باکلیت Bakelite چیست؟

دسته: مقالات منتشر شده در 18 آبان 1398
نوشته شده توسط Admin بازدید: 2746

باکلیت به چه ماده ای گفته میشود و چه خواصی دارد؟

باکلیت ماده ای است که از فنول فرمالدهید ترموپلاستیکی ساخته میشود و در سالهای 1907 تا 1909 توسط شیمیدان آمریکایی- بلژیکی با نام  Baekeland تولید شده است. ماده ی یاد شده اولین پلاستیک ترکیبی بود که از مواد مرکب ساخته میشد. خواص نارسانایی الکتریکی و مقاومت در برابر گرما باعث شده اند تا این نوع پلاستیک برای رادیو و تلفن و عایق های الکتریکی به کار برده شود و وسایل آشپزخانه، جواهرات، اسباب بازی های کودکان و چوب پیپ هم همگی از جمله مصارف این نوع پلاستیک می باشد.

از آنجایی که باکلیت طبیعت شکننده و حساسی دارد، هزینه بر است و تولید آن نیز با پیچیدگی هایی همراه است، مدتی است که به منظور تولید محصولات عمومی و پر مصرف استفاده نمیشود.

علاوه بر آن باکلیت با هدف تولید محصولات گوناگون در صنایع مختلف از جمله الکترونیک، تولید برق و هوافضا و با نام های تجاری مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

 

باکلیت چه خواصی دارد و برای تولید چه محصولاتی به کار برده میشود؟

باکلیت به راحتی و به سرعت قالب گیری میشود که در تولید های حجیم نوعی مزیت خیلی مهم به شمار می آید (در آنها واحدهای تکراری زیادی یکی پس ازدیگری تولید میشوند). باکلیت نوعی رزین ترموستینگ است و به همین دلیل زمانی که قالب گیری میشود، حتی پس از قرارگیری در معرض حرارت و یا حلال های گوناگون، نیز حالت خود را حفظ میکند و تغییر شکل نمیدهد.

باکلیت همچنین گزینه خوبی برای پیشرفت های نوین حوزه ی برق و خودرو است زیرا دارای مقاومت خارق العاده ای در برابر حرارت، برق و مواد شیمیایی می باشد. تولید کنندگان در صنایع مختلف خیلی زود متوجه شدند که این ماده، انتخابی مناسب برای بخش های نارسانای داخل رادیو و سایر دستگاه های برقی است مانند پایه و سوکت لامپها و لوله های الکترونی، بخش های پشتیبانی کننده ی انواعی از قطعات برقی، درپوش بخش های توزیع کننده خودرو و سایر عایقها.

باکلیت های قالب گیری شده علاوه بر آنکه در حوزه برقی به کار برده میشوند، در دنیای مدرن امروز نیز جایگاه خود را پیدا کرده اند. باکلیت در تمام ابعاد زندگی ما  و زیر ساختار های فناوری محور دیده میشود از جواهرات مدرن و جدید تا دسته های آهنی تلفنها و پروانه های ماشینهای لباسشویی. کمپانی باکلیت نماد ریاضی بی نهایت را برای شرکت خود انتخاب کرد و جمله تجاری آن نیز ماده ای با هزاران مصرف است. در هر صورت آنها هیچ گونه محدودیتی برای این نوع پلاستیک در نظر نگرفتند.

باکلیت خالص رنگی کهربایی مانند داشته و میتواند سایر رنگها را نیز بپذیرد.  متاسفانه، این ماده بسیار ظریف و شکننده بوده و باید آن را با استفاده از فیلرها تقویت و یا مستحکم کرد ( معمولا سلولز به حالت خاک اره). پس از استفاده از فیلرها، همه رنگها حالتی غیر شفاف و مبهم داشتند و در نهایت نیز متاسفانه باکلیت توسط سایر پلاستیک ها جایگزین  شد که از همان خواص مطلوب برخوردار بودند ولی رنگی براق هم داشتند.

امروزه فقط یک یا دو شرکت رزین های فنولی را تولید میکنند اما خلق باکلیت زمینه ای را برای صنعت پلاستیک مدرن ایجاد کرد.

