المطاط............

المطاط

*مقدمه عن المطاط :-
*يطلق أسم المطاط على صمغ نباتى طبيعى مكبرت ( أى معاج بالكبريت ) ويوجد المطاط الطبيعى على شكل قطرات فى عصارة شجرة المطاط أهم هذه الأشجار " هيفيا برازيلنسس " ( Hevea Brasiliensis ) التى يصل طولها الى 60-80 قدما.

والتى تزرع بالدول الأستوائية وعند اعتصار الأشجار يزال جزء من قشرتها بسكين حاد بحيث يصل القطع الى أنابيب العصارة لتنساب منها الى الخارج وتعطى الشجرة فى الغالب حوالى خمسة أرطال من المطاط سنويا ولتحويل العصارة الحليبية لمادة قابلة للأستعمال يجب ازالة الماء منها وذلك برشها وجعلها رذاذ ثم تجفيفها أو بأضافة بعض الأحماض للعصارة ثم تخثيرها وغسلها وأدخلها ( دلفنتها) على هيئة رقائق أو معالجتها بالدخان وأهم أشكال المطاط المستخرج من المزارع الجعد والمطاط الصفيحى ويجرى تجفيف المطاط الصفيحى بواسطة الدخان وهو ذو لون بنى غامق أما امطاط الجعد الذى يجفف فى الهواء فلونه أفتح كثيرا ويتم تمريره بين مداخل ( دلافين ) ثقيله قبل تجفيفه . وتضاف الى المطاط الخام بعد تجفيفه مواد كيميائية ومواد مالئه وتجرى أخيرا تقسيته بواسطة الكبرت ( كبرتته ) وبهذا نحصل على مادة عالية المرونة وترجع

هذه الخاصية الى تركيب جزىء المطاط والمطاط الصافى ( الكاوتشوك)
المركب من الكربون والهيدروجين فقط وهو يتكون من سلاسل طويله من
جزيئات الأيزوبرين المتصله ويحتوى الجزىء الواحد على أكثر من الفى واحدة من هذه الوحدات الأساسية ترتبط مع بعضها فى ترتيب خطى وجزىء البولى أيزوبرين المكبرت ذو نمط زاوى ومجموعات قطبية .

*واذا ما شد فتييل من المطاط ، فان مواضع وزوايا جزئياته المتشابكة تتغير لتعود ثانية الى شكلها الأصلى عند ارخاء الفتيل ولا تسبب هذه التغيرات المؤقتة أى تغييرات ميكانيكية دائمة ويمكن تكرارها الى مالا نهاية أو الى أن ينكسر المطاط لأسباب أخرى مثل التقادم بفعل الأكسجين أو التعرض لضوء قوى ولا يكتسب المطاط الطبيعى مرونته العالية الا بعد كبرتته ( اضافة الكبريت اليه) حين تترابط جزيئات المطاط ترابطا يسيرا بواسطة جسور كبريتية ، والمطاط الخام غير المعالج بالغ الحساسية للحرارة ولا يصلح فى هذه الصور لصناعة اطارات السيارات مثلا . ونظرا لمرونته الفائقة يدخل المطاط كمادة خام فى كثير من المنتجات ( ما يزيد على خمسين ألف) ولم يبدأ انتاج المطاط على نطاق صناعى هام الا منذ أواسط القرن الماضى وقد أدت التحسينات التقنية الى تحسين خواص المنتجات بشكل كبير كما نشاهد فى اطارات السيارات الحديثة التى يفوق عمرها بمراحل سابقاتها الأولى .


*وهناك ثلاثة أنواع من المطاط وهي ما يلي :
1-المطاط الطبيعي..
2-المطاط الصناعي..
3- المطاط المعدني..

أولاً:المطاط الطبيعي:-
المطاط الطبيعي ,وهو العصارة المخثرة لبعض أنواع الأشجار الإستوائية المسمى بشجر المطاط ,هو مبلمر أيسوبرين (2-ميثيل-3,1-بيوتاديين( .
ولكن كثر أستخدامات المطاط كان لا بد من إيجاد طريقة صناعية لإنتاج عدة أنواع من المطاط تتناسب واستخداماتها المتنوعة ,ولكي تغطي احتياجات السوق في العالم.
*موطن أكتشافه:-
كان أول من شاهد المطاط الطبيعي الرحالة كريستوفر كولومبس عندما وصل إلى هايتي عام 1493 ورأى بعض الأطفال يلعبون بكرة غريبة ترتد من سطح الأرض عند قذفها. وفي عام 1521 م رأى بعض المستكشفين الأسبان جماعات الوطنيين من أهل المكسيك يستخدمون
مادة مرنة مستخرجة من إحدى النباتات وكان اسمها الوطني " كاو أوتشو Cao Achu " وهي تعني في لغتهم شجرة الدموع، وذلك لأنهم كانوا يقومون بتشريط لحاء هذه الأشجار فيخرج منها لبن نباتي يجمعونه في أوانٍ خاصة، وقد اشتق الاسم الشائع للمطاط وهو " كاوتشوك Caoutchouc " من هذا الاسم الوطني. ولم يكن للمطاط أي فائدة معروفة في ذلك الحين وإن كان " جوزيف بريستلي " الذي اكتشف غاز الأكسجين، قد وجد عام 1766 م أن المطاط يمحو الكتابة بالرصاص من على الورق. لم تكن خواص المطاط تجعله صالحا للاستخدام في كل الأغراض، فقد كان يلتصق بكثير من المواد، وسريع التأثر بالحرارة ولا يتحمل الإجهاد عند استخدامه في أشياء تحتاج إلى مرونة عالية.

