخواص

والتي اسـتخدمت أثنـاء ) PVC (ـ وهي ال 1940ولدت المادة األولية اللدنة حراريا في فرنسا وتزايدت في

.والذي كان في تلك الفترة استيراده صعبا جدا الثانية محل المطاط والكاوتشوك الحرب العالمية

ة وبشكل خاص كبديل عـن كبديل لأللياف النسيجية الطبيعي / النايلون/أمين أما في أمريكا فقد ظهر أول بولي

.الحرير

القاسي على والدة الصناعة الكيميائية وذلك مـن خـالل )PVC( ـ ساعد انتشار ال 1950 عام بعد الحرب

دلـة منافـسا مقاومته الكيميائية الجيدة لألحماض والقلويات أثناء استخدامه في درجات الحرارة العالية والمعت

.بنجاح الفوالذ غير القابل للصدأ

إن تطور السيارات ووسائل النقل بشمل كبير أدى إلى ازدياد طلب البترول كمصدر للطاقة مما أدى إلى

تطور الصناعات البتروكيميائية والتي أدت إلى والدات عديدة للمواد البالستيكية اللدنة حراريا والمشتقة من

بلمرة

- ١٣ -

الفينول حيث تستخدم كل ، البروبلين، ينالبنز، ير المواد البترولية كاإليتلينلناتجة عن تقطوقود األوليفينيل ا

.أو غير مباشر إلى مواد بالستيكيةهذه المنتجات كأساس للعديد من المركبات التي تؤدي بشكل مباشر

:البالستيكيةواص الرئيسية للمواد الخ5-1 وفـي معظـم ) 0.9-1.8( واد البالستيكية بين وح كثافة الم تترا :الوزن النوعي الخفيف •

.1حيان تأخذ القيمة األ

حيث تتغير المقاومة الميكانيكية بتغير التركيب الكيميـائي للمـادة :المقاومة الميكانيكية •

المعدنية والتي تقوم وتكون القطع البالستيكية أكثر مقاومة أخف وزنا بالمقارنة مع القطع

.بنفس العمل

تمتلك معظم المواد البالستيكية عامل شفافية للضوء قريب مـن عامـل حيث :الشفافية •

.نها يكون نصف شفاف أو قاتم كلياشفافية الزجاج والبعض م

ية والعديـد مـن المـواد تقاوم المواد البالستيكية المؤثرات الخارج :الثبات وعدم التغير •

.الكيميائية

قابلة للتلوين بألوان متعددة ونعومة إمكانية تشكيل سطوح وتصنيع قطع مختلفة :الجمالية •

.إلنهاء تضمن مظهرا الئقا للقطعالسطوح ودقة ا

.ية الحجز الجيد للسوائل والغازاتتضمن المواد البالستيك: الكتامة •

.ل الكهربائية والحرارية والصوتيةتعتبر هذه المواد من أجود العواز :العزل •

.ضعيفةتمتلك هذه المواد عوامل احتكاك : التزليق •

تعد المواد البالستيكية من المواد سهلة الـصيانة وال تحتـاج إلـى :الصيانة والتنظيف •

.لجة خاصة للسطوح وتقاوم االحتكاكمعا

.قابلية االلتصاق، مقاوم لإلهتراء، مرن، مقاوم، متين، قاسي :تعدد األنواع •

.لب األنواع غير ضارة فيزيولوجياأغ •

:يكية البالستبعض مساوئ المواد6-1

. االهتراء مع تقدم الزمن •

.ثر باألشعة الشمسية لبعض األنواعالتأ •

.ضيق المجال الحراري •

.الشحن الكهربائي الساكن •

:البالستيكيةاستعماالت المواد 7-1 في نستطيع القول أننا نعيش في أيامنا هذه ضمن بيئة كاملة من البالستيك وذلك ألننا نجدها مناسبة لالستهالك

: ت التاليةالمجاال

.يالصناعالجلد ، األكريليك، ألبسة من النايلون :األلبسة والمنسوجات •

ذية الجلد الصنعي وأحذيـة الحقائب اليدوية والظهرية والسفر وأح :الجلديات واألحذية •

.التزلج

- ١٤ -

تلبـيس ، المفروشات مـن رغـوة البـولي اسـتر ، الوسادات، السجاد :المفروشات •

اتالمفروش

أوعية ، أدوات ذات استعمال مرة واحدة ، األطباق الغير قابلة للكسر :ة المنزلي ت األدوا •

.النفايات

عصا ، عصا القفز ، أجهزة التزلج ، ألعاب الشواطئ ، ألعاب األطفال :الرياضة واأللعاب •

.الساعات الغير قابلة للكسر، الصيد

.وعلبأوعية وزجاجات : الغذائي:A :التغليف •

B: القطع الصناعية وأكياس النفاياتأغلفة :الصناعي .

ت جدران البـرادات الناقلـة والحـافال ، ات التي تستخدم في النقل البري الحاوي :النقل •

.وأرضيات بعض أنواع من السيارات

لفة بعـض أغ، )تالبيكالي( هربائيةأجهزة القواطع الك :الصناعات الكهربائية والمنزلية •

.خدم في تخلية الهواءتستأجسام مضخات ،أجزاء التلفاز والحاسب

.حجر التخزين، األوعية، تغليف الحجر:الصناعات الكيميائية •

الـدهانات الداخليـة ، سطوح وجـسور تقويـة ، تلبيس األرضيات والسطوح :البناء •

.حمايات للساللم واألدراج، والخارجية

.مقاعد الحدائق ،أوعية النباتات واألزهار، أنابيب الري وتصريف المياه :الزراعة •

، أوعيـة وأنابيـب نقـل الـدم ، معقمة ذات االستعمال مرة واحدة المحاقن ال :الطبية •

وضـح بعـض االسـتعماالت ي )1-2(الشكل . لألطفال الغير قابلة للكسر اعاتالرض

.البالستيكيةللمواد

بعض استعماالت المواد البالستيكية :)1-2( الشكل

- ١٥ -

الفصل الثاني

بنية المواد البالستيكية وأنواعها

لقد وجدنا سابقا أن الراتنجات من وجهة نظر بنيوية هي عبارة عن مركبات هيدروكربونيـة ذات جزيئـات

ـ ن هـذه كبيرة تسمى البوليميرات والتي هي عدد من المونوميرات وللحصول على مادة بالستيكية انطالقا م

اد المالئة وصبغة والم يجب إضافة بعض المواد المساعدة كالمذيبات والمطريات واأل بوليميرات الراتنجات أو ال

ستطيع التعبيـر نوكذلك مواد إضافية أخرى وذلك من أجل تسهيل عمليات التصنيع وضمان األداء المستقر و

:مقدمة السابقة بالمعادلة التاليةعن ال

.واد إضافية مادة بالستيكيةم+ ) بوليميرمونومير (

:المكونات األساسية للراتنجات 1-2 تتألف الراتنجات من جزيئات ضخمة تدعى البوليميرات وتضم آالف الوحدات الجزيئية الصغيرة التي تـدعى

وهـذه ةاإلضاف، التكاثف، ا البعض بعدة طرق وهي البلمرة المونوميرات حيث ترتبط هذه األخيرة مع بعضه

:المكونات هي

أصغر مركب هيدروكربوني بسيط ويشكل الوحدة األساسـية و ه :)MONOMER(المونومير 1-1-2

وميرات مـشابهة للمادة البالستيكية وتستطيع المونوميرات أن تتفاعل مع بعضها البعض أو أن تتفاعل مع مون

.لها أو غير مشابهة

فيه المونوميرات عن طريق البناء نتيجة عمليات مركب تفاعلت و ه :)POLYMER(البوليمير 2-1-2

البلمرة وذلك لمونوميران من نفس النوع مشكلة ترابطات فيما بينها وبالتالي فهي عبارة عن مجموعة جزيئات

مترابطة من نفس النوع وكأنها جزيئات عمالقة وذات وزن جزيئي كبير وتضم عدد كبير من الـذرات وقـد

عشوائيا أو علـى شـكل سالسـل مع بعضها البعض لتشكيل البوليميرات ارتباطا يكون ارتباط المونوميرات

.خطية

عبارة عن مونوميرات من نوعيات مختلفـة المـصدر و ه :)COPOLYMER(الكوبوليمير 3-1-2

مرتبطة مع بعضها البعض تدعى أحيانا بوليميرات مشتركة وهي تحضر على أساس تفاعل مونومير بـين أو

المونوميرات الغير متشابهة أو مونومير من نوع و مونومير من نوع آخر ذي وزن جزيئي منخفض أكثر من

وينتج عن التفاعل مجموعات من الجزيئـات العمالقـة المعقـدة وذات أوزان ذريـة أكبـر وتمتلـك هـذه

ل يوضـح تـشك )2-1( الـشكل . فيهـا الكوبوليميرات صفات جديدة ومختلفة تماما عن األنواع المـساهمة

.الكوبوليمير

اتتشكل الكوبوليميرعملية :)2-1( الشكل

- ١٦ -

:البالستيكية الحصول على المواد طرق2-2 .البلمرة - ١ .التكاثف والتكاثف المركب - ٢

.اإلضافة - ٣

العملية التي ترتبط فيها المونوميرات مـع بعـضها ي ه :Polymerization)(البلمرة مفهوم 1-2-2

ليمير ويدعى عدد الوحدات التي ارتبطت مع بعضها البعض بدرجة البلمرة البعض لتشكيل البوليمير أو الكوبو

في مختلـف دونها وبشكل صنعي أو طبيعي ويمكن أن تتم بعدة طرق سواء بواسطة مفاعالت أو وتتم العملية

لطور معلقات أو أخيرا با وبمختلف أنواع السوائل المعروفة مذابة أو مستحلبة أم ) سائلة، غازية(أطوار المادة

. الجامد

.ميرات مع بعضها لتشكيل البوليمير يبين كيفية ارتباط المونو)2-2(الشكل

. ارتباط المونوميرات لتشكيل البوليمير:)2-2( الشكل

:Condensation and Compound Condensation)( المركبالتكاثف والتكاثف 2-2-2

يئان أو أكثر من نوع كيميائي واحد أو من نـوعين مختلفـين عن تفاعالت كيميائية ينضم فيها جز ة عبار وه

، الكحـول ، مع انفصال مـواد بـسيطة كالمـاء وينجم عن اتحادهما تشكيل سالسل من جزيئات أكثر تعقيدا

.كلوريد الهيدروجين، واألمونيا

ـ وين األساسـي وهذا االنفصال للمواد البسيطة ناتج عن تفاعل التكاثف المركب أو المتعدد وال ينطبـق التك

:ادة األصلية وهناك نوعين للتكاثفللمونومير أو المبلمر المتكاثف مع التكوين األساسي للم

).TP( الجزيئات تتكاثف بشكل خطي وينتج عنه مواد بالستيكية لدنه حراريا:تكاثف خطي-١

.)TS(ينتج عنه مواد بالستيكية مقساة حراريا :تكاثف ثنائي أو ثالثي البعد-٢

عبارة عن تفاعل كيميائي يجري خالله تمازج نوعين كيميائين عن ي وه :)Addition( اإلضافة3-2-2

ومـن ، ستبعاد للماء أو المواد األخـرى طريق التنظيم الداخلي بين الجزيئات النتاج جزيء أكبر وذلك دون ا

الية ومعنى ذلك الحصول علـى المهم إلى أن المكثفات المركبة يمكن اتباعها بعمليات إضافة مركبة أو بلمرة ت

. ذلكحيوض) 2-3(الشكل .أخرىكيميائي بدون استبعاد لمواد مزيج جديد من عدة جزيئات من نفس النوع ال

- ١٧ -

البلمرة باإلضافة:)2-3( الشكل

:البالستيكيةتصنيف المواد 3-2 مبتـورة بـشكليها العلمـي لقد حاول بعض المهتمين إيجاد تصنيفات متعددة للمواد البالستيكية ولكنها جاءت

:ات ثانوية ومن أهم هذه التصنيفاتوالعملي وقد أصبحت فيما بعد تصنيف

.التصنيف الحراري •

.نيف الكيميائيالتص •

.التصنيف من وجهة نظر بنيوية •

:البالستيكيةصنيف الحراري للمواد الت 1-3-2ن كبيرتين وذلك بحسب طبيعة سلوك تلك من وجهة النظر الحرارية فإن المواد البالستيكية تقسم إلى مجموعتي

: يبين هذا التصنيف)2-4(الشكل . المواد تحت تأثير درجة الحرارة عليها

DAP EPOXY

MELAMINE PHENOLICS

UNSATURATED PC PP POLYESTER PS PE

BUTEL RUBBER PPS PET CROSSED LINKED PE PPO PBT

UREAFORMALDAHYEDS PVC PEEK ABS NYLON

SAN ACETAL (POM) PEEK

POLY SULFON (ACRYLICS) PMMA الحراري للمواد البالستيكيةفصنيالت:)2-4(الشكل

Family Tree of Plastics

Plastic materials

Thermoset Thermoplastic

Amorphous Crystalline

- ١٨ -

:)TP( THERMOPLAST)( الستيكية اللدنة حراريا البدالموا: لمجموعة األولىا1-1-3-2

مع بعضها البعض تتكون من جزيئات ومركبات ضخمة على شكل سالسل طويلة جدا وتتجمع هذه السالسل

الضعيفة نسبيا وتشبه هذه المواد في تركيبها كمية مبعثرة ) VANDERVALSE( سفالبواسطة قوى فاندر

.ا البعض الصوف المتداخلة مع بعضهمن خيوط من

دياد الحـرارة تـصبح عند تعرض هذه المواد للحرارة تضعف هذه القوى وتصبح المادة طرية ولينة ومع از

وعند انخفاض درجة حرارة هذا المصهور أي تبريده فإن المادة تعود إلى حالتهـا األولـى .مصهورا لزجا

ريـا عـدد ال نهـائي مـن ستيكي اللدن حراالصلبة ونظريا وعمليا يمكن إعادة هذه الدورة لحياة المنتج البال

:المرات حيث

بريد نحصل علـى بوليمير مصهور وبالت إلىبالتسخين يتحول إذا كان لدينا بوليمير صلب فإن هذا البوليمير

.بوليمير صلب وهكذا

أثنـاء نـة حراريـا ويعتبر هذا المبدأ األساسي العلمي والعملي لكل عمليات التشكيل المطبقة على المواد اللد

علما بأن عملية الصهر وإعادة التصلب لها بعض السلبيات على المواصفات العامة للمـادة .عمليات اإلنتاج

ومثال علـى هـذه باالعتبار في جميع الحاالت البالستيكية ولكن هذه السلبيات قليلة نسبيا حيث أنها ال تؤخذ

.األكريليك، )PP( البولي بروبلين، )PVC(، لبولي ايتيلينا:المواد

:)THERMOSETS ()TS( البالستيكية المتصلبة حرارياد الموا:المجموعة الثانية2-1-3-2 غالبا ما يتم تحضير وإنتاج المواد البالستيكية المتصلبة حراريا اعتمادا على تفاعل كيميائي وعلى مـرحلتين

في المواد اللدنة حراريـا ولكنهـا تتضمن األولى منها تحضير سالسل جزيئيه طويلة على غرار ما يحدث

.الزالت تملك إمكانية تفاعل الحق

أما في المرحلة الثانية من التفاعل فيحدث تصادم بين تلك السالسل أثناء عمليات التشكيل وعادة ما تكون هذه

ـ ى المرحلة تحت شروط معينة من الضغط والحرارة في القالب نفسه ونحصل بالنتيجة وبعد تبريد المنتج عل

مادة صلبة وذات تركيب جزيئي ثالثي األبعاد وفي النهاية تكون المادة قد استقرت وأثناء عملية التشكيل هذه

تتكون روابط قوية جدا بين السالسل تؤدي إلى عدم إمكانية إذابة هذه المادة مرة أخرى باسـتعمال الحـرارة

تشكيلها من جديد حيث كك ال يمكن إعادة وفي حال تعريض هذه المواد إلى مصدر حراري فإنها تحترق وتتف

: انطالقا من

بوليمير مصهور

المركبات األولية للبوليمير بوليمير متصلب

ير قابل لإلعادةغ

ي انتج لدائن تركيبية كانت تصنف فـي ولكن يعتبر هذا التصنيف ناقصا وجافا والسبب هو أن التقدم المخبر

أقسام وأصبح من الممكن تطبيقها في أقسام أخرى فمثال أنتجت لدائن تركيبية واصبح من غيـر الـضروري

.اللكر، رارة والمثال على ذلك الدهاناتلتشكيلها وقولبتها ومعاملتها بالح

أصبح من الممكن قولبتها بـشكل مـستمر )TS( لبة حراريا أو المقساة بالحرارة كما أن بعض اللدائن المتص

.(TP)رق إنتاج المواد اللدنة حراريا بنفس ط

- ١٩ -

وهناك أصناف أخرى من اللدائن ال يمكن إدخالها في إحدى الزمرتين السابقتين فهي ليست بمواد لدنه قابلـة

ـ إلعادة التشكيل وال هي من المواد المتصلبة التي تقسو بالحرارة وال يمكن إعادة تلدينه ال ا مرة أخـرى ومث

.)تترا فلوريد ايتيلين(على ذلك

:لكن نذكر الفارق الرئيسي أال وهوهناك فوارق عديدة بين هذين الصنفين

حيث نحـصل علـى الـشكل ( إلى اللدونة تتم بالتسخين حتى الوصول )TP( أن عملية تصنيع النوع األول

.تبريد للحصول على الشكل النهائيلومن ثم ا) قطعة في هذه المرحلة بطرق مختلفةالمطلوب لل

يمكن إعادة تصنيعه مرات عديدة حيث يمكننا أن نصل إلى مرحلـة )TP( هذا النوع من المواد البالستيكية

.لدونة في كل مرة عن طريق التسخينال

بشكل بواسطة تفاعالت وعمليات كيميائية مرتبطة بعملية التشكيل نفسها و فيتم )TS( لنوع الثاني أما تصنيع ا

.)المطبقة أو الناتجة عن التفاعالتإما ( اد تحصل التقسية عن طريق الحرارةعام في هذه المو

حيث تحافظ على شكلها حتـى ولـو تعرضـت هذه المواد ل ال يمكن في أي حال من األحوال إعادة التصنيع

. بعدها المادة وتفقد جميع خواصهاللحرارة وذلك إلى حدود معينة تحترق

: البالستيكيةيف الكيميائي للمواد صنالت2-3-2 حيث يعتمد التصنيف الكيميائي للمواد البالستيكية على أشكال وأنواع المركبات الكيميائية لتلك المواد وبنـاء

:عليه تصنف المواد البالستيكية إلى أربع فئات منفصلة

تجات اإلضافة المركبة سواء ما كان تتضمن هذه الفئة منتجات المكثفات والمكثفات المركبة ومن :الفئة األولى

.دون تبلمر بسالسل خطية أو بدونهامنها معدال أم غير معدل أو مبلمرة أو

وتشتمل هذه الفئة على منتجات لدائن الفينول واللدائن األمينية والبولي استر غير المشبع وبعـض منتجـات

ا في ذلك النايلون المـستعمل لـدائنا ال خيوطـا المواد المكثفة ومنتجات اإلضافة المركبة مثل البولي أميد بم

.ية والبولي أوريثان والسيليكوناتوالبولي استر الخطي والراتنجات الصنعية اإليبوكس

تتضمن منتجات البلمرة والبلمرة المركبة أو المشتركة مثل منتجات بلمرة اإلتيلـين ومـشتقاتها :الفئة الثانية

.بولي أكريليك والبولي ميتاكريليكتقات البولي فينيل والالهالوجينية والبولي ستيرين ومش

ومنها السللوز المجرد ونترات السللوز واسيتات السللوز ومشتقات كيميائية أخرى من الـسللوز :الفئة الثالثة

.وة كاأللياف السيللوزية المكربنةوإن كانت ملدنة بمذيبات أو بمواد الطرا

راتنجات تركيبية ناتجة عـن اسـترة / صموغ مصهورة /ة المحولة بالصهر عيالراتنجات الطبي :الفئة الرابعة

.ة من المطاط الطبيعيالكيميائيقات راتنجات طبيعية أو األحماض الراتنجية والمشت

:البالستيكيةالتصنيف البنيوي للمواد 3-3-2 .)SEMI CRYSTALLINE( ستيكية ذات البنية نصف المنتظمةالمواد البال •

).AMORPHOUS( ستيكية ذات البنية العشوائيةلبالالمواد ا •

.)CRYSTALLINE( البالستيكية ذات البنية المنتظمةالمواد •

:يوضح التصنيف البنيوي للمواد البالستيكية )2-9( الشكل

- ٢٠ -

بنية شبه بلورية ولهذا أغلب البوليميرات لها ة تام ة أو عشوائي ة تام ة بلوري بنية الواقع العملي ال يوجد في

وهذا يعني أن جسم البوليمير مؤلف من مناطق بلورية وأخرى ال بلورية وتشارك السلسلة الواحـدة فـي

.الموقعين معا كما يرينا الشكل السابق

ير هنا يجب التأكيد بأن التركيب الكيميائي للمونومير له عالقة كبيرة في الطبيعة الفيزيائية لبنيـة البـوليم

ـ وهناك بوليميرات تكون دائما ، عملية البلمرة النهائية بعد والبـولي )PVC(ـ عشوائية التركيب مثل ال

والبـولي ) %85( ة عالية جدا مثـل البـولي ايتيلـين ستيرين وهناك أيضا بوليميرات ذات طبيعة بلوري

المواد ف، ات وأهمها درجة حرارة االنصهار وتنعكس هذه النسبة على كثير من المواصف ) %60( بروبيلين

أما المـواد البلوريـة فكلمـا ، ر واضحة ولكن لها مجال للتلدن عشوائية التركيب ليس لها درجة انصها

.رة مجال أضيق النصهار هذه المادةارتفعت نسبة البلورات فيها كلما ظهر على مخطط الحرا

:مواد البالستيكية اللدنة حرارياأنواع ال4-2 .يةاتيفلمركبات األال لدائن

.ائن مركبات الستيرينلد

.ئن الفينيل وكوبوليميرات الفينيللدا

.لدائن السيللوز ومشتقاتها

:واد البالستيكية المقساة حرارياأنواع الم5-2 .اللدائن الفينولية

. أوكسيد الفينيلين المعدلة لدائن

.)اإليبوكسي( إليتوكسيلينن الدائ

الستيكيةالتصنيف البنيوي للمواد الب): 2-9(الشكل

- ٢١ -

ستيكية من خالل الجـداول البال الموادمن بعض األنواع تفيما يلي نوضح بعض ميزات ومساوئ واستعماال

:التالية

ايبوكسي المادةEpoxy

EP

Epichlorhydrine +

Biphenyl A

ممقـاو ، وكيميائيـة عاليـة ) درجـة 260حتى(وحرارية مقاومة كهربائية الميزات

انكماش ضعيف عند القولبة، مقاوم للتآكل، للصدمات

زمن البلمرة طويل، نواع بعض األهشاشة المساوئ

التكسية لألوعية من أجل مقاومة التآكل واالهتراء التطبيقات

العزل للعناصر الكهربائية ولألراضي والطرق

اللصق للمعادن والزجاج والسيراميك ومواد أخرى

صناعة القوالب والنماذج

.ءمعدات مختلفة في مجال الطيران والفضا، أدوات رياضية مختلفة: مسلح

وتطبيقاته وكيفية تشكله) EP( يوضح ميزات ومساوئ: )2-1( الجدول

المادة

فينول فورمالديهيد

فينول بالستPF

Formol + Phenol = PF

مقاومة ، درجة ٢٦٠مقاومة حرارية حتى ، صالبة، قساوة، أبعاد ثابتة الميزات

امتصاص قليل للماء، كيميائيا

هشاشة، ر جيدةرائحة غي، ألوان غامقة المساوئ

هياكل لـبعض األدوات ، مقابض للمكاوي والطناجر ، عوازل كهربائية التطبيقات

أسقف مستعارة عند تقويته، كالمثاقب

وتطبيقاته وكيفية تشكله )PF( يوضح ميزات ومساوئ: )2-2 (الجدول

- ٢٢ -

PP المادة بولي بروبيلين

Polypropylene

Propylene + طضغ، ةحرار، مادة وسيطة

ثبـات ، مقاومة ممتازة لالنعطـاف ، مقاومة للتآكل ، صالبة، خواص ميكانيكية جيدة لميزاتا

المحافظة على الخواص حتى درجة حرارة ، )درجة110 حوالي( بالحرارة المرتفعة

انعدام التشقق تحت تـأثير ، مقاومة كيميائية جيدة ، خواص كهربائية جيدة ، االرتخاء

).0.9(كثافة ضعيفة ، االجهادات

.صعب التشكيل أكثر نوعا ما، بدرجة الحرارة المنخفضةهشاشة المساوئ

آلة ( قطع كهربائية منزلية ، كراسي للبحر والمقاهي ، التغليف للحاالت المعقدة ، خيوط التطبيقات

، قطع للـسيارات ، )…جاليات، مكانس كهربائية aspirateurماص الهواء ، غسيل

طبقـات قـشرية لكـل ، أقالم، صفائح) …غاسلم، بانيو( القطع المختلفة للحمامات

. … الساخناءأنابيب للم، االستعماالت

وتطبيقاته وكيفية تشكله )PP( يوضح ميزات ومساوئ: )2-3( الجدول

PMMA المادة كياألكريل

يوجد العديد من األنواع

بلمرة باستعمال وسيطPolymethacrylate de methyl

سطح قاسي لماع قليـل ، سهل التلوين ، لزجاج العادي شفاف طبيعي أكثر من ا الميزات

خواصه جيدة لتوصيل الضوء، سهل التشكيل والتصنيع، االمتصاص للماء

مقاومة كيمائية ضعيفة، قابل لالحتراق، حساسية للتحزيز، هش المساوئ

رأنـوا ، الطـرق الـضوئية تإشارا، األسماكضأحوا، الطائرة ذنواف، القبب التطبيقات

.…، الرسم والقياستمعدا، زجاجية للصاالت الرياضيةتلوحا، تالسيارا

وتطبيقاته وكيفية تشكله )PMMA( يوضح ميزات ومساوئ: )2-4( الجدول

PS المادة بولي ستيرين

بلمرةStyrene

، مقاومة للجو االسـتوائي ، %90شفافية ممكنة ، ثبات شكلي وحجمي ، صالبة الميزات

سهولة القولبة التشكيل بمجال حراري ، لتكاليفرخيص ا ، عازل كهربائي جيد

يمكـن ، الصـق ، قابل للحام بالطرق الفوق صـوتية ، تراجعه ضعيف ، كبير

استعماله للديكور

صـعب ، للزيوت والمـذيبات ، حساسية للهيدروكربون ، قابل لالحتراق ، هش المساوئ

.التشكيل بالنفخ

، أدوات صحية ، أدوات منزلية ، شاتمفرو، تغليف حراري بالتشكيل أو بالحقن التطبيقات

منزلية أدوات كهربائية، )الغالف والقطع المشكلة بالقوالب( تلفزيون، راديو

.وتطبيقاته وكيفية تشكله )PS( يوضح ميزات ومساوئ: )2-5 (الجدول

- ٢٣ -

الفصل الثالث

آليات تصنيع البالستيك وقوالبها

:مقدمة1-3 ميزات وإمكانيـات محـددة وكل طريقة تختص ب ......... ) نفخ ، بثق، حقن( ك العديد من طرق التصنيع هنا

.ج نوع معين من القطع البالستيكيةكما تتميز كل طريقة بقدرتها على إنتا، ومعروفة

:ة الصحيحة إلنتاج قطعة بالستيكيةكيف نختار الطريق

فر وذلك تبعا ألنسب واألو يمكن إنتاج بعض القطع البالستيكية وفق عدة طرق وعلى المهندس اختيار الطريقة ا

:لعدة معايير أهمها

.....................مصمتشكل مجوف أو ، شكل معقد أو بسيط :شكل القطعة •

.مقساة حراريا، ملدنة حراريا :نوع المادة •

.عدد محدود من القطع، إنتاج كمي ضخم :الكمية المطلوبة •

.............والدقيقةستخدامات الخاصة هل هو لالستخدام العادي أم لال :جودة المنتج المطلوبة •

:مثال

:رق لذلك يجب أخذ ما يلي بالحسبانإنتاج الكؤوس البالستيكية يمكن أن يتم بعدة ط

.المادة ملدنة حراريا .١

.............)تشكيل مع شفط الهواء ، حقن( :شكل الكأس يحدد الطريقة .٢

.تخدمة حسب الشروط السابقةقة المستحدد بدقة الطري :الكمية المطلوبة والجودة .٣

:ف التقنية حسب المادة المستخدمةاختال 2-3

:لطريقة المستخدمة حسب نوع المادةمن خالل المخطط التالي يمكن تمييز االختالف الجذري ل

.اريا المواد المقساة حر. المواد اللدنة حراريا

مواد أولية

تسخين

مادة ملدنة

التشكيل

تبريد

المنتج النهائي

مواد أولية

مسرع

تفاعل

القولبة حرارة

+ ضغط

المنتج النهائي

- ٢٤ -

: البالستيكية حسب المادة األوليةتصنيف الطرق المستخدمة في تصنيع المواد

: تصنيع خاصة بالمواد البالستيكية اللدنة حرارياطرق1 ):

).Extrusion( قالبث •

).Injection( الحقن •

).Forming( التشكيل الحراري •

).Casting( السكب •

).BLOWING ( النفخ •

:واد البالستيكية المقساة حراريا تصنيع خاصة بالمطرق2 ):

).Injection Molding( بالحقنالقولبة •

).Reactive Injection Molding( القولبة بالحقن التفاعلي •

).Transfer Molding( القولبة بالتحويل •

).Pressure Molding( لقولبة بالضغطا •• اد البالستيكية اللدنة حرارياو التصنيع الخاصة بالم طرق3-3

: )Extrusion( البثق 1-3-3يعد أحد أهم طرق تصنيع المواد البالستيكية اللدنة حراريا حيث يعتمد مبدأ العمل في هذه الطريقـة علـى

دخول المواد األولية التي غالبا ما تكون عبارة عن حبيبات صلبة من قمع التغذية لـداخل األسـطوانة ويـتم

خينها داخل األسطوانة بواسطة وشائع التسخين الموجودة على جسم األسطوانة من الخارج حتـى تتلـدن تس

الكيميـائي ومن ثم يقوم الحلزون بدفعها إلى فتحة القالب كما يقوم بمهمة المزج الجيد للمواد وتامين التجانس

ج من رأس البثق الذي يحوي القالب والحراري نحصل بعد ذلك على المصهور الالزم لعملية البثق والذي يخر

