نظرة عامة على مادة النيوبرين

١. النيوبرين – نظرة عامة

النيوبرين، المعروف أيضًا باسم البولي كلوروبوتاديين، هو مطاط اصطناعي يُنتج عبر بلمرة مونومر الكلوروبوتاديين (٢-كلورو-١،٣-بيوتاديِن). ويمنحه ذرة الكلور الموجودة في سلسلته البوليمرية توازنًا فريدًا من الخصائص، بما في ذلك مقاومة ممتازة للعوامل الجوية والأوزون والزيوت والنار والمواد الكيميائية المعتدلة. وغالبًا ما يُوصف بأنه «مطاط متعدد الاستخدامات» يتمتّع بمقاومة ميكانيكية جيدة ومرونة عالية ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة.

٢. طريقة الإنتاج

يتبع الإنتاج ثلاث مراحل رئيسية: إنتاج المونومر → البلمرة بالمستحلب → التجهيز النهائي.

عملية تكلور البوتاديين (إنتاج المونومر): هذه هي الطريقة القياسية المستخدمة حاليًّا. وتتضمن تكلور البوتاديين، يليه عملية التأصل (الإيزومرة) وإزالة حمض الهيدروكلوريك للحصول على مونومر الكلوروبُرين. وهي أكثر اقتصادية وأمانًا.

البلمرة (البلمرة بالمستحلب):
يتم تشكيل مستحلب للكلوروبُرين النقي في الماء باستخدام عوامل التوتر السطحي. وتبدأ عملية البلمرة باستخدام مُبادئ الجذور الحرة (مثل كبريتات البوتاسيوم الفوقأكسية).
التحكم الحرجة: إن استخدام مواد تعديل الوزن الجزيئي يُحدِّد نوع مطاط الكلوروبُرين (CR).
الأنواع المُعدَّلة بالكبريت: تستخدم الكبريت وثنائي كبريتيد الثيورام، ما يؤدي إلى بوليميرات أسهل في المعالجة، لكنها أقل استقرارًا أثناء التخزين.
الأنواع غير المُعدَّلة بالكبريت (المُعدَّلة بالمركبتيان): تستخدم المركبتانات الألكيلية (مثل دوديسيل مركبتان) كعوامل نقل السلسلة. وتوفِّر هذه الدرجات استقرارًا حراريًّا أفضل ومدة تخزين أطول.

التشطيبات:
يتم ترسيب لاتكس البوليمر باستخدام الأملاح أو الأحماض.
يتم غسل الفتات لإزالة الشوائب، ثم تجفيفه باستخدام آلات طرد مركزية أو مجففات بعلبة بارزة (إكسترودر-دايررز) أو أحزمة أفران.
يتم تجميع المطاط المجفف على شكل بالات أو تعبئته على هيئة حبيبات/أطباق.

3. التطبيقات الأساسية

تُعد متانة مطاط النيلوبرين وقابليته للتكيف من العوامل التي تجعله مناسبًا للاستخدام في البيئات الصعبة عبر مختلف القطاعات Follow the instructions and translate to Arabic.

اللواصق (أكبر قطاع تطبيقي):
لواصق مذيبةً ومباشرةً تُستخدم في صناعة الأحذية والأثاث والمقصورات الداخلية للسيارات والبناء (لربط الخشب والجلد والرغوة والعديد من أنواع البلاستيك).

المنتجات الصناعية المطاطية:
الخواتم والجوانات: خواتم النوافذ والأبواب، ووصلات التمدد الجسرية، وخواتم O الشكل، والجوانات.
السيور: سيور النقل، وسيور نقل الطاقة (مثل السيور ذات الشكل الحرف V والسيور المتزامنة) التي تتطلب مقاومة للزيوت والحرارة.
الأنابيب المرنة: أنابيب الوقود/الزيت، وأنابيب السوائل المبرِّدة، وأنابيب المواد الكيميائية الصناعية.
مكافحة التآكل: بطانات الخزانات، والطلاءات الواقية.

الأسلاك والكابلات:
غلاف لكابلات البحرية، وكابلات التعدين، وأسلاك إشعال المركبات، وكابلات الطاقة حيث تكون مقاومة الطقس والحرائق والأوزون أمرًا بالغ الأهمية.

السيارات:
الأنابيب المرنة (الخرطوم)، والختمات، ودعائم امتصاص الاهتزازات، والمواد اللاصقة (مثل تلك المستخدمة في تثبيت الزجاج الأمامي).

البناء والهندسة المدنية:
المواد المانعة للتسرب، وأغشية العزل المائي، ومحامل الجسور، ومواد حشو المفاصل التمددية في طبقات السطح.

السلع الاستهلاكية وسلع أخرى:
بدلات الغوص، والملابس الواقية، والقفازات، والقوارب المطاطية، والمنتجات القابلة للنفخ.