 

پلاستیک، ماده امروزی پرکاربرد

امروزه پلاستیکهای ترکیبی همه جا دیده میشوند و برای ما مانند چوب و یا فلزات شده اند. هر کسی میتواند هزاران محصول را در دنیای اطراف خود نام ببرد که به صورت کامل یا نیمه کامل از پلاستیک ساخته شده اند: وسایل بازی، کامپیوترها، لباس ها، تجهیزات ورزشی، موکت، مواد ساخت و ساز، تابلوها و علائم،  بسته بندی ها،  تلفنها و لوازم مد روز و وسایل برقی  و خانگی همگی در همین دسته قرار میگیرند. اما تعدادی از این محصولات کمتر دیده میشوند مانند: تجهیزات پزشکی از جایگزین های مفصل ران تا ضربان ساز ها، لنزهای تماسی و وسایل جراحی- همگی با استفاده از مواد ترکیبی ساخته می شوند (به صورت کامل با جزئی).

ماده ساخته شده توسط شیمیدان یاد شده دری را به روی عصر پلاستیک گشود و باعث رشد نوعی صنعت جهانی شد که بیش از 60 میلیون نفر امروزه در آن مشغول به کارند. با گذشت زمان، نقش پلاستیکها و سایر پلیمر های ترکیبی در حوزه پزشکی، الکترونیک، هوا فضا و ترکیبات ساختاری پیشرفته پررنگ تر خواهد شد. محصولات جدیدی در دنیا ساخته شده و قالب گیری می شوند (به کمک فرایندهای پیچیده ای که با اختراع باکلیت آغاز شد و باکلیت سازها).

 

تولید و ترکیب باکلیت چگونه صورت میگیرد؟

تولید باکلیت با فرایندی چند مرحله ای صورت می گیرد. در اولین مرحله حرارت دهی به فنول و فرمالدهید با حضور کاتالیزور هایی مانند هیدروکلریک اسید، زینک کلراید و یا باز امونیا انجام می پذیرد. در این حالت یک محصول مایع چگال تولید می شود که با نام باکلیت آ شناخته می شود که قابلیت انحلال پذیری در الکل، استون و یا فنول را دارد. در صورتی که این ماده به میزان بیشتری در معرض حرارت قرار گیرد، حالت نیمه انحلال پذیر پیدا میکند و حتی میتوان ان را به کمک گرما نرم کرد. در صورتی که این گرما ادامه پیدا کند، نوعی محصول سفت و سخت تولید خواهد شد. اگرچه حرارت لازم برای دستیابی به چنین حالتی باعث میشود تا ترکیب یاد شده حالت فومی شدیدی پیدا کند و در نهایت زمانی که ترکیب سرد میشود، سوراخهایی در ان مشاهده خواهد شد و حالت شکننده خواهد داشت. با توجه به گامهای اختراعی Baekeland، باید در این مرحله محصول چگال را در یک باکلیت ساز تخم مرغ شکل قرار داد. زمانی که این ماده در معرض حرارت 150 درجه سانتی گراد و یا 300 درجه فارنهایت قرار گیرد، این امکان بوجود می آید که از بروز فوم جلوگیری به عمل آید. ماده بدست آمده بسیار سخت بوده و غیر انحلال پذیر و گذار ناپذیر خواهد شد.

 

قالب گیری به روش فشرده سازی

یک گردونه ی توزیع کننده جرقه در موتور انفجاری که از باکلیت ساخته شده است، این مواد را با استفاده از واکنش های چگال فنول و فرمالدهید به همراه آرد چوب یا فیبر های پنبه نسوز (به عنوان فیلر) تولید میکند. این مواد تحت فشار و حرارت زیاد و به مدت چند دقیقه قرار میگیرند. در نهایت ماده ای سخت و مستحکم تولید میشود.

