معجم مصطلحات خلط PVC

الـ SPC (Stone Plastic Composite) أرضية ذات نواة صلبة مصنوعة من الـ PVC مع نسبة عالية من حشوة كربونات الكالسيوم. أما الـ LVT (Luxury Vinyl Tile) فهو كسوة فينيلية أكثر مرونة تتكون من طبقات ملدَّنة. وفي الـ SPC خصوصاً، تجعل نسبة الحشو العالية من دقة الوزن وجودة التشتت والتحكم في الغبار متطلبات أساسية لخط الخلط.

الـ PVC الصلب (PVC-U) لا يحتوي على ملدنات أو يحتوي على كمية قليلة جداً منها، ويُستخدم في المنتجات الصلبة مثل المقاطع والأنابيب ومجاري الكابلات. أما الـ PVC المرن (PVC-P) فيحتوي على نسبة عالية من الملدنات ويُستخدم في الكابلات والخراطيم والأغشية والأقمشة المشمعة. ويتطلب كل نوع درجات حرارة خلط مختلفة وترتيبات مختلفة لتجريع السوائل وظروف تبريد مختلفة.

مادة مركّبة تُنتج بدمج دقيق الخشب أو أليافه مع بوليمر مثل الـ PVC أو البولي أوليفينات، وتُستخدم في الأرضيات الخارجية (Decking) والألواح والمقاطع. ولأن دقيق الخشب يمتص الرطوبة، فإن إزالة الرطوبة قبل الخلط وأثناءه أمر بالغ الأهمية. ويجب مراعاة كثافته الظاهرية المنخفضة وطبيعته الليفية عند اختيار نسبة امتلاء الخلاط ونظام التغذية.

معلّق من راتنج الـ PVC الخاص بالمعاجين (الاستحلابي) داخل الملدِّن، ويكون سائلاً في درجة حرارة الغرفة. ويُطبَّق بالطلاء أو الغمس أو الصب، ويتحول عند التسخين إلى طبقة صلبة مرنة. ولأنه منتج لزج وليس مسحوقاً جافاً، فإنه يُحضَّر في خلاطات كوكبية أو خلاطات من نوع التشتيت.

طريقة تجريع تُقاس فيها المادة بالحجم، مثل سرعة دوران اللولب أو حجم الحجرة، بدلاً من الوزن. وهي بسيطة ومنخفضة التكلفة، لكن الكمية الفعلية تتغير كلما تغيرت الكثافة الظاهرية أو الانسياب. لذلك تحتاج إلى معايرة منتظمة، وتُفضَّل الأنظمة الوزنية في التركيبات الدقيقة.

طريقة تجريع تُقاس فيها المادة بالوزن بواسطة خلايا التحميل بدلاً من الحجم. ولأنها لا تتأثر بتغيرات الكثافة الظاهرية، فإنها ترفع دقة التركيبة وقابلية التكرار من دفعة إلى أخرى. كما تمنع الإفراط في استخدام الإضافات المكلفة وتسهّل حفظ السجلات.

الصيغة التي تحدد نوع كل مادة خام ونسبتها في خليط الـ PVC، وتُعبَّر عادة بالأجزاء لكل 100 جزء من الراتنج (phr). ويضعها المنتج بالتعاون مع موردي المواد الخام وفق نوع المنتج وطريقة المعالجة والخواص المطلوبة. وفي خطوط الخلط الآلية تُخزَّن التركيبات في نظام التحكم الذي ينفّذ خطوات التجريع والخلط وفقاً لها.

في خلاط التسخين لا يُسخَّن الخليط بسخان خارجي، بل بالاحتكاك بين الشفرات عالية السرعة والمسحوق وبتصادم الحبيبات بعضها ببعض. ويعتمد معدل التسخين على شكل الشفرات وسرعة أطرافها ونسبة امتلاء الوعاء والتركيبة. لذلك فإن تآكل الشفرات أو نسبة الامتلاء الخاطئة يطيلان زمن الدورة ويخفضان الطاقة الساعية مباشرة.