*وهناك من يقول أن المطاط الطبيعي قد جاء أصلا من أمريكا الجنوبية حيث أستخدمه سكانها المحليون لصناعة كرات ذات خواص ارتداد فائقة وهذه هى الصورة التى عرف بها كولومبوس المطاط ، لقد أنقضت قرون ثلاثة قبل أن تكون لهذه المادة استخدامات تجارية فى أوروبا وكان أول أستخدام لها هو مسح كتابات قلم الرصاص العادى ثم جاءت بعد ذلك الأستخدمات التى أستفادت من مرونتها ، ويبلغ اجمالى الأنتاج السنوى فى العالم من المطاط الطبيعى ( مطاط المزارع ) حوالى مليونى طن .
*وحذر الخبراء من أن أحد أنواع الفطر المسمى "ميكروسيكلوس أولي" يهدد بابادة مزارع شجر المطاط العالمية وقال الخبراء أيضاً إن الاضرار التي يتسبب فيها هذا النوع من الفطر بادية للعيان في مزارع أشجار المطاط في ولاية باهيا البرازيلية حيث تبدو الأشجار في حالة خطرة من الهزال، أوراقها متصلبة بعد أن نخرها الفطر مما أدى إلى انخفاض إنتاج الحلباب، أي لبن هذه الاشجار الذي يصنع منه المطاط إلى النصف.
واوضح الخبراء ان انتشار هذا الفطر يمنع أي تطور لزراعة أشجار المطاط في بلدان أمريكا اللاتينية ويهدد بآثار لا يمكن التكهن بها في حال انتقاله إلى مزارع اشجار المطاط الموجودة في بلدان آسيا والتي تنتج حالياً نسبة (92%) من مادة المطاط الطبيعي في العالم والتي لاتزال في مأمن من هذا الفطر الذي يتلف مزارع بلدان أمريكا الجنوبية والوسطى.. ويعيش ثلاثون مليون شخص في العالم من زراعة هذه الاشجار ويرى الخبراء ان انتقال عدوى هذا الفطر إلى تايلند أو أندونيسيا أو فيتنام يهدد بوقف تزويد صناعة المطاط التي تستهلك (70%) من إنتاج المطاط الطبيعي لصناعة الدواليب المطاطية أو صناعة القفازات الطبية، إذ يستحيل حتى الآن الاستغناء عن المطاط الطبيعي الذي يمثل نسبة (40%) من الاستهلاك العالمي، ولا يمكن تعويضه بالمطاط الاصطناعي المستخرج بالخصوص من البترول.
ومما يبرز خطورة الوضع القائم ان الأمم المتحدة صنفت فطر أشجار المطاط ضمن ستة أنواع من الفطر التي يمكن استخدامها كسلاح جرثومي أو ما يسمى ب "الإرهاب الأحيائي".
وتركز شركة "ميشلان" الفرنسية تعاونها مع مركز التعاون الدولي للبحوث الزراعية على مقاومة هذه الآفة وبعد اثني عشر عاماً من البحوث المتواصلة ستبدأ قريباً تجربة أربعة فسائل لإنتاج المطاط ذات قدرة كبيرة على مقاومة الفطر على نطاق واسع في مزارع "ميشلان" في باهيا البرازيلية.. ولكن الطريق لايزال طويلاً قبل التوصل إلى إنتاج شتائل مقاومة للطفيليات، وقادرة على منافسة أصناف المطاط المنتج في المزارع الآسيوية ذات المقاومة الكبيرة والإنتاجية المرتفعة ويقول الخبراء ان ذلك يتطلب قرابة العشرين عاماً لتحقيق النتائج المرجوة.
*أكثر الدول المنتجة للمطاط الطبيعي:-
ومن الدولتان الرئيسيتان في إنتاج المطاط هما: تايلاند وإندونيسيا. ومن دول الشرق الأقصى الأخرى التي تنتج المطاط الطبيعي ماليزيا وبورما وكمبوديا والصين والفلبين وفيتنام. وتنتج الهند وسريلانكا نحو 10% من الاحتياج العالمي من المطاط الطبيعي، بينما تنتج إفريقيا نحو 5%، وتأتي باقي الإمدادات من المطاط الطبيعي من أمريكا الجنوبية.
ويبلغ الإنتاج العالمي من المطاط الطبيعي 5,7 مليون طن متر في العام. وتستخدم الولايات المتحدة الأمريكية نحو 865,000 طن متر، أي سدس إنتاج العالم من المطاط الطبيعي سنويًا.
والأمر الذي تصعب التكهنات به هو الزيادة الكبيرة في زراعة أشجار المطاط بين عامي 2005 و 2008 بما سيزيد إنتاج نحو مليون هكتار من أشجار المطاط فيما بين العام القادم وعام 2015. يذكر أن هناك دولاً أخرى يتزايد فيها إنتاج المطاط بوتيرة سريعة هي كمبوديا وفيتنام والصين والهند.
وكما تتوقع المجموعة الدولية لدراسة المطاط الهيئة التجارية المتمركزة في سنغافورة أن يزيد استهلاك المطاط الطبيعي الى 14 مليون طن بحلول عام 2019، بزيادة نحو 35 في المائة من توقعات 10,4 مليون طن في 2010.