٤. الأنواع الرئيسية للكلوروبوتادين (Neoprene)

يُصنَّف الكلوروبوتادين (CR) وفقًا لتنظيم وزنه الجزيئي والتعديلات الخاصة التي أُدخلت عليه.

الأنواع المُعدَّلة كبريتياً (النوع G):
تحتوي على مُفكِّكات كبريتية. وتتميَّز بلزوجة لاصقة ممتازة وقدرة لاصقة عالية، وسهولة في المعالجة، لكنها تفتقر إلى استقرار التخزين (خطر الاحتراق المبكر). وتُستخدم أساسًا في صناعة المواد اللاصقة.
الدرجات النموذجية: G، GN، GNA

الأنواع غير المُعدَّلة كبريتياً / المُعدَّلة ميركابتانِياً (النوع W):
تستخدم عوامل نقل السلسلة من نوع الميركابتان. وتتميَّز هذه الدرجات باستقرارٍ ممتازٍ أثناء التخزين، وثباتٍ في عمليات المعالجة، ومقاومة حرارية أفضل في المنتجات المُطهَّية. وهي درجات عامة الغرض.
الدرجات النموذجية: W، WD

الدرجات اللاصقة:
غالباً ما تكون مُعدَّلة كبريتياً أو مصمَّمة خصيصاً لتحقيق مقاومة تماسك عالية وبلورة سريعة (لتحقيق لصق فوري) في المواد اللاصقة القائمة على المذيبات.
الدرجات النموذجية: A، AD، AC

الدرجات الخاصة:
الأنواع المقاومة للبلورة: تُكوَّن عبر بلمرة مشتركة مع مونومرات أخرى (مثل الأستايرين، والأكريلونيتريل) لتقليل الميل إلى التصلُّب عند درجات الحرارة المنخفضة، والحفاظ على المرونة. (مثلاً: WRT).
الأنواع ذات البلورة السريعة: مُحسَّنة لتحقيق مقاومة ربط أولية عالية جداً في المواد اللاصقة.
كربونيلات الكربونيت: يحتوي على مجموعات كربوكسيلية لتحسين التصاقه بشكل كبير بالمعادن والأقمشة والمواد الأساسية الأخرى.
كربونيت يحتوي على هلام / كربونيت مسبق الارتباط العرضي: يوفّر مقاومة خضراء عالية للبثق والتمديد.

٥. المعلومات الخبرائية ومصادر المعرفة

البحث عن خبراء أفراد محددين أقل فعاليةً مقارنةً بتحديد المؤسسات والشركات الرئيسية التي تقود تطوير تقنية الكربونيت.

المؤسسات الأكاديمية والبحثية الرائدة:
على المستوى العالمي: أقسام علوم البوليمرات/الهندسة الكيميائية في الجامعات الكبرى حول العالم (مثل جامعة أكرون في الولايات المتحدة الأمريكية، ومعهد تقنيات البوليمرات في ألمانيا).
في الصين: تشمل المراكز الرئيسية جامعة سيتشوان، وجامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية، وجامعة تشينغداو للتكنولوجيا العلمية.

الجمعيات المهنية:
قسم المطاط التابع للجمعية الأمريكية للكيمياء (ACS Rubber Division)
المعهد الدولي لمنتجي المطاط الاصطناعي (IISRP)
رابطة صناعة المطاط الصينية

الشركات المنتجة الرئيسية (مصدر الخبرة الصناعية):
الرائد عالميًّا: شركة LANXESS (ألمانيا) — أكبر منتج في العالم بعد استحواذها على نشاط مادة النيوبرين التابعة لشركة DuPont.
لاعبون رئيسيون آخرون: شركة Denka (اليابان)، وشركة Tosoh (اليابان)، ومجموعة شانشي للمطاط الاصطناعي (الصين)، وشركة تشونغتشينغ تشانغشو للكيماويات (الصين).

كيفية الوصول إلى الخبرة:

١. قواعد بيانات البحث: ابحث عن أحدث المنشورات والبراءات في قواعد البيانات مثل Scopus وSciFinder أو Google Scholar باستخدام كلمات مفتاحية مثل «البوليكلوروبوتين»، و«مطاط الكلوروبوتين»، و«لواصق النيوبرين»؛ فالمؤلفون والمبدعون هم الخبراء.
٢. المؤتمرات التقنية: حضر الفعاليات التي تنظمها شعبة المطاط التابعة للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS Rubber Division)، أو مؤتمر RubberCon، أو المعارض المتخصصة في هذا القطاع.
٣. الأدبيات التقنية للشركات: تُنشر الشركات الرائدة مثل LANXESS أدلة منتجات شاملة وبيانات سلامة المواد وملاحظات تطبيقية تمثِّل خلاصة الخبرة التقنية المكتسبة.