كتل صلبة أو لينة تتكون داخل الخليط الجاف عندما تلتصق حبيبات الراتنج أو الحشوات أو الإضافات السائلة ببعضها. ومن أسبابها الشائعة إضافة السوائل بسرعة كبيرة أو عند درجة حرارة غير مناسبة، أو ضعف التبريد، أو الرطوبة، أو تآكل الشفرات. وبما أنها تسبب تغذية غير منتظمة للبثّاقة وعيوباً في سطح المنتج، يجب منعها بترتيب إضافة صحيح وتبريد جيد وغربلة الخليط.

خلاط بطيء السرعة تقوم فيه أشرطة حلزونية داخلية وخارجية، تدفع المادة في اتجاهين متعاكسين داخل حوض أفقي على شكل U، بنقل المادة وخلطها. ويناسب التجانس اللطيف للمساحيق والحبيبات والخلط البارد والمزج قبل التخزين دون توليد حرارة. ولأنه لا ينتج حرارة احتكاك، فإنه لا يُغني عن مرحلة التسخين في إنتاج الخليط الجاف من الـ PVC.

خلاط تدور فيه أذرع التقليب حول محاورها وفي الوقت نفسه في مسار دائري داخل الوعاء. وتغطي هذه الحركة الوعاء بالكامل، فتخلط المعاجين والمواد اللاصقة والبلاستيسول عالية اللزوجة دون مناطق ميتة. ويُختار للمنتجات اللزجة وليس لإنتاج الخليط الجاف المسحوق.

اسم عام للخلاطات ذات السرعة الطرفية العالية للشفرات، التي تحقق خلطاً مكثفاً وحرارة احتكاك في وقت قصير. وفي صناعة الـ PVC يُقصد به غالباً خلاط التسخين (Turbo)، كما يُستخدم المبدأ نفسه في تطبيقات مثل مركّزات الألوان والـ Metallic Bonding. وخلافاً للخلاطات البطيئة مثل الخلاط الشريطي أو الكوكبي، فإنه ينقل الطاقة إلى المادة خلال دورة قصيرة.

مسحوق حرّ الانسياب يُحضَّر بخلط راتنج الـ PVC مع المثبت ومواد التزليق والحشوات والصبغات، والملدنات عند الحاجة، في خلاط تسخين وتبريد. وتتوزع الإضافات بتجانس على سطح حبيبات الراتنج وداخل مسامها، مما يضمن تغذية منتظمة للبثّاقة. وتعتمد جودة الخليط الجاف على التركيبة وترتيب الإضافة ودرجة حرارة التفريغ وظروف التبريد.

الدفعة هي كمية الخليط التي تُحضَّر في دورة خلط واحدة وتُقاس بالكيلوغرام، والطاقة الساعية تساوي وزن الدفعة مضروباً في عدد الدفعات في الساعة. ووفقاً للكتالوج تعالج طرازات EPM-H من 150 إلى 500 kg في الدفعة، وطرازات EPM-V من 100 إلى 200 kg، مع تشغيل نموذجي بمعدل 4–6 دفعات في الساعة. ويُختار وزن الدفعة المناسب بناءً على استهلاك البثّاقة في الساعة والكثافة الظاهرية للتركيبة.

عملية في تصنيع دهانات المسحوق تُثبَّت فيها الصبغات المعدنية أو اللؤلؤية على سطح حبيبات الدهان بالخلط تحت تسخين متحكَّم به. وهذا يمنع انفصال الصبغة عن المسحوق أثناء الرش ويحافظ على ثبات اللون والمظهر. ويجب التحكم في درجة الحرارة بدقة عالية، وإلا فقد يتكتل المسحوق أو يتصلب جزئياً قبل الاستخدام.

