تقـوم مصانع البيتروكيماويـة بتحويل البترول الخام إلى مـونـومـرات عـن طريق تكسير الروابط ثم يـتـم ربط المونوميرات في سلاسل طويلة تدعى البوليمرات ويتم إنجازها في وحدات قياسية.

تشكيل المنتج النهائي:

يتم خلالها تشكيل المنتج النهائي بعد إضافة المواد التالية: المقويات، المالئات، الملدنات، الأخضاب لتحسين خواصه وتوجد اللدائن على شكل حبيبـات بـودرة أو سـوائل أو عصـي أو أنابيـب وبالتـالـي فـان عمليـة تصنيعها للحصول على المنتج النهائي تختلف لتتناسب مع طبيعة الشكل الموجودة عليه، وتمر عمليات التصنيع والتشكيل بعدة مراحل هي؛

1. طريقة القولبة بالحقن Injection moulds:

يمكن القول إن أسلوب تصنيع البلاستيك بطريقـة قـوالـب الحـقـن هـو الأسلوب الشائع الاستعمال في تشكيل المواد البلاستيكية وهو أيضا واحـد مـن أقـدم الأساليب في هذا المجال. ويمكن تلخيص أساسيات عملية الصب في قوالب بواسطة الحقن إلى الخطوات التالية:

1. يملأ القادوس بحبيبات الراتنج المستخدم.

2. يسخن الراتنج إلى الدرجة التي تجعله لينا وقابلا للتدفق.

3. يدفع الراتنج المتدفق خلال الفونية إلى تجويف القالب (انثي القالب).

4. عندما يبرد القالب فينفصل نصفي متباعدين.

5. يطرد المنتج النهائي من القالب.

وقد توجد خطوات أقل أو أكثر من هذه الخمسة الأساسية حسب نوع وطراز ماكينة الحقن المستخدمة إلا أنها ولابد أن تتبع هذه الخطوات الأساسية، توجد مكائن الحقن في أحجام وقدرات مختلفة وقد تكون يدوية التشغيل أو تعمل بالكهرباء أو ألية أو نصف أليه كما أن الأنواع الحديثة منها تخضع لبرمجة الكمبيوتر، كما تختلف أنواعهـا حسـب وزن المنتج النهـائـي وعـزم المكبس الـذي يـقـوم بـريـط نـصـفـي القالب أثناء الحقن. ويتراوح وزن المنتج النهائي بين عدة جرامات إلى أكثر من عشرة كيلو جرام كمـا يصـل عـزم الربط بين نصفي القالب إلي أكثـر مـن 2700 طن وتتكون ماكينـة الحـقـن مـن وحـدتين أساسيتين هما: الوحدة الأولى: وحـدة حـقـن البلاستيك الساخن وفيهـا فـادوس التغذية، واسطوانة الحقن الساخنة وكبـاس الحقن أو النظام اللولبي، الوحدة الثانية: وحدة فتح وغلق نصفي القالب وتتكون من طنبور (صينية) ثابت يوضع عليه نصفي القالب وآخـر متحرك هيدروليكيا ، وهناك تصميمات مختلفة لمكائن الحقن إلا أنها تعتمد أساسا على أحد النوعين التاليين:

1. مكائن تستخدم دافعة الحقن.

2. مكائن تستخدم الكباس اللولبي التبادلي.

والفرق بين النوعين هـو ي الطريقة التي يتم بها دفع المادة البلاستيكية الساخنة من داخل اسطوانة الحقن الساخنة عبر الفونية إلى القالب.

ولما كان النوع الثاني هو الأكثر شيوعا واستخداما  ومن مميزاته أهمها : سرعة المشوار وانخفاض درجة حرارة الانصهار وسهولة امتزاج المصهور.

وفي مكان القلاووظ (اللولب) التبادلي تتم عملية الحقن حسب الخطوات التالية:

1. توضع البودرة في القادوس لتسلك طريقها إلى اسطوانة الحقن خلال فتحة اتصال.

2. تتقدم الحقن: إلى الأمام نتيجة للحركة اللولبية للكباس والتي تدفع بها تحت ضغط عال الى الجدران الساخنة للاسطوانة كي تنصهر ومع تزايد الضغط وتراجع اللولب يتجمع مزيد من البودرة المنصهرة تمهيدا لبدء دفعة الحقن.

3. باندفاع اللولب إلى الأمام هيدروليكيا تحقن البودرة المنصهرة من خلال الفونية مرورا بعيون الصب والمجاري إلى تجاويف القالب المغلق .