الذي يعطي الشكل المطلوب للقطع ثم بعد ذلك يبرد المنتج عند خروجه بواسطة بخاخات ماء أو تيارات هواء

ويمكن أن يبدأ التبريد ابتداء من القالب وتستخدم هذه الطريقة للحصول على منتجات طوليـة مـستمرة مـن

.طع المختلفةالت ذات المقاالبروفي

ن تلدين المادة البالستيكية ضمن الحلزون ينتج من الحرارة الناتجة عن وشـائع التـسخين وعـن الحركـة إ

.الميكانيكية للحبيبات ضمن الحلزون والتي تسبب االحتكاك الذي تنتج عنه الحرارة أيضا

ارة معينة من أجـل لذلك يجب االنتباه جيدا إلى هذه النقطة فعندما يطلب تسخين مادة بالستيكية إلى درجة حر

يكية بثقها فيجب األخذ بعين االعتبار الحرارة الناتجة عن االحتكاك وإال أصبح لدينا تسخين زائد للمادة البالست

.وبالتالي حدوث مشاكل متعددة

:المواد المستخدمة في عملية البثقأهم

)PVC- ABS – PS(. :بعض األشكال آلالت البثق يبين )3-2( الشكل

- ٢٥ -

الت البثقآلشكال األ بعض :)3-2( الشكل

:)Injection( الحقن 2-3-3تمكن هذه الطريقة من إنتاج القطع البالستيكية المفردة واألشكال المعقدة وذات األبعاد الدقيقـة وتعتمـد هـذه

بواسطة الحرارة ولولب الدفع اسـتعدادا لحقنهـا ضـمن ةستيكيعلى تلدين المادة البال الطريقة في مبدأ عملها

لب على شـكل قطعـة بالسـتيكية الفراغ القالب تحت ضغط معين ثم بالتبريد تتصلب المادة وتخرج من القا

:ح آلة الحقن مع أجزائها المختلفةيوض )3-3( الشكل. منتجة

ع أجزائها المختلفة آلة الحقن م:)3-3 (الشكل

لألسطوانة الساخنة وبدوران الحلزون تتقدم المادة عبر األسـطوانة بعد إغالق القالب تدخل المادة البالستيكية

وعند وصولها لرأس الحقن يتراجع الحلزون للخلف لمسافة .حتكاكوتتلدن المادة البالستيكية بفعل الحرارة واال

.حابية نحو األمام بمساعدة المكبسلزون االنسمحددة ومن ثم يبدأ الحقن بحركة الح

وحدة اإلغالق القالب وحدة التلدين والحقن

- ٢٦ -

):Blowing( النفخ 3-3-3النفخ طريقة تتعرض فيها المادة البالستيكية المصهورة أو الملدنة لضغط داخلي يجعلها تأخذ شـكل تجويـف

.وعية المجوفة بأشكالها المختلفةوهي تستخدم بشكل كبير إلنتاج القوارير واأل. القالب

:هي تقنية يمكن أن تستخدم مع أكثر من طريقة مثل البثق أو الحقن أو التشكيلوتقنية النفخ

:البثقالنفخ مع 1-3-3-3ة من الداخل مثل صـنع األكيـاس نحصل من آلة البثق على مقاطع مستمرة على شكل اسطواني تكون مفرغ

إطباق جزئي قالـب الـنفخ علـى ثم يتم وبعد عملية البثق تنزل هذه المادة بين جزئي قالب النفخ البالستيكية

بعضهما البعض يغطى القالب بغطاء ينفذ عبره الهواء المضغوط ثم يتم ضخ الهواء من خالل هذا الغطاء ليتم

: يوضح ذلك)3-8 (الشكل.ومن ثم يفتح القالب وتنزع القطعةتشكيل الفراغ المطلوب وتبريد المنتج

آلية النفخ مع البثق وأحد أشكال قوالبها:)3-8 (الشكل

: الحقنالنفخ مع 2-3-3-3

ـ ، التشكيلنستخدم هنا الهواء المضغوط في عملية ا فـي معمـل وهي تستخدم إلنتاج األجسام المفرغـة كم

:ذه الطريقة نتبع الخطوات التالية هوالستخدام) علب المطهر( البالستيك

- ٢٧ -

ن فـراغ يتم حقن نموذج القطعة األولية في قالب معين وال يوجد تبريد في هذه المرحلة حيث أ :)A( المرحلة

.القالب يعطي الشكل األولي

يتم تغيير القالب إلى قالب آخر له شكل المنتج النهائي ونفخ الهواء المـضغوط مـن الـشاقة ):B( المرحلة

.يوضح ذلك )3-9 (الشكل .ثقوبة حتى تأخذ المادة شكل القالب ثم يتم نزع القالبالم

وأحد أشكال قوالبها آلية النفخ مع الحقن:)3-9 (الشكل

):Forming( الحراري التشكيل 4-3-3ه الطريقة من إنتاج القطع البالستيكية المسطحة التي تحوي على تجاويف وتقعرات وفقاعات وتعتمـد تمكن هذ

هذه الطريقة في مبدأ عملها على إعادة تلدين الصفائح المعتبرة كمنتجات نصف مصنعة وذلك عـن طريـق

ب الهـواء بينهـا تسخينها ومن ثم إما كبسها على ذكر قالب أو عن طريق األنثى وبالعكس أو عن طريق سح

الشكل. من القالب وتشذب بالشكل النهائي وبين أنثى القالب أو ذكره ومن ثم تبرد في وضعها النهائي ثم تخرج

:يوضح ذلك) 10-3(

- ٢٨ -

.ة إنتاج القطع البالستيكية المسطحطرق :)3-10 (الشكل

:Casting) ( السكب5-3-3القطع البالستيكية البسيطة لكنها قليلة التطبيق بسبب تعقيد القطع البالستيكية بشكل إنتاج تمكن هذه الطريقة من

وتعتمد في مبدأ عملها على تلدين المادة البالستيكية بالحرارة ومن ثم سكبها في القوالب وتبـرد وتأخـذ .عام

.شكل القالب الذي سكبت فيه ومن ثم تخرج منه مشكلة

:بالمواد البالستيكية المقساة حراريا ةالخاصالتصنيع طرق4-3

تمكن هذه الطريقة من إنتاج القطع البالستيكية المعقدة : Injection Molding)( القولبة بالحقن 1-4-3

ذات األبعاد الدقيقة وتعتمد هذه الطريقة في مبدأ عملها على نفس مراحل حقن المواد البالستيكية اللدنة حراريا

للمرة األولى عن طريق الحرارة والحركة ومن ثم حقنها في فـراغ القالـب ) TS( الستيكية الب المادةأي تلدن

. متخذة شكل القالب الموضوعة فيهتحت ضغط معين ثم بالتبريد تتصلب هذه المادة معا

سميت هذه الطريقة بالحقن ألنها تعتمد على الحقن في فراغ القالب لكن يجب االنتباه بأنه ال يمكن بأي حـال

التجهيزات في هذه الطريقة تتألف من ، ن للمواد األولية اللدنة حراريا من األحوال استخدام تجهيزات تقنية الحق

.فراغ يتم حقن المواد األولية فيهقالب له

المادة األولية يمكن أن تكون مادة واحدة أو مادتين أو مادة واحدة مع محفز للتفاعل ومن الـضروري ضـبط

).المبدأإلى هنا الطريقتان متشابهتان تقريبا من حيث ( .قة للحصول على النتائج المطلوبةدالنسب الداخلة ب

لكن بعد حقن المادة األولية في فجوة القالب يتم إجراء عملية تسخين وهنا يكمن االخـتالف الجـوهري بـين

لشرط األساسي لحـدوث ين هو االطريقتين بالنسبة للمواد اللدنة حراريا والمواد المقساة حراريا حيث أن التسخ

.عملية التصلب

- ٢٩ -

بريد بدارة التسخين الشكل العام لقالب الحقن مشابه للشكل العام لقالب القولبة بالحقن إال أننا نستبدل دارة الت

: يوضح ذلك )3-11 (لالشك .لحدوث التصلب

.القولبة بالحقن قالب :)3-11 (الشكل

ميزات هذه الطريقة هو إمكانية وضع شكل أولي أو شكل داعم للقطعة فمثال يمكن استخدام األليـاف من أهم

. وإمالء الفراغات ومن ثم التسخينالمعدنية ضمن فراغ القالب ثم يتم الحقن

):Reactive Injection Molding( التفاعلي القولبة بالحقن 2-4-3ن أوليتين مع بعضهما البعض ولكن يتم حقن المواد كال علـى حـدة أساس هذه الطريقة يعتمد على دمج مادتي

ويـتم ويمكن دعم المادة بشبكة من األلياف قبل القيام بعملية الحقـن .يث يحدث التفاعل ضمن فراغ القالب بح

يوضـح )3-12 (الشكل. ضبط دخول المواد استخدام المواد األولية بشكل سائل وقد تستخدم صمامات للقيام ب

:ذلك

. القولبة بالحقن التفاعلي:)3-12 (الشكل

- ٣٠ -

:)Transfer Molding( القولبة بالتحويل3-4-3ذه الطريقة من ثالث في هذه التقنية يتم تحويل المادة من حجرة صغيرة إلى فراغ القالب ويتكون القالب في ه

نتوء يشبه فراغ اسطواني ولها وي الجزءان األساسيان يشكالن فراغ القالب والجزء العلوي يح : أجزاء رئيسية

المكبس عند تقريب الجزأين من بعضهما البعض يتم حقن المادة في فراغ القالب ثم يتم التسخين وتصلب الماد

: يوضح ذلك)3-13 (الشكل .ويتم تسخين أولي للمادة في الفراغ العلوي

القولبة بالتحويل:)3-13 (الشكل

:)Pressure Molding( القولبة بالضغط4-4-3سـفلي ( لف اآللية من مكبس مؤلف مـن جـزأين تعتبر أبسط الطرق التي تستخدم للمواد المقساة حراريا وتتأ

. المادة شكل القالبالجزء السفلي ثابت بينما العلوي يتم ضغطه حتى تأخذ .يشكالن القطعة النهائية) وعلوي

لقطعـة تستخدم هذه الطريقة إال مع األشكال البسيطة نسبيا والتسخين يتم بعد أخـذ ا المادة األولية عجينية وال

قـة دعلى وضع كمية من المادة الموزونة ب وتعتمد هذه الطريقة في مبدأ عملها . لشكل القالب إلحداث التصلب

الضغط ة عن عملية والالزمة في القالب ثم تضغط لتأخذ شكل القالب عن طريق تلدينها نتيجة الحرارة المنتشر

أو من مصدر خارجي وتتصلب القطعة حسب الشكل الذي أجبرت عليه ومن ثم تبرد ويفتح القالب ويتم لفـظ

:يوضح ذلك )3-14 (الشكل .المنتج

القولبة بالضغط:)3-14 (الشكل

- ٣١ -

الفصل الرابع

وطرق تصنيعها وتطبيقاتهابعض أنواع المواد البالستيكية القابلة للتلبيس

:ونذكر منها تلبيسها بالمعادنهناك العديد من المواد البالستيكية التي يمكن

Acrylonitrile Butadiene Styrene( ):( ABS (ونتريل بوتادين ستيرينيلاألكر1-4

رين واألكرونتريـل هو أحد المواد البالستيكية المنتمية إلى عائلة الستيرين حيث يتألف من مونوميران الـستي

مجموعة مختلفة ) 15( ومطاط البوتادين وهو يشكل كوبوليمير يتضمن هذا الكوبوليمير عائلة تتألف من حوالي

.أو أكثر من المركبات الهندسية المشكلة أساسا من ثالث مونوميرات هي األكرونتريل والبوتادين والستيرين

بينها تؤدي للحصول على عدد من المجموعات التي لهـا وهذه المونوميرات يمكن دمجها بنسب موزعة فيما

فـإن .خصائص مختلفة لتغطي حاجات عدد من التطبيقات اعتبارا من الهواتف المنزلية إلى أعمـدة الخيـام

األكرونتريل يعطي هذا الكوبوليمير مقاومة حرارية كما يعطيه البوتادين المقاومة للصدمات ونوعا من حفـظ

.مير الستيرين فهو يقدم له النعومة واللمعان وسهولة التصنيع والصالبةالحرارة أما مونو

تتضمن األصناف ذات االستعمال العام كما تتضمن األصناف الممزوجة بإضافات لتحـسين ) ABS( وعائلة

بعض شروطها مثل تحمل الحرارة العالية وزيادة الشفافية وموانع سريان اللهب وإمكانية معاملتها بـأحواض

س المعادن بالكهرباء وخاصة بسبب مظهرها الالمع وأخيرا تم التوصل إلى أصناف رغويـة مـن هـذا تلبي

.الكوبوليمير

: الكيميائية والخصائص النواحي1-1-4أو حبيبات غيـر مـصبوغة يتـرك .التجاري بشكل حبيبات تلوين مركزة هذا الكوبوليمير لالستهالك يكون

ـ .اجةينها وصباغها للمصانع حسب الح تلو ـأو بشكل مسحوق يمكن مزجه مع مبلمـرات أخـرى مثـل ال

)PVC.(

وهو عبارة عن ذرات صغيرة من المطاط يغلفها كوبوليمير الستيرين أكرونتريل والذي يجري مزجـه فـي

أو أكرونتريـل ) ABS( خالط من معلقات أو مستحلبات منه ليعطي كوبوليميرا ثالثيا بصورة مستمرة هـو

:كثيرا استنادا لألمور التالية) ABS( تختلف كوبوليميرات. بوتادين ستيرين

.تبدل تركيب النسب في المونوميرات .١

.تبدل التشابك غير البلوري .٢

.استعمال مونومير رابع مثل الفاميتيل ستيرين .٣

.أو البولي كربونات) PVC( ـالمزج أو توحيده مع مبلمرات أخرى مثل ال .٤

تسخين وهو من اللدائن الملدنة حراريا وحرارته وتحمله يبينها الجـدول وهذا الكوبوليمير هو لزج مطاطي بال

) PVC( ـوحده أو مخلوطا مع البولي كربونات وال )ABS( التالي من حيث الحد األعلى واألدنى بالنسبة ل

).الفاميتيل ستيرين( أو مانعات سريان اللهب ودرجة احتوائه على مركب

- ٣٢ -

): ABS( كوبوليميرع ومركبات الحدية ألنواالخصائص 2-1-4 الحد األدنى الحد األعلى الخصائص

2.3 8 ٢كغ ث سم /70ضغط .م)23( مقاومة اإلذعان للشد بحرارة

120 380 ٢كغ ث سم /٧٠ضغط . م)23(معامل التمدد بدرجة حرارة

3.8 13 ٢كغ ث سم /70ضغط . م)٢٣(مقاومة االنثناء بدرجة حرارة

130 400 ٢كغ ث سم /70ضغط . م)23 (جة حرارةمعامل االنثناء بدر

- 117 )لبمقياس رو كوي (Rالصالبة

65 - )بمقياس شور (Dالصالبة

0.97 1.22 الوزن النوعي

2.3 13 انش/ليبرة-اختبار ايزود للصدمات قدم

145 230 انش مربع/باوند 264 درجة االنحناء بالتسخين بدون تثبيت بضغط

أنـه ال عوالواق، صاحب المصنع أن يدرس جميع الخصائص الواردة والممكن الحصول عليها ولهذا فإن على

فمثال حين يتطلب األمـر مقاومـة عاليـة .يمكن الحصول على جميع هذه الخصائص المطلوبة دفعة واحدة

) ABS( كما أن استعمال أي نوع مـن كوبـوليمير .لإلذعان للشد يكون ذلك على حساب مقاومة الصدمات

يجب أن يتطابق مع حاجات السلعة المرغوبة وكذلك أن يتضمن األمر حساب التقلص والتقادم ، جرى اختياره

.ة الالزمة لمثل هذا االختيارالكيميائيوالمقاومة

الدائم للجو الخارجي وأشعة الشمس يمكن أن يؤدي إلى تغيير في مظهر الـسلع ) ABS( وتعرض كوبوليمير

لخصائص الميكانيكية ولذلك يجب استعمال الكوبوليميرات الهندسـية الممزوجـة المصنوعة منه وكذلك في ا

.خاصة لمثل هذه الظروف وإلبقاء ثبات ألوانها

وهو كبقية اللدائن الملدنـة يـصاب بالتـصدع أو ) %1-1.5( هو حوالي ) ABS( إن معدل تقلص كوبوليمير

الفيزيائي في السلع المـصنعة مـن اللـدائن وهو نوع من التبدل ) creep( التشويه الناتج عن ظاهرة الزحف

.مثال) ABS( كما هو الحال في رفوف الكتب المصنوعة من لدائن، حمولةويزداد هذا التأثير بوجود

):ABS( كوبوليميرات أنواع3-1-4يعرض عادة تجاريا عدة أنواع من كوبوليميرات أكرونتريل بوتادين ستيرين لتغطيـة جميـع أنـواع الـسلع

نعة منه وحسب احتياجاتها الفيزيائية كسلع نصف مصنعة أو مصنعة منتهية وفيما يلـي أهـم األنـواع المص

:المعروضة

وهذا النوع ينقسم إلى صنفين : المعدني بالكهرباء التلبيسالنوع المخصص بعد القولبة لعمليات الغلفنة أو •

دورة حراريـة سـريعة لإلنتـاج األول منهما هو النوع العادي المخصص لالستعماالت العامة وهو ذو

وينـتج مـن ، وحيث ال تكون قضية الحرارة موضوعا أساسيا بالنسبة لعمليات اإلنتاج أو القطعة المقولبة

يوضـح اسـتخدام )4-1 (الشكل .وغير ذلك) دوش( هذا النوع مثال رفوف مزينة وقطع لمرشات الحمام

)ABS( في مرشات الحمام )الدوش.(

- ٣٣ -

) الحمامبشكل خاص مرشات( )ABS( قطع مختلفة من:)4-1 (الشكل

، المعدني الكهربائيالتلبيسأما الصنف الثاني فهو يتمتع بمواصفات خاصة إضافية عالية تنعكس على عمليات

أما تطبيقاتـه . في الواقع يتضمن شروطا حرارية أقسى ومستلزمات ذات مواصفات خاصة تحدده أكثر ووه

تشمل قطع السيارات والشبكات التزيينية وإطارات األضواء وعليهـا قطـع تزيينيـة فإن السلع المنتجة منه

).4-2 (كما يوضح الشكل .للمصابيح المنزلية

)ABS( من قطع للسيارات تتكون :)4-2 (الشكل

م وتطبيقـات ) ١١٠( ويعرض منه حاليا مواد تتحمل حرارة لبدء االنثناء تعادل :للحرارةالنوع المتحمل •

.)4-3 (كما يوضح الشكل .هذا النوع تدخل أيضا في عداد اآلليات واألجهزة الكهربائية الصغيرة

- ٣٤ -

في أجهزة الهاتف المحمول )ABS( استخدام:)4-3 (الشكل

ى وهذا النوع يتضمن مواد إضافية هالوجينية وخالئط أخر :النوع المتضمن المواد المانعة لسريان اللهب •

ويـصنع مـن هـذا النـوع ) PVC(نفسه باإلضافة إلى مبلمر ال ) ABS( متعددة النسب من كوبوليمير

مستلزمات خاصة للمخابر ولوازم منزلية وعلب لمحركات األجهـزة الكهربائيـة الـصغيرة المنزليـة

.والصناعية وعلب للقواطع الكهربائية المنزلية وصناديق للتلفزيونات

وأساسه من الكوبوليمير المخصص لالستعماالت العامة المـضاف إليهـا :رغاءالنوع الممزوج بمواد اإل •

المواد المانعة لسريان اللهب مع مواد اإلرغاء التي تتبخر عادة عند تسخين اللـدائن وصـهرها لتـشكل

ضمن كتلتها حجيرات دقيقة مسامية تجعل الوزن النوعي للمقولبات أخف وعادة تكون مـواد اإلرغـاء

. لحبيبات المحضرة للتشغيل أو يجري خلطها مباشرة قبل التصنيعضمن مزيج ا

كما أن المقولبـات ، ن ولذلك يمكن صنع سلع بحجم أكبر والسلع الناتجة من هذا الكوبوليمير تكون خفيفة الوز

ويمكن إبقاء السطح الخارجي للسلع كما هـو حـسب ، الناتجة تتمتع بمواصفات جيدة للمقاومة مع خفة الوزن

اإلرغاء التي تتمركز في لب السلعة أو أن يعاد إكسائها عن طريق الحقن بنفس المواد أو بمواد أخـرى درجة

تنسجم مع الكوبوليمير والتطبيقات الصناعية لهذا النوع متعددة كأثاث المكتبات وغالف بعـض التجهيـزات

.اآللية وفي عمليات البناء أيضا

من النور وهـو ) ٨٠%( ان وبأنه يستطيع إمرار حوالي ية واللمع ويمتاز هذا النوع بالشفاف :النوع الشفاف •

.يستعمل في أجهزة التبريد واألطباق وبعض اللوازم الجراحية وقطع المضخات الفنية الصغيرة الخاصة

نحصل على مجال واسـع مـن المـواد النوعيـة )ABS(باختالف نسبة األكرونتريل والبوتادين في مادة ال

:كما سيوضح الجدول التاليوالمواصفات المختلفة

- ٣٥ -

أنواع مادة ABS

رمز

التصنيف

قساوة

رو

لكوي

عند

الدرجة 22.7 HR

المقاومة

الصدمية

بواسطة

القذف عند

الدرجة 22.7

KG.M

عامل االنعطاف عند

22.7الدرجة Kgc/Cm2*10

درجة حرارة

االنحراف بتأثير

18.56حمل Kgc/Cm2*c

مقاومة

ايزود

للصدم

عند

حرارة 22.7 J/M

مقاومة

ايزود

للصدم

عند

حرارة

م 414 J/M

مقاومة الشد

عند الدرجة 22.7

Kgc/Cm2

-T 103 2.213 النظامي2.489

2.2 99 346 101 415

ــالي عــ

المقاومــة

الصدمية

GS 102 2.213-3.043

2.25 101 373 107 422

=== H 88 3.872-4.149

1.76 99 388 122 323

=== L 89 === = = 399 139 345

-CG 81 2.489 اللماع3.043

1.69 104 425 96 302

ــي ذاتــ

اإلطفاء

KA 103 0.692-0.963

2.39 ------- 665 95 422

== KJ 96 4.149-4.426

2.18 96 112 27 401

ــالي عــ

المقاومــة

الحرارية

X-17 111 ------ 2.74 115 107 37 499

=== X-27 111 ----- 2.81 108 117 37 520

-EP 102 1.936 الصفائحي2.214

2.32 100 266 74.5 415

=== EPA 110 ------ 2.24 129 112 48 464

ــط متوسـ

المقاومــة

الصدمية

AH 110 1.106-1.383

2.67 104 229 59 499

=== DH 111 0.829-1.106

2.24 104 181 53 527

ــاص الخـ

للتـــشكيل

على البارد

MS 103 2.489-2.766

2.32 103 239 80 436

-CIT 100 2.213 النقي2.498

2.2 139 282 32 394

- ٣٦ -

:)ABS( كوبوليمير تصنيع4-1-4يمكن تصنيع هذا الكوبوليمير بجميع آالت تصنيع اللدائن الملدنة مثل مكابس الحقـن الهيدروليكيـة المجهـز

كون مكابس حقن عادية من النوع المجهز بلولب حاقن أو أن ت ، بعضها لالستعماالت الخاصة لهذا الكوبوليمير

م أما بالنـسبة ) 220-275( وحرارة التشغيل في الفرن األسطواني للحقن هي ما بين ، بحركة عكسية متناوبة

عادة أما ضغط ) 20/1( القطر هو /وعامل نسبة طول اللولب ) %3-٢%( للولب الحاقن فنسبة ضغطه تعادل

وهو عادة يكفي في آالت الحقن ذات اإلغالق الهيدروليكي أما ٢سم/كغ ث )700-1400( الحقن فيتراوح بين

.٢سم/كغ ث )210(قوة اإلغالق النهائي فتعادل

ويتطلب من القوالب أن تكون من النوع الممزوج بالكروم المقاوم للصدأ كما تطلى تجاويف المقولبـات فـي

ال يعلق في ) ABS( ولما كان كوبوليمير .من النعومة داخله بالكروم القاسي أيضا للحصول على أكبر مقدار

) 0.5( القوالب فيكفي النتزاع السلعة وتحريرها من القالب أن تكون أطراف التجاويف ذات ميل زاوي يعادل

يحاط كل تجويف بخطوط ، درجة على األكثر وإلبعاد أي انحباس غازي أو لفقاعات الهواء في تجويف القالب

اإلغالق والحقن لتجنب مثل هذا التجمع واالنحباس الذي يؤدي إلى وجود جيوب غازيـة لتسريب الهواء عند

.أو هوائية في المقولب وقد تسبب هذه الجيوب باحتراق اللدائن المحقونة في القالب من جهة هذه الجيوب

الحبيبـات ويصنع مزيج الكوبوليمير مع عوامل اإلرغاء على آالت الحقن ذات اللولب التي قد يستخدم فيهـا

المتضمنة لعامل اإلرغاء أو أن يكون اإلرغاء فيزيائيا بواسطة الغازات حيث يدخل غاز النتروجين المضغوط

.من فتحة معينة في فرن الصهر األسطواني حيث يقوم بدوره في عملية اإلرغاء

وتـستعمل .ان التشكيل فيمكن تشكيل الصفائح واألنابيب وقضب ، أما بالنسبة لعمليات التشكيل على آالت البثق

آالت البثق الوحيدة أو الثنائية اللولب على السواء والصفائح الناتجة المعتبرة سلعا نـصف مـصنوعة يمكـن

ويمكن صنع الصفائح بطريقة السكب وتصفيحها بعد إمرارها على .إكمال تصنيعها بالقولبة بالتشكيل الحراري

.األسطوانات المبردة

حسب الحاجة للحـصول )24/1-30/1-20/1( القطر تعادل في هذه اآلالت هي / بونسبة معادل طول اللول

أما حرارة االنصهار فـي الفـرن )2/1-5/2( على عجائن متجانسة ونسبة الضغط في آالت البثق هذه تكون

.م)190-230 (األسطواني فتتراوح بين

لـذلك يجـب ، ي الهواء المحـيط هو ممتص قليال للرطوبة وجاذب لألتربة الموجودة ف ) ABS( وكوبوليمير

ساعات ويستحسن أن يكون بواسـطة الهـواء ) 2-4 (م خالل )60( تجفيف المواد قبل التصنيع بدرجة حرارة

مـن المـواد ) %20( ويمكن مـزج نـسبة ، ولكن أجهزة التجفيف مع سحب الرطوبة تفضل أكثر ، الساخن

.المطحونة مع المواد الخامية األولية

كمـا ، بواسطة المذيبات أو األجهزة ما فوق الصوتية أو االلتصاق بالتسخين )ABS(ويمكن إلصاق أجزاء ال

ويمكن دهن المنتجات أو طالئها على أن يكون ذلك حسب تعليمات صانعي .يمكن ثقبها بآالت الثقب ولولبتها

الت التـي المواد األولية من حيث مواد التلوين أو الطالء الخارجي كما يمكن تشغيل المنتجـات بواسـطة اآل

وهناك معـدات خاصـة .تعامل المعادن غير الحديدية أو اآلالت التي تصنع عليه الخشب أو الصفائح المعنية

كبيرة للتعامل مع هذه األنواع من منتجات اللدائن ويكتفي في أغلب األحيان التبريـد بالمـاء تتعمل بسرعا

.خالل التشغيل

- ٣٧ -

:واالستعماالت التطبيقات5-1-4

تستهلكه صناعة األنابيب وتوصيالتها لمياه التصريف والمجاري ) ABS( وق الواسع الوحيد لكوبوليمير إن الس

أما االستعمال في السيارات ومتعلقاتهـا فقـد بلـغ ، من اإلنتاج العالمي )%30 (وقد بلغ استهالك هذا النوع

لمنزليـة واآلالت الحاسـبة فقـد أما أجهزة التلفزيون واألجهزة الكهربائية ا ، من مجمل هذا اإلنتاج ) 15%(

وهنالك استعماالت وتطبيقات أخرى تصنع من هذا الكوبوليمير مثل حقائـب ، منه) %25( استهلكت أكثر من

السفر وأدوات الرياضة وأدوات األمن الصناعي خاصة قبعات الرأس للحماية وقبعـات راكبـي الـدراجات

فإن أغلب استعمالها للرفوف الخاصة بالكتب وأجهزة ) ABS( أما الكوبوليميرات الرغوية من ، ولوازم للخيام

: توضح بعض التطبيقات)4-4 (ومجموعة األشكال .المكاتب وعمليات البناء

)ABS( للكوبوليميرتطبيقاتال بعض :)4-4 (الشكل

:)PTFE( تترافلوريورو ايتيلين بولي2-4

: والخصائص العامة الصيغة1-2-4الوصول إلى المونومير هي مفصلة هو مبلمر تحولت جميع ذرات الهيدروجين فيه واستبدلت بالفلور وطريقة

: كما يلي

CHCl3 + 2HF CHClF2 + 2HCl ) آلوروفورم ( ) انهدريد الفلور( ) دي فلويور وآلور ميتان) (حمض آلور الماء(

)تكسير حراري( 2CHClF2 C2H4 + 2HCl

)C°600-800) ( ايتيلينومونومير تترافلويور (

وهو يتألف بشكل أولـي مـن ).C°76-( غليانه هي درجةير الناتج عبارة عن غاز غير سام وهذا المونوم

وتجري البلمرة تحت الضغط وفي محمي موصد من الفـوالذ غيـر ضمنه) -CF2-CF2 –( تكرار للجزيئي

.وهذا التفاعل هو حيوي وينتج حرارة، أو من بيرسلفاتدالقابل للصدأ وبوجود حفاز من بير أو كسي

- ٣٨ -

) 2.1-2.3( وكثافته تعـادل )C°327( هو عالي التبلور ونقطة انصهاره الكريستالي تعادل )PTFE( لمرومب

ة كما أنه ال يـذوب فـي الكيميائيوهو مقاوم للعوامل الخارجية وللتأثيرات . حسب نوعيته وذلك ٢سم/غرام

.المذيبات جميعها إال بعض المذيبات الساخنة الفلورية

أما عامل الفقدان فهو معتدل وثابت في المدى الحراري الواسـع لهـذا ) 2.1( كهربائية هو إن ثابت العازلية ال

.كما أنه ثابت مهما كانت قيمة التردد الكهربائي، المبلمر

مقاومته للشد عالية وكذلك مقاومته لتصدع الزحف هما معتدلتان كذلكو، لمر للصدمات عالية ومقاومة هذا المب