الماء الموجود في المواد الخام أو في الخليط، ويدخل العملية أساساً مع مواد الحشو والإضافات الماصة للرطوبة. وقد تسبب الرطوبة فقاعات وعيوباً سطحية وتكتلات أثناء البثق، لذلك من المهم تصريفها على شكل بخار من خلاط التسخين. كما أن تخزين خليط لم يُبرَّد بما يكفي أو ملامسته لأسطح باردة قد يؤدي إلى التكثف.

الصبغات إضافات مسحوقة تمنح الـ PVC اللون والعتامة، وثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) هو الأكثر استخداماً في المنتجات البيضاء. أما الماستر باتش فهو صبغة مركّزة مشتتة في مادة حاملة على شكل حبيبات أو مسحوق، مما يسهّل التجريع. ولأنها تُستخدم بكميات صغيرة، فإن دقة الوزن وجودة التشتت أمران حاسمان لثبات اللون.

الكثافة الظاهرية هي كتلة المسحوق في وحدة الحجم بما في ذلك الفراغات بين الحبيبات (g/l أو kg/m³)، وهي تحدد عدد الكيلوغرامات التي يستوعبها وعاء الخلاط ومدى كفاءة تغذية البثّاقة. أما قابلية الانسياب فهي قدرة المسحوق على الجريان بحرية عبر الصوامع والقواديس وفتحة التغذية دون تكوين جسور. والخليط الجاف المحضَّر جيداً والمبرَّد بشكل كافٍ يتمتع بكثافة ظاهرية أعلى وانسياب أفضل.

الكومباوند هو خليط جاف تم صهره وتجانسه في بثّاقة أو عجّانة ثم تحويله إلى حبيبات. ويُستخدم كثيراً في الكابلات والخراطيم والمنتجات المصبوبة بالحقن، كما يسهل نقله وتخزينه. وبينما يُغذّى الخليط الجاف مباشرة إلى بثّاقات المقاطع والأنابيب، فإن إنتاج الكومباوند يبدأ هو أيضاً بخليط محضَّر جيداً.

الإضافة الأساسية التي تمنع تحلل الـ PVC (انطلاق HCl وتغير اللون) عند درجات حرارة المعالجة. وقد حلّت المثبتات الخالية من الرصاص القائمة على الكالسيوم والزنك (Ca/Zn) والمركبات العضوية إلى حد كبير محل الأنظمة القائمة على الرصاص. وغالباً ما يأتي المثبت بصيغة "One-Pack" مع مواد التزليق، ويُضاف مع الراتنج في بداية دورة الخلط.

مغذٍّ وزني مستمر يُوزن هو نفسه باستمرار، ويُضبط معدل التدفق بناءً على النقص المقاس في الوزن خلال وحدة الزمن. ويُستخدم في العمليات المستمرة التي تُضاف فيها الإضافات أو الحشوات مباشرة إلى البثّاقة. وخلافاً للوزن على دفعات، فهو يحافظ باستمرار على معدل مستهدف بوحدة kg/h.

إضافات سائلة في الغالب تجعل الـ PVC ليناً ومرناً، وأشهرها DOP (ثنائي أوكتيل الفثالات) وبديله الخالي من الفثالات DOTP. وتُستخدم بنسب عالية في المنتجات المرنة مثل الكابلات والخراطيم والأغشية والأقمشة المشمعة. ومن المهم إضافتها بمعدل متحكَّم به بعد وصول الراتنج إلى درجة حرارة مناسبة، لضمان الامتصاص وقابلية الانسياب.

ناقل بسيط واقتصادي ينقل المساحيق والحبيبات ضمن نظام مغلق بواسطة لولب يدور داخل أنبوب مرن. ويُستخدم على نطاق واسع للمسافات القصيرة والمتوسطة بين الصوامع والخلاطات والبثّاقات. ويحدّ تصميمه المغلق من انتشار الغبار، أما للمسافات الطويلة والخطوط متعددة النقاط فقد يكون النقل بالتفريغ أنسب.