4. يظـل تـأثير ضغط الاندفاع فترة قصيرة تسمح للصهير المحقون بالثبات في القالب.

5. يتراجع اللولب ويقـل الضغط بينما يقوم الماء بتبريد القالب حيث تتماس وتتصلب المادة المنصهرة بسرعة متخذة شكل القالب.

6. يفتح القالب ويطرد المنتج النهائي من النصف المتحرك فيها ما بضغط الهواء او بواسطة خابور طرد زنبركي.

7. يغلق القالب مرة أخرى لبدء مشوار جديد .

قوالب الحقن :

يتكون القالب المستخدم في مكائن الحقن من نصفين أحدهما ثابت وملتصق بالصينية الثابتة للماكينة ويتصل مباشرة بالفونية أثناء التشغيل بينما النصف الآخر متحرك مع الصينية المتحركة ويتصـل بـه عـادة نظـام طرد المنتج (بضغط

الهواء أو خوابير الطرد).

وهناك آلاف الأشكال لقوالب الحقـن ذات الأحجـام المتباينة وبعضها هـد يعطي وحدة واحدة من المنتج والبعض الآخر قد يعطي وحدات متركزة في المشوار الواحد (خاصة الوحدات الصغيرة الحجم). حيث يقـوم مـصمم القالب بوضع عدة

تجاويف فيـه تحقن بالبلاستيك المنصهر في نفس المشـوار وذلك بعمل مجـاري في القالب تحمل الصهير من عنق الصب إلى كل تجويف على حدة عبر بوابة ذات فتحة اصغـر مـن اتساع المجـرى حـتـى تـعـطـي امتلاء كامـل ومنتظم للتجويف وفي نفس الوقت تسهل عملية فصل المنتج النهائي عن المجاري .

وتعرف المنتجات البلاستيكية المصنعة بمكائن الحقـن مـن نقطة الحقن التي تظهر عليها وتكون غالبا عن خط الاتصال بين نصفي القالب أو في منتصف المنتجات الاسطوانية الشكل كالفناجين... الخ . وتتميز طريقة الحقن في قوالب بالإنتاجية العالية وهـذا عامل رئيسي في خفض تكلفة الإنتاج حيث نجد أن سعر القالب والماكينة مرتفعان جدا بالمقارنة

بسعر الخام المستخدم في الحقن لذا يجب أن يكون الإنتاج غزيرا لتغطية هذه التكلفة العالية حين بيعه بسعر رخيص في الأسواق.

ومعظـم مـكـائـن الحـقـن يمكنهـا إنتـاج آلاف القطع البلاستيكية + الورديـة الواحدة اعتمادا على وزن وحجم المنتج النهائي وزمـن المشوار. ونلاحظ هنا انه يمكن لجميع المواد الثرموبلاستيكية أن تصنع بطريقة الحقن.

المعدات الثانوية المساعدة:

1. التلوين: يتم تلوين حبيبات أو بودرة الراتنج 4 براميل للتغليب قبل وضعها في قادوس الماكينة وذلك بخلها بنسبة 1- 5% صبغة مركزة باللون المطلوب.

2. التجفيف: بعض المواد الثرموبلاستيكية (كانايلون) تمتص الرطوبة مـن الجـو مما يؤدي إلى ظهور فقاقيع مائية على سطح المنتج النهائي، لذا فان الراتنج المستخدم يجـب تسخينه إلى مـا قـبـل درجة انصهاره لطـرد بخار الماء منـه قـبـل

إدخاله في القـادوس، ومعظـم مـكـائـن الحـقـن الحديثـة مـزودة بوحدة تجفيف ملحقة بقادوس الماكينة.

3. التبريد : لابد من استخدام نظام تبريد عبارة عن مواسير يجري بها تيار من الماء البارد المتجدد حول القالب لتبريده وامتصاص حرارة الصهير المحقون فيـه مـا يساعد على سرعة تماسك المنتج النهائي وبالتالي تقليل زمن المشوار.

4. الكسارة: لما كانت المواد الثرموبلاستيكية يمكـن إعادة استخدامها لـذا فـان النفايات الناتجة عن التشغيل كالقطع المعيبة أو الزوائد الناتجة عن التشذيب محل فتحة الصب أو بواسطة كشارة مثقبية يفضل اتصالها بالماكينة مباشرة (لمنع التلوث) حـيـث تـقـوم سـكاكين التقطيع بقذف النفايات إلى الكسارة ثم تدفع الحبيبات الناتجة بالشفط إلى القادوس لتختلط بالحبيبات الجديدة متجهة جميعها إلى وحدة الحقن.