.لهندسية األخرىارنة مع اللدائن ابالمق

وهو نسبيا ، وذلك لتحسين خصائصه الميكانيكية مثل الخيوط الزجاجية المواد المالئة إلى هذا المبلمر وتضاف

من اللدائن الطرية وملمسه صلصالي شمعي ومقاومته لالحتكاك أقل من باقي أنواع اللدائن األخرى وال يتحمل

.)C°260( حرارية تظهر بوضوح اعتبارا من حرارةوخواصه ال، الحتراق في اللهب بالهواء الطلقا

: التجارية األشكال2-2-4د اإلضـافة يعرض هذا المبلمر تجاريا بأشكال متعددة منها مساحيق ناعمة أو خشنة وذلك حسب أنواع مـوا

يل بـالبثق وأنواع المساحيق منه تصلح للقولبة أو التشك، وعلى أساس مواد قابلة للتشتت بالماء ، والمواد المالئة

.ولو أن هذه اللدائن مخصصة أساسا لعمليات القولبة

وقد يكون المبلمر ممزوجا بمواد مالئة مثل خيوط الزجاج أو دقيق هذه الخيوط أو مسحوق البرونز أو الفحـم

.أما المشتتات المهيأة منه فهي تستعمل للغمس وخاصة لألصناف المسامية منها، أو الغرافيت

: التصنيع3-2-4إن عمليات القولبة تتم عادة بطريقة الكبس كما أن عملية اإلكساء تتم بطريقة غمـس القطـع المـسخنة فـي

فلما كان المبلمر ذا لزوجة عالية فإن اآلالت المستخدمة فـي ، أما بالنسبة للتشكيل بالبثق .خلخلالمسحوق الم

. تصنيعه هي آالت خاصة

لبولي تترافلوريورو ايتيلين بتغير درجات الحرارة وهي موضحة وتجدر المالحظة حول تحوالت أبعاد مبلمر ا

:كما يلي

في حرارة

في حرارة

في حرارة

م )20(

م )327(

م )500-450(

)%1(يزداد الحجم بمقدار

ويصبح القوام غير متبلور) %25(يزداد الحجم بمقدار

حيث تعطي جزئيا بعض المونـومير ) PTFE(تتحلل لدائن

.ت فلورية أخرىالغازي ومركبا

وال ، ما هو مقصود تماما بهذا المعنى والواقع أنه ال يوجد انصهار حر ومتدرج كما هو معروف في اللدائن وك

ألن كيفية التصنيع بصورة عامة تقرب هذا النوع ، أو المقساة يمكن أن يقال إن هذا النوع شبيه باللدائن الملدنة

م يتم انصهاره )327(وفي حرارة ، المسحوقة أو السيراميك المضغوط من اللدائن من عمليات تصنيع المعادن

إذ يبقى بشكل غروي سائل عالي الكثافة حيث يوضع المصهور ، ون أن يذوب تماما ويصبح سياال وينسكب بد

وتكون القولبة بـالكبس ، تشغيله في آالت البثق العادية لذلك ال يمكن ، لضغط الالزم في المكابس تحت تأثير ا

ب مبدئي ويجـري ضـغطه هل حاالت التنفيذ للتطبيق الصناعي وهو يجري بوضع مسحوق اللدائن في قال أس

ـ ٢سم/كغ ث ) 140-700( ثم يوضع في فرن للصهر تحت ضغط ، على البارد -380( ادل ويحاط بحرارة تع

- ٣٩ -

لطريقـة م وهـذه ا )250( ويحرر حين تصبح حرارته معادلة ل م )15( م ثم يبرد القالب إلى حرارة )360

. السماكة في أجزاء القطعة نفسهاتستعمل عادة لقولبة األشكال أو السلع المتفاوتة

وهـذه ، لنفتـالين ميكرونا تمزج بالمـاء أو ا ) 20( أما عجينة المبلمر نفسها فتتألف من ذرات مسحوق تعادل

.العجينة يمكن تشكيلها على آلة البثق البطيئة ذات التغذية التدريجية

:طبيقات الت4-2-4أو خيوط الزجـاج وكبـسها ) اسبستوس( األميانت منسوجات سهو غم ) PTFE( إن أهم التطبيقات لمشتتات

كما تحضر من هذه المـشتتات أفـالم وشـرائط . تحملة للحرارة ومقاومة كيميائيا لصنع فواصل مضغوطة م

. اء مزجت بمواد مالئـة أم ال بطريقة السكب والتصفيح وكذلك يمكن إكساء األسالك منها للعزل الكهربائي سو

أما المواد المزوجة من المشتتات باإلضافات المالئة فيصنع منها عجائن محضرة يجري مزجها بمواد مزلقـة

ثـم تـشد بحـدود م )325(رة تبلغ وتحضر بشكل أفالم وشرائط بعد إمرارها على اسطوانات للتصفيح بحرا

.على القوى الميكانيكية الالزمةوتغمس مباشرة في حوض ماء بارد حتى نحصل ) 60%(

سـالك المعرضـة ة وعزل األ الكيميائيومن أهم التطبيقات األخرى هي تبطين األجهزة والتجهيزات لألدوات

وتبطـين ، هربائية وشرائط ومواد أكساء غيـر الصـقة لالستعماالت الك توكذلك مقو لبا ، للحرارة الشديدة

ويستعمل في أسـالك الكيميائيضخات وأوعية التفاعل الحراري األنابيب وتوصيالتها وكذلك الصمامات والم

كما يـستعمل كفواصـل ربـط متحملـة ، المحركات ذات األسالك الرصاصيةالطائرات واألجهزة الحاسبة و

ويستفاد من خاصته بعدم االلتصاق في األدوات المنزلية المطبخيـة وأجهـزة ، ةالكيميائيللحرارة وللتأثيرات

).PTFE(أحد تطبيقات ال )4-5(يوضح الشكل و .تحضير األغذية

)PFTE( بعض تطبيقات:)4-5 (الشكل

- ٤٠ -

الخامسالفصل

تلبيس المواد البالستيكية بالمعادن

:نظرة تاريخية 1-5يعتبر تلبيس المواد الغير ناقلة كهربائيا بالمعادن معروفا منذ القدم، أشهرها كان تلبيس رؤوس الرماح الخشبية

بطبقة رقيقة من النحاس والمعروضة في المتاحف في بغداد والقاهرة ولكنه من غير المعروف حتى وقتنا

.الراهن بأي طريقة تمت عملية التلبيس هذه

وعاء من الفخار يحوي في مركزه على أسطوانة نحاسية وفي König.W وجد عالم اآلثار 1936العام في

لكن تنقصنا دائما المعلومات . من الحديد، المسافة بين المعدنين تم تثبيتها بقطعة من اإلسفلتالوسط مسمار

التلبيس هذا يخدم نفس الغايات التي التي تشرح كيفية جعل هذه الطبقة السطحية ناقلة كهربائيا وإذا كان هدف

.تستخدم في يومنا هذا

إذا جمع المرء هذا التصميم فيستطيع عندها وباستخدام الخل أو حمض الليمون أن يولد تيارا كهربائيا وهذا

وكان عندها أول 1800الذي يدعى بالخلية الغلفانية وتعمل تماما حسب التصميم الذي طوره العالم فولت عام

.صميم متطورت

Justusvon إلى تلبيس الزجاج بالفضة حيث طلى العالم الكيميائي الشهير 1835صدفة أخرى قادت في العام

Liebigهذا . وذلك عندما كان يجري تفاعال كيميائيا وبشكل غير مقصود الجدار الداخلي ألنبوب االختبار

.ى صناعة المرايااالكتشاف وما أتبعه من تطور صناعي الحق قادا أخيرا إل

يرسب معدن الفضة على سطح الزجاج المستوي والذي يعتبر غير ناقل للكهرباء وذلك من خالل المحلول

.كذلك يلبس البورسالن بالفضة بنفس هذا المبدأ) مثل سكر العنب(المائي لنترات الفضة وبمساعدة مادة مرجعة

لعقود الثالثة األولى من القرن الماضي، وكذلك تم نشرت أبحاث عديدة حول غلفنة المواد البالستيكية في ا

.تسجيل عدة براءات اختراع حول هذا الموضوع

.بشكل مفصل وشامل تم توصيف عملية تلبيس المواد البالستيكية التي كانت معروفة حينها 1938في العام

على فيلم آخر موجود على بنفس الوقت تم نشر براءة اختراع توضح كيفية ترسيب فيلم معدني الكتروكيميائيا

.المادة البالستيكية وذلك بهدف تدعيمه

تم نشر ملخص عمل يشرح فيه المعالجة الميكانيكية والحرارية وشدة االلتصاق لطبقة 1992أيضا في العام

معدنية مرسبة على الطبقة السطحية لمادة بالستيكية وذلك من خالل الترسيب الكيميائي الذي كان األكثر

.ارا حينهاانتش

والذي أعطى امكانية التخريش الكيميائي وذلك بمساعدة حمض الكبريت والكروم، ABS لبدءا من اكتشاف ا

.هذا الذي مكن من الحصول على التصاق جيد للطبقة المعدنية على البالستيك

.عادنمن هذه البدايات تم تطوير التقنيات التي تستخدم في يومنا هذا لتلبيس البالستيك بالم كذلك كيماويات المعادن التي مكنت من الحصول على طبقات ميكرونيـة و، )ABS( إن تقدم استعمال لدائن

جعل باإلمكان الحصول على مقولبات من اللدائن من الممكن توضع المعادن على أسطحها مـع تماسـك منها

لفيزيائية السيئة المقترنة باسـتعمال هذه المعادن وتالصقها باللدائن بشكل كاف وأدى ذلك إلى مقاومة النتائج ا

.اللدائن كما هي دون طالء معدني

- ٤١ -

من القطع المصنوعة من اللدائن المستعملة في صناعة السيارات من نـوع مـن ) %90( وأصبح اآلن حوالي

أنـواع تلبيسإضافة إلى إمكانية ، بالمعدن تلبيسه بالمعادن يستخدم بعد للتلبيسالخاصة القابلة ) ABS( لدائن

البولي فينيلين أوكـسيد مـع لـدائن ( أخرى من اللدائن تشمل البولي سلفون المقوى أو غير المقوى ومركبات

المقـوى 6/وبعض أنواع لدائن البولي بروبيلين المقواة وكذلك الفورم الدهيد والبولي آميد ) ABSأخرى مثل

ولكـن الـسعر والناحيـة . ونات وغيرها ومثل هذا التوسع جعل باإلمكان شموله للدائن الفينولية والبولي كرب

إضافة للنـواحي التلبيسالتجارية هي التي تحدد دوما إمكانية استعمال هذا النوع من اللدائن أو غيره لغايات

.الفنية األخرى المتعلقة بغايات االستخدام

الشخـصية اللوازم في السيارات أو لبعض كبديل لبعض القطع المعدنية دورا مهما )ABS( لقد احتلت لدائن

ومنذ أن أصبح باإلمكان صبغ أو تلوين اللدائن باستخدام االخضاب أو الـصبغات بـدأ ، أو للسباكة وغير ذلك

وحين توصل التقدم التقني إلى إمكان طالئها بالمعادن أصبح تصنيع واستخدام الحاجات مـن ، مثل هذا التغير

وإمكانية توفير أعداد ال حصر لهـا منهـا بـسرعة أكبـر اللدائن وفيرا بالنظر إلى سهولة التكيف باألشكال

وبكميات أضخم وبكلفة إنتاج أقل وبدأت تدخل تدريجيا لتحتل مكان القطع المعدنية المماثلـة ألشـكالها مـع

.احتفاظها بمقاومة معقولة

للنحاس ثم النيكـل الكهربائي النهائي بمعدني الكروم أو النيكل ما هو إال توضعات متتابعة التلبيسوالواقع أن

وهو عمل ذو تكلفة سواء كان ذلك على معدن أو على اللدائن المختلفـة ، ثم الكروم أو للنحاس ثم النيكل فقط

المعدني الكهربائي األخير من أنواع من النيكـل أو النحـاس تلبيس وهذا ال يمنع استعمال أنواع أخرى من ال

في حين أن النحاس أو خالئـط النحـاس ، لبعض أنواع التزيينات بالنسبة......المؤكسد أو الكروم األسود الخ

. والقصدير تستعمل في بعض القطع الكهربائية أو اإللكترونية

الكهربائي مواد حاجبة لهذا الطالء وتوضعه على بعض المناطق مـن قطـع التلبيسوقد تستعمل في عمليات

حاالت تستعمل عند الحاجة لـربط قطـع اللـدائن أو ومثل هذه ال ، المناطق المكشوفة فقط لبسحيث ت ، اللدائن

وكـذلك ، المناطق غير المطلية ببعضها بواسطة طرق االلتحام المعروفة كالترددات فوق الصوتية أو غيرهـا

المعدني عن األقسام الداخلية غير المتوجب طالؤها وخاصة في حال الرغبة بإبقائهـا منـاطق التلبيسإلبعاد

. االستعماالتعازلة للكهرباء في بعض

: بيس المواد البالستيكية بالمعادن من تل الهدف2-5نتيجة للتقدم العلمي وظهور المواد البالستيكية بكثرة وسهولة الحصول عليها وكذلك استخدامها كل ذلك جعـل

ناء عنهـا األنظار تتجه إلى إمكانية استخدام المواد البالستيكية كبديل لبعض القطع المعدنية التي يمكن االستغ

. المعدني الكهربائي وخاصة في حقل اللدائنالتلبيسبشكل جزئي أو بشكل كلي وخاصة بعد التقدم في

:يهدف تلبيس المواد البالستيكية بالمعادن إلى

. التزيينيةةاالهتمام بالناحية الجمالي •

.التوفير بالوزن باستعمال اللدائن وشمل هذا التوفير كلفة التغليف والشحن •

. قطع غير قابلة للصدأتوفير •

.التخلص من سوء التخزين على القطع المعدنية الجديدة •

- ٤٢ -

ومما ساعد على انتشار هذه التقنية إظهار القطع الجديدة من اللدائن المطلية بالمعدن مقاومة ضد االحتكاك مع

مـن و كلـدائن مـن اعتبارهـا دوزا، ها عن القطع المعدنية الحقيقية احتفاظها بمظهر معدني جذاب ال يفرق

.ة معامل مقاومتها لالنثناء مثالخصائصها الميكانيكية مثل زياد

وال ننسى أن مقولبات اللدائن المنتهية المصنعة في قوالب مصقولة ومطلية ذات مظهر هو في غاية اإلتقـان

ـ وخاصة سطحها الخارجي الظاهر مما ال يحتاج معه إلى أي تعامل ميكانيكي قبل الطلي الكهربائي ل سينه تح

اللدائن الكهربائي بالمعادن يعكس ظاهرة سطح اللدائن الناعم مما تلبيس بالتالي فإن . كما هو الحال في المعادن

.يعطيها مظهرا معدنيا المعا أيضا

: الشروط الواجب توفرها للحصول على تلبيس ناجح 3-5 :بة منهاافة لبعض الشروط المطلوإن مقولبات اللدائن المعدة للغلفنة تكون مهيأة لهذه الغاية إض

وأن ال تكون مسطحة تمامـا ألن ٢سم )6(حة القطع المعرضة للطالء أكثر من يجب أن تكون مسا •

يهـا ولذلك فإن إعطائها تحدبا مسبقا غير محسوس يعط ، هذه الحالة تظهرها كأنها محدبة الغلفنة في

.مظهر القطع المسطحة المستوية

فإنها إذ أنها إضافة لعدم غلفنتها بشكل جيد ، طرافمساحات الضيقة في األ يجب تجنب التجاويف وال •

كما أنها تؤثر على محلول الغلفنة نفسه وتتقبل توضع كميات زائـدة مـن ، ال تحتفظ باللمعان العام

.المعدن مما يزيد في تكاليف الغلفنة

ومثل هذا االنحناء ، يا حادة ية دون انكسارات أو زوا إن جميع الزوايا والنهايات يجب أن تكون منحن •

) 1.5(هايات يجب أن ال يقل وتر قوسه عن الداخلي عوضا عن الزوايا أو االنحناء الخارجي في الن

.مليمترا

ومن األفضل في الغلفنة تجنب الثقوب أو السدات المهيأة للربط لعدم إمكان غلفنتها جيدا حيث يمكن •

.حظات السابقةج المذكورة في المالأن تتعرض لنفس النتائ

االبتعاد عن غلفنة السطوح المزينة أو ذات الحروف البارزة عن السطح ألنها تصبح أكثر بروزا بعد •

.الغلفنة وقد تنطمس معالمها

عل ألن جميع طرق اللحام تؤثر على تفا ، يم ربط قطع اللدائن قبل اللحام يجب أن ال يدخل في التصم •

.اللدائن في جوار مناطق اللحام

في المقولبات أمكنة غير ظاهرة عند االستعمال ويسهل نزعها دون أن تؤثر على مظهر القطعة تهيأ •

. هذه الزوائد خالل عملية الغلفنةوذلك لتعليق القطعة من هذه المكنة أو

تصمم أشكال المقولبات بطريقة تمنع من التوائها حين يتم تعليقها خالل عمليات الغلفنة وخاصة أن •

.م )70( تصل أحيانا إلىحرارة الغلفنة

علمـا أن ، لى أقصى درجة ممكنة من النعومة تنعم سطوح قوالب الغلفنة بمختلف الوسائل للوصول إ •

.هر بوضوح أكبر بعد عملية الغلفنةأقل أثر في السطح يظ

مطبقة تراعى في قولبة اللدائن المتوجبة الغلفنة مقاييس معينة سواء بالنسبة لنوع اللدائن أو الحرارة ال •

.سبة للمواد أو القالببالن

- ٤٣ -

يتوجب استعمال المواد التي تسهل تحرير المقولبات من تجويف القالب مثل السوائل السيليكونية منعا •

يوضح شكل القطع التي يمكن أن ) 6-1( والشكل .إلحداث خدوش ظاهرة به تؤثر على عملية الغلفنة

.تطلى بالمعدن

ن تلبيسهاالقطع التي يمك): 5-1(الشكل

لغلفنـة ولتحضير اللدائن المقولبة للغلفنة يجب أن نالحظ أن أغلب سطوح اللدائن هي غير ناقلة كهربائيا قبل ا

لهذا فإن االلتصاق الجيد للمعدن يتبـع ، ة ناقلة كهربائيا قبل الغلفنة لهذا فإنه يتم تحضيرها مسبقا بإكسائها بماد

.اقلةبشكل أساسي التصاق مادة اإلكساء الن

وغلفنتها مع تتابع )ABS(لمثال نورد إحدى طرق تحضير لدائن وعلى سبيل ا ، والتحضير يتم على خطوات

:العمليات في أحواض الغلفنة

، غسيل بالمـاء ، الحفاز، غسيل بالماء ، حوض التعادل ، غسيل بالماء ، تنظيف كيماوي ، غسيل بالماء ، التنظيف

.المواد المطلية جاهزة، غسيل بالماء ،غلفنة كهربائية، المسرع غسيل بالماء

فالغاية من التحـضير . لمركبات زيادة أو نقصانا مر تبديال لبعض أنواع التحضير حسب نوع ا وقد يتطلب األ

وتحـضير ، ة في سطح المقولبات من اللـدائن إزالة المواد الغريبة التي تؤثر على تدخل سوائل المواد المؤثر

وأغلـب هـذه ، وهذا األمر يتبع نوع اللـدائن أو قلويا أو سائال منظفا حياديا التنظيف يمكن أن يكون حمضيا

السوائل ال تبلل بشكل عادي سطوح اللدائن ألنها هيدرو فوبية طاردة للماء مما يتطلب زيادة فـي التنظيـف

تنفيذه اعتبارا من ومثل هذا االحتياط يتوجب ، في النقل بعدم مساسها باأليدي والغسيل والمحافظة على النظافة

.تلوث دهني أو أية أوساخ أخرىعمليات القولبة ألبعاد تماس الزيوت واأليدي لها وحفظها بعيدة عن كل

):أي نظافة المنتجات( من شروط التلبيس الناجح النظافة 1-3-5 مخطط لها بعض كما هو يوجد العديد من األسباب التي تجعل األجزاء البالستيكية الملبسة ال تعمل بشكل جيد

من المستحيل الحفاظ على سطح البالسـتيك . هذه األسباب تقني جدا والبعض اآلخر يتعلق بتنظيف المنتجات

هـذه المعالجـات ، بعض األجزاء إلى أن يشغل ويشذب وغير ذلك من العمليات ، نظيفا أثناء عمليات تشكيله

- ٤٤ -

هـذا ، وتصبح السطوح ملوثة خالل التخزين والنقـل غالبا ما تترك األجزاء مغطاة بالغبار واألوساخ والزيت

.يعني أننا نحتاج إلى تنظيف القطع قبل التلبيس المعدني

:يوجد ثالث أنواع رئيسية من عمليات التنظيف

إن هذه العملية هي عملية تنظيف شائعة ويجب أن تشترك مع نظام : التنظيف بالماء المضغوط والمنظفات ): 1

.تجفيف فعال

ق األكثر كلفة هي باستخدام محاليل إزالة الزيوت والشحوم ويمكن أن تنجز بـالتغطيس المباشـر الطري): 2

محاليل محـددة ، ويمكن أيضا أن تنجز بتكثيف البخار ) بوجود أو بدون وجود تهييج باألمواج فوق الصوتية (

.دة البالستيكيةيمكن أن تحل مواد بالستيكية محددة لذلك يجب اختيار المنظف األنسب حسب نوع الما

يمكن أن تنظف القطع باستخدام تدفق من الهواء المضغوط ويوجد تحفظ واحد عند استخدام هذه الطريقـة ): 3

لذلك يجب أن يجفف الهواء ويفلتر قبل استخدامه فـي هـذه . وهو أن ضواغط الهواء عموما تكثف الرطوبة

وت العالقة على السطح لذلك يجب استخدام إحـدى التنظيف باستخدام الهواء لن يزيل الشحوم والزي ، الطريقة

.الطريقتين األوليتين إزالة هذه المواد

قبل التلبيس المعدني لتغطية بعض ) base coat(تتطلب العديد من المواد البالستيكية طبقة أساسية من الطالء

ولى من ثالث طبقات وهي األساسية هذه هي الطبقة األ ةالطبق. إلخ.......العيوب مثل زوائد الصب أو الحفر

هامة جدا ويجب أن تلتصق بشكل جيد إلى القطعة البالستيكية وتؤمن نعومة سطحية تحسن التـصاق الطبقـة

.المعدنية

.وبعد التلبيس المعدني توضع طبقة علوية لحماية الطبقة المعدنية المرسبة ولمنح اللمعان للقطعة المنتهية

العلوية باستخدام عملية طالء والطريقتان األكثر انتشارا هما البخ والطريقة يتم وضع الطبقة األساسية والطبقة

).flow coating(السائلة

، الزغـب ، أو األجزاء المطلية يمكن تحديدها بكل أو أي من الملوثات بما في ذلك الغبار التلبيساألوساخ في

الزغب . غيرة من الطالء المبخوخ الزائد جزيئات ص ، العناقيد الصغيرة في األصبغة غير الممزوجة بشكل جيد

وفـي المالبـس ) بشكل خاص الورق المقـوى (من أكثر الملوثات وجودا فهو يوجد طبيعيا في مواد التغليف

. الغبار يعد أيضا مشكلة خطيرة وأحيانا من المستحيل تجنبه. وأوراق التغطية

السطح ليكون ممتصا للماء هيدروفيل والستبعاد أية مواد أجنبية متبقية تحضير الكيميائيوالغاية من التنظيف

وكذلك إليجاد تجاويف ميكرونية على هذا السطح بمواد تؤمن ذلك لتهيئتها لتقبل والتصاق المـادة المتوسـطة

.خارجية الظاهرةالتي تحمل الطبقة المعدنية ال

لكروم التي يحضر بها السطح لكي ال تـؤثر علـى تفاعـل أما حوض التعادل فالغاية منه إزالة بقايا أمالح ا

ة األخرى السابقة لهذا التفاعل وألن إزالة هـذه األمـالح الكيميائيالخليط الكرومي المحدد للعملية أو للعمليات

وفي أغلب األحيان تجرب قطعة واحدة . مسرع في المرحلة التالية تمكن من اإلكساء الكامل للحفاز وبالتالي لل

.ر تقلبها للعامل المساعد والمسرع لمعرفة مقداالكيميائي من التنظيف انتهت

يوم حيـث تمتـصها والعامل المساعد أو الحفاز يتألف من سوائل حامضية قوية من القصدير وأمالح البـاالد

فالقصدير يجتذب من قبل المركبـات العـضوية . ولبات اللدائن بشكل محدود ومراقب من مق الطبقة السطحية

والمعـادن ية ويسوق الباالديوم ليشكل معه الطبقة الملتصقة التي تكون بمثابة طبقة وسيطة بين اللدائن السطح

أما دور المسرع فهو يؤدي عملية التحرك للقصدير غير المرغوب الذي يمكـن . المغلفنة التي تتوضع عليها

غلفنة دون غيره لمقولبـات اللـدائن واستعمال أحد أنواع معادن ال . بواسطته تحديد توضع المعدن على اللدائن

- ٤٥ -

يتعلق بحجم القطعة فمثال شبكة مقدمة السيارة تتطلب عادة غلفنتها بالنحاس أو النيكل بطبقة كافية مقبولة الكلفة

ميكرونا مضافا )25(وهذه الغلفنة األولية ال تقل سماكتها عن ، قل كهربائي جيد للغلفنة النهائية لتكون بمثابة نا

.لفنة النهائية وتعطي الصالبة الالزمة لشبكات اللدائن هذه إليها الغ

فهـي إضـافة للنـواحي الفنيـة ، بة للدائن ليست بسيطة أو عاديةأن تقنية الغلفنة بالنسوالبد من اإلشارة إلى

الكهربائي ترتبط بصورة أساسية بالشكل العام للقطعة المقولبة ووضعية السطوح التلبيسالمطلوبة في عمليات

.بمقدار سماكة طبقة معادن الغلفنةارتباط هذا كله و

:واع المعدن على اللدائن المغلفنةوفيما يلي جدول السماكات لطبقة أن من الميليمتر1/1000) المقياس بالميكرون(

ــصف النحاس ــل ن نيك

المع

كروم نيكل خاص نيكل المع

المواد المعرضة لحـرارة

معتدلة في الداخل القطـع

الصغيرة

12.5-7.5 ----- 7.5-5 ------ 0.00125-0.025

المواد المعرضة لحـرارة

متوسطة مع تبدل درجات

الرطوبة في الداخل القطع

المتوسطة

17.5-12.5 ------- 12.5-7.5 -------- 0.025-0.0375

المواد المعرضة للعوامـل

الحيوية المتبدلة في الداخل

والخارج ولحرارة مقبولـة

ــأثير اح ــى وت ــاك أعل تك

إضافي

25-15 10-7.5 10-7.5 20-15

------- 0.025-0.0375

المواد المستخدمة خارجيـا

تحت تأثيرات جوية مـن

حرارة ورطوبة قوية مثل

قطع السيارات الخارجية

25-17.5 12.5-10 12.5-10 2.5 0.025-0.0375

- ٤٦ -

الفصل السادس

ليات التصاق المعدن بالبوليمير تصور آل

هل يمكن أن نفتـرض أن التـصاق : طرح غالبا سؤال مركزي في موضوع تلبيس البالستيك بالمعادن وهو ي

المعادن بالبوليميرات ينتج فقط عن طاقة الروابط الكيميائية والتي تؤدي إلى قوى التماسك العالية؟ هذه الجواب

".ال " سيكون طبعا

اسك هذه تحصل بنتيجة طاقة الروابط الكيميائية والتي يمكن تجري محاوالت عديدة لجعل قوى االلتصاق والتم

.أن يحصل المرء بنتيجتها على تماسك عالي بين البوليمير والمعدن

؟ ق البوليميرات بالمعادن عمليامن هنا كيف يمكن للمرء تفسير عملية التصا

: لإلجابة على هذا السؤال هناك عدة نظريات وهي

:الغرس الميكانيكي 1-6

.تم بجعل السطوح خشنة، تكبير الطبقة السطحية، تشكيل الجيوبوي

:نظرية ترموديناميك الطبقة السطحية 2-6

لهـذا . تملك الذرات السطحية لجسم صلب ما، طاقة أعلى مما هي عليه الذرات الموجودة في داخل هذا الجسم

ن مـن بعـضهما الـبعض حتـى يعتقد بأن هذه الذرات هي ذرات غير مشبعة بالروابط، وعند اقتراب مادتي

الوصول لدرجة التالصق فعندها ستنخفض طاقة الذرات الموجودة على الطبقة السطحية والذي سيتم من خالل

بسبب النشاط التفاعلي العالي لذرات الطبقة السطحية فإنه ال يوجـد . ذلك اشباع تكافؤ الذرات السطحية الحرة

.ملطبقات سطحية مالصقة للهواء نظيفة وبشكل كا

تدعو هذه النظرية إلى تفسير التبادل المشترك بين طورين مختلفين استنادا إلى مبادئ ومعطيات الترموديناميك

).مثل الطاقة السطحية النوعية(للطبقات السطحية

Wu ،Good ،Fowkes ،Zesman ،Duprẻ: اعتمدت النظريات التالية على هذا التفسير

: زيائيةنظرية الجزيئات الفي 3-6 تعتمد على نماذج الكهرباء الساكنة وتأثيرات قـوى فانـدرفالس علـى de Bruyne) (إن نظرية االستقطاب

والتي تهتم بـشكل ) Derjagins(باإلضافة إلى ذلك هناك نظرية ). Lifschitz(الطبقة الفاصلة بين األطوار

.رئيسي بانزياح الشحنة في الطبقة الكهربائية الثنائية

: أثيرات الكيميائية المتبادلة الت4-6يعتبر االمتزاز الكيميائي هو أساس مجال أبحاث استخدام الوسائط المحفزة وهو مجال كبيـر جـدا ونتائجـه

إن ما يجعل هذه النظرية محدودة هو أن الجزيئات البوليميرية الصغيرة والمتوسطة هي التي تكون . مضمونة

.فعالة فقط

ة السطحية للبوليمير والمعدن ال تكون غالبا بسبب الفعالية المنخفـضة للمعـادن أو االلتصاق السيء بين الطبق

البوليمير ولكن تظهر الطبقة السطحية والنظيفة للمعادن فعالية جيدة بحيث أنه يتم تشكيل طبقـة رقيقـة جـدا

. والتي تلعب دور طبقة متوسطة تمنع التبادل المشترك بين المعدن والبوليمير

- ٤٧ -

. ا دراسة وتقدير التبادل المشترك الذي يحصل بين المعدن والجزيئات البوليميريةيتم دوم

والطبقات السطحيةCO2 التأثيرات المتبادلة القوية والرابطة بين يظهر): 6-1( الشكل

النظيفة للمعادن االنتقالية

- ٤٨ -

كللشا

)2-

6 :

(ينالتالب

رة بلوة لحيسط البقةلطى اعل

ن يليستاال

ت يئاجز

ة بني

ر غيين تيبي

.