*أستخدام المطاط الطبيعي في صناعة:-
وفي عام 1823 م قام شاب إسكتلندي يدعى " تشارلز ماكنتوش " باستخدام المطاط الطبيعي اللزج في صنع نسيج لا ينفد منه الماء، وذلك برش محلول شرابي القوام من المطاط على سطح القماش، ثم تغطيته بطبقة أخرى من القماش نفسه ولصقها معاً بالضغط. وقد كانت هذه نقطة البداية في تصنيع المعاطف الواقية من المطر والتي عرفت فيما بعد باسم " معاطف ماكنتوش ".
ولكن قماش هذه المعاطف في ذلك الوقت كان سريعاً ما يتجعد ويتحول إلى نسيج يابس في الجو البارد وتنطلق منه رائحة نافدة منفّرة في الجو الدافئ أو الحار.

*انتقال المطاط الطبيعي من البرازيل إلى العالم:-
وكانت حكومة البرازيل تضع رقابة مشددة على مزارع أشجار المطاط باعتبارها ثروة قومية، ولهذا كانت تحذر من خروج بذور هذه الأشجار من البلاد. يقال إن رجلاً إنجليزي الجنسية يدعى " مستر فاريس " تمكن عام 1873 من أن يهرب من هذه الرقابة وأن يخرج من البرازيل حاملاً معه 2000 بذرة من بذور أشجار الهيفيا وأن يذهب بها إلى إنجلترا. وقد أرسلت هذه البذور بعد ذلك إلى الهند وسيلان وتمت زراعتها هناك
ونمت فيهما بشكل طبيعي بسبب الجو الحار في هاتين الدولتين. وقد أنشأ الهولنديون مزارع أخرى لشجرة المطاط في أندونيسيا، وأقام الأمريكيون مزارع مماثلة في ليبريا، وفعل ذلك أيضا الفرنسيون في الهند الصينية، وقدرت مساحة الأرض المزروعة بأشجار المطاط عام 1970 م بنحو 11 مليون فدان (الفدان 4200 متر مربع).