فرایندهای قالب گیری باکلیت از مزیت هایی برخوردارند. رزین های باکلیت میتوانند به حالت پودر و یا اسلاگ های نیمه فرآوری شده ای باشند که سرعت قالب گیری را افزایش میدهند. رزین های ترموستی مانند باکلیت به حرارت و فشار در  طی چرخه ی قالب گیری نیاز دارند ولی میتوان آنها را بدون سرد کردن از فرایندهای قالب گیری خارج کرد و پس از آن مجددا سرعت قالب گیری را افزایش داد. همچنین از آنجایی که این مواد سطوح نرم و صیقلی دارند، می توان میلیون ها قطعه را با سرعت و هزینه پایین کپی کرد.

 

ورقه های فنولیک

یکی دیگر از بازارهای موجود برای این مواد تولید ورقه های فنولیک است. این ورقه ها با اعمال حرارت و فشار به لایه های کاغذ و یا شیشه که با رزین های ترکیبی اشباع شده اند، سخت و محکم میشوند. کاغذ، پارچه های نخی، فیبر های ترکیبی، شیشه همگی از گزینه هایی هستند که برای فرایند ورقه سازی استفاده میشوند. زمانی که حرارت و فشار اعمال میشود، بسپارش باعث میشود تا لایه ها به لایه های پلاستیکی صنعتی ترموستینگ تبدیل شوند. ورقه های فنولیک باکلیتی با درجات متفاوتی تولید میشوند و در تولید آنها از افزودنی های مختلفی استفاده می شود تا پاسخگوی نیاز مندی های مکانیکی، الکتریکی و گرمایی باشند.

 

چرا باکلیت ماده ای خطرناک به شمار می آید؟

 طبیعت و ذات خطرناک باکلیت می تواند از منابع مختلفی سرچشمه گیرد مانند تولید، جمع آوری و انتقال یا دور ریزی.

زمانی که باکلیت تولید میشود (پلاستیکهای ترکیبی که  شامل میزان زیادی از فرمالدهید، پنبه نسور و سایر پلیمر های سمی هستند) افرادی که  خود در فرایند های تولیدی این ماده سهیم بوده اند در معرض خطر قرار می گیرند. حتی در آن زمان احتیاط های ایمنی و سلامتی محور هم اجباری نبودند و در دستور کار قرار نمیگرفتند. زنان و مردان سخت کوش با قرارگیری در معرض این ماده به احتمال  بیشتری به به بیماری های مختلف مبتلا میشدند. علاوه بر آن در گذشته جمع اوری این مواد هم با خطراتی روبرو بود. در صورتی که این مواد بشکنند، ماده ترکیبی به وسیله هوا انتقال پیدا میکند و میتواند با تنفس، تماس مستقیم با پوست و یا بلع به انسان آسیب وارد نماید. کلکسیونهای باکلیتی زیبا و در عین حال مرگبار هستند.

 دور ریزی این ماده همانند سایر مواد پلاستیکی برای محیط زیست بسیار خطرناک میباشد. زمانی که افراد در خانه هایی با دکوراسیون های قدیمی تر زندگی می کردند، با تعویض کاشی های زمین و یا سقف در معرض باکلیت قرار میگرفتند. علاوه بر آن کلکسیونرهای باکلیت به میزان بیشتری در برابر این ماده هستند به خصوص اگر دستبندها و یا ظروف باکلیتی بشکنند.

در صورتی که محصولات باکلیتی به درستی دور ریخته نشوند، خطرات زیادی رای برای محیط زیست بوجود می آورند و علاوه بر آن خطرات طولانی مدت و قابل ملاحظه ای نیز برای سلامتی انسان دارند. این محصولات نه تنها حاوی فرمالدئید هستند بلکه دارای پنبه نسوز هم میباشند که خود نوعی ماده سمی است. قرار گیری در معرض غبار این ماده میتواند باعث بروز عفونت ریه، مزوتلیوما (نوعی سرطان بدخیم) و سایر مشکلات تنفسی شود. اگرچه روش های درمانی بیشتری برای بهبود این موارد بوجود آمده اند ولی همچنان این ریسک تولید کنندگان مواد باکلیتی و نگهدارندگان آن را تهدید می کند.