- ٤٩ -

. غير متغيرة تقريبا (HC = CH)عند الحرارة المنخفضة والضغط المنخفض تكون أبعاد جزيئات االستيلين

تظهر التغيرات كبيرة في ) T/∆p∆(يكون االرتباط الثالثي مع البالتين، وعند ارتفاع درجة الحرارة والضغط

). المعدن–الجزيئات (بنية االستيلين فهي تظهر قوى تبادل مشترك قوية بين

. الوضعي اللكترونات المعدنيمكن للمرء أن يرى أن هذه التأثيرات المتبادلة تتعلق بالترتيب

C-Cويمكن زيادة االتوضيح بدراسة وضـع الرابطـة .. وهو الذي يعطي توضيح أكبر للرابطة الكيميائية

يمكن تفسير هذه التأثيرات المتبادلة ضمن اطار النمـاذج . متعددة الروابط كما أظهر مثال االستيلين والبالتين

.نوعيا وحاليا كمياالرياضية والتي تعالج هذه التأثيرات

. التبادل المشترك على طبقة بين جزيء عضوي وطبقة سطحية لمعدن مايظهر) 6-3(شكل

التبادل المشترك على طبقة بين جزيء عضوي وطبقة سطحية لمعدن ما):6-3(شكل

دان 1،2 ة االلكترونية من الحالة الرابطة في الزوج الرابط تأثيرات متبادلة رابطة والتي تذهب فيها الكتليول

بنفس الوقت ينمو الربط بين الطبقة السطحية للمعدن والجـزيء . إلى الحالة المعاكسة للربط للمركب المقابل

.ليس لها أي تأثير 4 تعني التنافر، 3.الممتز عليه

بط المركب الجزيئي هو الـذي يـؤثر يكون وضع مستويات فيرمي بالنسبة للوضعيات الرابطة والمعاكسة للر

.بشكل كبير على انزياح الكثافة االلكترونية لتشكيل رابطة كالرابطة الكيميائية

هناك عدة طروحات و نظريات لتفسير التبادل المشترك الحاصـل بـين المعـدن : يمكن أن نختصر كالتالي

اصل فيجب أن يجـد أوال الطريقـة العلميـة عندما يريد المرء أن يفهم نظام التبادل المشترك الح . والبوليمير

المناسبة التي يمكن أن توضح هذا النوع من التبادل المشترك، ومنه تكون هذه الطريقة هي المفتاح لتفسير كل

.الظواهر والتبادالت المشتركة الحاصل

: من أهم هذه الطرق المستخدمة نذكر

.AMF ، SEM: الطرق الميكروسكوبية-

.EDX ،ESCA ،XPAاألشعة تحت الحمراء، : قات السطحية تحليل الطب-

.قياس زاوية التبلل، قياس التوتر السطحي للطبقات السطحية: التبلل-

1

4

2

3

5EF

الحالة المعاآسة للربط

الرابطة الحالة لجزيئاتفي ا

الطبقة السطحية للمعدن الجزيئات

الرابطة الحالة للطبقة السطحية للمعدن

الحالة المعاآسة للطبقةللربط

السطحية للمعدن

- ٥٠ -

السابعالفصل

التلبيس الكيميائي والكهربائي

المظهر الطبيعي للمواد البالستيكية مقبول تماما للعديد من التطبيقات ولكن أحيانـا تكـون هنـاك حاجـة إن

لهذا السبب ابتكرت العديد من الطـرق التـي . سطوح عاكسة بشكل مشابه للمعادن تملك لحصول على قطع ل

هذه الطرق يمكن أن تنجـز بـالطلي المعـدني أو بـالتلبيس ، تؤمن أغطية معدنية فوق األرضية البوليميرية

بين المعدن والمادة البوليميرية ترابطوومن العدل القول أن الطلي الغلفاني يمكن أن يمنح متانة أعلى ، المعدني

من بين طرق التلبيس المختلفة ويمكن أن يكون مفضال في االستخدامات مثل األجزاء الخارجيـة للـسيارات

.واالحتكاك التآكل واالهتراء ضدحيث المتطلبات الضرورية تتضمن مقاومة جيدة

بعض المنتجات البالستيكية الملبسة): 7-1( الشكل

وبدأ يظهر االهتمام الخـاص فـي ، الطلي الغلفاني للبالستيك خالل الستينات لطرق مليات التجارية طورت الع

. بدأ استخدام هذه التكنولوجيا في حقول أخرىوحاليامجال صناعة المركبات

ومن خـالل ، الطلي الغلفاني يمكن تطبيقها نظريا على المواد البالستيكية تعتمد على معدني تلبيسأي طريقة

).أصبحت تحظى بأهمية كبيرةحيث نيكل ال -الكروم(الممارسة تم تحديد مجال للمعادن المستخدمة

الطلـي (المشكلة المركزية التي يجب التغلب عليها أثناء تلبيس المواد البالستيكية باسـتخدام هـذه الطريقـة

علـى ، كهربائيـة تـذكر ناقليهية هي أن المواد البالستيكية مواد جيدة العزل الكهربائي وتفتقد أل ) الكهربائي

وتغمس فـي محلـول ) وتعالج سطوحها حين الضرورة (النقيض من ذلك فإن المواد المعدنية يمكن أن تنظف

.الترسيب وعند وصل تيار كهربائي مستمر فإن التغطية المطلوبة سوف تتم

على الـسطح كقاعـدة للترسـيب ةناقل) طبقة رقيقة ( المواد البوليميرية تأمين فيلم لتلبيسمن الضروري إذا

حيث أن جودة عملية التلبيس ، تأمين التصاق جيد للفيلم مع األرضية البوليميرية والشرط الهام هو ، الكهربائي

- ٥١ -

يمكن استخدام عدة طرق لتحضير الطبقـة المعدنيـة .االلتصاق هذا تعتمد على الطريقة التي تستخدم لتأمين

.الناقلة

ورعمليات تلبيس البالستيك كان السطح يخشن بوسـائل ميكانيكيـة أو بمعالجتـه في المراحل المبكرة من تط

مثل هذه الطرق كانت غير مناسبة لالنتـاج ، بالمحاليل قبل تغطيته بطالءات محتوية على الغرافيت أو الفضة

.ثابتة) جودة(بكميات كبيرة باإلضافة إلى الصعوبة في تحقيق نوعية

التـصاقا ه الطريقـة هذ تول حمضي كرومي لتخريش سطح البالستيك وقد أعط استخدم محل تم في الستينات

.جيدا بين البوليمير والطبقة المعدنية

للنيكـل )autocatalytic(تقدم سريع في مجال تكنولوجيا الترسـيب الالكهربـائي تم انجاز في الوقت ذاته

. والتي تستخدم مبادئها حتى يومنا هذاوالنحاس

مكان استخدام عملية جديدة كليا تمكن من تلبيس أجزاء محددة من سطح القطعة البالسـتيكية مؤخرا أصبح باإل

يمكـن ناقلة كهربائيا يعطي طبقة بنتيجته ذيوال )spraying(تعتمد هذه الطريقة على البخ ، المطلوب تلبيسها

ماسـكا يؤمن الـبخ سـطحا مت التقليدية وهكذا الكهركيميائيةتلبيسها بعد ذلك بالمعدن بواسطة طرق التلبيس

.ضروريا للعمليات الالحقة

:التلبيس الكيميائي 1-7وكما ذكرنا ، في التلبيس الكيميائي يمكن أن تترسب طبقة معدنية فوق السطح البالستيكي غير الناقل للكهرباء

.فإن النحاس والنيكل من أكثر المعادن تلبيسا باستخدام هذه الطريقة

عة المراد تلبيسها بواسطة محلول مؤكسد قوي يؤدي إلى إزالة بعـض مكونـات الطبقـة يخرش سطح القط

ا هيـدروفيلي وبنتيجة ذلك يصبح سطح البوليمير ، البالستيكية السطحية تاركا ثقوبا ميكروسكوبية على السطح

)hydrophilic( ، يش تغمـس بعد التخـر ، مما يساعد على تحسين االلتصاق بين البالستيك والمعدن المرسب

فـي ة الموجود المادة المرجعة القطعة في محلول معدني وتتشكل الطبقة المعدنية بواسطة تفاعل كيميائي بين

.المحلول وشوارد المعدن

:العمليات الكيميائية 1-1-7 :يمكن تمييز الخطوات التالية خالل عملية التلبيس

لتحـسين ) etchants(دم أحيانا قبل المخرشات يجب أن يستخ ) المعالجة بالمذيبات (التخريش األولي : 1)

وهذا يتم بـالملئ الخفيـف للـسطح ، السطح البالستيكي المترافق بعيوب صب أو اجهادات متبقية عالية

.بمهاجمة السطح بشكل موحد) etchant(بمذيب يسمح للمخرش

عندها أن يكون المخرش يمكن ، جزيئات البوتادين المطاطية على إذا كانت القطعة تحوي في تركيبها : 2)

حيث أن البوتادين يزال ، اكسيد الكروم الثالثي أو حمض الكبريت ، برمنغنات، عبارة عن حمض كرومي

تكون هي مواضع التشبيك الميكانيكي بـين المعـدن بشكل انتقائي من تركيبة البالستيك وهذا يترك ثقوبا

.والبالستيك

يـستخدم ويمكن أن ) neutralizer (ثار الحمض المتبقية للتخلص من آ بعد التخريش تغسل األجزاء : 3)

ويجب التأكد من أن كل الجزيئات المخرشة قد أزيلت تماما بـدون ، محلول لثاني كبريتات الصوديوم هنا

آثار باقية في الثقوب ألن هذا يؤدي إلى تلبيس سيء إذا خرجت الجزيئات المخرشة من الثقـوب خـالل

.)نزفعملية ال(الخطوات الالحقة

- ٥٢ -

من ) صمغي(عن طريق غمس القطعة في حمام غروي ) المحفز (في هذه الخطوة يتم تزويد المنشط : 4)

:الباالديوم على السطح حسب التفاعل التاليوهكذا يترسب ، والقصديرالباالديوم

PdSnPdSn +→+ +++ 422

. كمحفز لترسيب النحاس أو النيكل الباالديوم يعمل حيث

ويجب التأكد ، المعدني على سطح القطعةالباالديومل الذي يلي خطوة التنشيط يتواجد يبعد الغس: 5)

بواسطة حمام) stannous hydroxide(هيدروكسيد القصدير الرباعي من إزالة الفائض من

.لمحفز بدور االباالديوم معدني قبل أن يقومحمض عضوي أو من

وهـذا ، إرجـاع يرسب الفلم المعدني ويلتصق على سطح القطعة البالستيكية بواسطة تفاعل ، أخيرا :6)

ومعقـد معـدني و ، إرجاععنصر ، محلول شبه مستقر حاوي على أمالح معدنية يمكن انجازه باستعمال

الذيمعدن في المواضع كيميائي لل إرجاععندما يقدم السطح الحامل للبالديوم إلى المحلول يحدث .مثبت

:التفاعالت الرئيسية للنحاس والنيكل هي كالتالي، الباالديوم فيهيتواجد

202 242 HCuHCOOOHHCHOCu Pd ++⎯→⎯++ −−+

0

22

3222 3 NiOHHPOOHPOHNi Pd ++⎯→⎯++ −−−+

والتـي تكـون الزمـة ، على سطح البالستيك رقيقة يستخدم التلبيس الكيميائي بشكل واسع إلنتاج طبقة ناقلة

.ربائي الالحقةلعمليات التلبيس الكه

: عمليات التغطيس التقليدية2-1-7) لجـاذب للمـاء ا(في هذه العمليات تعالج القطعة البالستيكية في محلول التخريش لتوليد السطح الهيدروفيلي

وبعدئذ ينشط السطح حيث يمكن بعد ذلك ترسـيب طبقـة ، ولتشجيع االلتصاق بين هذا السطح والفلم المعدني

).الالكهربائي(أو النيكل بواسطة الترسيب الكيميائي رقيقة من النحاس

المعدن عليها فيما بعد بعملية الترسـيب الكهربـائي ترسيب يتم سطوحا ناقلة والتي هذه الطبقات الرقيقة تنتج

.التقليدية

:التاليةوكما ذكرنا فإننا نلجأ أحيانا إلى معالجة القطعة البالستيكية بالمذيبات أوال وهذا يحقق األهداف

. من أجل تسهيل العمليات التالية الخاصة بالتلبيسلسطح البالستيكإعطاء طراوة خاصة 1-

.يمكن أن تفيد في التخلص من االجهادات العالية الناتجة عن عمليات التصنيع2-

.إزالة بعض البوليميرات ذات السالسل القصيرة من أجل تحسين التصاق المعدن بالبالستيك3-

:لي بعض تراكيب المذيبات المستخدمة في معالجة البالستيك قبل تلبيسهوفيما ي

:من أجل البالستيك اللدن حراريا) : أ

.)hydroquinone( مل هيدروكينون 400 -

.)pyrocatechol( مل بيروكاتيكول 100 -

).Acetone( مل أسيتون 400 -

- ٥٣ -

.ابق لمدة ثالث دقائقيتم غمر القطع البالستيكية في المحلول الس

: بولي اسيتات-من أجل بالستيك فورم الدهيد ) : ب

:نمزج محلولين على الشكل التالي

المحلول األول

. وزناdioxan (3%( ديوكسان -

- kieselguhr% 0.5وزنا .

. وزناtoloyen sulphonic acid% (0.3( تولوين سلفونيك اسيد -

. وزناperchloroethyen % 96.2: المحلول الثاني

: تتم عملية المعالجة بالمذيب وفق أربع مراحل

– C°85(ثانية عنـد درجـة حـرارة )60– 10(حيث تغمر القطع البالستيكية بالمذيب لمدة : الغمرأوال

C°120 ( كما يجب تجنب تشكل الغبار والرغوة البعض بشكل مناسب حتى ال تلتصق مع بعضهاوتعلق القطع

.ناء العملأث

– C°100(يتم نقل القطع من أحواض الغمر إلى فرن هواء ساخن درجة حرارته : التفاعل الكيميائي ثانيا

C°120( حيث تعالج القطع لمدة دقيقة كحد أقصى عند درجة حرارة C°120 أما إذا استخدمت درجة حرارة

.اخفض فيمكن إطالة الزمن

الماء الساخن أو البارد إلزالة المواد الكيميائية ولكن يفضل استخدام ماء درجة يستخدم: ل بالماء ي الغس ثالثا

.البارد ثم ترفع القطع وترش بالماء الساخنبالماء يمكن غمر القطع أوال ) C°70 - C°80(حرارته

يس بالمعدن فال أما عند التلب ، فيلزم تجفيف القطع في أفران خاصة التلبيسإذا أردنا استخدام : التجفيف رابعا

.حاجة للتجفيف

: PVCل واستيرينمن أجل بالستيك البولي ) : ج

وذلك بطريقـة 1/1 الميتانول وكلورو بنزين بنسبة يتم استخدام ميتيلن كلوريد كمذيب أو يستخدم مزيج من

.البخ بدرجة حرارة مناسبة

:تنعيم السطح1-2-1-7

:التنعيم الميكانيكي 1-

أو الرمـل وتـتم ، مـسحوق المعـادن ، واد البالستيكية باستخدام مواد حاكة مثل الزجاج الحبيبي يتم تنعيم الم

المعالجة بالقذف باستخدام هواء بضغط معين أو باستخدام البخار بدال من الهواء وذلك لتجنب تـشكل الغبـار

.وللتقليل من ضياع المواد الحاكة

ل السطح بسبب مزج السائل مع المادة الحاكـة وتحريـك هذه الطريقة تؤمن توزيع وتصادم أفضل على كام

. ضغط جوي) 6-4(الهواء له عند ضغط

ويجب عدم درجة45 سم وزاوية ميل 50تدعى هذه الطريقة بطريقة سائل الشحذ حيث يتم القذف على مسافة

.ظهور أية مناطق لماعة أو عاكسة بعد هذه المعالجة

:ةالتنعيم باستخدام اسطوانة دوار2-

- ٥٤ -

تستخدم هذه الطريقة الميكانيكية من أجل تنعيم القطع البالستيكية الصغيرة وذلك في براميـل خاصـة وهـي

.تستخدم للقطع المعقدة

هناك نوعان من هذه االسطوانات النوع األول يستخدم من أجل تنعيم القطع المعدنية والنوع الثاني من أجـل

خاليـة مـن وة مصممة من الخشب ذات زوايا سداسية أو ثمانيـة تنعيم القطع البالستيكية وتكون هذه األخير

تحدد سـرعة ، تبطن عادة بالمطاط القاسي )٤٠–cm 50( وطول قدره )cm–60 70( ذات قطر والنتوءات

مـن حجمهـا بـالقطع ) 70%–35(%كما يتم تعبئتهـا حتـى )دورة في الدقيقة40 –30(الدوران بحوالي

وعند انتهـاء ، بالتنعيم كالزجاج البركاني مع استخدام بعض أنواع الزيوت تستخدم أحجار خاصة . البالستيكية

.تلبيسعملية التنعيم تفصل حجارة التنعيم من القطع البالستيكية وتغسل وتجهز لل

:التخريش الكيميائي 2-2-1-7 هنا اسطوانات ستخدمت للطبقة المعدنية على سطح البالستيك و ةتهدف هذه العملية إلى تأمين قوة التصاق جيد

.أو سالت خاصة ومواد كيميائية مختلفة تناسب حجم ونوعية القطع البالستيكية المراد تلبيسها

:يجب مراعاة األمور التالية أثناء العملية السابقة

يجب أن تغمر القطع البالستيكية في االسطوانات أو السالل بسائل التخريش بحيث يالمس جميع أوجه 1)

.ل كاملوسطوح القطع بشك

.يجب أن تكون المادة االنشائية المستخدمة مقاومة للمواد الكيميائية بشكل مناسب2)

.االسطوانات الدوارة الصغيرة ذات ميزات أفضل من االسطوانات الكبيرة3)

.يجب تجنب وجود الحواف والزوايا الحادة بداخل االسطوانة الدوارة4)

.يجب ضبط سرعة الدوران5)

.بئة وتفريغ االسطوانة الدوارةسهولة تع6)

.اتخاذ االحتياطات المناسبة الالزمة أثناء العمل7)

يمكن استخدام سالت مصنعة من الستانلس ستيل أو التيتانيوم مجهزة بثقوب مناسبة كما يتم تخلـل المحلـول

.بالهواء من أجل انتظام التخريش على سطح القطع

تعتمد علـى تخـريش القطعـة ) بداية عمليات التلبيس الكيميائي (تينات لس متقدمة في ا التكنولوجيا التي كانت

. بواسطة محاليل من حمض كرومي ABSواختصارا) استيرين- بوتادين-اكريلونتريل(المصنوعة من

التركيـب البنـائي ، الحمضية ومؤكسدة إلى حد كبير وتهاجم البالستيك بطريقة موجهـة يدةهذه المحاليل شد

) ثقـوب ( غير متجانس ولذلك فإن تأثير المحلول على السطح يكون باعطاء حفر ABSة من لألجزاء المكون

هذه الثقوب تكون صلة الوصـل ) من خالل إزالة البوتادين من التركيب البنائي للسطح (ميكروسكوبية عديدة

.ني األولي ضمنهايلم المعدفالواألرضية البوليميرية حيث سينتشر قيقة رالميكانيكية بين الطبقة المعدنية ال

.يبين الشكل صورة مجهرية لمثل هذا السطح حيث تظهر اإلزالة االنتقائية للبوتادين

- ٥٥ -

القطعة بعد التخريش وتظهر فيها اإلزالة ): b-2-7(الشكل االنتقائية للبوتادين على السطح

سطح القطعة البالستيكية قبل ): a-2-7(الشكل التخريش

فقد اقترح االنجذاب ، في هذه الطريقة كما ذكرنا محل نقاش بين المعدن والبوليمر لية االلتصاق الحاصلة تبقى آ

.الجزيئي كعامل يؤمن االلتصاق باإلضافة إلى الروابط الفيزيائية

لكـن ، براءة اختـراع بمحاليل التخريش ذات األساس الحمضي الكرومي متاحة بعدد من الماركات المسجلة

:التالي يشير إلى النوع المائيالمحلول

.لكل لتر ماء CrO3)( غرام اوكسيد الكروم الثالثي 430 1 -

. لكل لتر)1.84الوزن النوعي ( مل حمض الكبريت المركز 180 2 -

درجـة يجب أن تغمس القطع البالستيكية في محلول التخريش لفترة تتراوح بين ثالث إلى ست دقـائق عنـد

يجب العمل ضمن الشروط المحددة بدقة وذلك ألن الزيادة أو النقـصان فـي .)C°60- C°65(ين حرارة ب

.عملية التخريش تقود إلى نتائج عكسية وغير مرغوب بها

كمية وتوزع البوتادين في األرضية له أهمية فـي وذلك ألنسلوكالنفس ABS لـ األنواع المختلفة تسلك ال

والتي يمكن أيـضا أن تتـأثر بب تم تطوير درجات خاصة من الطلي الكهربائي ولهذا الس ، تحديد هذا السلوك

.النتائج باستخدام هذه الشروط

عمليات التغطيـة ليناسـب ولكنه عدل أثناء ABSل تم تطوير محلول التخريش من الحمض الكرومي أصال

والمادة يجب أن تعـالج ، طريقةتخريش البولي كاربونات أكثر صعوبة باستخدام هذه ال ، ن المواد مدى واسع م

وهكذا تتولد حساسية ، والتي تسبب انتفاخا وشقوقا ميكروية للسطح (أوال بمحلول حاوي على مذيبات عضوية

).أكبر عند مرحلة التخريش

تراكمي ومن فترة ألخرى يجب التخلص منهـا واسـتبدالها وتذوب محاليل المادة البالستيكية بشكل تدريجي

ولهذا السبب اتجهت الجهود اليجاد محاليـل مائيـة ) ص من هذه المحاليل تظهر صعوبات بيئية عملية التخل (

.قلوية أكثر منها حامضية وقادرة على التخريش لكن ال تحتوي على الكروم

عند هذه ، إلزالة كل بقايا الكروم تحضيرا للعملية الالحقة )neutralizer(بعد تخريش القطع تمر عبر المعادل

.ولكن يبقى غير قادر على ترسيب كل من النحاس أو النيكل) جاذب للماء(ة يصبح السطح هيدروفيلي النقط

البـاالديوم من الضروري ترسيب نوى من ) الثقوب المنشطة (لخلق المواقع التي سوف يتشكل المعدن عليها

ر الربـاعي غمس القطع في محلول حـاوي علـى كلوريـد القـصدي : وهذا ينجز بخطوتين ، لتنشيط السطح

- ٥٦ -

)stannous chloride ( الباالديومثم نقلها إلى محلول من كلوريد) تدمج حاليا). والذي سيترسب منه المعدن

يحوي أيضا أمالح الباالديوممن كلوريد ) صمغي(غروي هاتين الخطوتين مع طريق غمس القطع في محلول

:ف يشملالمحلول النوعي لهذا النوع سو، ثنائي والرباعيالقصدير ال

. لكل ليترالباالديوم غرام كلوريد 0.007 -١

.لكل ليتر) SnCl2(غرام كلوريد القصديري 35 -٢

.لكل ليتر ) SnCl4(غرام كلوريد القصدير 4 -٣

.لكل ليتر) 1.6الوزن النوعي( مل حمض هيدرو كلوري 500 -٤

سـوف عندها) C°25 – C°30(التغطيس لمدة ثالث إلى ست دقائق عند درجة حرارة تتراوح بين ينم عادة

.يكون كافيا لتنشيط السطح

على سطح البالستيك على شكل جزيئات منفصلة دقيقة والتي تكون محمية وغيـر منـشطة الباالديوميكثف

مثل كلوريـد (هذا األخير يزال بالتغطيس بمحلول من المسرعات ، جزئيا بوجود القصدير ) غير قابلة للتفاعل (

. يزيل القصدير ويعطي التأثير الكامل للبالديوموالذي) األمونيوم الثنائي

تترسب بانتظام جيـد ممـا الباالديومعلى مراحل وهكذا فإن جزيئات صغيرة من ) تنمو(هذه العملية تتطور

. يؤدي إلى تحسين االلتصاق بين الطبقة المعدنية واألرضية

حيث يوجد صعوبة ABS الـكية غير اتجهت جهود التطوير نحو الحصول على تنشيط أفضل للمواد البالستي

ionic(في هـذه الحـاالت يـستخدم التـسطيح األيـوني ، حقيقية في معالجة بعض أنواعها بشكل مرض

surfactants (لترطيب السطوح وجعلها قابلة النتاج الطاقة الكهربائية وهذا يزيد تأثير التنشيط بشكل ملحوظ.

باإلرجـاع المعادن الناتجة عـن أمالحهـا ، الكهربائييمكن وضع فلم معدني أولي ناقل للتيار ، بعد التنشيط

وهـي بشكل أساسـي عمليا تستخدم ثالثة معادن.الضغط النظامي ودرجة حرارة معتدلةعند وذلك الكيميائي

.النحاس والنيكل والفضة

لـذلك فـإن ، بالمقارنة مع بـاقي المعـادن يستخدم معدن الفضة ولكن مع صعوبات في المعالجة وكلفة اكثر

.تطبيقاته في الوقت الراهن محدودة

:الشكل التالي يوضح المراحل األساسية لعملية الترسيب الكيميائي

- ٥٧ -

ABS ،PPمراحل عملية التلبيس الكيميائي ملاديت ): 7-3(الشكل

تحتـوي .الدهيدفورم ال مثل إرجاعلى عنصر أمالح النحاس باإلضافة إ على تحتوي محاليل معالجة النحاس

لمنع التمزق قي المناطق ) mercaptobenothiazole –2(عنصر مثبت مثل على الصناعية أيضا لالمحالي

التي تزيـد ) Ethylenediamine-tetra-acetic acid( مثلومسرعات، غير المنشطة في القطعة المعالجة

. معدل ترسيب المعدنمن

محاليل النحاس . ليل يجب تحقيق توازن بين التثبيت من جهة والترسيب السريع من جهة أخرى وفي هذه المحا

.تعطي معدالت مقبولة من الترسيب عند درجات حرارة أعلى قليال من درجة حرارة الغرفة

والذي يتيح ترسـيبا يـشتمل ، لدى معالجة النيكل إرجاعيستخدم هيدروفوسفات الصوديوم بشكل شائع كعامل

.فلوريـدات ال المسرعات عموما عبارة عـن وتكون على خليطة من النيكل والفوسفور أ كثر من النيكل النقي

ظـروف (األولى محاليل تعمل في شروط حمـضية : مجموعتين إلىيمكن أن تصنف محاليل معالجة النيكل

ية عند درجة حرارة قريبة عندما تستخدم المحاليل الحمض.)pH = 9(والثانية في بيئة قلوية معتدلة ) حمضية

المحاليل القلوية يمكن أن تعد لدرجات حرارة أخفض مـن ، فإنها غير مناسبة للمواد البالستيكية ) C°90(من

)C°25 ( ألن هـذه ولكـن منه في سـابقتها هذه المحاليل أقل فيمعدل الترسيب يكون . ولذلك فهي مفضلة

المادة األولية

بولي بوتادين

تخريش الطبقة السطحية بإذابة البولي بوتادين

طبقة سطحية منشطة

طبقة سطحية منشطة

طبقة ناقلة طبقة ناقلة

طبقة سطحية منشطة

طبقة سطحية منشطة

المادة األساسية مناطق غير بلورية

تخريش الطبقة السطحية بإذابة مناطق غير البلوريةال

- ٥٨ -

) سرعة ترسـيب ( أعلى ترسيب ذلك فإن الحاجة إلى سرعة ل، فلم رقيق من النيكل فقط تشكيل المرحلة تتطلب

.ملحةال تكون

لبضع سنوات كان هناك نقاش حول حسنات وسيئات الترسيب الكيميائي للنحاس و النيكل على البالستيك فـي

حيث قيل بما أن النحاس أكثر مرونة فسوف يكون الصقا أفضل ولكن البراهين الحديثـة ، التطبيقات التزينية

. إلى إلغاء هذه األفكارأدتلتخريش والتنشيط في ا

. هو الخيار األفضل في عدة أغراض يعتبر التكلفة وحاليا اكبر من حيث و أفضلية أعلى يعطي النيكل وثوقية

لحماية النحاس ضد التآكل (يعطي التلبيس بالنحاس أداء أفضل من النواحي الكهربائية ولكن على األغلب بينما

. الضروري استخدام طبقة علوية من النيكلمن) واالهتراء

:الجدول التالي يبين مثال عن مراحل عملية التلبيس الكيميائي

)F(درجة الحرارة المواد الكيميائية المرحلة الزمن األدنى

)ثانية(

الزمن األقصى

)ثانية(

التخريش

حمض كرومي

حمض الكبريت

كروم ثالثي

156 600 660

100 72 83 دروكلوريحمض هي المعادل

التنشيط حمض هيدروكلوري

كلوريد الصوديوم83 160 180

120 115 135 كلوريد الصوديوم ) المسرع(التسريع

ترسيب النحاس

كيميائيا 550 500 93 مونياأ

90 45 درجة حرارة الغرفة حمض الكبريت تنشيط النيكل

التغطيس بمحلول

النحاس

كبريتات النحاس

الكبريتحمض 80 130 200

هجمة النحاس Copper Strike

كبريتات النحاس

حمض الكبريت

حمض هيدروكلوري

80 430 540

ض النحاس يحمتكبريتات النحاس

حمض الكبريت71 2410 2600

تنشيط النحاس حمض الكبريت

بيروكسيد86 105 150

- ٥٩ -

نيكل نصف لماع

كبريتات النيكل

كلوريد النيكل حمض

البور

138 2680 2900

نيكل لماع

، كبريتات النيكل

، كلوريد النيكل

حمض البور

132 840 880

نيكل مضاعف

كبريتات النيكل

كلوريد النيكل حمض

البور

142 145 248

الشطف بمحلول

الكروم 60 50 درجة حرارة الغرفة حمض كرومي

الكروم

حمض الكبريت

حمض كرومي

فلوريد

112 120 280

:التلبيس الكيميائي للنحاس على البالستيك3-1-7 بواسطة محاليل كيميائية تحتوي على شوارد أمالح منحلة وباستخدام الكيميائي على البالستيك يتم الترسيب

:ويمكن استخدام المحلول التالي، مرجعات مناسبة

.ملح روشيل gr/l 34 - :الجزء األول

- 10 gr/l روكسيد الصوديومهيد.