*ثانياً:المطاط الصناعي:-
وظل المطاط الطبيعي المفلكن دون منافس نحو قرن من الزمان ،وانتشر استخدامه بصفة خاصة في إطارات السيارات والجرارات وغيرها من الأغراض. ونظرا للتوسع الصناعي الذي حدث في بعض دول العالم في بداية القرن العشرين, فقد أصبحت كميات المطاط الطبيعي المنتجة من مزارع أشجار " الهيفيا" غير كافية لمقابلة احتياجات مختلف الصناعات، ولذلك كانت هناك حاجة ملحة لاستنباط مادة أخرى مشابهة لها نفس خواص المطاط الطبيعي ويمكن استعمالها بديلا له.وكانت أولى هذه المحاولات على بعض علماء الكيمياء في ألمانيا، فعندما قامت الحرب العالمية الأولى عام 1914 م انقطعت موارد المطاط الطبيعي الآتية من الشرق الأقصى عن ألمانيا، ولهذا شعرت ألمانيا بحاجاتها الشديدة لإيجاد بديل لهذا المطاط. وكان على علماء الكيمياء أن يجدوا أولا تركيب المطاط الطبيعي حتى يستطيعوا القيام بتحضير مادة مشابهة لها وقد كان
وفي مطلع القرن العشرين، بدأت تبرز إلى حيز الوجود مواد جديدة من صنع الإنسان، اكتشفت لها استعمالات جعلتها تنافس المواد الطبيعية ومن أهم هذه المواد اللدائن والمطاط فقد أصبحت صناعة هذه المواد من أهم الصناعات إلى حد يمكن تسمية العصر الحاضر بعصر اللدائن، فأغلب المواد التي نستخدمها يدخل في صنعها نوع من أنواع اللدائن . فاللدائن ميدان جديد من ميادين الصناعات الحديثة، وفيه متسع كبير لإشباع رغبات الكثيرين، سواء كان ذلك للهواية أم للصناعة، وبالإمكان استخدام اللدائن المختلفة ذات الألوان الزاهية في عمل العديد من الأدوات اللازمة للاستعمال اليومي في المكتب والمنزل وللكثير من الأعمال اليدوية.
وتشترك اللدائن بصفة عامة بإمكانية طواعيتها وتشكيلها بالشكل المطلوب، لأنها عندما تتعرض إلى درجة حرارة معينة تصبح لينة، ويمكن
ضغطها باليد أو نفخها في قوالب لتتخذ الشكل المطلوب، حتى إذا مابردت وعادت إلى حرارتها العادية احتفظت بالشكل الذي اكتسبته أثناء التشغيل بالحرارة . وتوجد اللدائن في الأسواق التجارية على شكل ألواح مختلفة السماكة .
وقبل الحرب العالمية الثانية ، كان المطاط الطبيعى يشكل 100% من صناعة المطاط ثم بعد ذلك لم يستطع انتاج المطاط الطبيعى أن يغطى احتياجات دول العالم ومن ثم ظهرت وتطورت صناعة المطاط الصناعى وأصبح مطاط الأستايرين بيوتادييين أكثر أنواع المطاط أنتاجا بالأطنان ويتم انتاج المطاط الصناعى فى خطوتين الاولى بتحضير المونومر والثانية بلمرة المونومر.
،وقد انتشر استخدام المطاط الصناعي بصفة خاصة في إطارات السيارات والجرارات وغيرها من الأغراض. ونظرا للتوسع الصناعي الذي حدث في بعض دول العالم في بداية القرن العشرين, فقد أصبحت كميات المطاط الطبيعي المنتجة من مزارع أشجار " الهيفيا" غير كافية لمقابلة احتياجات مختلف الصناعات، ولذلك كانت هناك حاجة ملحة لاستنباط مادة أخرى مشابهة لها نفس خواص المطاط الطبيعي ويمكن استعمالها بديلا له.وكانت أولى هذه المحاولات على بعض علماء الكيمياء في ألمانيا، فعندما قامت الحرب العالمية الأولى عام 1914 م انقطعت موارد المطاط الطبيعي الآتية من الشرق الأقصى عن ألمانيا، ولهذا شعرت ألمانيا بحاجاتها الشديدة لإيجاد بديل لهذا المطاط. وكان على علماء الكيمياء أن يجدوا أولا تركيب المطاط الطبيعي حتى يستطيعوا القيام بتحضير مادة مشابهة لها.
*بداية تصنيع المطاط الصناعي:-
وقد نجحت شركة " باير" الألمانية عام 1935 م في إنتاج نوعين من المطاط، عرف أولهما باسم (بونا S) وهو يحضر ببلمرة مشتركة للبيوتادايين والأكريلونتريل، وقد استعملت في هذه البلمرة عوامل مساعدة مثل فوق بورات الصوديوم، وبعض فوق الأكاسيد الأخرى.tuyurghdg ويمتاز مطاط (بونا S) بعد فلكنته بمقاومة لفعل