ويمكن تغذية الكسارة يدويا بواسطة العامـل حيـث توضع بجانب ماكينة الحقن إلا أن المشكلة الأساسية في الأسلوب اليدوي هو تلوث واتساخ الحبيبات الناتجة أثناء النقل.

حقن مواد الثرموست (مواد التصلد بالحرارة):

أن مـواد الثرموست تحتاج إلى الحرارة وليس التبريد لكي تتم بلمرتها إلى مواد صلبة.

ويمكـن بـإجراء بعض التعديلات في مكائن الحقـن ذات اللولب التبادلي أن نستخدم طريقة القولبة بالحقن لإنتاج قطع بلاستيكية من مواد الترموست.

ولعمـل ذلـك فإننا نقوم بتسخين مـادة الثرموست ف الاسطوانة إلى درجة حرارة تجعلها ليئة (من 65م إلى 115م) ثم تحقن إلى القالب الساخن وتترك لتأخذ شكلها النهائي عند درجة حرارة (من 162م إلى 204م) ويعد تصلبها فإنها تطـرد مـن القالب ساخنة، ويلاحظ إذا ظلـت مـادة الثرموست في الاسطوانة فترة أطـول مـن اللازم أو إذا سخنت لفترة طويلة نسبيا فإنها تتصلب داخل الاسطوانة وتسبب انسداد واعاقة حركة الآلة.

ويتم تسخين الاسطوانة لهذه المكائن المخصوصة بإحاطتها بالماء أو الزيت الساخنين، إما تسخين القالب فيتم بواسطة سخان كهربائي على شكل خرطوش يدخل في القالب للوصـول بـه إلى درجة الحرارة المناسبة لتصـلـب مـادة الثرموست داخله.

ومن أشهر مواد الترموست التي يتم حقنها بهذه الطريقة الميلامين واليوريا والفينولات.

وتتميـز طريقـة حـقـن مـواد الثرموسـت عـن غيرهـا مـن طـرق التصنيع (كطريقة الضغط والنقل) بأنها ذات مشوار زمني قصير وتتفادى عمليات التسخين والتشكيل المسبق للتصنيع.

الحقن في قوالب مع التفاعل : REACTION INJECTION MOULDING RIM

وتشمل هذه الطريقة دفع نوعين من مـواد الثرموست على شكل سائل داخل القالب حيث يتم تفاعلهما واستكمال بلمرتهما لإنتاج الشكل البلاستيكي النهائي .

يوضع تياران من نوعين من سائل راتنج البولي يوريثان المتفاعل حقنا تحت ضغط كبير (2500 رطل/ بوصة مريعة) في رأس الخلط حيث يندفعا إلى تجاويف القالب عبر بوابة، وبنزول خليط السائل إلى قاع القالب يطفو الهواء إلى أعلى خارجا من شق الاتصال بين نصفي القالب.

ويمـر سـائل اليوريثان بحالة هلاميـة قـبـل أن يتصلد، وعندما يتم التصـلد بدرجة كافية فانه يزال باليد أو بواسطة خوابير الطرد .

يستغرق مشوار التصنيع بهذه الطريقة بين دقيقتين إلى أربعة دقائق تقريبا، ونلاحظ أن كمية السوائل الزائدة تطرد هي الأخرى خارجـة مـن خـط الانفصال في القالب ويجب إزالتها تماما من المنتج الخارج.

وتستخدم مادة خاصة لفصل القالب تـرش بـهـا جدرانه الداخلية قبـل كـل مشوار لتسهيل إزالة المنتج النهائي ولما كانت هذه المادة تسبب الانزلاق فيجب إزالتها من مسطح المنتج قبل تلوينه (عادة يحتاج الإنتاج بهذه الطريقة إلى تلوين) كاجزاء السيارات الخارجية والتي يجب إعطائها نفس لون السيارة.

وهذه الطريقة ذات مستقبل غير محدود لتصبح إحدى اكبر وسائل التقنية في صناعات البلاستيك نظرا لكبر حجـم المنتج النهائي وقلـة التكاليف مقارنـة بالطرق الأخرى سواء في صناعة البلاستيك أو الصناعات المعدنية كما أنها تحتاج إلى كمية ضئيلة من الطاقة وتكلفة المكائن المستخدمة فيها اقل من مكائن الحقن التقليدية.