- 2 gr/l سلفات النحاس.

- 6 gr/l كربونات الصوديوم .

.فورم الدهيد ml/l 50 - :الجزء الثاني

يستخدم في المحلول السابق سلفات النحاس أو نترات النحاس كمصدر لمعدن النحاس ويضاف ماءات

كما EDTAيمكن استخدام أمالح ، أما الفورم الدهيد فيعمل كمرجع. عمل على وقاية المحلولالصوديوم لت

كما يمكن إضافة ، يمكن استخدام أمالح عضوية معقدة كعوامل إضافة مثل طرطرات الصوديوم و البوتاسيوم

.مواد مضادة للتسمم الوسيطي وعوامل مرطبة

ويكفي غرام واحد من النحاس لتغطية ) gr/l 6 – 1.5(بين إن محتوى المحلول من معدن النحاس يتراوح

)30 – 50 dm² (وهذه الطبقة تكفي لتكون أساسا للترسيب الكهربائي الالحق، من سطح البالستيك .

يرسب المحلول السابق طبقة ، يجب ضبط كميات المواد المثبتة ومواد الترطيب ألنها يمكن أن تعيق الترسيب

).µm 0.25 – 0.025(من النحاس سماكتها

التركيز بالمول: محلول آخر قلوي لترسيب النحاس -

- ٦٠ -

0.12 0.11 0.13 نحاس ثنائي

0.35 0.25 0.23 ملح روشيل

1.25 0.50 0.75 هيدروكسيد الصوديوم

0.36 1.2 2.4 فورم الدهيد

0.30 0.30 - كربونات الصوديوم

- - 0.58 سيليكات الصوديوم

المترسبة سماكة الطبقةmm/min

0.014 0.02 0.0017

C°( 50 90-100 25(درجة الحرارة

: µm 25 محلول آخر لترسيب النحاس بسماكة أكبر من -

.ملح روشيل gr/l 170 - :لالجزء األو

- 50 gr/l هيدروكسيد الصوديوم .

- 35 gr/l سلفات النحاس .

- 30 gr/lكربونات الصوديوم .

- 20 ml/l EDTA

.فورم الدهيد وزنا - %37 :الجزء الثاني

يستخدم المحلول بنسبة خمسة حجوم من الجزء األول مع حجم من الجزء الثاني ويؤمن هذا المزيج ترسيبا

بشكل مستمر للحفاظ على يجب ترشيح المحلول، درجة حرارة الغرفةعند ) µm 30 – 20(للنحاس بمعدل

يقسم المحلول إلى ثالثة أجزاء األول يحتوي على المعدن والثاني . أطول مدة تخزينية له ولتقليل الخشونة

يحتوي على المواد القلوية والثالث يحتوي على الفورم الدهيد المرجع الذي يجب أن يكون منخفضا ألن الزيادة

. منه تؤدي إلى زيادة معدل الترسيب كما أن الزيادة تعمل على تفكيك محتويات الحوض

:طريقة العمل بالمحلول السابق

نتيجة للتفاعالت الحادثة ينطلق غاز الهيدروجين بعد حوالي دقيقتين من غمر البالستيك في المحلول وفي

يميل ليصبح أحمر مائل للسواد وذلك تبعا لتركيب البداية يترسب النحاس بلون أسود على سطح البالستيك ثم

وانتظام لون طبقة ) min 20 – 5(تظهر بعدها طبقة النحاس الملونة بعد حوالي . المحلول ودرجة الحرارة

وتجري العملية بدرجة حرارة ) µm 1- 0.25(وتتراوح سماكة الطبقة من ، النحاس مؤشر على انتهاء العملية

)18-22°C .(من الفوالذ المبطن بالبالستيك يكون الحوض )PVC ( الناعم أو من الستانليس ستيل ويتم تغيير

محتويات الحوض كل ثالثة أشهر كما يمكن تزويد الحرارة عن طريق سخانات كهربائية معزولة بالبورسالن

ملوثات أما عملية تنظيف الحوض فتجري مرة في السنة بالماء والفرشاة وباستخدام حمض النتريك إلزالة ال

. ويشطف مرة ثانية بالماء% 5من جدار الحوض ثم يغسل بالماء ويعادل بمحلول قلوي تركيزه

، من النحاس gr 1من المرجع ترسب gr 4 تتم المحافظة على المحلول بضبط إضافة المرجع حيث

وتجنب ارتفاع ،وزنا) % 10( ثابتة بإضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم تركيزه pH والمحافظة على درجة

.درجة الحرارة الذي قد يؤدي إلى إرجاع عضوي للنحاس

- ٦١ -

:كيفية تحليل تركيز النحاس في المحلول

محلول مركز من ml 1 بالماء ثم نضيف ml 100 من المحلول الموجود في الحوض إلى ml 5 نمدد

ير لون المحلول من يتغM3EDTA 0.01إضافة القليل من محلول (هيدروكسيد األمونيوم ثم نضيف المشعر

:نقوم بعملية الحساب كما يلي) األحمر المزرق إلى البنفسجي

تطبق هذه الطريقة على األحواض التي تستخدم ، نحاسgr 0.128 يعادل EDTA من محلول 1mlكل

.أمالح روشيل فقط

ء التلبيس الكهربائي بعد التلبيس بالنحاس تجفف القطع البالستيكية سريعا لمنع تأكسد النحاس ثم تؤخذ إلجرا

.عليها : التلبيس الكيميائي للبالستيك بالنيكل4-1-7

لذلك فإن الطبقة المترسبة تكون أثخن نسبيا كما أنه يملك ، النيكل إمكانية الوساطة الذاتيةتلبيس يملك محلول

: ا النيكل على سطح البالستيك نذكر منهتلبيستستخدم عدة تراكيب من أجل . تلبيسسرعة في ال

.نيكلال سلفات أو كلوريد gr/l 30 - :التركيبة األولى - 10 gr/l سيترات الصوديوم.

- 20 gr/l الصوديوماتنسكسي .

- 20 gr/l اسيتات الصوديوم . - 3 ml/l دي ايتيل أمين بوران. - 50 ml/l ميتانول.

.)pH ) 5 -7لاودرجة ، C °65الحرارة درجة

. كلوريد النيكل gr/l 45 - :التركيبة الثانية

- 5 gr/lكلوريد الكوبالت .

- 160 ml/l األمونيومد هيدروكسي.

- 12 gr/l -Nمتيل بروزان.

- 50 gr/l ميتانول .

. كلوريد النيكل gr/l 45 – 30 - :التركيبة الثالثة

- 50 – 100 gr/l ستريك أسيد. - 90 gr/l سيد أو بوتاسيوم غليكوالتأ الكتيك .

- 18 – 70 gr/l وسينتفصوديوم هيو. .)7-5 ( pHلاودرجة ، )C°54 - 66(درجة الحرارة

كما يجب أن يكون الحوض المستخدم نظيفا وناعما كما يلزم إجراء ، يجب أن تضبط تراكيب النيكل بدقة

ريع معدل الترسيب عند درجات حرارة منخفضة يجب عندها إضافة إذا أردنا تس، عمليات الترشيح والتبريد

. عوامل مرجعة قوية

. تينوسف صوديوم هيو gr/l 75 تستخدم أكثر من بعض التراكيب

حيث يصبح C° 50 من الجدير ذكره أن محلول الحوض يصبح مستقرا إذا ارتفعت درجة الحرارة ألكثر من

والذي يترسب بدوره مسببا العديد من ، نيكل فوسفيت غير المنحل نسبياالمحلول مشبعا بالفوسفيت الذي يشكل

- ٦٢ -

المشاكل منها تفكيك محلول النيكل ولتفادي ذلك يمكننا استخدام مرجعين أو أكثر مع وجود الصوديوم فوسفيت

. حيث تتأمن ثباتية للمحلول أكثر مع امكانية ترسيب سريعة وال يتشكل فوسفيت النيكل

: المترسبةسماكة الطبقة

إال (C°50-13) وذلك عند درجة حرارة min 5خالل فترة زمنية قدرها ) µm 0.38 – 0.25(يتم ترسيب

وذلك في حالة ترسيب طبقة من النيكل اللماع أو ) µm 0.38 - 0.63(أنه من المفضل ترسيب طبقة سماكتها

وفي بعض الحاالت يتم ترسيب طبقة ) min 10-8(وهذا يحدث خالل ، الكروم فوق الطبقة المترسبة كيميائيا

باستخدام )µm 13 -18(بواسطة محلول النيكل ويتبعها ترسيب طبقة بسماكة ) µm 0.30 -0.38(مقدارها

µm(ثم طبقة من الكروم بسماكة ) µm 2.6 -7.2(سلفات النيكل يتبعها طبقة من النيكل اللماع بسماكة

0.13 – 0.25(.

: ل عالي النقاوةالتلبيس بالنيك5-1-7 كما يمكن الترسيب ، باستخدام الهيدرازين كعامل مرجع %97.9يمكن إجراء هذ التلبيس بحيث يترسب بنقاوة

من النيكل باستخدام صوديوم هيبوفوسفيت %99كما يرسب ، باستخدام أمين بورات كمرجع %99.8بنقاوة

.ةوهذه الطرق يمكن استخدامها في تلبيس الدارات الكهربائي

: ABS يبين الجدول التالي مقارنة بين ترسيب النيكل والنحاس على بالستيك

النيكل النحاس

min 3 -10 min 30- 10 التلبيسزمن

0.50 - 0.25 0.25 – 0.075 سماكة الطبقة المترسبة

أوم0.08 أوم 5 الناقلية

مساوي للنحاس مساوي للنيكل االلتصاق

أقل من النحاس أعلى من النيكل بة لدونة الطبقة المترس

أعلى من النحاس أقل من النيكل مقاومة التآكل

:التلبيس االنتقائي6-1-7 عدا ذلك فإن ، )السطح الداخلي( وألغراض الحماية فإنه من الضروري تغطية سطح واحد من القطعة عادة

الخارجي قد تظهر صعوبات في تلوين هذا أيضا عند تغطية السطح ، الكلفة سوف تزداد بدون أي مقابل

المواد البالستيكية غير الملبسة بالمعدن يكون طليها بالدهان أسهل ، )التصاق الدهان بالطبقة المعدنية(الدهان

.وبدون مشاكل

والتلبيس االنتقائي هام في الحاالت ، بدأت القصة بفكرة الحصول على تلبيس انتقائي للبالستيك بدون تخريش

الطريقة التقليدية للتلبيس . يتطلب فيها الحفاظ على لون بعض األجزاء البالستيكية أو مظهرها البالستيكيالتي

على الجزء الذي ال يراد ) والذي يمتص الكروم في مرحلة التخريش(االنتقائي كانت بوضع طالء مقاوم

وهذا يولد الكثير من النفاية باإلضافة ، تلبيسه من القطعة ثم نقوم بالطلي لكامل القطعة ونقشر الطالء المقاوم

.إلى الجهد والتكلفة الزائدة الناتجة عن وضع وإزالة الطالء المقاوم

السبب ، والذي يلغي خطوة التخريش) latex-based(وقد قامت إحدى الشركات بتطوير طالء أساسه مطاط

حيث ) EMI( الحقل الكهرومغناطيسي الذي أدى إلى ظهور فكرة التلبيس للوجود هو اآلثار السلبية إلشعاعات

- ٦٣ -

أنه في بداية الثمانينات لوحظ أن بعض الناس لم يستطع استخدام الحاسبات أو التلفزيونات في بيوتهم بسبب

لذلك كان التلبيس االنتقائي حال ) Magnetic Field Interference(تداخل أو اعتراض الحقل المغناطيسي

ي طريقة مالئمة للبيئة ال تتطلب تخريشا كيميائيا أو معالجة أولية للجزء وه) EMI(فريدا يؤمن الحماية ضد

.البالستيكي المصبوب

باستخدام تقنيات البخ التقليدية يمكن وضع طبقة أساسية على الجزء المراد تلبيسه وبسبب هذا ): 7-4(الشكل

س الطالء المطور يمكن التخلي عن خطوة التخريش في عملية التلبي

العملية طبقة رقيقة موحدة من المعدن بشكل انتقائي في المكان المطلوب وهي تستند إلى عملية تلبيس تزود

إن). EMI(كيميائية تؤمن غطاء مستمرا ونقيا ومتماثل الخواص من النحاس أو النيكل النجاز الحماية ضد نحاس السفلية من األكسدة والصدأ وهي تؤمن ال كيميائية تحمي طبقة بطريقة يكل العلوية المرسبةطبقة الن

.باإلضافة لذلك مقاومة اهتراء وتآكل عالية

في الماء على مساحة المنطقة ) المعلق(قبل اجراء عملية التلبيس نقوم بتأمين طبقة من المطاط المحلول

لالنتقائية ) ط المبخوخةطبقة المطا(يؤسس الغطاء األساسي . المطلوب تلبيسها باستخدام تقنيات البخ التقليدية

باإلضافة إلى أنه ينتج اجهادا أقل على الجزء المصبوب بالمقارنة مع عملية ، ويبقي االلتصاق على األرضية

.التخريش الكيميائية

يلبس النحاس كيميائيا فوق الطبقة األساسية إلى الكمية المطلوبة حسب السماكة أو مقدار ): 7-5(الشكل

مطلوبةالحماية ال

إن سماكة التصفيحات ال تعتمد على سماكة الغطاء األساسي هذا والذي يمكنه الوصول إلى كل المناطق في

.ثم يجري التلبيس على جميع المناطق التي زودت بالطالء، األجزاء المعقدة

- ٦٤ -

لتي هي بحدود إن تأثير الحماية يعتمد على طبقة النحاس المرسبة كيميائيا والجيدة التوصيل الكهربائي وا

وفي كيميائيا الطالءات الناقلة استخدمت في حاالت خاصة بدال من ترسيب النحاس . ميكروانش) 150 -75(

، الفضة، ومن أكثر المواد المالئة شيوعا النحاس، هذه التقنية يكون المالىء الموصل متحدا في روابط الراتنج

.الغرافيت والنيكل

ويتفاوت أداء الحماية أيضا بحسب سماكة فلم الطالء ) 30–40(%ب تقدر هذه العملية تتضمن ضياعات بخ

يمكن أن يستخدم أيضا التلبيس . والمقاومة النوعية للسطح مؤثرة أيضا، الجاف باإلضافة إلى إيصالية الطالء

.بجو مفرغ من الهواء

وهذا يهيئ السطح لتلبيس النيكل ، بعد تلبيس النحاس يتم استعمال محلول يحوي الباالديوم لتنشيط النحاس

وبما أن النحاس سوف يتأكسد لدى تعرضه للعوامل الجوية مع مرور الوقت فإن طبقة رقيقة من ، كيميائيا

والنيكل يحمي أيضا من التآكل ويمكن ، ميكروانش يتم ترسيبها على األجزاء التي تم تلبيسها25النيكل بحدود

، ففي بعض الحاالت. طول إذا كان المطلوب الحصول على سماكة أكبرتغطيس األجزاء في المحلول لمدة أ

أو لتحسين مقاومة ، الطبقات ذات السماكات العالية تكون مطلوبة لتالئم عمليات وصل محددة مثل اللحام

.التآكل واالهتراء

:حسنات ومساوىء التلبيس الكيميائي7-1-7 في عمليات التلبيس يعد طريقة مهمة للحصول على طبقة مما ال شك فيه أن استخدام المحاليل الكيميائية

لها مزايا مهمة ولكن بالمقابل يحد من استخدامها ، كأي طريقة، معدنية متجانسة فوق األرضية المطلوبة وهي

:بعض االعتبارات ومن المزايا الهامة لهذه الطريقة

البالستيك وهو يستعمل بشكل خاص لتأمين التلبيس الكيميائي يرسب المعدن على المواد غير الناقلة مثل): 1

.طبقة معدنية أولية رقيقة الزمة ألي عملية تلبيس كهربائي الحقة

.أحواض التلبيس الكيميائي بسيطة وتعمل في مدى واسع من درجات الحرارة و التراكيز): 2

ئية والكيميائية التي تتطلب التجهيزات بسيطة نسبيا بالمقارنة مع عمليات ترسيب البخار المعدني الفيزيا): 3

.مفاعالت متطورة مزودة بجو مفرغ وملفات تحريض وأجهزة أخرى

التلبيس الكيميائي ال يعتمد على قوانين انتشار التيار الكهربائي وبذلك يمكن الترسيب على أي شكل بما ): 4

ائية ال يمكن الترسيب إال على السطح في ذلك التجويف الداخلي لألنابيب البالستيكية بينما في الطريقة الكهرب

.الخارجي فقط

%99.9التلبيس الكيميائي يرسب طبقة رقيقة متماثلة الخواص من الفضة والبالتين بنسبة نقاوة تصل إلى ): 5

في التلبيس الكيميائي يمكن ترسيب طبقات متتالية حيث أن التفاعل ال يتوقف بترسيب طبقة واحدة بل ): 6

. هذه الطبقة بطبقات أخرىيمكن تعزيز

: أما ما يحد عملية الترسيب الكيميائي فهي تتضمن

عندما يكون ، إن معدل سرعة العملية تابع لتراكيز العنصر المختزل على سطح األرضية البالستيكية) : 1

ي العنصر المختزل غير كاف يسبب ذلك بطىء الترسيب وبالمقابل زيادته تؤثر على االستقرار الكيميائ

.للحوض

.المحلول يكون معقد التركيب لذلك يجب فرض رقابة كيميائية صارمة على العملية) : 2

- ٦٥ -

ناقصة فإن الحمام الكيميائي يمكن أن يشكل ) chemical stabilizers( إذا كانت المثبتات الكيميائية ):3

معدنية الحرة يمكن أن هذه الجزيئات ال، جزيئات معدنية حرة تغطي القطعة المعالجة فتسبب خشونة السطح

.تتجمع على جدران حوض التغطيس أيضا

، المواد الكيميائية المستخدمة في هذه الطريقة أغلى من المواد المستخدمة في طريقة التلبيس الكهربائي) : 4

.وفترة حياة الحوض تكون أقصر حيث أن النواتج الثانوية تتجمع وتؤثر على استقرار الحمام

. للشوائب مع المعدنco-deposition) ثنائي(ريقة من المحتمل أن يحصل ترسيب مشترك في هذه الط) : 5

لييظهر معدات التلبيس الكيميائي بما فيها األحواض المتعاقبة للتغطيس والغس): 7-6(الشكل

):المحاليل(تقنية تلبيس جديدة تستخدم الطريقة الرطبة 8-1-7 وهي تأتي في إطار البحث عن ، ات التلبيس المعدني الكيميائية والكهربائية هذه الطريقة هي طريقة مكملة لعملي

. طرق اقتصادية سريعة بتطوير العمليات التقليدية

إن هذه الطريقة الجديدة تستند إلى مفهوم ديناميكي وهي عملية مالئمة للبيئة وال تسبب أي تلوث بيئي وهـي

DCP(Dynamic(الطريقة بالتلبيس الكيميائي الديناميكي لقد دعيت هذه ، تقوم على إجراءات رش متسلسلة

Chemical Plating . وهي تتضمن النقل بواسطة بخاخة باستخدام هواء مـضغوط وبندقيـة بـخ بفوهـة

وبذلك يتشكل فيلم سائل رقيق جدا ويكثف ، مضاعفة لسائل مائي يحوي العناصر المختزلة والعناصر المؤكسدة

حوي العناصر الفعالة وهو غير مستقر ترموديناميكيا وبالتالي فإن تفاعـل األكـسدة هذا الفيلم ي . على السطح

.سوف يحدث آنيا

وسماتها االقتصادية يجعالنها عملية منافسة ألنه ال توجد حاجة التلبيس الكيميائي الديناميكيإن سهولة عملية

ق األخرى كطريقة الجو المفرغ من الستخدام أجهزة ومعدات متطورة إلنجاز التلبيس بالمقارنة مع الطر

- ٦٦ -

، إلى عدم وجود مشاكل الترسيب على جدران الحوض كما في الطريقة الكيميائيةباإلضافة PVDالهواء

ويمكن نقل بندقية البخ ومكوناتها بسهولة نسبية هذا باإلضافة إلى أنه في بضع ثوان يمكن تلبيس أي سطح

- P-B- خليطة غرافيت أوNi- أو بخليطه غرافيتNi ،Cu ،Ag ،Coة ء أكان ناقال أم ال بالمعادن التاليسوا

Ni عند درجة حرارة الغرفة بدون خطوة التنشيط باستخدام الباالديوم.

، إن الطرق الكيميائية الرطبة مثل الترسيب الكهروكيميائي قد تكون مالئمة للطالء السميك والمناطق الصغيرة

، قة الجديدة وهي امكانية تلبيس مختلف األشكال لألرضية البوليميريةوهنا تكمن الميزة الفريدة لهذه الطري

.وهذه الطريقة تبدي فعالية كبيرة عند التلبيس االنتقائي

:ما زالت تعاني من عدة مشاكل عملية منها) الطريقة الكيميائية(وسائل التلبيس الرطبة التقليدية

.دةوحياة المحلول المحدو، صعوبة التحكم بحوض التلبيس -

–نفايات المعالجة (باإلضافة إلى األضرار البييئية ) carcinogen formaldehydeمركب (السمية -

).إلخ..... التخريش الكرومي

.صعوبة تلبيس األجزاء ذات األبعاد الكبيرة -

. ألغلب األحواض التجاريةµm/h 5معدل الترسيب البطيء والذي يصل إلى حوالي -

.عالجة المرتفعباإلضافة إلى عدد خطوات الم -

في بخاخة ) oxy-reduction(أكسدة متقطع -الكيميائية الديناميكية هذه على تفاعل إرجاعطريقة البخ تعتمد

)aerosol (نجاح هذه العملية يتوقف على السيطرة على ، تحتوي عنصر اإلرجاع باإلضافة إلى أمالح المعدن

ومصدر الطاقة ) Ni ،Cu ،Co(ما فيها شوارد المعدن التزويد المتسلسل للمواد على األرضية البوليميرية ب

).العنصر المرجع(

تبخ عناصر األكسدة واإلرجاع في نفس الوقت ولكن بشكل منفصل على السطح الناقل أو غير الناقل كما في

:الشكل

يبين مبدأ التلبيس الكيميائي الديناميكي): 7-7(الشكل

- ٦٧ -

ذا الفيلم يكثف على السطح وهو يحوي العناصر الفعالة باإلضافة إلى ه، ذلك يتم تشكيل فيلم سائل رقيق جداوب

(oxidation-reduction) إرجاع - أكسدةأنه غير مستقر ترموديناميكيا كما ذكرنا وهذا يعني أن تفاعل

.سيحدث آنيا

شنة وهذه ولكن تحت بعض الشروط التجريبية لهذا التفاعل التلقائي يمكن التحكم به لتفادي الترسبات الخ

:الشروط هي كالتالي

- redox(أكسدة - الفيلم السائل المرشوش يجب أن يكون رقيقا بشكل كاف وبذلك فإن تفاعل اإلرجاع*):

reaction (يحدث على السطح.

نسبة محاليل األكسدة ومحاليل اإلرجاع المرشوشة يجب أن تون كافية إلعطاء تفاعل الكتروكيميائي *):

بق نسبة االلكترونات المتبادلة بين العناصر المؤكسدة والمرجعة من حجم المحلول المبخوخ هذا يطا، )مثالي(

.والمثبت إلى األرضية

باإلضافة إلى طاقة سطحية ، األرضية البوليميرية يجب أن تملك قابلية تبلل متساوية في كافة أجزاءها*):

.ية يمكن تلبيسها بسهولة أكثر من البوليميرية ولذلك فإن األرضية المعدن(γ s > 40 mJ/m2)مرتفعة نسبيا

أكسدة سوف يحدث على السطح بدال من الترسيب التلقائي -عندما تنفذ هذه الشروط فإن تفاعل اإلرجاع

ثم يتم تشكيل فيلم ملتصق وكثيف من النحاس أو النيكل على ، للشوارد المعدنية ضمن الفيلم السائل المكثف

:األرضية كما في الشكل

صورة مجهرية لحبيبات النحاس المرسبة أوليا على أرضية من اإليبوكسي): 7-8(الشكل

الوقت الذي ، عندما ينتهي التفاعل في الطبقة السائلة يعاد رش طبقة سائلة رقيقة أخرى تحوي العناصر الفعالة

هذا الوقت تابع ، فوأثناء هذا الوقت فإن البخ يتوق) زمن االسترخاء(يفصل عمليتي رش متتاليتين يسمى

وهكذا يمكن وصف اإلجراءات الالحقة بأنها عبارة . لحركية التفاعل ويتناسب عكسيا مع ثابت سرعة التفاعل

.عن خطوات رش وتقف عن الرش متعاقبة

- ٦٨ -

:النتائج والمناقشة

البوليميرية ABSبورون على أرضية من مادة -نمو طبقة النحاس وطبقة النيكل) 7-9(يظهر الشكل

بورون و-للنيكل) µm/h 11.8(بمعدل الغرفة و درجة حرارة نمو خطي عند وهو، المقارنة ألغراض

)9 µm/h (للنحاس .

من المهم مالحظة أن هذه األفالم المعدنية طليت مباشرة على البالستيك بعد إزالة الزيوت و األوساخ بدون

دام الخطوة المكلفة للتنشيط وهي الغمس في محلول وبدون استخ، أي تخريش حمضي أو تخشين ميكانيكي

. كما في عمليات الترسيب الكيميائي التقليديةPd/Snمن ) صمغي(غروي

من النافع مقارنة التلبيس الكيميائي الديناميكي بطرق التلبيس األخرى مثل التلبيس الفيزيائي بجو مفرغ من

:كما هو موضح بالجدول التالي) يائية والكهربائيةالكيم(باإلضافة إلى الطرق األخرى ) PVD(الهواء

التلبيس الديناميكي عملية التلبيس

DCPالكيميائي

PVDعمليات التلبيس الكهربائي التلبيس الكيميائي

المواد المستخدمة

في التلبيس

Ni ،Ni–B-P ،Ni–

B ،

Co ،Cu ،Ag

Ni ،Ni–P ،Ni–B ،

Co ،Cu ،Pd ،Au

Cr ،Cu ،Ni ،Cd ،Co ، Fe ،

Sn ،Pd ،Ag ،Rh ،Zn and alloys

، خالئط، معادن

أكاسيد ، نتريدات

كربيدات،

درجة حرارة

(°C) األرضية

25-35

25-100

25-150

بالتبخير 100

ـ بال500حتى sputtering

معدل الترسيب(µm /min)

0.2

0.2-2.0

0.2-150

0.02-20 sputtering

التبخير0.2-10

درجة حرارة مليةجو الع

الغرفة

درجة حرارة

اختزال ، الغرفة

، درجة حرارة الغرفة

يحليل كهربائي

، مفرغ من الهواء10-2 –

10-6 mbar

.نمو الطبقة الملبسة على األرضية البوليميرية): 7-9(الشكل

- ٦٩ -

كيميائي

(µm) سماكة

الطبقة

0.1 -10

2 – 50

2 – 500

50 ــ 0.5

يمكن تعديلهاو اختيار يمكن تعديلها يمكن تعديلها خواص الطبقة

لاألفض

يجب أن تكون

معروفة

حجم القطع

الملبسة

محدود بحجم غير محدود

الحوض

محدود بحجم حوض

التلبيس

محدود بحجم

المفاعل

، Cu ،brass أي مادة مادة القطع الملبسة

iron ،steel ،

Mg ،plastics ،glass

easy: steel ،Cu ،Al ،special treatment; stainless steel ،Al ،

Mg ،plastics

difficult: Ti ،glass

، غير محدودة

، زجاج، بالستيك

خالئط

من الجدول نالحظ المزايا العديدة التي تتمتع بها طريقة التلبيس الكيميائي الديناميكي بالمقارنة مع الطرق

. المختلفة للتلبيس

الستيكية حيث أصبح من إن اقتصادية هذه الطريقة وسهولتها يجعلها فتحا مهما في مجال تلبيس المواد الب

.السهولة بمكان تلبيس المواد البالستيكية بدون الخوف من النفايات السامة أو الحاجة ألجهزة معقدة

:المواد البالستيكية القابلة للتحليل الكهركيميائي مباشرة9-1-7 ليمكن تلبيسه ، فمن وقت آلخر كانت المحاوالت تستهدف جعل البالستيك ناقال للتيار الكهربائي بشكل كا

.مباشرة عن طريق غمسه في محاليل الترسيب الكهربائي بنفس الطريقة المتبعة مع المعادن

وقد عرض . بالسطح) carbon black(لقد كانت الطريقة عادة بدمج مواد ناقلة للتيار مثل الفحم األسود

وعلى الرغم من ، ب على السطحيؤمن التصاقا جيدا ويشجع الترسي) عنصر(مركب خاص يحتوي على عامل

.حيث يوجد صعوبة في صب وتشكيل المادة المالئة، هذه الحسنات إال أنه لسبب آخر لم ينجح تجاريا

وفي السياق نفسه يعمل الخبراء في شركة سيمنس على تطوير مركب بالستيكي ناقل للتيار يمكن معالجته في

.آالت حقن البالستيك العادية

يمكن معالجته تماما كالبالستيك وفي نفس الوقت ، مركبا مصنوعا من البالستيك والمعدنلقد طور الخبراء

هذا المركب الهجين يمكن استخدامه في تصنيع المكونات . يملك الخواص الكهربائية والمغناطيسية للمعدن

الت الحقن التقليدية وبالتسخين يمكن تشكيل هذه المادة باستخدام آ، الكهربائية مثل وحدات اإلرسال والتحكم

.المستخدمة في صناعة المواد البالستيكية

وفي الخطوات الالحقة يتم ، مكونات المحرك اإللكترونية تحاط عادة ببيوت بالستيكية مصنعة بالحقن غالبا

وفي النهاية ، ثم يتم لحام المقاومات والوشائع، تزويد طبقات معدنية رقيقة داخل هذه القطع لتعمل كموصالت

- ٧٠ -

وبمعنى آخر يوجد عدد كبير من خطوات اإلنتاج الضرورية لتصنيع وحدة تحكم بحجم . منها األسالك تسحب

.علبة السجائر

والبقية عبارة عن قصدير ينصهر ، نحاس% 50وحوالي ، بالستيك) % 20-10(تشمل المادة الجديدة حوالي

.واص الغير العادية للمادةتعطي بعض المكونات المختلفة الخ. بدرجات حرارة منخفضة نسبيا

بسبب درجة االنصهار المنخفضة للقصدير تبقى المادة سائلة أثناء المعالجة على الرغم من النسبة المرتفعة

.وجود النحاس بنسبة مرتفعة يجعل إيصالية هذه المادة أعلى جدا من المركبات التقليدية، للمادة المالئة

حيث يشكل النحاس شبكة متفرعة ، لكهربائية في درجات الحرارة العاليةتحتفظ المادة الجديدة باإليصالية ا

.ضمن البالستيك

حيث يمكن اإلكتفاء فقط ، الفائدة الرئيسية لهذه المادة تتمثل في االستغناء عن الخطوات الالحقة لتأمين الناقلية

الشخص الذي طور هذه Robert Greinerهذا ما قاله الدكتور ، بحقن هذا المركب للحصول على مادة ناقلة

.المادة

ولكن تحوم الشكوك حول ، لقد استمر تطوير بوليميرات ناقلة ذاتية للتيار الكهربائي بدون استخدام إضافات

أو من حيث الخصائص ) هل سيكون تصنيع هذه المواد مكلفا(جدوى هذه المواد سواء من الناحية االقتصادية

.مستقبالالمطلوبة الستخدام هذه المواد

:أساليب تخفيض خطوات التلبيس التقليدية10-1-7 من المالحظ أن عمليات التلبيس الكيميائي التقليدية تتطلب الكثير من مراحل الغسل والتغطيس باإلضافة إلى

. نهائيوهذا يترك أثرا سلبيا على االنتاجية وبالتالي على كلفة تصنيع المنتج ال، درجات الحرارة المرتفعة نسبيا

لذلك اتجهت الجهود إلى إيجاد تقنيات جديدة تساعد على تخفيض كلفة العملية التقليدية عن طريق اختصار

إن لم تتفوق عليها في معظم (بعض الخطوات واستخدام محاليل جديدة تعطي نفس نتائج الطريقة التقليدية

ستيكية باإلضافة إلى المحافظة على المظهر من حيث متانة ترابط الطبقة المعدنية مع األرضية البال) األحيان

.المعدني البراق وتحقيق نعومة عالية للسطح

- ٧١ -

ومن أهم التقنيات المستخدمة بكثرة في الوقت الحالي تقنية التلبيس المباشر وسنتطرق إلى مثالين عن هذه

.الطريقة يستخدمان لتلبيس مدى واسع من منتجات صناعة السيارات بشكل خاص

طورت الطريقة األولى للتلبيس المباشر على المواد البالستيكية غير الناقلة وهي طريقة ال تستخدم لقد*):

بدال من ذلك . المعادن الثمينة للتنشيط أو لعمليات الترسيب الكيميائي النتاج الطبقة المعدنية األولية الموصلة

. رضية البالستيكيةتسمح العملية للنيكل االلكتروليتي بالتلبيس المباشر على األ

وتخفض بشكل ملحوظ استهالك الماء وتزيل ، إن تقانة التلبيس المباشر هذه تنقص عدد خطوات المعالجة

)chalates (وتحسن معدل االنتاج.