النار، وعدم تأثره بطول مدة التخزين، وكذلك بمقاومته الكبيرة للبري والسحج، أما مطاط (بونا N)فيمتاز بمقاومته العالية للانتفاخ بزيت البترول ومنتجاته، كما يتميز بخواصه العازلة للكهرباء.
*ويوجد أنواع عديده من المطاط الصناعي وهي:-
1-مطاط البيوتاديين:-
تنتج مادة البيوتاديين عادة من مخزون تغذية النفط ، اذ يتم فصله من غازات تكسير النافثا كما يتم انتاج البيوتاديين أيضا بواسطة عمليات نزع
الهيدروجين أو الأكسدة ونزع الهيدروجين من البيوتيلين فى وجود حفاز أكسيد الأنتيمون فى حرارة 400- 450درجة مئوية تحت ضغط 2 جو مع الأحتفاظ بنسبة الهواء الى بخار بنسبة 1:1,8.
*ويمكن انتاج البيوتاديين من الكحول الايثيلى بواسطة طريقتين هما:-
*الطريقة الأولى:- يتم فيها تحويل الكحول الايثيلى الى أسيتالدهايد ، الذى يتكثف الى كروتونالدهايد ثم الى بيوتاديين.
*الطريقة الثانية:- فيتم فيها امرار أبخرة الكحول الايثيلى والأسيتالدهايد فوق سليكا جيل محملة بأكاسيد الزركونيوم فى حرارة 320 - 350 م يتبلمر البيوتاديين عن طريق بلمرة الكتلة أو تكنولوجيا المستحلب بواسطة بلمرة الشقوق الحرة لتكوين أنواع مختلفة من مطاط البيوتاديين
2- مطاط الأستايرين :
يتبلمر الأستايرين مع البيوتاديين بأى نسبة والمنتج الناتج من 70% بيوتاديين ، 30% استايرين - بيوتاديين .
3- مطاط الكلوروبرين :
مطاط الكلوروبرين مطاط له أستخدامات خاصة ويتميز بمقاومة الحرارة والزيوت والأوزون ، هذا النوع من المطاط محور بالكلور والكبريت لاكسابه خاصة المقاومة العالية للتمزق .
4- مطاط البولى يوريثان :
اخل هذا النوع من المطاط بواسطة شركة باير عام 1950 م ويتميز بأن له خواص متوسطة بين البولى استر والبولى أميد وله تطبيقات عديدة فى مجال المواد اللاصقة والنسيج والرخويات المرنة والصلبة ولذلك يدخل فى صناعة الآثاث والسيارات والثلاجات ومواد البناء والأحذية .
5- مطاط بونا:-
ويطلق أسم ( بونا ) على أحد المطاط الصناعى والذى صنع أول مرة فى المانيا فى عملية بلمرة للبوتادين مع الصوديم كمادة حفازة ، وكانت العملية تتم عند درجة حرارة 50 درجة مئوية لتعطى ما سمى بمطاط البونا المرقم مثل بوناس( مطاط ستيرين البوتادين ) أما اليوم فان البلمرة الأسهامية للبوتادين والتيرين تجرى غالبا فى الحالة المائية ومن الممكن فى المفاعلات الأحداث أن تتم هذه العملية عند حالة 5 درجات مئوية لتنتج الصورة الراهنة المعروفة بأسم ستيرين وظروف عملية البلمرة الحصول على أنواع مختلفة من مطاط البونا ويمكن التوسع لزيادة الأنواع بأتباع طلرق مختلفىللمعالجة وبأستخدام خلائط متنوعة وقد أمكن فى الآونة الأخيرة وبمساعدة ما يسمى حفازات زيجلر انتاج مادة ذات صفات قريبة جدا من صفات المطاط الطبيعى من البوتادين أو أليزوبرن مثل مطاط بونا سى بى
6- مطاط SBR:-
تدخل مادة الأكريلونترايل بالتفاعل مع مادتي البوتادايين والسترين في صناعة المطاط الصناعي لإنتاج SBR المستخدمة في صناعة أدوات السيارات المطاطية والأنابيب والأدوات المنزلية وأجهزة التليفون .
7- مطاط إيثليثن-بروبلين: -
ينتج هذا المطاط المسمى EPDM من البلمرة المشتركة بين الإيثلين والبروبلين باستخدام عوامل مساعدة من نوع زيجلر و ناتا عند درجة حرارة 40مْ بوجود كميات بسيطة من الدايينات, تعتمد نوعيتها على نوع
المطاط المرغوب فيه ومن هذه الدايينات الأيزوبرين والبوتادايين و 3.1) هكسادايين ) وغيرها.
يستخدم هذا المطاط في صناعة اطارات السيارات وفي تغليف الأسلاك وفي صناعة الأنابيب المطاطية والأحزمة والأحذية وغيرها.