نظام ينقل المسحوق أو الحبيبات داخل أنابيب مغلقة بواسطة تيار هوائي تولّده مضخة تفريغ أو نافخ. ويوفر مرونة للمسافات الطويلة والخطوط ذات فروق الارتفاع والمصانع التي تُغذّى فيها عدة بثّاقات. ويجب ضبط سرعة النقل واختيار الفلتر بما يناسب المادة حتى لا ينفصل الخليط إلى مكوناته.

مع ارتفاع الحرارة أثناء الخلط تمتص حبيبات الراتنج المسامية الملدنات والإضافات السائلة، فيعود الخليط بعدها جافاً وحرّ الانسياب. أما التهلّم الحقيقي (الانصهار) فيحدث لاحقاً في البثّاقة أو آلة الكالندر بفعل الحرارة والقص. وقد يؤدي التسخين الزائد في الخلاط إلى تهلّم مبكر وتكتلات.

هي النقل المستمر والمتحكَّم به للخليط الجاف من صومعة وسيطة إلى قادوس البثّاقة. وتتم عادة بواسطة ناقل لولبي مرن أو بالنقل بالتفريغ، وتعمل آلياً وفق حساس المستوى في القادوس. ولأن التغذية غير المنتظمة تسبب تذبذباً في الضغط وأبعاد المنتج، يجب تخطيط خط التغذية مع طاقة الخلاط.

خلاط يبرّد الخليط الجاف الساخن الخارج من خلاط التسخين عبر تقليب بطيء داخل وعاء مزوّد بغلاف تبريد مائي. وهدفه خفض حرارة الخليط إلى درجة تخزين آمنة، تكون عادة حوالي 40–50 °C في الـ PVC الصلب، دون تكتلات أو تكثف رطوبة أو تحلل للإضافات. ويُختار حجم خلاط التبريد أكبر من خلاط التسخين ليستوعب الدفعة الساخنة كاملة بسهولة.

خلاط عمودي مزوّد في قاعه بمجموعة شفرات عالية السرعة تسخّن الخليط بالاحتكاك. وفيه يتجانس الراتنج مع الإضافات وتُمتص السوائل، ثم يُنقل الخليط إلى خلاط التبريد عند بلوغه درجة حرارة التفريغ المحددة. وتُعد الشفرات وموانع تسرب العمود وصمام التفريغ أهم الأجزاء التي تحتاج إلى صيانة دورية.

هو المعدّة القياسية لإنتاج الخليط الجاف من الـ PVC، حيث يعمل خلاط التسخين وخلاط التبريد معاً كنظام واحد. يُسخَّن الخليط أولاً بالاحتكاك في خلاط التسخين ثم يُبرَّد إلى درجة حرارة التخزين في خلاط التبريد، وبما أنهما يعملان بالتوازي تُبرَّد دفعة بينما تُحضَّر الدفعة التالية. ويمكن أن يكون خلاط التبريد من النوع العمودي أو الأفقي.

حساس يحوّل القوة المؤثرة إلى إشارة كهربائية، ويشكّل أساس أنظمة الوزن. ويُركَّب تحت قواديس التجريع وأوعية الوزن لقياس وزن المادة، مما يجعل التجريع الوزني ممكناً. وتتطلب دقة القياس معايرة دورية وعزلاً عن الاهتزاز ووصلات لا تُحمِّل الوعاء الموزون أي ثقل إضافي.

هي درجة الحرارة التي يُفرَّغ عندها الخليط من خلاط التسخين إلى خلاط التبريد، وتُعد من أهم إعدادات جودة الخليط الجاف. وفي تركيبات الـ PVC الصلب تكون عادة حوالي 110–120 °C؛ فانخفاضها يؤدي إلى امتصاص غير كامل للإضافات، وارتفاعها قد يسبب تغير اللون واستهلاك المثبت. وتُحدَّد القيمة الصحيحة حسب التركيبة وتوصيات موردي المواد الخام.