وقد ، تكنولوجيا التلبيس المباشر المذكورة تستخدم عملية تخريش معتدلة تضمن درجة عالية من االلتصاق

.2001ة مصانع منذ عام استعملت لالنتاج في عد

الشروط البيئية الصارمة باإلضافة إلى البحث عن تخفيض التكاليف في صناعة السيارات أجبرت المختصين

.في صناعة التلبيس على البحث عن تقنيات مثل التلبيس المباشر

هي عامل مهم إن عملية التخريش . لجناية فوائد التلبيس المباشر يجب أن تحدد بعض اإلعتبارات بشكل جيد

.ABS+PC أو مزيج من ABSوهي مسؤولة عن درجة االلتصاق على األرضية البالستيكية سواء أكانت

أفضل درجة محتملة من . عملية التخريش مسؤولة أيضا عن قدرة األرضية البالستيكية الفعلية على التلبيس

.ستخدام مخرش معتدلااللتصاق وأفضل تلبيس باستخدام هذه الطريقة يمكن التوصل إليه با

:المخرش المعتدل

- مخرش باستخدام الطريقة الغروية التقليدية بواسطة مخرش حمضي كبريتيABSيظهر الشكل سطح مادة

. كرومي

بعد التخريش التقليدي وهو خشن جداABSل سطح ا): 7-10(الشكل

هذا التخريش الشديد ضروري ، ةالسطح المهاجم احتاج إلى نوع كالسيكي من عمليات التنشيط الغروي

وكنتيجة لهذا التخشين القوي قد يحطم سطح الجزء المشكل والنتيجة ، لاللتصاق الصحيح في العملية الغروية

.يمكن أن تؤثر على االلتصاق وتخفيض جودة السطح

بالستيكي هذا السطح ال، سطحا تم تخريشه تحت شروط معتدلة بعملية الترسيب المباشر) 7-11(يوضح الشكل

بين سطح األرضية والمعدن ) Botton hole(المخشن قليال بتجاويف يناسب جيدا آلية التصاق العروة

.المرسب

- ٧٢ -

التخريش المعتدل للسطح يعطي خشونة أقل مترافقة مع تكهفات أحادية ): 7-11(الشكل

شكيل المجموعات المعتدل تيحسن المخرش ، عوامل التخريش تؤثر مباشرة على البنية الكيميائية للسطح

حيث تكون النسبة المئوية ، على السطح البالستيكيOH) ،-C=O ،(-COOH- الوظيفية القطبية

مرتفعة وهذا يعطي رابطة كيميائية مع جزيئات محتملة منشطة ومشحونة ) OH-(لمجموعات الهيدروكسيل

. إيجابيا

هذين ، األرضية البالستيكية بواسطة جسر من الكبريتمعدن نشط إلى" تبلل"يتم في المحلول الناقل الالحق

.التفاعلين يعطيان التصاقا كيميائيا إضافيا

: مبينة في الشكلقنتائج االلتصا

. أن إمكانية التلبيس لسطح معين تعتمد بشكل حاسم على ظروف التخريش المطبقةختباراتأظهرت اإل

ودرجة حرارة ) 7-13الشكل(شكل خطي مع زمن التخريش يزداد ب ABSالتنشيط المعدني على سطح

وهكذا فإنه برفع شروط التخريش نحصل بالمقابل على زيادة في البنية المجهرية ). 7-14الشكل(التخريش

)micro-structuring (سطوح مزيج ، والنتيجة زيادة في حجم المنطقة المخرشةABS+PC ال تمر بمثل

.هذا التغيير الحرج

مقارنة بني بارامترات العملية التقليدية وعملية :)7-12(الشكل

- ٧٣ -

الطبقة املعدنية املنشطة مقابل درجة : )7-14(الطبقة املعدنية املنشطة مقابل زمن التخريش الشكل: )7-13(الشكل

حرارة التخريش

هذه الخاصية ، التنشيط المعدني السطحي" كمية"من خالل الخبرة يتم انجاز ترسيب سريع عن طريق زيادة

وبالنتيجة فإن سرعة تلبيس مادة ، استخدام منشطات الباالديوميمكن رؤيتها أيضا في التلبيس المباشر عند

ABS ولكن في حالة مزيج ، تخريش أعلى) متغيرات( يجب أن تزداد باستخدام عواملABS+PC فإن ذلك

.يكون ذو أهمية أقل

يش على عكس التوقعات فإن سرعة التلبيس المعدني في كال النوعين تصبح أبطأ عندما تزداد متغيرات التخر

تحت شروط ، )الشكلين في األسفل(وعند أزمان تخريش ودرجة حرارة محددة قد يظهر كبح كامل للعملية

.التخريش المرتفعة تزداد المنطقة البالستيكية المنشطة لكل واحدة مساحة

ازدياد درجة حرارة التلبيس تناقض سرعة التلبيس ب: )7-16( الشكل تناقص سرعة التلبيس بازدياد زمن التخريش: )7-15(الشكل

محتمل جدا أن تؤثر عوامل التخريش على النسبة المئوية وتركيب المجموعات الوظيفية على سطح من ال

.المادة البالستيكية

يكون أكبر باستخدام المخرشات المعتدلة عنه في حالة التخريش ) OH-(إن وجود مجموعات الهيدروكسيل

على السطح " خاملة" و" فعالة"يرسب المنشط الذي يحتوي على مركبات معدنية ،على كل حال. القوي

.مجموعات الهيدروكسيل تحسن ترسيب الجزيئات الفعالة على سطح البالستيكلذا يبدو أن ، البالستيكي

- ٧٤ -

وحسن أيضا بشكل آني تشكيل ، باإلعتماد على هذه النظرية استخدم محفز خفض بشكل كبير هجوم التخريش

).8الشكل(جموعات الهيدروكسيل م

.هذه الخطوة توسع إلى حد كبير مجال التطبيق لعملية التلبيس المباشر

:كيف تم تخفيض خطوات العملية التقليدية

باستخدام طريقة . إن التنشيط يلي عملية التخريش المعتدل والغسل الالحق في محلول معدني أميني معقد

.جة إلرجاع الكرومالتلبيس المباشر ال توجد حا

درجات الحرارة األعلى ، تعتمد على الشروط المطبقة أثناء اإلنتاج") نشاطه"حياته الفعلية و (إن جودة المنشط

، زمن الغمر في المنشط ال يؤثر على عملية التلبيس، يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على المنشطC° 30من

. بالكامل بعد أربع دقائق من الغمر" مبللة"كونات يجب أن تكون شيء واحد يجب أن يتم التأكد منه وهو أن الم

.بعد التنشيط تغسل األجزاء بمحلول قلوي

sulfide( يجب أن يكون أقل من دقيقتين والمحلول الموصل السولفيني conditionerلالغمر في ا

conducting solution (ل ينتج اgray ،وبولي سولفيدات الفيلم الالصق باحكام والمؤلف من المعدن

)polysulfides.(

فإن تفاعالت أخرى تحدث sulfurousل والمحلول ا) المركب(أثناء التفاعل الذي يحدث بين المعدن المعقد

لحمام ). دقيقة واحدة تكفي(وهنا أيضا زمن الغمر ال يؤثر على التلبيس ، على السطح البالستيكي المنشط جدا

. تروليت بجهد أقل من جهد إرجاع المنشطيستخدم فقط الك، الطلي األولي

يستخدم النيكل في حال كان الجهد الناتج عن االلكتروليت الحمضي للنحاس شديد الكهرجابية

)electropositive ( يجب أن يبدأ الجهد من)فولط ويزداد بالتدريج ويجب أن يوصل بعد أربع دقائق)3-2 .

.dm²/min 1.0-0.5 نمو طبقة بشكل ثابت بمعدل في هذا األسلوب يتم تجنب االحتراق و يضمن

، دقيقة اعتمادا على حجم وتعقيد األجزاء12-5يعتمد وقت التغطيس على حجم األجزاء ويجب أن يتراوح بين

إن حسنات طريقة التلبيس المباشر هذه أكثر بكثير من .ويمكن تلبيس معدن آخر بعدئذ إذا كان ذلك مطلوبا

إن تخفيض عدد خطوات المعالجة وحمامات الغسل . الطريقة التقليدية لتلبيس البالستيكالمساوىء مقارنة مع

.دقيقة 50 -20يختصر وقت المعالجة األولية بمقدار

:الجدول التالي يوضح مقارنة بين الطريقة التقليدية والطريقة المباشرة

.الطبقة املعدنية املنشطة مقابل التراكيز):7-17(الشكل

- ٧٥ -

الحسنات والمساوىء التلبيس المباشر الطريقة التقليدية

minutes ، 68°C 12 :التخريش400 g/l H2SO4 400 g/l CrO3

بدون محفز

minutes ،63°C 5 :التخريش400 g/l H2SO4

320 g/l CrO3

. تخفيض زمن المعالجة-

+Cr3 انتاج أقل لشوارد الكروم -

استهالك أقل للكروم -

كلفة المحفز -

تخفيض كلفة ماءالغسيل الغسيل أربع مرات الغسيل أربع مرات

، minutes 2اإلرجاع 30-50°C

عدم الحاجة ، انعدام الكلفة اليوجد

لتجهيزات اإلرجاع

عدم الحاجة ، انعدام الكلفة ال يوجد الغسيل ثالث مرات

ألحواض الغسيل

تغطيس أولي في حمض كلور

HClالماء

التخلص من كلفة المواد الكيميائية ال يوجد

5-4التنشيط باستخدام الباالديوم

min ،30°C

-minutes ،18 4 :التنشيط22°C

.أمونيوم، معدن معقد -

. عدم وجود الباالديوم-

حاجة محتملة للتبريد في -

. الصيف

min 0.5المبرد مرات3 ل يالغس

، minutes 3-2المسرع 50°C

، min 1المحلول الموصل room temperature

. طاقة أقل-

. معقدة ال وجود لعوامل اختزال-

. حياة عمل غير محدودة-

مرات3 الغسيل مرات3 الغسيل

10ترسيب النيكل كيميائيا

minutes ، 30°C

األحواض وتلفHNO3ال وجود - ال يوجد

. تحفيض كلفة الطاقة-

ال وجود للعناصر المعقدة أو -

.عناصر االختزال الغالية

الحاجة عدم، انعدام الكلفة ال يوجد مرات3 الغسيل

ألحواض الغسل

حاجة أقل لألحواض )حوض( توضع 11المجموع )حوض (توضع 24 المجموع

تحسين كفاءة العملية دقيقة 18المجموع دقيقة 48المجموع

الترسيب الكهربائي للنيكل أو أي معدن آخر

أكبر الشركات العالمية في وهي من Decomaالمثال الثاني عن التلبيس المباشر قامت بتطويره شركة *):

حيث أرادت هذه الشركة تطوير طريقة فريدة في ، تزويد األجزاء الخارجية والمكونات لصناعة السيارات

وتقديم هذا المنتج إلى أكبر شركات تصنيع السيارات Polybriteطلي البالستيك وذلك في فرعها المسمى

- ٧٦ -

الطريقة عبارة عن عملية تلبيس مباشر للكروم على مادة وهذه...) تويوتا ، نيسان، BMW، فورد(في العالم

ABS ومزيج من ABSومواد بالستيكية أخرى .

إحدى السيارات اليت تقوم Ford Windstars سيارة معالجة في هذه الطريقة فإن السوف تنخفض خطوات بعض أجزائها اخلارجية بتلبيسDecoma شركة باإلضافة إلى عدم الحاجة ألحواض الغسيل بالماء إلى

مقارنة مع طرق 30%مما ساعد في اختصار زمن المعالجة بحدود ، ة النحاس جانب التخلي عن هجم

. الترسيب التقليدية

:الشكل التالي يوضح مراحل عملية الترسيب المباشر

خطوات عملية التلبيس المباشر): 7-18( الشكل

العملية بعدما ندعوه ؟؟ خطوة الفوائد الكبيرة لهذه الطريقة في أنها مستقرة كيميائيا ويمكننا أن نقاطعتتجلى

خطوة وصل النحاس هي عملية قلوية وظيفتها استبدال القصدير الموجود في خليطة (وصل النحاس

).الفيلم الناتج يكون ناقال ويجعل السطح مهيأ للتغطيس في أكسيد النحاس، بالديوم كيماويا بالنحاس/القصدير

ال يفضل ترك القطع لمدة طويلة بسبب (لمحلول وتركها لمدة يوم عند هذه المرحلة يمكن إخراج األجزاء من ا

).امكانية تعرضها للتلوث ولكن عند الحاجة لمقاطعة العملية يمكن عمل ذلك

فائدة أخرى لهذه العملية هي عدم الحاجة لمعالجة النفايات ألن هذه العملية ال تحتوي على الفورم الدهيد حيث

عدم احتواء محاليل Decomaل عن قسم تطوير هذه العملية في شركة وهو المسؤوBrettالحظ السيد

وال تحتوي العملية على ، Ethylonediamide أو EDTAالمعالجة على عناصر معقدة مثل ملح

هيبوفوسفات الصوديوم ولهذا فإن مياه الغسل ليست بحاجة إلى أن تعالج بشكل منفصل مما يقلل حجم المياه

مثل مزيج ABSالتي تسجل للشركة أنها استطاعت تلبيس المواد البالستيكية غير مادة أحد األمور ، الملوثة

ABS/PC باالرتباط مع مزودي هذه المواد.

هذه المواد أخف )TPO(الشركة في صدد تطوير طريقة لترسيب الكروم على أوليفينات المواد اللدنة حراريا

ث إن صناعة السيارات أصبحت بحاجة إلى مواد بالستيكية حي، وزنا وأرخص مقارنة مع المواد المستخدمة

.أكثر مرونة وأخف وزنا وفي نفس الوقت المحافظة على مظهر الكروم واألداء الجيد للفوالذ

:وصف العملية

- ٧٧ -

:خطوات التلبيس المباشر باستخدام هذه الطريقة موضحة بالجدول التالي

قدرالزمن الم )Fº(درجة الحرارة خطوة المعالجة

min 1 12-5 158 - 149 التخريش

min 1 73.5 - 70 الغسيل

min 1*3 73.5 - 70 الغسيل ثالث مرات

min 0.5 73.5 - 70 إرجاع الكروم

min 1 73.5 - 70 الغسيل مرتين

التغطيس في حمض كلور الماء HCl

70 - 73.5 0.5 min

min 4 111 التنشيط

min 1 73.5 - 70 الغسيل مرتين

min 3 140 التحويل

min 1 73.5 - 70 الغسيل مرتين

min 40تقريبا 86 - 77 اكسيد النحاس

والسيطرة بشكل كامل على بعض الخطوات أثناء العملية فعند إرجاع الكروم مثال يتحول الكروم يجب التحكم

ألن بقاءها سوف يؤثر بشكل ضار ومن الضروري تحويل كل الشوارد الرباعية، الرباعي إلى كروم ثالثي

وبالتالي على عملية التلبيس المعدني بشكل عام وفي حاالت معينة يمكن أن تمنع ، على عملية التنشيط الالحقة

.عملية الترسيب المعدني بشكل كامل

تنقل األجزاء من محلول مؤلف من حمض هيدروكلوري ، التنشيط هو الخطوة األكثر أهمية في العملية

. والذي يحمي الباالديوم المنشط عالي التكثيف من التخفيف) Predip Solution(افة إلى الماء باإلض

عالج وذلك على شكل عناقيد غروية من المالباالديوم والقصدير مكثفان من قبل المنشط على السطح غير

Sn/Pd محاطة بكلور القصدير .

هذا يؤثر على الباالديوم المكثفة على ، القصديرالحجوم العنقودية محددة بتجمعات حمض هيدروكلوري و

.ثم نقوم بعملية غسيل تضمن بقاء السطح المحفز نظيفا. السطح

هي الخطوة الثانية من حيث ) Cu-link(إذا كان التنشيط أهم خطوة في العملية فإن خطوة وصل النحاس

يحتوي محلول وصل النحاس على . لنحاسحيث يتم استبدال القصدير با، األهمية خالل عملية التلبيس المباشر

.شوارد النحاس مترابطة بواسطة عنصر مركب قابل لالنحالل

إن ترسيب النحاس على البالستيك يجعله ناقال للكهرباء مما يسمح بطليه بالمعدن مباشرة في حمام الكتروليتي

.للنحاس

- ٧٨ -

:رئيسية للتلبيس المباشر التي قدمتها الشركةمقارنة بين الخطوات الرئيسية للتلبيس التقليدي والخطوات ال

التلبيس المباشر العملية التقليدية

ABS إذابة جزيئات المطاط من : التخريش1-

. النتاج السطح الخشن

.تعديل الكروم الباقي_ اإلرجاع2-

السطح للتنشيط ئيهي: التغطيس األولي3-

.HClالحمام يحتوي ، الغروي Pd/Snبمحلول

حيث Pd/Sn معلق غروي من : المنشط4-

SnCl تكون محاطة بشوارد Pd/Snل شوارد ا

في المحلول وتكون مشحونة بشحنة سالبة

.وتنجذب إلى السطح المخرش

، الغرويPd من سطح Snيزيل : المسرع5-

حيث Pd تاركا جزيئات عالية التنشيط من

.تتعرض للترسيب الكيميائي الالحق

حمام نشط جدا حيث : كيميائي الترسيب ال6-

.µm 30تترسب طبقة من النحاس سماكتها حوالي

.أول خطوة تلبيس: هجمة النحاس الحمضي7-

النحاس الحمضي8-

.كما في العملية التقليدية: التخريش1-

.عملية خاصة لتعديل الكروم: االختزال2-

.كما في العملية التقليدية: التغطيس األولي3-

كما في الطريقة ، Pdل محتوى مرتفع من ا: شط المن4-

.التقليدية عادة

عملية قلوية خاصة ): Cu-link( وصلة النحاس 5-

عبارة عن . بالنحاسPd/Snتستبدل القصدير في خليطة

.تفاعل كيميائي بسيط في محلول مستقر

.أول خطوة تلبيس: النحاس الحمضي6-

- ٧٩ -

: التلبيس الكهربائي2-7يمكن تعريف التلبيس الكهربائي بأنه ترسيب الكتروليتي للمعدن من محلول يحوي أمالحه على سطح أرضية

.مغمورة في هذا المحلول

المبدأاألساسي لعملية التلبيس الكهربائي): 7-19(الشكل

هو عبارة عن محلول من شوارد معدنية أو أمالح منحلة في محلول حمضي أو " حمام التلبيس الكهربائي"

، يتم غمس القطع المراد تلبيسها في الحوض ويتم التغذية بالتيار الكهربائي المستمر من منبع خارجي. قلوي

مهابط فتكون متوضعة بالقرب من أما ال، تتوضع القطع عادة في وسط حوض التلبيس وتكون بمثابة المصعد

.حواف الحوض

تنتقل اإللكترونات ضمن الحوض من منبع التغذية إلى المصعد عبر الحمام إلى المهبط وفي النهاية تعود إلى

تسبب هذه الحركة هجرة الشوارد المعدنية الموجبة والموجودة في الحوض باتجاه اإللكترونات ، منبع التغذية

وهناك تعدل اإللكترونات الشحنة الموجبة للشوارد المعدنية ، )القطب السالب(ى المصعد الزائدة المتوضعة عل

وهكذا يتشكل غطاء رقيق من ، )القطعة المراد تلبيسها(مسببة التصاق طبقة رقيقة من المعدن على المصعد

.المعدن الموجود في الحوض على سطح القطعة المراد تلبيسها

فعندما يتم تلبيس الصناديق المفتوحة باستخدام ، ى سماكة الطبقة المترسبةيمكن أن يؤثر شكل القطعة عل

محاليل معينة نجد أن الزوايا الخارجية مالت إلى ترسيب طبقة بسماكة أكبر من الطبقة المترسبة على الزوايا

الزوايا ويعود السبب في ذلك إلى أن كثافة التيار تكون أكبر حول الزوايا الخارجية منه حول، الداخلية

حيث أن كفاءة التلبيس في ، في بعض المحاليل ال تظهر فيها هذه المشكلة). تدفق التيار يكون أكبر(الداخلية

وهكذا تكون سرعة التلبيس ، هذه المحاليل تنخفض مع زيادة كثافة التيار وهذا ما يحدث على الزوايا الخارجية

.ى الزوايا الداخليةعلى الزوايا الخارجية متساوية مع سرعة التلبيس عل

- ٨٠ -

فاإللكترونات يمكن ، باإلضافة إلى تفاعل ترسيب المعدن يمكن أن تحدث تفاعالت أخرى في حوض التلبيس

وبشكل ، أن تتفاعل مع شوارد الهيدروجين وتؤدي إلى تشكيل غاز الهيدروجين وترسيبه على سطح القطعة

.على المهبطمشابه يمكن اختزال شوارد الهيدروكسيد وترسيب األوكسجين

فإن تشكل الهيدروجين سوف يؤدي ، وباإلضافة إلى ذلك، هذه التفاعالت سوف تخفض كفاءة عملية التلبيس

. مما يستدعي إضافة كميات متناوبة من الحمض إلى الحوض للتعديل، الحوض بشكل تدريجيpHإلى زيادة

أي تلبيس مناسب بالترسيب الكهربائي يمكن بعد تحضير الفيلم المعدني األولي الناقل للتيار فإنه يفترض أن

هو األكثر شيوعا حيث يعطي مقاومة ممتازة للتآكل واالهتراء ) مع النيكل(صناعيا فإن تلبيس الكروم ، تطبيقه

.شائع أيضا) وخصوصا الذهب(ولتطبيقات خاصة فإن التلبيس بالمعادن الثمينة ، وهو عموما متين جدا

ي األجزاء البالستيكية ترسب دائما على طبقة طالء تحتي من النحاس المطاوع والتي نيكل ف_ طبقة الكروم

. تعوض االختالفات في التمدد والتقلص الحراري بين البالستيك والغطاء المعدني

على g/l 250يحتوي تقريبا ) bright(بشكل عام طبقة النحاس ترسب من محلول حمضي للنحاس الالمع

مع إضافات أخرى تعطي ما تحتاجه العملية وتسوي فراغات ، حمض الكبريتml/l 100، كبريتات النحاس

وهي أيضا تحد من تأثيرات التخريش وعمليات المعالجة ، السطح إلعطاء المظهر الجيد بدون صقل ميكانيكي

. لتستجيب لمواصفات التيار) µm 20 – 15(يجب أن تكون سماكة طبقة النحاس . المسبقة

سوف ) النحاس( فكرة أن األرضية لم تتآكل مثل المعادن وعليه فإن طبقات رقيقة من المعدن سابقا سادت

كروم يجب أن تكون سميكة -ولكن عمليا بما أن طبقة النحاس مهمة فإن النيكل النيكل، تكون كافية تماما

يسبب إزالة كاملة لطبقة وإذا لم تكن السماكة كافية فإنه في هذه الحالة تآكل النحاس، بشكل كاف لحمايتها

.الغطاء

عموما يرسب النيكل من محلول يتألف ، ترسيب النيكل على طبقة النحاس يؤمن المقاومة الالزمة ضد التآكل

. كبريتات النيكل_ gr/l 300: من

_ 30 gr/l كلوريد النيكل .

_ 40 gr/l حمض البور .