8- مطاط النترايل بوتادايين :-
يجري انتاج هذا المطاط بواسطة البلمرة المستحلبة لأحاديات الأكريلونترايل مع البوتادايين وتتراوح نسبة الأكريلونترايل إلى
البوتادايين ما بين 18-50% ,وتؤدي الزيادة الكبيرة في نسبة
الأكريلونترايل إلى انخفاض مرونته ونقصان قابلية البوليمر المشترك على التمدد والتقلص كما تؤدي إلى الإقلال من مقاومته لدرجات الحرارة المنخفضة.
ويتميز هذا النوع من المطاط بمقاومته العالية للزيوت والمذيبات العضوية ولهذا فقد استخدم في صناعة الأنابيب الناقلة للوقود ومستودعات الوقود الذاتية الإلتحامSelf sealing fuel tank المستخدمة في الطائرات.
لكن أكثر أنواع المطاط استخداما,بحيث أنه أخذ مكان المطاط الطبيعي في معظم أغراض استخدامه,هو (نيوبرين(Neoprene الناتج من (كلوروبرين) أو 2- كلورو -3,1-بيوتادايين.
المطاط المعدني’أعلن في أبريل الماضي من مختبر شركة نانو سونيكNano Sonic للأبحاث العلمية والتي مقرها بلاكسبيرغ بولاية فرجينيا عن أحدث إختراعاتهم وهو ما ’يسمى بـ ))المطاط المعدني((
عملية البلمرة الأسهامية
وفى عملية البلمرة الأسهامية التى تجرى عند درجة حرارة 5 مئوية تكون المواد الهيدروكربونية المراد بلمرتها مثل البوتادين والسترين على هيئة مستحلب يحتوى على واحد من مكونتى المادة ذائبا فيها أما الشق الثانى من المادة المنشطة فموجود فى المحلول المائى للمستحلب ويبدأ بالفعل المشترك للمواد المنشطة عملية البلمرة ويمكن التحكم فى حجم جزىء البوليمر الناتج عن طريق اضافة بعض المواد وللجزيئات الضخمة المشكلة بهذه الطريقة وهى جزيئات عملاقة بالغة الطول على هيئة فتيل
له أفرع تسمى السلاسل الجانبية وتتوقف عملية بلمرة المونوميرات بعد تفاعل حوالى 60% من هذه المواد ويكون المنتج فى هذه المرحلة على هيئة عصارة شبيهه بعصارة المطاط الطبيعى ، وعندئذ تفصل المونوميرات التى لم تتفاعل من هذه العصارة و وتضاف المواد المثبته وتتخثر العصارة بعد ذلك بأضافة الأحماض والأملاح ثم تغسل المادة الصلبة الناتجة وتجفف على مراحل متعددة .
ولتحويل البونا الى منتجات مطاطية تعالج فى آلات العجن بأضافة مواد مختلفة تضبط قابلية المطاط للتشكيل ومن هذه المواد الزيوت والبرافين والأحماض الدهنية والقار والبتيومين وأسود الكربون وأكسيد الخارصين والطباشير والسلكة والكاولين ومواد عضوية وغير عضوية مطحونة طحنا جيدا ويضاف للخليط فى الكبرته مادة مسرعة للكبرتة مثل:-(ميركابتو بنزوتيازول) ، تترابط الجزيئات الفتيلية فى شبكة ثلاثية الأبعاد يكو المبريت فيها روابط الأتصال وتسمى هذه العملية الربط العرضى ونتيجة لذلك يفقد المطاط المصنع لدونته ويكتسب عوضا عنه درجة عالية من المرونة كما يكتسب خواص أخرى مثل مقاومة التآكل ويستخدم مطاط البونا فى صناعة اطارات السيارات وكثير من المنتجات الأخرى . وهناك أنواع أخرى كثيرة من المطاط الصناعى غير البونا منها بيربونان هيكار ، كيموغوم ، بوتابرين وهى مطاطات من نتريل البوتادين مقارومة للزيوت وقد تم أثناء الحرب العالمية الثانية تطوير نوع من المطاط الصناعى أسمه المطاط الحكومى من نوع الأستيرين فى الولايات المتحدة واستخدامه على نطاق واسع ومن الأنواع الأخرى مطاط بوتيل ونيوبرين
*تصنيع المطاط من زيوت الاسماك و امثلة لبعض المنتجات المطاطية:-
فقد اكدت الدراسات الحديثة ان ما يزيد عن ثلث الناتج العالمى من الأسماك يوجه لأغراض التصنيع ومن أهمها زيوت الاسماك منخفضة الجودة التي تستعمل فى الطلاء وصناعة المطاط الصناعى وأحبار الطباعة والراتنجات والتشحيم والصابون والمنظفات وأدوات التجميل والمبيدات .وتحتوى قشور السمك وكذلك القشريات البحرية على مادة الكيتين وهى عبارة عن مادة من السكريات العديدة التى توجد فى الماء
نتيجة لتحلل القشور طبيعياً ، وهى مادة تستخدم فى العديد من الأغراض الطبية والصناعية والزراعية .
وتنتج كل من اليابان وأمريكا هذا المركب بشكل تجارى تحت اسم شيتازين ، حيث يستخدم فى صناعة خيوط الجراحة وكرقع للجلد وفى صناعة المستحضرات الطبية وكلصق طبى للحروق .
*كبرتة المطاط:-
الكبرتة أو التقسية تفاعل كيماوى تترابط فيه الجزيئات الفتيلية للمطاط فى شكل شبكة ثلاثية الأبعاد ويتم هذا عادة بمساعدة الكبريت وان أستخدمت
البيروأكسيدات أحيانا لهذا الغرض وكان جوديير أول من قام بعجن المطاط الخام مع الكبريت وتسخين الزيج الى درجة 130 درجة مئوية ويفقد المطاط بعد هذه المعالجة لدونته ويكتسب درجه عالية من المرونة يحتفظ بها عبر نطاق واسع من درجات الحرارة وقابلية المطاط الخام للذوبان فى البنزين أعلى منها فى المطاط المكبرت .
ونظرا لتعددد أنواع المنتجات التى تستخدم المطاط فمن الضرورى اضافة مواد اخرى غير الكبريت للمطاط الخام وهناك مواد مختلفة تمزج مع المطاط فى آ لات العجن مثل أسود الكربون والسليكا والطباشير وبخاصة فى الفرامل والزيوت والبرافين ومقاومات الأكسدة وهى عادة أكسيد الخارصين ومواد عضوية وغير عضوية ملونة أخرى ولتسريع عملية الكبرته وتحسين خواص المواد المكبرتة تضاف مسرعات مختلفة مثل مشتقات حامض الكربونيك ثنائى الكبريت وميركابتوبنزوثيازول ....
الخوتتم عملية الكبرتة تحت الضغط فى قوالب عند درجات حرارة تصل الى 150 درجة مئوية وهى تستغرق وقتا يتراوح ما بين دقائق قليلة وساعات عديدة ويعتمد هذا على درجة حرارة عملية الكبرته وحجم قطعة المطاط التى سيتم انتاجها وتستغرق كبرتة اطار سيارة عادية حوالى نصف ساعة ويمكن اضافة بعض مواد التسريع لأجراء عملية الكبرتة عند درجة حرارة الغرفة وتصنع بعض خلائط المطاط على شكل مقاطع خاصة مثل الأنابيب المطاطية أو الحواجب العازلة للمطر فى نوافذ السيارات و ذلك عن طريق البثق وتتم كبرتة هذه المصنوعات فى أوعية خاصة تحت
الضغط أما الخلائط الأخرى فتعالج عن طريق السحج أى ضغطها بين مداحل ( دلافين ) لأنتاج ألواح فى حجم وسمك معينين . وينتج المطاط الأسفنجى عادة من العصرة بأضافة بعض المواد لها لتحويلها الى عصارة رغوية مليئة بالفراغات ، تتم كبرتتها بعد ذلك ، ويمكن لصق بعض خلائط المطاط بالمعادن لتحقيق أرتباط دائم بينهماويحتوى المطاط اللين على1.5- 5.5% من الكبريت والمطاط المقسى على 15-30% وعندما يتطلب الأمر أكساب المنتجات المطاطية صفات خاصة مثل المقومة العالية للأنتفاخ فى المحاليل العضوية أو لتأثير الضوء أو درجات الحرارة العالية فقد يكون من الضرورى استخدام أنواع معينة من المطاط الصناعى مثل مطاط بيربيونان أو بوتيل .
امثلة لبعض المنتجات مطاطية:-
1- الحلقات المطاطية للأنابيب .
2- الوصلات والقطع المطاطية .
3- مركبات وخلطات مطاطية .
4- أنابيب العزل المطاطية الخلوية .
5- مانعات تسرب الزيت .
6- قطع مطاطية ملصقة بالمعدن .
7- منتجات مطاطية خاصة من السيلكون والفايتون والمطاط الطبيعي .
*إعادة تدوير اطارات السيارات:-