المادة الأساسية على شكل مسحوق أبيض، تُنتج ببلمرة كلوريد الفينيل، ويُستخدم الراتنج المعلّق (S-PVC) في معظم المقاطع والأنابيب والكابلات. ولا يمكن معالجة الراتنج وحده، بل يجب خلطه مع المثبت ومواد التزليق والإضافات الأخرى لتحويله إلى خليط جاف. وتحدد بنية حبيباته ومساميته وقيمة K سلوكه داخل الخلاط.

وحدة لتجميع الغبار تلتقط الغبار المتولد من الخلاطات والصوامع وخطوط النقل بواسطة فلاتر أكياس أو خراطيش، وتنظفها آلياً بنبضات من الهواء المضغوط. وهي تحافظ على نظافة بيئة العمل وتقلل فاقد المواد بإعادة الغبار المجمَّع إلى العملية. ويُختار الفلتر حسب نوع الغبار ومعدل تدفق الهواء وتصميم الخط.

رقم يُحسب من لزوجة المحلول ويدل على متوسط الوزن الجزيئي لراتنج الـ PVC. فالراتنجات ذات K-value المنخفضة أسهل انسياباً وتناسب الحقن والمنتجات الرقيقة، بينما تمنح القيم الأعلى خواص ميكانيكية أفضل وتُستخدم في الأنابيب والمقاطع والمنتجات الملدَّنة. كما تؤثر قيمة K في امتصاص الراتنج للملدنات وبالتالي في ظروف الخلط.

أكثر مواد الحشو شيوعاً في تركيبات الـ PVC هي كربونات الكالسيوم (CaCO3) المطحونة ناعماً والمعالجة سطحياً في الغالب. فهي تخفض التكلفة وتزيد الصلابة وتؤثر في خصائص المعالجة، وتختلف نسبتها حسب نوع المنتج. وفي التركيبات عالية الحشو تزداد الكثافة الظاهرية وتطاير الغبار، لذا تصبح دقة التجريع وكفاءة ترشيح الغبار أكثر أهمية.

إضافة بوليمرية تقلل هشاشة الـ PVC الصلب وتزيد مقاومته للصدمات، خصوصاً في درجات الحرارة المنخفضة، ومن أنواعها الشائعة الأكريليك (ACR) و CPE. وهي من المكونات الأساسية في تركيبات مقاطع النوافذ وبعض الأنابيب. وتأتي على شكل مسحوق يجب توزيعه بتجانس في الخلاط، عادة في بداية الدورة بعد الراتنج.

يرفع البادئ الناعم جهد المحرك تدريجياً عند الإقلاع للحد من تيار البدء، لكنه لا يسمح بضبط السرعة أثناء التشغيل. أما محوّل التردد فيوفر إقلاعاً ناعماً أيضاً، ويتيح إضافة إلى ذلك تحكماً متدرجاً في سرعة المحرك بما يناسب التركيبة ومرحلة الخلط. ويعتمد الاختيار على تنوع التركيبات وإمكانات الشبكة الكهربائية والميزانية.

إضافة غالباً ما تكون أكريليكية ذات وزن جزيئي عالٍ، تُسرّع انصهار الـ PVC وتزيد متانة المصهور. وفي بثق الـ PVC الصلب توفر مصهوراً أكثر تجانساً وسطحاً أفضل وعملية أكثر استقراراً. وتأتي على شكل مسحوق يجب توزيعه بتجانس في الخليط الجاف مع باقي الإضافات.

إضافات تقلل الاحتكاك بين السلاسل البوليمرية (مزلقات داخلية) والتصاق المصهور بالأسطح المعدنية (مزلقات خارجية) أثناء المعالجة، ومن أمثلتها الشائعة البارافين وشمع PE وحمض الستياريك والستيارات. ويؤثر التوازن بين التزليق الداخلي والخارجي مباشرة في سرعة الانصهار وجودة السطح وحمل البثّاقة. وتنصهر كثير من المزلقات وتغلّف الراتنج ضمن مجال حراري معين في الخلاط، لذا فإن ترتيب الإضافة مهم.