يحتوي على إضافات تساعد على إعطاء طبقة ترسيب المعة مع وكما في حالة النحاس فإن المحلول

.مواصفات استواء جيدة

وكمثال على هذه األخيرة نذكر األجزاء ، ضرورية) µm 15-20(طبقة واحدة من النيكل اللماع بسماكة

طور نظام الطبقة المضاعفة للحصول على . الخارجية للسيارات حيث تتطلب طبقة مضاعفة من النيكل

.اومة أعظمية ضد التآكلمق

. مع استواء جيد ويجب أال يحتوي على أي كمية من الكبريت، تتألف الطبقة السفلى عادة من نيكل نصف لماع

تكون الطبقة العلوية عبارة عن ترسيب تقليدي للنيكل اللماع الذي يحتوي طبيعيا على كمية صغيرة جدا من

الطبقة العلوية أقل مقاومة . والذي يساهم في إعطاء المظهر اللماعالكبريت الناتج عن اإلضافات من المحلول

.للتآكل من الطبقة الخالية من الكبريت

في أغلب األحيان يسمى هذا النظام بتلبيس الكروم ولكن النيكل يعطي المقاومة األولية ضد الهجوم أكثر من

.طبقة النيكل) فقد بريق(الغاية الرئيسية لطبقة الكروم هي منع تشويه ، الكروم

وباجهاد عال يؤدي إلى نشوء التشقق µm 0.3يمكن وضع طالءات نوعية من الكروم فوق النيكل بسماكة

.التآكل باألساس يكون في األرضية حيث أن التشققات في الكروم تبدأ بالتآكل للنيكل التحتي و

- ٨١ -

: التلبيس الكهربائينفاياتث و معالجة الحد من التلوالسحب الناتجة عن سوائل . ونفايات صلبة، ومياه ملوثة، التلبيس الكهربائي إشعاعات جويةتنتج عمليات

التلبيس وغازات العملية يمكن أن تكون مصدر اإلشعاعات الجوية التي تحتوي المعادن والمواد األخرى

جة مياه الغسل في يمكن معال، تنتج المياه الملوثة عن عمليات معالجة القطعة وتنظيفها، الموجودة في الحوض

.نفس الموقع بترسيب تقليدي للهيدروكسيد

عند ) complexing agent(كعنصر معقد ، على شكل سيانيد الصوديوم أو البوتاسيوم، يستخدم عادة السيانيد

.ويبقى مناسبا للمعادن األقل درجة مثل النحاس والزنك، تلبيس الفضة أو الكادميوم أو المعادن الثمينة األخرى

ويعتقد أنه مع بداية القرن الحادي ، قد تم تطوير بدائل أخرى للسيانيد بسبب التأثير السيء له على الصحةل

. والعشرين سوف ينتهي استخدام السيانيد

- ٨٢ -

الفصل الثامن

التلبيس بجو مفرغ من الهواء

vacuum metallizing):( التخلخلالمعادن بتخلية الهواء أو الترسيب المعدني ب تلبيس1-8

هـو ) Physical Vapor Deposition PVD( بتخلية الهواء ويسمى أحيانا ترسيب البخار الطبيعي التلبيس

طريقة جديدة يمكن من خاللها توضع طبقة معدنية رقيقة على سلع لغايات تزينيـة أو السـتعماالت عمليـة

مختلف أنواع اللـدائن أو : من السلع التي يمكن أن نذكر منها يمكن بهذه الطريقة طالء أنواع متعددة . أخرى

تعتبر هذه الطريقة رخيـصة . المعادن أو الزجاج أو الورق أو النسيج أو القطع المسكوبة من خالئط التوتياء

بعض القطع الالزمة للمركبات والطائرات واأللعاب وعلب أدوات التجميل تلبيسالتكاليف ويمكن استخدامها ل

.ا األعراس والمرايا والحاجات الشخصية إلخوهداي

:طريقة العمل والتطبيقات2-8 المعدني لرخص ثمنه ولتشكيله لسطوح المعة على لدائن مختلفة التلبيسيستعمل عادة معدن األلمنيوم لعمليات

زات الـسيللو والمركبات الفينولية واسيتات السيللوز وبـوتير 6/مثل األكريليك والبولي ستيرين والبولي أميد

كما يمكن استخدام الذهب أو النيكـل أو القـصدير أو الكـروم ، وكذلك على مختلف السلع المعدنية األخرى

بشكل عام تكون اغلب األجهزة المستعملة في هذه الطريقة ذات قياس واسع يسمح بإدخال . باإلضافة لأللمنيوم

ا تتسع لعدد كبير من القطع الصغيرة مما يجعلها بالتالي المعدني كما أنه التلبيسالقطع الكبيرة إلكمال تزيينها ب

وقد تطلى الطبقة الخلفية لبعض القطع المصنوعة من لدائن شفافة حيث تظهر طبقـة . طريقة زهيدة التكاليف

أي ، الطبقـة األماميـة تلبـيس أما حين . المعدني للسطح الثاني التلبيسوهذه الطريقة تدعى ، المعدن عبرها

الـسطوح تلبـيس تستعمل هاتان الطريقتان ل . المعدني للسطح األول التلبيس فتدعى هذه الحالة السطح الظاهر

وأهمية هذه الطريقة تتجلى بالمحافظة على ، لبعض األدوات الشخصية وفي صناعة المركبات منذ سنين عديدة

أما بالنسبة للقطـع ، جوية المعدني من مختلف عوامل االحتكاك أو العوامل ال تلبيسسطح السلع بوقايتها بهذا ال

المقولبة أو المحفورة الشفافة وبعض قطع التزيين المماثلة في السيارات واألضواء فـإن معالجتهـا تجـري

أو جزئيا باستعمال قناع للقطع المطليـة يحجـب ، كامال التلبيسيمكن أن يكون . بطريقة طلي الطبقة الخلفية

واستعمال هذه ، الجزئي تستعمل طالء السطح الثاني التلبيست وأغلب عمليا ، األجزاء غير المرغوب طالؤها

التلبـيس وبصورة عامـة فـإن ، الطريقة بالنسبة للقطع الشفافة تعطي أحيانا منظرا ثالثي األبعاد لهذه السلع

المعدني العادي الذي يتم الحصول عليه بـالطرق التلبيسالمعدني بتخلية الهواء يعطي سطحا المعا أكثر من

.ألخرىا

المعدني على اللدائن بنوعيها الملدنة والمقساة سواء ما يصنع منهـا لالسـتعمال فـي التلبيسيشمل استعمال

على القوارير وعلى سدادات القـوارير وخاصـة مـا التلبيسكما تطبق هذه التقنية في ، السيارات أو غيرها

األدوات لالستعمال الشخصي وبعض لوحات يستعمل منها للعطور أو لقوارير الشراب التزيينية وكذلك لبعض

.ألعاب األطفال كالمسدسات من اللدائن وكذلك العاكسات الضوئية وغير ذلك

) Vacuum evaporation(هناك حالتين خاصتين للترسيب المعدني في جو مفرغ هما التبخير في جو مفرغ

ألمثلـة علـى تطبيقـات الترسـيب الشكل التالي يوضح بعض ا ). Sputtering(لمهبطي والتتفيل أو الرش ا

.المعدني بالتخلخل

- ٨٣ -

بعض األمثلة على تطبيقات الترسيب المعدني بالتخلخل: )8-1( الشكل

):Vacuum Evaporation( التبخير في جو مفرغ3-8

:التجهيزات وطريقة التصنيع1-3-8 هذه الغرفة . ي هي أساس عملية التصنيع هذه المعدن التلبيستعتبر الغرفة المفرغة من الهواء والمعدة لعمليات

تكون عادة أسطوانية الشكل ومصنوعة من الفوالذ المقاوم للصدأ مع درجة إنهاء سطح عالية توضـع بـشكل

أفقي أو رأسي وفي طرفها الواحد باب متحرك منزلق أو متمحور بشكل مالئم ويحتوي على فتحـة مراقبـة

.الشكل التالي يوضح هذه اآللية. الدورة اإلنتاجيةزجاجية لذلك يمكن مشاهدة العمل خالل

التبخير في جو مفرغةجهزأحد أ):8-2(الشكل

- ٨٤ -

أما داخل الغرفة فيوجد فيها حوامل متوازية تكون عادة من التنغستين مرتبطة بين دائرتين متقـابلتين يمكـن

. الحواملالشكل التالي يوضح هذه. سحبها خارج الغرفة لحمل السلع المعدة للطالء

يوضح حوامل السلع المعدة للتلبيس المعدني): 8-3(الشكل

التجهيزات المتوفرة في السوق تختلف سعتها اعتبارا من غرف تخلية الهواء الصغيرة للتجارب المخبرية حتى

يوجـد خـارج الغرفـة . سنتمترا) 200 (سنتمترا وبطول يعادل ) 180(تلك التي يبلغ قطرها الداخلي حوالي

أما في مركـز . مليمترا )1x 104(وكذلك مضخات تخلية الهواء التي تؤمن التفريغ حتى ، تجهيزات المراقبة

. بتجهيزاته الكهربائية الالزمةتلبيساألسطوانة فيوجد حامل المعادن الالزمة لل

:ساسية و هي بالتخلية إلى أربع خطوات أالتلبيسيمكن تقسيم عمليات

. التحميل-

. المعدنيتلبيس التأسيس لل-

. المعدني بتخلية الهواءالتلبيس -

. طالء الحماية-

:التحميل1-1-3-8

بتخلية الهواء أو تشبك على حوامل من أسالك من التنغستين بطول األسطوانة وعدد تلبيستعلق السلع المعدة لل

ي قد يبلغ أكثر من ألف بالنسبة للقطع الصغيرة وتوزع هذه القطـع السلع الممكن معالجتها يتعلق بأحجامها الذ

.الشكل التالي يوضح ذلك. على الحوامل المتوازية

.يوضح كيفية توضع السلع على الحوامل: )8-4( الشكل

- ٨٥ -

: المعدنيتلبيسالتأسيس لل2-1-3-8

وهذه المادة األساسـية ، لدائن ضروري جداإن وضع مادة أساسية بشكل أولي على بعض السلع وخاصة من ال

كما تـساعد ، وهو ضروري أيضا اللتصاق القشرة المعدنية البالغة الدقة ، هي من المواد التركيبية كالورنيش

مادة األساس هذه على تعبئة الخدوش والثقوب وعيوب القولبة أو الحجيرات المسامية غير المنظـورة علـى

ن القولبة بتأثير الغازات الساخنة المحبوسة في تجويف القالب أو العيوب الناتجة السطح أو أماكن االحتراق حي

، يطبق هذا األساس الالزم عادة قبل المرحلة االبتدائية لتخلية الهواء ... عن انخفاض الضغط حين القولبة إلخ

ها بالنسبة للقطـع ومادة األساس هذه يمكن تأمين توضعها على القطع بعدة طرق منها سكب مادة األساس علي

أو برشها بالمرشات الخاصة بضغط الهواء أو بغمسها بالنسبة ألنواع القطع األخرى مـن المقاسـات ، الكبيرة

ثم تدخل هذه القطع . وقد تتم عملية الرش بواسطة مرشات مجهزة بالكهرباء الساكنة تعمل بشكل آلي ، المختلفة

التي يستعمل فيها أحيانا األشعة دون الحمـراء وقـد يفـضل بعد معالجتها بمادة التأسيس إلى خزانة التجفيف

ويجـب أن ة طالء األساس ضروري عملية نإ. عليها التهوية بتحريك الهواء الساخن بواسطة مراوح كهربائية

الشكل التالي يوضح عملية التأسيس للطـالء المعـدني عـن . المعدني التلبيسيكون التجفيف تاما قبل عملية

.شات خاصةطريق الرش بمر

المعدنيتلبيسيوضح عملية التأسيس لل): 8-5(الشكل

: المعدني بتخلية الهواءالتلبيس3-1-3-8

أما الخطوة التالية فهي وضع القطع المحمولة على المجاري الطويلة التي تدور بواسطة دائـرتين متقـابلتين

تمنـع تـسرب الهـواء لـداخل يديرهما حامل من خارج الغرفة عن طريق وصلة خاصـة ، تصل بينهما

ثم تدفع هذه المجاري لداخل غرفة أسطوانة التفريغ ويغلق بابها وتبدأ عملية تخلية الهواء بعمـق ، األسطوانة

الـدوار يأخذ مكبس المضخة : التخلية في الحجرة تحقق بعدة وسائل عن طريق سلسلة من المضخات حيث أن

) Rootes( بعدئذ النافخ من نوع) Torr 30( إلى حواليمن الضغط الجوي ) يخفض الضغط(الضغط لألسفل

أخيرا تعيد مضخة انتشار الزيت الحجرة إلـى متطلبـات ). 0.1Torr( حوالي إلىإلى أبعد من ذلك يخفضه

).0.0002Torr( بحدود والتي تكونالظروف من أجل دورة التبخير

الك التنغستين إلى منبع كهربائي ترتفع نتيجة النخفاض الضغط داخل الحجرة إلى ضغط التخلخل وتوصيل أس

عند هذه الدرجة ينصهر األلمنيوم وينتـشر علـى أسـالك . درجة مئوية ) 649(درجة حرارة األسالك إلى

.درجة يتبخر األلمنيوم المصهور) 982(وبزيادة درجة الحرارة إلى ، التنغستين

- ٨٦ -

بينما تـدور ، تين لتصل إلى سطوح المنتج ترحل ذرات األلمنيوم المتبخرة بخطوط مستقيمة من أسالك التنغس

إذا أردنا عدم طالء منطقة ما مـن . المنتجات البالستيكية ضمن الحجرة لضمان طالء كل السطوح بالتساوي

ترسيب –أما بالنسبة للمنتجات الشفافة يتم إجراء طالء كامل . سطح المنتج فيمكن استعمال قناع لهذه المنطقة

.حلة ثانية تجري عملية ترسيب للسطح المقابلوبمر. للسطح األول-كامل

بعد نثر الـذرات . دقيقة) 15(أما إتمام العملية فقد تحتاج ، تستغرق عملية االنصهار ونثر الذرات بضع ثوان

تنفس حجرة التخلخل إلى الضغط الجوي ثم ترفع المنتجات البالستيكية وتذهب إلى المرحلة األخيـرة وهـي

.تالي يوضح المنتجات بعد التلبيسالشكل ال. طالء الحماية

يوضح المنتجات بعد التلبيس): 8-6(الشكل

:طالء الحماية4-1-3-8

يجري طالء القطع بمواد حافظة من نفس أنواع مواد التلبيس للطالء أو غيرها من ، حين إتمام توضع المعدن

ال يخفي ) بدون لون (قد يكون هذا الطالء شفافا . ومن الصدأ المواد وذلك لحماية الطبقة المعدنية من االحتكاك

لمعان المعدن أو شفافا ملونا بألوان متعددة تجعل مظهر المعدن الذي يكون غالبا من األلمنيوم بلون الذهب أو

تصبح وبعد االنتهاء من طالء الحماية ، البرونز أو النحاس األحمر أو األصفر أو غير ذلك من ألوان المعادن

. بمواد حافظةالتلبيسالشكل التالي يبين طريقة . السلعة جاهزة لالستعمال

الملبسةةيبين عملية الطالء بمواد حافظة للقطع): 8-7(الشكل

- ٨٧ -

يوضح تتالي توضع الطبقات على السطح البالستيكي: )8-8( الشكل

:مالحظةيجب تجنب السطوح ذات ، قة الترسيب المعدني بالتخلخل أثناء تصميم المنتجات البالستيكية التي ستطلى بطري

على أن نأخذ بعين االعتبار . وسطوح دائرية ، أو تكون بأنصاف أقطار ، المساحات والحروف والزوايا الحادة

: تخطيطيا آللية التبخير في جو مفرغاالشكل التالي يوضح رسم. أنه ال تنجح عملية الترسيب للسطوح المعقدة

يوضح رسم تخطيطي آللية التبخير في جو مفرغ): 8-9(الشكل

- ٨٨ -

):Sputtering( لمهبطيا بالرش التلبيس4-8 هذه الطريقة سأسا، ) Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition’ PECVD‘( يدعى أيضا

يـتم هـذا . ستيكياستعمال فراغ كهربائي بين قطبين لتكثيف ذرات المعدن من المهبط على سطح المنتج البال

.بوجود تخلخل جزئي وجو من غاز األرغون

في ضغط حوالي األرغونعادة يكون ( تتم هذه العملية بتطبيق فرق جهد عالي عبر غاز ذو ضغط منخفض

5 millitorr ( في حالة األيوناتبحيث تكون هذه ، وأيونات الغازاإللكتروناتتألف من ت التي"، بالزما"لخلق

أثنـاء الـرش .)ألن البالزما تبعث هالة ملونة مـن الـضوء " هذا يدعى أحيانا إطالق وهج (، قةغنية بالطا

تلبـيس أيونات البالزما متكونة مـن مـادة ال حيث تكون ، البالزما النشيطة الهدف أيوناتتضرب ، المهبطي

يوضح . يقذف بالطاقة الكافية للسفر إلى الركيزة الهدف الذي س المعدن إلى وتصدر الذرات من ذلك ، المطلوبة

.الشكل التالي آلية العمل

يوضح كيفية عمل الرش المهبطي): 8-10(شكل ال

يحطم المعدن المستخدم في هذه الطريقة فيزيائيا ذرة . بالرش في حجرة تخلخل التلبيسيتم عادة إجراء عملية

.لتترسب على سطح المنتج البالستيكي، )غاز األرغون(نة بواسطة جزيئات الغاز المؤي، بذرة

حيث تـشكل . بالرش هذه ال ينصهر المعدن لكنه يتشتت ويلتصق على سطح المنتج ميكانيكيا التلبيسبطريقة

، تترسب على سطح المنتج البالستيكي بشكل طبقة رقيقـة مـن المعـدن ، ذرات المعدن سحابة داخل الحجرة

.انغستروم) 300-500(تتراوح سماكتها بين

، يوضع الطالء األساسي على سطح المنتج لمساعدة ذرات المعدن على االلتصاق على سطحه بشكل ممتـاز

، فيستخدم لطالء المعدن المترسب ، أما الطالء اآلخر العلوي . كما يزيد من مقاومة االجهادات للمعدن المترسب

- ٨٩ -

يوضح . ة الطبقة المعدنية من التلف واالهتراء واالحتكاك وذلك لحماي ، أي بعد عملية الترسيب المعدني للمنتج

.لمهبطيا التالي بعض تجهيزات عملية الرش الشكل

بعض تجهيزات عملية الرش المهبطي): 8-11(الشكل

.رسم تخطيطي آللية الرش المهبطي): 8-12(الشكل

- ٩٠ -

الفصل التاسع

الطبقات المعدنية على البالستيكقياس سماكة

:مدخل1-9 ية باإلضافة إلى المقاومة ضد التآكـل والمـسامية والـسلوك التكنولـوجي يعتبر قياس سماكة الطبقات المعدن

.الميكانيكي من أهم القياسات التي تجرى على الطبقات المعدنية المرسبة على البالستيك

سيتم هنا سرد بعض الطرق المستخدمة لقياس هذه السماكة حيث يوجد عدة طرق تستخدم لهذا الغرض حيـث

ين هذه الطرق ويستخدم أقلها تكلفة بشرط أن تكون هذه الطريقة المختارة تكفـل دقـة يمكن للمرء أن يختار ب

من أهم الشروط التي يجب أخذها بعين االعتبار عند اختيار الطريقة المالئمـة هـو نـوع . القياس المطلوبة

.الطبقات المعدنية إن كانت أحادية أو ثنائية أو متعددة

:طرق قياس سماكة الطبقات2-9 ):العكسية( طريقة التيارات الدوامية :1-2-9

وبشكل عام التيار العكسي لقياس سماكة الطبقات العازلة الموجودة على معدن ناقل تستخدم هذه الطريقة

استنادا إلى هذه الطريقة فإنـه . الدهانات الموجودة على األلمنيوم مثال على ذلك .كهربائيا وغير قابل للمغنطة

از القياس والذي مكن من قياس سماكة طبقة معدنية غير قابلة للمغنطة موجودة علـى طبقـة تم تعديل في جه

.عازلة كهربائيا وسميكة

يظهر الشكل التأثير الفيزيائي المتبادل حيث يولد الملف مجال مغناطيسي متغير عالي التردد والذي يؤدي إلى

.مغنطةنشوء تيارات عكسية في الطبقة المعدنية الغير قابلة لل

المبدأ العام لطريقة التيارات الدوامية المستخدمة في قياس سماكة الطبقة المعدنية): 9-1( الشكل

هذا التأثير يتم تقييمه بجهـاز ، كلما كانت طبقة المعدن أكثر سماكة كلما كان نشوء التيارات العكسية أكثر شدة

، شدة التيارات المتولدة تتأثر بالطبقة المعدنية الناقلة كهربائيا يجب االنتباه هنا إلى أن . قياس الكتروني مناسب

طبقة من النحاس

التوتر

حقل مغناطيسي التيار متغير

مادة أساسية-بالستيك

تيارات ويبر

مسبار قياس تيار ويبر

- ٩١ -

وهذا يـدعو ، لهذا يجب أن يعاير جهاز القياس مع طبقات معدنية لنفس المعدن وذات سماكات معلومة مسبقا

.إلى تصنيف طريقة القياس هذه على أنها طريقة المقارنة للقياس

، األلمنيـوم ، حادية من المعادن غير القابلة للمغنطة مثـل النحـاس يمكن بهذه الطريقة قياس كل الطبقات األ

.الرصاص وبسماكات تتراوح بين بضع ميكرونات حتى بضع ميلمترات

يجب تحديد تردد الحقل المغناطيسي بدقة ليناسب سماكة الطبقة وذلك ألنه يتم بهذه الطريقة تحديد الحد العلوي

يمكن أن تحدد ذلك وبشكل تقريبـي ). الدوامية( التيارات العكسية فقط لسماكة الطبقة من خالل عمق اختراق

: من خالل العالقة التالية

G f.503 =δ

عندها يعطى عمق االختراق MS/m هي الناقليه الكهربائية بواحدة G و Hz تردد القياس بواحدة fحيث إن

.±1µm ه الطريقة حوالييبلغ خطأ القياس للسماكات المقاسة بهذ. mmبواحدة

ISOSCOPE MP3-CU مثال عملي على جهاز يدوي يستخدم لهذه الطريقة من ماركة )9-2(يظهر الشكل

والذي يسمح بقياس السماكة وبشكل سريع للطبقات المعدنية غير القابلة للمغنطة على المـواد الغيـر ناقلـة

.كهربائيا سواء في المخبر أو في أي مكان آخر

لقياس السماكات ISOSCOPE MP3-CUجهاز يدوي من النوع ) 9-2(لشكل ا

أما لدى المعادن ذات الناقلية الكهربائية المنخفـضة µm 150 حتى µm 0يتراوح مجال القياس للنحاس من

.يكبر مجال القياس ويتعلق ذلك بعمق االختراق

:)التأثير المغناطيسي( الطريقة المغناطيسية 2-2-9

جهزة القياس التي تعتمد على التأثير المغناطيسي بشكل عام لقياس كل الطبقات الغير قابلة للمغنطـة تستخدم أ

)-3 (9يوضـح الـشكل . مثال ذلك طبقة من الطالء أو الزنك على الفوالذ أو الحديد ، على الفوالذ أو الحديد

.المبدأ العام لطريقة التأثير المغناطيسي

- ٩٢ -

بدأ التأثيرات المتبادلة لطريقة التأثير المغناطيسيم): -3 (9الشكل

لقياس السماكاتNICKELSCOPE M11Dجهاز ): 9-4(الشكل

بهذا ال تعوق طبقـة . أكثر االستخدامات الشائعة لهذه الطريقة هو قياس الطبقات الغلفانية للنيكل على النحاس

يبلغ مجال . لقياس طبقات النيكل تحت طبقة الكروم وكذلك تصلح ، رقيقة من الذهب موجودة بشكل عام القياس

.µm 100 حتى µm 0القياس بهذه الطريقة من

حيث يكبر الحقل المغناطيـسي المـنخفض ، تلعب النفوذية المغناطيسية الدور األساسي في طريقة القياس هذه

قاسة أسمك كلما كان هذا فكلما كانت الطبقات الم . وذلك من خالل النفوذية ) مجس(التردد والصادر عن مسبار

.التكبير أقوى

مادة أساسية-بالستيك

مسبار القياس

Auطبقة من )مغناطيسية (Niطبقة من

Cuطبقة من

- ٩٣ -

:طريقة التحليل الكولونومتري: (3-2-9)

تعتبر هذه الطريقة حتى يومنا هذا الطريقة األكثر استخداما لقياس سماكة الطبقات المعدنية الموجـودة علـى

. تعد هذه الطريقة بسيطة جدا وتحتاج لتجهيزات بسيطة. البالستيك

إذابة الطبقة المعدنية باستخدام الكتروليت يتألف من شوارد المعدن أو ال يحتوي على شوارد يتم بهذه الطريقة

.المعدن وذلك باستخدام تيار يتم التحكم به وهذا ما يشبه تماما العملية العكسية للتلبيس الغلفاني

يظهر الخليـة )9-5(لشكل ا. يمكن استخدام هذه الطريقة لقياس سماكة الطبقات المعدنية األحادية أو المتعددة

.يتم تحديد المساحة المذابة بشكل دقيق وذلك من خالل حلقة بالستيكية قابلة للتغيير. المستخدمة لهذا الغرض

لقياس السماكاتالتحليل الكولونومترييبين مبدأ استخدام ): 9-5( الشكل

خالل القياس يتم ربط الطبقة المراد حساب سماكتها . تحتوي الخلية نفسها على المصعد المناسب واإللكتروليت

عنـد . وذلك استنادا إلى قانون فـاراداي ) من الطبقةمحددة فقط مساحة (لى أنها المصعد والتي سوف تنحل ع

تيار

مسرى )مهبط(

خلية القياس

االلكتروليت

O-ring طبقة المعدن

)مصعد( مادة

ضغط متغير بشكل دوري

ونمــلكـا

/ لطفو

ثانية/الزمن t النهاية t البداية

- ٩٤ -

تثبيت التيار المهبطي وعندما تكون مساحة اإلذابة محددة بدقة فإن سماكة الطبقة المراد قياسها ترتبط بـزمن

: العالقة التاليةاإلذابة حسب

ρδ

.A t. . i . eÄ d =

:حيث أن

eÄ : المكافيء الكهركيميائي[g/AS]

I : تيار االذابة[A]

δ :مردود التيار

t : زمن االذابة[sec]

A : مساحة المصعد[cm2]

ρ : كثافة المعدن المذاب[g.cm-3]

المستخدم بحيث أن الذوبان يحصل فقط بدءا يختلف االلكتروليت المستخدم لعملية اإلذابة باختالف نوع المعدن

.من مرور التيار الكهربائي وليس قبله

مراحل ذوبان الطبقة المراد قياس سماكتها): -6 9(الشكل

وهذا ) 9-6(من خالل الذوبان الكلي للمعدن المقاس يحصل قفزة في الكمون وذلك كما هو موضح في الشكل

تتعلق قفزة الكمـون هـذه . عندها يوقف الزمن وتعوض قيمته في العالقة السابقة ، يعني نهاية عملية الذوبان

. باالختالف بين كمون الطبقة المعدنية المذابة والطبقة التي تليها

:كل المعلومات الالزمة واالستخدامات الشائعة لهذه الطريقة ملخصة في الجدول التالي

الزمن الزمن الزمن

الطبقة

المعدن األساسي

- ٩٥ -

هـذا الجهـاز حيث يتميـز Couloscope sg وهو جهاز من ماركة مثال لهذه الطريقة )9-7( يري الشكل

.بسهولة االستخدام الكبيرة

جهاز التحليل الكونولومتري): 9-7( الشكل

عند قياس طبقة معدنية ثالثية مثال تتم . سماكة الطبقات المتعددة قياس تتميز هذه الطريقة وبشكل عام بإمكانية

مساحة إذابة أعظمية وللطبقة الثانية يستخدم مساحة أصغر من سـابقتها وهكـذا إذابة الطبقة األولى باستخدام

.بالنسبة للثالثة

هناك طرق طيفية ومعقدة لقياس السماكة ولكن استخدامها محدود جدا نذكر منها طريقة تـشتت أشـعة بيتـا

.X-raying fluorescenceالراجعة وطريقة

المكافيء الكهركيميائي المعدن[g/AS]

g/cm3الكثافة مجال القياسةالنظريالغلفانية

دقة القياس

- ٩٦ -

الفصل العاشر

اتـــــــــالتطبيق

:مقدمة1-10 أحد األسباب الرئيسية لذلك هو ، أصبحت المعادن خالل السنوات الخمسين الماضية تستبدل بالمواد البالستيكية

الحـصول علـى إمكانيـة هذه المواد عند درجات حرارة منخفضة نسبيا باإلضافة إلى وصب سهولة تشكيل

واحدة بينما يتطلب الحصول على نفس الـشكل غالبا ما يتم الحصول على الشكل المعقد بعملية . أشكال معقدة

.عدة مراحل منفصلة في حالة المعادن

. مهما وخاصة في الصناعات الفضائية ف وزنا وهذا يعد دائما اعتبارا إن المواد البالستيكية عادة ما تكون أخ

في ، سبيل المثال وعلى، أعطى التوفير في الوزن أهمية أعظم في المجاالت األخرى ، وفي السنوات األخيرة

الوقود كان تخفيض األوزان والذي تحقق بالتغيير في استخدام وسائل النقل حيث العامل األساسي في االقتصاد

.من المعادن إلى البالستيك

التخفيض في الوزن يشكل عامال تنافسيا مهما في صناعة السيارات: )10-1( الشكل

خرى تتضمن مقاومة أفضل تجاه التآكل مـن المعـادن المـستخدمة فـي تعطي المواد البالستيكية أفضلية أ

و المعـدني تتميز أغلب المعادن بخاصية البريـق ، وبشكل معاكس ، األغراض العامة مثل األلمنيوم والفوالذ

الغلفـاني أو بالمعالجـات الـسطحية مثـل الطلـي يمكن تحسين هاتين الخاصتين بالصقل . بسطوح عاكسة

)Electroplating(.

إذا الفكرة األساسية هي االستفادة من المظهر الجيد والمقاومة العالية للمعادن تجاه العوامل الميكانيكيـة مـع

.تخفيض الوزن أو تخفيض عدد عمليات تصنيع المنتج باستعمال البالستيك

د فـي مختلـف حيث دخلت هـذه المـوا ، من هنا تظهر األهمية المتزايدة للمواد البالستيكية الملبسة بالمعادن

.إلخ. . . .المجاالت الصناعية والكهربائية والطبية والخدمية

- ٩٧ -

بعض األجزاء في أجهزة التلفون المحمول باتت تصنع من البالستيك الملبس بالمعدن): 10-2( الشكل

بـيس إن التقدم التكنولوجي الهائل الذي شهده النصف الثاني من القرن العشرين قد أوجد تطبيقات جديـدة لتل

فـالكثير ) إلخ. . . األغراض التزيينية ، صناعة السيارات ( المواد البالستيكية مغايرة لتلك التطبيقات التقليدية

الهوائيات فـي ، اللوامس، مستقبالت اإلشارة ( من القطع اإللكترونية تصنع اليوم من المواد البالستيكية الملبسة

).أجهزة اإلتصال

ة مصنع باالعتماد على تقنيات تلبيس المواد البالستيكيةمستقبل إشار: )10-3 (الشكل

) الـشبكات المحليـة ، شبكة اإلنترنت ، األجهزة الخليوية (وقد أسهم االنتشار الواسع لوسائل اإلتصال الحديثة

فـي )مشغالت األفالم الشخصية ، األجهزة الذكية ، mb3قارىء ملفات (باإلضافة إلى وسائل الترفيه المبتكرة

رق تلبيس المواد البالستيكية فالتوجه نحو تجهيزات هذه الوسائل تصنع بطريقة التلبيس ينمـو بـشكل ط تقدم

متزايد نظرا لما يحققه ذلك من فوائد تتمثل في خفض الوزن والحماية من تداخل الحقـل الكهرومغناطيـسي

.باإلضافة إلى سهولة التصنيع وخفض الكلفة النهائية للمنتج

- ٩٨ -

الغطاء الخارجي لبعض األجهزة الخليوية هو عبارة عن بالستيك ملبس بالمعدن: )10-4 (الشكل

فـالقطع ذات األشـكال المعقـدة ، وتلعب تكلفة التصنيع النهائية دورا مهما في تحديد طريقة التلبيس المناسبة

ـ ) وعند اإلنتاج بكميات كبيرة ( صادية واألكثـر تكون طريقة التلبيس بجو مفرغ من الهواء هي الطريقة اإلقت

أما في حال القطع البسيطة وعند اإلنتاج بكميات قليلة تكون طريقة التلبيس الكيميائي الكهربائي هـي ، مالئمة

.هذا مع العلم أن طريقة التلبيس بجو مفرغ من الهواء أكثر كلفة من باقي الطرق، المفضلة

:يوضح الشكل التالي مقارنة بين كلفة طرق التلبيس المختلفة

.مجال التكلفة النسبي ألهم طرق التلبيس من أجل سماكة معينة: )10-5(الشكل

فـالكثير مـن ، من أهم اإلستخدامات الشائعة لتلبيس البالستيك بالمعادن هي اإلستخدامات ألغراض تزيينيـة

ـ ض فـي األدوات المستخدمة في حياتنا اليومية هي عبارة عن مواد بالستيكية ملبسة بالمعدن وهذا يحقق خف

:باإلضافة إلى خفة الوزن والمزايا األخرى كما يظهر في األشكال التالية، سعر المنتج

- ٩٩ -

.بعض االستخدامات التزيينية لطريقة التلبيس: )10-6(الشكل

: لتلبيس البالستيك بالمعادنوفيما يلي مجموعة من التطبيقات الفريدة

:التطبيقات الطبية للتلبيس الكيميائي2-10 ، سابقا فإن تلبيس الفضة يستخدم في مجاالت خاصة ومحدودة بسبب صعوبة وكلفة عملية التلبـيس ذكرناكما

ومن التطبيقات المهمة لعملية التلبيس الكيميائي للفضة يبرز التطبيـق الطبـي وخاصـة فـي مجـال أدوات

المـصنوعة مـن البالسـتيك والسبب الذي دعى الستخدام هذه العملية في هذا المجال هو أن األداة ، القسطرة

أما األداة المصنوعة من المعدن لم ينـتج عنهـا مـشاكل ، ارتبطت بمشاكل عالجية مثل االلتهابات وغيرها

.عالجية بعد الزرع

. إذا المشكلة تتعلق بالمادة السطحية ألداة القسطرة والتي تكون غير متوافقة حيويا مع الجسم

. قسطرة حيث تظهر األخاديد العميقة التي يمكن أن تأوي البكتريايبين الشكل صورة مجهرية لسطح أداة

ألداة قسطرة مطاطية500xيبين صورة مجهرية بتكبير : )10-7(الشكل

- ١٠٠ -

وكان الحل تصميم وتطوير نظام لتزويد الطبقة السطحية الداخلية والخارجية ألداة القسطرة بطبقة معدنية عالية