التدوير-:(recycling )

هي عملية إعادة تصنيع واستخدام المخلفات، سواء المنزلية أم الصناعية أم الزراعية، وذلك لتقليل تأثير هذه المخلفات وتراكمها على البيئة، وتتم هذه العملية عن طريق تصنيف وفصل المخلفات على أساس المواد الخام الموجودة بها ثم إعادة تصنيع كل مادة على حدة.

بداية فكرة إعادة تدوير الإطارات:-
بدأت فكرة إعادة التدوير أثناء الحرب العالمية الأولى والثانية، حيث كانت الدول تعانى من النقص الشديد في بعض المواد الأساسية مثل
المطاط، مما دفعها إلى تجميع تلك المواد من المخلفات لإعادة استخدامها .
وبعد سنوات أصبحت عملية إعادة التدوير من أهم أساليب إدارة التخلص من المخلفات؛ ذلك للفوائد البيئية العديدة لهذه العملية لسنوات عديدة كان إعادة التدوير المباشر عن طريق منتجي مواد المخلفات (الخردة) هو الشكل الأساسي لإعادة التدوير، ولكن مع بداية التسعينيات بدأ التركيز على إعادة التدوير غير المباشر أي تصنيع مثل:-
إعادة تدوير الزجاج والورق والبلاستيك والألومنيوم وغيرها من المواد التي يتم الآن إعادة تدويرها .
وقد وجد رجال الصناعة أنه إذا تم أخذ برامج إعادة التدوير بمأخذ المن الممكن أن تساعد في تخفيض تكلفة المواد الخام وتكلفة التشغيل، كما تحسن صورتهم كمتهمين دائمين بتلويث البيئة .
ورغم إيمان البعض أن إعادة تدوير المخلفات هو قمة المدنية فإنه بعد مرور عشر سنوات على تطبيق الفكرة بدأ الكثير من الناس في الدول المطبقة لإعادة التدوير بشكل واسع في التساؤل عن مدى فاعلية تلك العملية، وهل هي أفضل الوسائل للتخلص من المخلفات؟ فقد اكتشفوا مع الوقت أن تكلفة إعادة التشغيل عالية بالمقارنة بمميزاتها والعائد منها .
فالمنتج المعاد تدويره عادة أقل في الجودة من المنتج الأساسي المستخدم لأول مرة، كما أنه لا يستخدم في نفس أغراض المنتج الأساسي، ورغم هذا فإن تكلفة تصنيعه أعلى من تكلفة تصنيع المنتج الأساسي من مواده الأولية مما يجعل عملية إعادة التدوير غير منطقية اقتصاديا بل إهدارًا للطاقة؛ لذلك أصبح هناك سؤال حائر
! إذا كان إعادة التدوير أسلوبًا غير فعال للتخلص من المخلفات فما هو الأسلوب الأفضل للتخلص منها؟ وبالطبع فإن الجواب الوحيد في يد
العلماء حيث يجب البحث عن أسلوب آخر للتخلص من المخلفات وفى نفس الوقت عدم إهدار المواد الخام غير المتجددة الموجودة بها، وقد بدأ بالفعل ظهور بعض الأفكار مثل :-
استخدام الزجاج المجروش الموجود في المخلفات كبديل للرمل في عمليات رصف الشوارع أو محاولة استخدام المخلفات في توليد طاقة نظيفة، وننتظر في المستقبل ظهور العديد من الأفكار الأخرى للتخلص من أكوام المخلفات بطريقة تحافظ على البيئة ولا تهدر الطاقة.

*تجربة قرية ميت الحارون في اعادة تدوير اطارات السيارات*

بعد أن تنتهي مدة صلاحيه إطارات السيارات أو بعد ان تتلف وبدلا من ان يتم التخلص منها استطاعت بعض المصانع المصرية أن تحول هذا الإطار القديم إلى مصدر للنماء والعمران واستحدثت هذه المصانع طرق صناعية للاستفادة من هذه الاطارات القديمة المتهالكة والتالفة فعلى بعد 68 كيلومترا شمال العاصمة القاهرة استطاعت قرية كفر ميت الحارون التابعة لمحافظة الغربية شمال مصر أن تقيم تنميتها على استخراج منتجات نافعة من الإطارات المستعملة و قد أصبح لهذه القرية "ماركة مسجلة" في صناعة الإطارات ، وتحولت من مجرد فلاحين يشكون كلفة الزراعة وقلة عائدها إلى قرية منتجة يرتفع فيها مستوى الدخل مقارنة بالقرى المجاورة لها، ويتراوح مستوى الدخل في القرية من 150 إلى 300 دولار شهريا( أي ما يعادل ( 900- الى 1800 جنيه مصري .


*صناعة الاطارات الحديثة من المطاط:-
ومن الصناعت الالية الحديثة التي تعتمد على المطاط بشكل اساسي في مصر صناعة الاطارات الحديثة للسيارات والتي تتم في مصانع متخصصة حيث يصنع الاطار الحديث بخلط المطاط الساخن بالعناصر المساعدة والأخرى الرئيسية مثل الكبريت والزنك الأبيض ودهون الشمع وبعض الملينات . .
ثم يدخل هذا الخليط إلى ماكينة التقطيع ، فيقطع شرائح مرنة تلف مع خيوط الحرير الصناعي على هيئة كتلة الإطار ، ثم تنقل إلى قالب له الشكل النهائي للإطار ويسخن القالب وينفخ من الداخل فتأخذ الكتلة شكل القالب ، وتتم هنا عملية الكبرتة بفعل الضغط والحرارة والكبريت الإضافي
وقد توالت التحسينات والتجديدات فظهر المطاط الصناعي وهو الغالب والأعم في العالم الآن ، كما ظهرت الإطارات التيوبلس ( بدون داخلي )
مشروع مقترح في صناعات المطاط الصناعي

*صناعة خراطيم الري بالتنقيط من المطاط المعاد تدويره:-

*بيانات أساسية عن المشروع-:

1- الإنتاج 1.2 مليون متر / سنة.
2- المبيعات 1.8 مليون جنيه .
3- إجمالي التكاليف الاستثمارية 3.7 مليون جنيه .
4- العمالة المطلوبة 5 .
5- معدل العائد الداخلي %21 تقريباً .