.الجودة من الفضة والبالتين

ن سطح أداة القسطرة البالستيكي مصنوع من بوليميرات ذات سالسل جزيئية طويلة والتي تبنـى بـروابط إ

وهذا ببساطة يعني أن بحر اإللكترونات الحرة غير موجـودة وأن ، شاردية وتساهمية أكثر من كونها معدنية

ري للمادة البالستيكية فإن المدارات وعند ربط الشوارد المعدنية بالتركيب الذ . الحالة الطاقية للبوليمير مستقرة

إلنتاج سـطح نـشط ، كما ذكرنا سابقا ، لذا يجب تعديل كيميائية السطح ، السطحية للذرات لن تلتصق بالسطح

. كيميائيا وخشن بما فيه الكفاية إلعطاء التأثير التشابكي بين المعدن والبوليمير

الية استعملت وسائل فيزيائية وكيميائية خاصة إلنتـاج إلجراء الترسيب ولتأمين التصاق كاف بقوى ترابط ع

السطح الخشن والنشط كيميائيا فإن السالسل الجزيئية للبوليمير تهاجم بمحلـول كحـولي أو منظـف مـذيب

.باإلضافة إلى الحمض أومذيب عضوي ثم يأتي المخرش

األخاديد قد اختفت من السطح الشكل يوضح صورة مجهرية للسطح الفضي ألداة القسطرة الملبسة ونالحظ أن

. المعرض لهجوم البكتريا وبالتالي تناقصت فرص احتواء األداة على مستعمرات بكتيرية ضارة باإلنسان

اة قسطرة ملبسة بالفضة والبالتينلسطح أد 500xيبين صورة مجهرية بتكبير : )10-8(الشكل

لمخرش يجب أن يحفـز، إن أداة القـسطرة تـصبح اآلن لبدء الترسيب المعدني على البالستيك فإن السطح ا

وبهذا تكثـف شـوارد ) stannous chloride(حساسة بعد غمسها في محلول من كلوريد القصدير الرباعي

القصدير على السطح، عند هذه النقطة تتغير الحالة الطاقية للفيلم السطحي من طاقة منخفضة إلى طاقة أعلـى

.مع شوارد قصدير مرتبطة بالسطح

. الغمس في محلول حمضي يحوي كلوريد البالديوم يكمل عملية التحفيز

هنا يصبح البوليمير العديم الناقلية الكهربائية ناقال للكهرباء ويملك مواقع ذرية لمعدن الباالديوم ويصبح جاهزا

. للتلبيس الكيميائي للفضة، التلبيس الناجح يجب أن ينجز على مستوى جزيئي أومجهري

:صيل عملية التلبيس تتم كالتاليإن تفا

.منظف كاوي أو عملية تنظيف باستخدام كحول إيزوبروبيلي: إزالة األوساخ والشحوم والزيوت: 1)

.ماء العملية الفائض: الغسيل: 2)

(3 : -a تخريش :Hot sulfuric chromic)( عند درجة حرارة)70- 65ºC ( وعملية غسيل بمـاء غيـر

.معدني

- ١٠١ -

-bنفتالين الصوديوم و : تخريش )diethylene glycol dimethyl ether ( 50عند درجة حـرارةºC

، (pH= 4 - 6)ثانية، غسيل في كحول إيزوبروبيلي أو كحول الميتيل، محلول حمض الخـل ) 60-30(لمدة

.، غسيل إلزالة المعادن المتبقية 70ºCغسيل بماء ساخن

).ºC-50 70 ( حمض كلور الماء بدرجة حرارة:المعادلة: 4)

. حمض كلوريد القصدير الرباعي، بدرجة حرارة الجو): sensitize(التحسيس : 5)

.بالماء إلزالة المعادن المتبقية: الغسيل: 6)

. محلول حمضي لكلوريد الباالديوم عند درجة حرارة الغرفة: التحفيز: 7)

.بالرذاذ: غسيل: 8)

).Demineralized water(بالماء إلزالة المعادن المتبقية : غسيل: 9)

. 30ºCبدرجة حرارة الغرفة حتى : تلبيس الفضة الكيميائي: 10)

.بالماء إلزالة المعادن المتبقية: الغسيل: 11)

.تلبيس البالتين أو الباالديوم كهربائيا أو كيميائيا: 12)

.بالماء إلزالة المعادن المتبقية: الغسيل: 13)

.التجفيف: 14)

ترسيب الكيميائي طبقة رقيقة من الفضة والبالتين علـى الـسطح الـداخلي والخـارجي ألداة عملية ال تعطي

إن أداة القسطرة الطبية هي عبارة عن أنبوب مجوف بجدران رقيقة، تصنع أوليا مـن المركبـات . القسطرة

طولها بـين وتتفاوت في ) polyurethane(والبولي أميد والبولي اورثان ) Latex(البوليميرية مثل المطاط

. إنش أو أكثر30عدة انشات و

إن ترسيب المعدن على أية أرضية بالستيكية معطاة يمكن أن يتم بعـدة طـرق، ولكـن طريقـة الترسـيب

وعلى الرغم من أن هذه الطريقـة قـد . الكهربائي تستعمل على نطاق واسع بسبب سهولتها والرخص النسبي

ضادة للجراثيم لكن أكثر الطرق الواعدة هي الترسيب الكيميائي، يكون لها دور في تطوير أداة طبية مناسبة م

ويفضل الترسيب الكيميائي ألن أغلب أدوات القسطرة تكون غير ناقلة للتيار الكهربائي باإلضافة إلـى أنهـا

مجوفة فالتلبيس الكهربائي يمكن أن يعطي ترسيبا على السطح الخارجي فقط من الجزء الناقل للتيـار بينمـا

التفاعـل الكيميـائي سـوف (رسيب الكيميائي يمكن أن يطلي أي سطح محفز داخل وخارج األداة المجوفة الت

).يرسب المعدن المطلوب

حتى تقديم المحفز المناسـب، ) بدون تفاعالت (صمم الترسيب الكيميائي بحيث يبقي الحمام في حالة استقرار

.عل الكيميائي وبهذا يترسب المعدن على السطحالسطح المحفز ينتج مواضعا تخفض طاقة التنشيط للتفا

أغلب المواد المستخدمة في أدوات القسطرة تختلف في درجة إنهاء السطوح فالبعض يكون خشنا وحتى مثقبا

وخصوصا أنواع المطاط، بعض مصنعي أدوات القسطرة البالستيكية المطاطية يقومون بتغطيتها بطبقة مـن

ليكون وذلك لتحسين القوام، ولهذا السبب فإن ألوان طبقة الغالف الرقيقـة سـوف أو السي ) Teflon(التيفلون

. تختلف باختالف أنواع أدوات القسطرة

عملية التخريش يمكن أن تؤثر على اللون حيث أن التخريش ببساطة يسبب خشونة السطح وهـذا يمكـن أن

.ل عكوسيةيعدل االنعكاسية التي يتمتع بها السطح فالسطوح األخشن تكون أق

- ١٠٢ -

وهي ناعمة ومثقبة مثل الزبدة، هذه الطبقة الرقيقـة يمكـن أن %99.9تصل نقاوة طبقة الفضة المرسبة إلى

تقشط بأداة حادة، إنها ليست بقساوة طبقة النيكل ولهذا فهي ال تعطي حواف حادة، وهي متوافقة مـع نعومـة

. األرضية البوليميرية

: الفضة عدوة البكتريا 1-2-10 الشكالن السابقان سطح أداة قسطرة قبل وبعد التلبيس الكيميائي، إن األخاديد في الشكل األول يمكـن أن يظهر

إن الفضة مضادة للجراثيم والجرعات الصغيرة ليس لها أي تأثير . تحصر البكتريا وتجعل من الصعب تنظيفها

على الرغم من . تسمم هذه البكتريا معروف على الجسم ومن المعتقد ان البكتريا تستهلك شوارد الفضة والتي

. ان المعادن األخرى كالزنك أكثر توافقا حيويا مع جسم اإلنسان ولكن الفضة تختار غالبا

لقد تم اختبار عينات ملبسة بالفضة في أوعية اختبار خاصة مزودة بجو من البكتريا ولوحظ بأن الفضة تعطي

رات على الكائنات الحية أظهرت نتائج مـشابهة مـع انخفـاض حماية ضد نمو الجراثيم وعندما تمت الختبا

ملحوظ في اإلصابات المتعلقة بأداة القسطرة، وقد تم السيطرة على نمو البكتريا حتى عندما قدمت البكتريا إلى

.الكائنات المختبرة والشكل يوضح تأثير الفضة على البكتريا

)إلى اليمين( فيه أداة القسطرة غير الملبسة وعاء اختبار مزود بالبكتريا،: )10-9 (الشكل

حماية حول األداة الملبسة يالحظ تكون منطقة) إلى اليسار(واألداة الملبسة بالفضة والبالتين

تفاصيال أكثر عن العالقة بين الـسطح الفـضي ألداة Drexelأظهرت دراسة قام بها باحثون من جامعة قد ل

لكيميائية ضمن الوعاء الدموي، وقد أظهر االختبار بأن للفضة دور هـام فـي وا القسطرة والديناميكا الحيوية

تخفيض نمو البكتريا عندما تكون في حالة شاردية أو على شكل محلول كيميائي بدال من أن تكون عبارة عن

.فيلم معدني سطحي

فـصل شـوارد الفـضة إذا المفتاح ليس وجود الفضة على سطح أداة القسطرة ولكن قدرة أداة القسطرة على

فوق طبقـة ) مثل البالتين (ولعزل الفضة بحالة شاردية تم ترسيب معدن نبيل آخر . ضمن الكتروليت معدني

. الفضة والنتيجة كانت سطحا من الفضة أكثر فعالية باإلضافة إلى نقصان مهم في نمو البكتريا حول الفـضة

نات الفضة تتعلق بالتزويد الجيـد أليونـات الكلوريـد التفاعالت الكيميائية التي تساعد في الحصول على أيو

.والموجودة أصال في مجرى الدم

- ١٠٣ -

عندما يمر معدن الفضة باألكسدة ويفصل على شكل شوارد الفضة يتفاعل فورا مع شوارد الكلوريد المتاحـة

ءا من كيميائيـة ليشكل مركبا من كلوريد الفضة، ويعتقد بأن البكتريا تستهلك الفضة وعندما تصبح الفضة جز

.البكتريا فإن هذه األخيرة تموت

) 2µm-1.3(إن كلفة طلي أداة القسطرة تتحدد بسماكة طبقة الفضة المراد الحصول عليها والتي هي بحـدود

).0.2µm-0.1(أما طبقة الباالديوم أو البالتين تكون أقل سماكة من ذلك بحدود

:وسائط التسجيل المغناطيسية3-10 وهـذه ،ختراع جديد من نوعه يتعلق بطريقة تلبيس طبقة معدنية رقيقة فوق األرضية البالسـتيكية لقد ظهر ا

.كون جيدة االلتصاق وذات سطح ناعمالطبقة ت

والذي يـشمل بالتلبيس الكيميائي أو الكهربائي، لقد تم القيام بدراسات مختلفة النتاج وسيط تسجيل مغناطيسي

إحدى الفوائد التي تم الحـصول ،مغناطيسي تكون بمثابة مسجل مغناطيسي تشكيل طبقة رقيقة من معدن فيرو

عليها عند تشكيل هذا الفيلم هي امكانية استخدام طبقة تسجيل مغناطيسي بسماكة منخفضة بسبب كثافة التـدفق

.عةا مناسبة للتسجيل بكثافة مرتفالمغناطيسي المرتفعة باإلضافة إلى الحصول على قوة ممانعة كبيرة نسبي

لم الفيرومغناطيسي هي سهولة الحصول على الفلم المعدني بـسماكة موحـدة يالفائدة األخرى الستخدام هذا الف

.إلخ. . . لكهربائي أو الكيميائي ومنخفضة عن طريق التلبيس ا

بهدف تشكيل طبقة مغناطيسية رقيقة باستخدام التلبيس الكيميائي تم تقديم عدد من المقترحات والطـرق التـي

.لطبقة المعدنية الرقيقة المتشكلةتراعي اإللتصاق الجيد والنعومة السطحية ل

تتضمن تأمين سطح نشط الزم للتلبيس الكيميائي بتشكيل فلم معـدني ،على سبيل المثال كانت إحدى الطرق،

.رقيق بواسطة ترسيب بخار المعدن في جو مفرغ من الهواء

) Undercoated( رقيقة ومـستمرة أولية وليميرية تشكيل طبقة تضمن اقتراح آخر لتنشيط سطح األرضية الب

. تتضمن بوليميرا عازال

:ملخص اإلختراع1-3-10 إنه عبارة عن طريقة لتشكيل طبقة معدنية رقيقة باستخدام التلبيس الكيميائي مع تجنـب المـساوئ

.لتلبيس الكيميائي التقليديةوالعقبات التي تصاحب طريقة ا

إن الهدف .سطحية جيدة مع كلفة تصنيع منخفضة المعدنية الرقيقة المتشكلة بالتصاق جيد ونعومة تتمتع الطبقة

هو تقوية التصاق الطبقة المعدنية الرقيقة المتشكلة بالتلبيس الكيميائي باألرضـية البوليميريـة من هذه العملية

. وسائل التسجيل المغناطيسيةوالتي هي عبارة عن صفيحة رقيقة تناسب

البالسـتيكية النقاط السابقة عبر طريقة تتضمن تشكيل طبقة معدنية رقيقة على األرضـية إلى مكن الوصول ي

تتألف بشكل رئيسي مـن Undercoated layer)(هذه الطريقة تشمل تأمين طبقة أولية بالترسيب الكيميائي،

ملية تنشيط سطحي ثم تلبـيس ثم تخضع هذه الطبقة إلى ع ،ليمير على سطح األرضية بووكبولي فنيل كلوريد

.كيميائي

- ١٠٤ -

:تفاصيل اإلختراع 2-3-10 ولهذا ، على األرضية البالستيكية ةقام المخترعون بعدد من الدراسات بهدف التوصل إلى طريقة تلبيس كيميائي

وجدوا أنه يمكن الحصول على فلم معدني رقيق يكون ممتازا في البريق المعدني وااللتصاق بواسطة تـأمين

vinylidene أوPolyvinylidene chloride تتكون بشكل رئيسي من (Undercoated layer)بقة أولية ط

chlorideوبعد ذلك تخضع هذه الطبقة مباشرة إلى عملية تنشيط بدون على األرضية البالستيكية، كوبوليمير

.ائي ثم إلى عملية تلبيس كيميائيةتخشين سطحي ميكانيكي أو كيمي

الختراع لم تعد هناك حاجة لعملية التخشين السطحي والفلم الناتج ممتاز لدرجة كبيرة في النعومـة طبقا لهذا ا

وعالوة على ذلك فإن ،Undercoated layer)(السطحية وهذا عائد لتأثير االستواء الناتج عن الطبقة األولية

ذا أثناء التحـضير للتنـشيط ال يـتم ل ، وال يتبلل إذا غمس في الماء، سطح الطبقة األولية ال يكون هيدروفيلي

.ى أن حوض التلبيس يبدي حياة أطول باإلضافة إل)السوائل(خسارة كمية مفرطة من الكحول ، )C - 100°200( تتراوح بـين )softening point(ملك درجة ليونة البولي فينيل الدين كلوريد المستخدم ي

لكوبوليمير الفينل الدين ) copolymerization ratio( ونسبة الكوبلمرة أو أقل،1000ودرجة بلمرة حوالي

.لوزن من ا)18–95%( من الوزن والنسبة المفضلة هي )8–98%(كلوريد هي عموما

مواد محسنة لاللتصاق ، مثبتات حرارية ،plasticizersيمكن أن تكون هناك إضافات في الطبقة األولية مثل

.50%بة االضافات عن ومن المفضل أال تزيد نس،مثل البول أسترات

والخشونة السطحية تعتمد على الهـدف مـن ،)2µm-0.2( من المفضل أن يكون سمك الطبقة األولية بحدود

.احص للخشونة أو بالطريقة البصريةويمكن أن تقاس باستعمال جهاز فتلبيس، ال

االيبوكـسي، النتـرو ، ABS مادةأفضل المواد البالستيكية التي استخدمت كأرضية في هذا االختراع كانت

.ي كربونات ومواد بالستيكية أخرى البولالبولي أميد، سيللوز، اتيل سيللوز، ميتيل سيللوز،

إلى ) بعد وضع الطبقة األولية ( تلبيسه إخضاع السطح المراد التنشيط السطحي في هذا االختراع، تشمل عملية

ـ أو البالتين، الباالديوم أو الذهب عملية معالجة لتكثيف معدن نبيل مثل ى هذه المعادن لها تـأثير منـشط عل

والذي من المفضل أن يتم باستعمال التحسيس بواسطة محسس يتـضمن السطح ضروري للتلبيس الكيميائي،

. )stannous( لكوريد القصدي الثنائي حمض كلور الماءمحلول

:ي كالتاليإن التراكيب المفضلة للمحسس والمنشط المستعمالن في االختراع الحالي ه

:المحسس

SnCl2 ليتر/غرام0.16 –150 : القصدير الثنائيكلوريد.

HCl ليتر/مول 0.8–200 :حمض كلور الماء.

.)surfactant(إضافة عنصر مخفض للتوتر السطحي ويمكن

:المنشط

ليتر /مول 0.0012–0.0001: (Au, Pd)شوارد معدن نبيل مثل

HCl ليتر /مول ٣ –20 : كلور الماءحمض

. أوإضاقة االسيتون)surfactant(خفض للتوتر السطحي ويمكن إضافة عنصر م

: أما التراكيب المفضلة للمحفز والمسرع فهي على النحو التالي

:المحفز

- ١٠٥ -

ليتر / مول 0.01– 0.98: شوارد القصدير الثنائية

ليتر /مول 0.02 –0: الرباعيةشوارد القصدير

ليتر /مول0.0001– 0.0012: (Au, Pd)شوارد المعدن النبيل

ليتر /مول HCl : 0.5–350 حمض كلور الماء

: المسرع

، حمض الكبريـت، حمـض الفوسـفور، (perchloric acid) مائي لحمض بيركلوري محلول 50% - 5

.هيدروكسيد الصوديوم، كربونات الصوديوم، بيروفوسفات الصوديوم، فلور األمونيوم، حمض هيدروفلوري

: ئي في هذا االختراع يمكن أن يحوين حوض التلبيس الكيمياإ

a( :،معادن أخرى لتشكيل الفلم المعدنيأو / الحديد وشوارد الكوبالت، النيكل.

b( :مركـب بوروهيدريـد مثـل الهيبوفوسـفات، : عنصر اختزال )borohydride compound( ،

.هيدرازين أو فورمالين

c( :مثل حمض المالونيك : عنصر معقدmalonic acid، حمض السوسونيك succinic acid ، حمض

أو أمـالح boric acid حمض البوريـك ، citric acid حمض السيتريك ،tartaric acidالتتريك

.األمونيوم

d( :معدل )ل ا)منظم pH :مثل كربونات الصوديوم، هيدروكسيد الصوديوم، هيدروكسيد األمونيوم.

تي تستخدم في وسائط التسجيل المغناطيسية تتألف بـشكل رئيـسي مـن الطبقة المعدنية المشكلة بالتلبيس وال

وفي حالة التلبيس الكهربائي فإنـه مـن الـضروري ، )µm) 0.05–0.2نيكل بسماكة -الكوبالت أو الكوبالت

فوق الطبقة األولية وحتى فـي ،كما هو معلوم اس أو النيكل بالترسيب الكيميائي، تشكيل طبقة مسبقة من النح

ة بالتلبيس الكيميائي من المفضل تشكيل طبقـة مـسبقة مـن النحـاس أو النيكـل يين طبقة مغناطيس حالة تأم

.بالترسيب الكيميائي

:لمفضلة تتألف من محلول مائي يحويعند توليد طبقة مغناطيسية فإن أحواض الترسيب ا

.ليتر شوارد الكوبالت/ مول 0.6 –0.02

.ليتر شوارد النيكل/ مول 0.02 –0

عنـصر باإلضافة إلى كميات مناسبة منصر مختزل مثل شوارد الهيبوفوسفات،ليتر عن/مول0.4 –0.003

ات عالوة على ذلك كميلت صغيرة من اإلضـاف ويستخدم pH منظم،) complexing agent(لتشكيل المعقد

.لتحسين خواص الفلم المغناطيسي

:الحماية من تداخل الحقل الكهرومغناطيسي4-10 Electro Magnetic Interference للحماية من تـداخل الحقـل الكهرومغناطيـسي همية المتزايدةإن األ

)EMI (جاءت كنتيجة لإلستخدام المتزايد للمواد البالستيكية في مختلف التطبيقات وخاصة الكهربائية.

تجاه األمـواج ) transparent( ولكون المواد البالستيكية غير ناقلة للتيار الكهربائي باإلضافة إلى أنها شفافة

في األجهـزة ) EMI(الكهرومغناطيسية، فإن تلبيسها بطبقة معدنية ناقلة أصبح طريقة مهمة للحد من ظاهرة

.اإللكترونية ذات األغطية البالستيكية

- ١٠٦ -

ية، اختيار مادة التلبيس وطريقة التلبيس يعتمد على عدة عوامل، مثل تصميم القطعة، الناقلية المطلوبة، الوثوق

.باإلضافة إلى كلفة التصنيع

ومن أهم الطرق المستعملة في الحماية من هذه الظاهرة يمكن ذكر التلبيس الكيميـائي، الطـالءات الناقلـة،

.التلبيس بجو مفرغ من الهواء

: التلبيس الكيميائي1-4-10 لنقي علـى سـطح القطعـة فإن التلبيس الكيميائي يعطي طبقة مستمرة وموحدة من المعدن ا كما ذكرنا سابقا

البالستيكية للوصول إلى حماية القطع اإللكترونية، هذه الطبقة هي عبارة عن طبقة مزدوجة من النحاس النقي

.)P %10-4( فوسفور –مع غطاء علوي من خليطة النيكل

الية تؤمن توصيال لكل من النحاس والنيكل تأثير معين في الحماية، فالطبقة الرقيقة من النحاس ذات الناقلية الع

تتمثل في حماية طبقة ) فوسفور -طبقة النيكل (ممتازا للحقل الكهربائي، بينما الوظيفة الرئيسية للطبقة العلوية

عالوة . النحاس من التأكسد أو التآكل، وباإلضافة إلى ذلك فهي تحمي اإلهتراء بالتحاك بسبب قساوتها العالية

.يكل الملبسة قاعدة ممتازة للطالءات في حال كانت مطلوبةعلى ذلك، يمكن أن تكون طبقة الن

)١٠-١٠(يمكن أن تطبق عمليات التلبيس الكيميائي على كامل الجزء إلنجاز تلبيس كامل له كما في الشكل

عملية التلبيس التقليدية ): 10-11( الشكل عملية التلبيس االنتقائي ): 10-10( الشكل

) تلبيس من الجانبين(

يمكن أن يكون التلبيس اختياريا لوجه أو لمنطقة محددة من القطعة كما تم شرحه سابقا في التلبيس االنتقـائي

موجودة في القطعة المصنعة بالطريقة التقليدية إن تأثير الحماية والناقلية الكهربائية األساسية ال ). لانظر الشك (

هذا وتتأثر المقاومة النوعية السطحية بنعومة سـطح . أو بالطريقة االنتقائية يكون تابعا لسماكة طبقة النحاس

.طبقة النحاس من أجل سماكة معينة مفروضة

فية عادة لتأمين الحماية لفـيلم تكون كا) 0.6µm - 0.25(في حالة النيكل الملبس كيميائيا، فإن سماكة بحدود

السماكة الزائدة لطبقة النيكل يمكن أن نحصل عليها . النحاس الموجود تحتها باإلضافة إلى تأمين المتانة الكافية

بسهولة بزيادة أزمنة الغمر، حيث تكون هذه السماكة مرغوبة لتالءم بعض إجراءات الوصل، مثل اللحام، أو

.يمكن تلبيس بعض المعادن مثل القصدير إذا كان ذلك مطلوبا. هتراءلتحسين مقاومة التآكل واإل

ــلطبقـــة النيكــــــــ

طبقــــــة النحـــــــــاس

ــيــطالء أساســـ األرضية البالستيكيــة

طبقـــة النيكــــــــــل

طبقة النحــــــــاس

األرضية البالستيكيــة

طبقـــة النيكــــــــــل طبقة النحــــــــاس

- ١٠٧ -

:التلبيس بجو مفرغ من الهواء 2-4-10 ، وفي هذه العملية تطلى EMIيستخدم تلبيس األلمنيوم بجو مفرغ من الهواء بشكل أساسي لتأمين الحماية من

.رة التي يتم تفريغها من الهواء كما ذكرنا سابقااألجزاء المراد تلبيسها وتثبت على حوامل دوارة داخل الحج

أما تجاريا فتستخدم سماكة بحدود )mµ6-3 (السماكة المثالية للطبقة المرسبة ألغراض الحماية تتراوح بين 12 mµ

- ١٠٨ -

الفصل الحادي عشر

واقع التلبيس في سوريا

سوريا حاولنا القيام بزيارة بعض المعامل المهتمة بهذا المجال في مدينتي في لإلطالع على واقع هذه الصناعة

بزيارة سوى حلب ودمشق، ولكن نظرا للظروف الخاصة لبعض المعامل واعتبارات السرية المهنية لم نوفق

.معمل واحد في مدينة دمشق

البالستيك بطريقة الفاكيوم بإدارة من خالل الزيارة التي قمنا بها إلى معمل السيد عبد الوهاب الهندي لتلبيس

السيد عماد الهندي تم اإلطالع على تجهيزات المعمل كاملة وكذلك اإلطالع على طريقة العمل بدءا من المنتج

.األولي حتى الحصول على المنتج النهائي الملبس

بجو مفرغ من الهواءسيتألف المعمل من عدة أقسام وقد قمنا بدراسة قسم تلبيس البالستيك وفيه آلة التلبي

:وحدة مبرمجة لضبط عمل اآللة المؤلفة منألمانية الصنع مرفق معها A900Hوهي من النوع

). غالف(أسطوانة خارجية -

. اسطوانة الشحن -

.حوامل األجزاء البالستيكية -

.المبخر -

.حجرة التخلية -

:عدة مراحل وهييتم شحن القطع البالستيكية إلى داخل هذه اآللة بعد أن تكون قد قطعت

، التحميل على الحوامل حيث تختلف هذه الحوامل باختالف حجم القطع البالستيكية المراد تلبيسهامرحلة

وتخضع هذه القطع المحملة إلى عملية طالء أساسي يكون عادة من نفس نوع المادة الملبسة سواء أكانت

، يتم )اللكر(ساسيتين البولي بروبلين واألنتي شوك بالستيك لدن حراريا أو مقسى حراريا حيث يوجد مادتين أ

المقدر (بخ الطالء األساسي بواسطة فرد أحادي ولكن مدير المعمل أدخل تعديال ساهم في توفير الهدر

مع زيادة في فعالية البخ بوضع فردين يعمالن معا في كل شوط عمل وموجهين بزاويتين ) %30بحوالي

.سم األكبر من المادة المبخوخة على القطع المحمولةمعينتين بحيث يتم ترسيب الق

تنقل القطع البالستيكية على الحوامل إلى فرن لتجفيف الطالء األساسي وكذلك التخلص من أي بعد ذلك

رطوبة موجودة في المنتج، وهنا تختلف درجة حرارة التجفيف باختالف نوع المادة البالستيكية فالمادة اللدنة

فتحتاج إلى درجة حرارة دقيقة أما المقساة حراريا60 وزمن قدره C°55درجة حرارة حراريا تحتاج ل

65°C وترسل إلى آلة التلبيستخرج بعد ذلك القطع من الفرن دقيقة 45 وزمن.

وهي من التنغستين ) المشعات( تتوزع عليها المسخنات 110cm وطول 20cmأسطوانة الشحن ذات قطر

لى اآللة حيث كانوا يواجهون مشكلة عدم تلبيس القطع الموجودة على األطراف لعدم عددها سبع قيل التعديل ع

وصول المعدن المبخر إليها فكان االقتراح بإضافة خمس مشعات جديدة مع إعادة توزيع المشعات السابقة

الحجرة من دقيقة ويستخدم أغلب الوقت لتخلية) 15-13(يستمر عمل اآللة حوالي. وكانت النتائج تفوق المتوقع

ومن ثم يتم ثانية 60وتبخيره في حوالي ) غالبا األلمنيوم(الهواء بواسطة مضخة تخلية ثم يتم صهر المعدن

طالء بلون ذهبي يعتمد على يث يستخدم حالقطع الملبسة بالمعدن ونقلها لتلبيسها بطالء الحماية النهائي إخراج

.ملبس من األكسدة وإضفاء شكل جمالي على القطع الملبسةنفس آلية الطالء األساسي ومهمته حماية السطح ال

- ١٠٩ -

بالنسبة للمنتجات المتوفرة في المعمل فهي كثيرة ومتنوعة وأغلبها تستخدم ألغراض تزيينية وال بد هنا من

إلى المعمل التنويه إلى أن التلبيس الناجح يعتمد على جودة المنتجات البالستيكية األصلية التي تأتي عادة

بشكل مسبق على شكل طلبيات يتم االتفاق على تلبيسها مع العميل، ونورد هنا بعض األمثلة عن مصنعة

: منتجات المعمل

بعض المنتجات الملبسة في المعمل): 11-1(الشكل

- ١١٠ -

المراجع العربية

الدكتور محمد زهير الحمصي موسوعة البالستيك

لدكتور خير الدين طرشه كرديا البالستيك مادةمحاضرات

الدكتور محمد هيثم إبراهيم البالستيك مادةمحاضرات

نزار كاخي .وحيد طحان م .م تلبيس البالستيك والمعادن بالكهرباء

- ١١١ -

المراجع األجنبية, Editor By Beverly A. Graves Polybrite's Unique Plastics

Plating Technique

Andreas Königshofen and Peter Pies, Enthone GmbH, Langenfeld, Germany, Brian Griffith,

Enthone Inc. West Haven, CT

Palladium-Free Direct-Plate Technology for Plating on Plastics

H. Omidvar, G. Stremsdoerfer

Surface Coating:a new technology in the wet processing

Gordon Simpson Plastics: Surface and Finish

2ND edition By James E. Fleischer

Energy Curing for Plastics

Harold Ebneth Metallisieren von Kunststoffen

Siemens company website

Decoma company website

ASM Handbook, Vol 5. 1994. Materials Park Ohio: ASM International