*الاطار العام للمشروع-:
يعتمد هذا المشروع على تقنية حديثة يتم بموجبها انتاج نوع مبتكر وجديد من خراطيم الري بالتنقيط .
*المنتجات والمواصفات-:
تتراوح اقطار خراطيم الري بين 13 و 16 ملم ، المسامية 2.9 او 1.9 ، بينما تبلغ اقطار خراطيم التهوية 13 او 16 او 50 ملم ، المسامية 2.0او 2.0 ،وهي تطابق اعلى المواصفات العالمية وتستغل هذه الخراطيم الفعل
الشعري للتربة المسامية ، ضغط منخفض للغاية ، وتوفر هذه الطريقة 70% من مياه الري مقارنة بالطرق التقليدية .
*المواد الاولية :-
المطاط المدور درجة نعومة 30 والبول ايثيلين وكلاهما متوفر باسعار تنافسية في دول المنتجه
*المشروع:-
يتكون المشروع من خلاط للمواد وماكينة بثق 80 ملم مع غرف ضغط وتبريد وذلك بالاضافة الى آلة تخريم ويمكن استخدام ماكينة البثق لانتاج منتجات اخرى كأجزاء السيارات ومتطلبات صناعة الصقل وغير ذلك من انابيب الغاز ومعابر للاسلاك الكهربائية .
*الاسواق-:
سوف توجه منتجات المشروع الى اسواق دول الخليج حيث لايكفي الانتاج الحالي من خراطيم الري لتلبية الاحتياجات وسوف يواجه المشروع منافسة من المنتجات المستوردة الا ان مستوى الجودة وتعدد الاستخدامات سوف يقوي المركز التنافسي لمنتجات المشروع الطاقة الانتاجية تبلغ الطاقة الانتاجية للمشروع 1.2 مليون متر مايعادل 103 طنا على اساس وردية عمل واحدة وتتكون تشكيلة الانتاج من خراطيم الري وخراطيم التهوية مسامية مختلفة أما نسب التشكيلة فسوف تعتمد على احتياجات السوق وباستخدام نفس الآلات يمكن بسهولة مضاعفة الانتاج في حالة ايجاد اسواق لتصدير مما سيؤدي الى مضافعة الربحية الحالية للمشروع .
*مصادر الطاقة والمشاركة-:
تم توفير البيانات الفنية من قبل المنتج ومالك التقنية ومطور التصنيع للخراطيم الجديدة وهو على استعداد لنقل التقنية كاملة الى من يرغب من المستثمرين وذلك عن طريق رسوم الترخيص .
*الاثر البيئي للصناعات المطاطية في مصر*
يظل الاثر البيئي للصناعات المطاطية في مصر الكذب الاكبر الذي يخشى منه على استمرار ونمو صناعة منتجات المطاط في مصر لما لها من تأثير على البيئة المحيطة بها .
ومن هذه الاثار البيئية ما يلي -:
1- مخاطر مركبات الرصاص الناتجة عن الصناعات المطاطية
فقد حذرت دراسة علمية مصرية من خطر مركبات الرصاص المستخدمة في صناعات عديدة على الإنسان وخصوصا الأطفال وفي صناعة المنتجات المطاطية تؤثر الأبخرة المتصاعدة من صناعة المطاط ومن صناعات البطاريات والكابلات الكهربية ومواسير المياه وكابلات الهاتف وسبائك حروف الطباعة وثقالات شباك الصيد وفي اللحام والجلفنة والطلاء الكهربي والأحبار والدباغة تؤثر كمية الرصاص التي تدخل الجسم عن طريق الاستنشاق في مفعولها مائة ضعف الكمية التي تدخل عن طريق الجهاز الهضمي، ويتراكم الرصاص في الرئة وتلتهمه كريات الدم البيضاء ثم يسري مع تيار الدم إلى جميع أجزاء الجسم على شكل فوسفات الرصاص ويترسب في العظام ويسبب آلاما رهيبة. كما يلعب الرصاص ومركباته دورا خطيرا في حياة خلايا الجسم حيث يبطل عملية التنفس ويتلف أنسجة الكبد والكلى والرئتين، كما أن أنسجة المخ تتمتع بجاذبية خاصة تجاه مركبات الرصاص، الأمر الذي يؤدي إلى إصابة المخ والرئتين بالرشح وتنتاب المصاب نوبات الأرق والغثيان والأنيميا وبطء النبض وسرعة التنفس وفقد الشهية وعدم القدرة على التركيز. كما يصيب الرصاص الشباب بالعصبية والانفعال والتوتر والغضب والاضطراب وارتفاع ضغط الدم مما يؤدي إلى الإصابة بأمراض القلب وتكسير كريات الدم الحمراء، وهو الأمر الذي يتطلب الحد من استخدام هذه المواد كما أن التعرض لعنصر الرصاص أو مركباته يؤدي إلى حدوث آثار مدمرة على كثير من أجهزة الجسم مثل الجهاز العصبي والدوري والتناسلي والبولي وكذلك على هيموجلوبين الدم. وقال إن الأطفال هم الأكثر عرضة لهذه الأخطار، حيث أن زيادة تركيز الرصاص في الدم
تؤدي إلى حدوث خلل واضح في ثلاثة نظم رئيسية هي نظم نقل الإشارات العصبية، وهو الأمر الذي يفسر تأثير الرصاص على الأداء الذهني خاصة بالنسبة للأطفال، حيث وجدت هناك علاقة بين انخفاض مستوى الذكاء والأداء العقلي عند الأطفال والتعرض للتلوث بالرصاص.
ويؤدي التلوث بالرصاص الى حدوث مشاكل في التكاثر البشري، حيث وجد أن ذلك يؤدي إلى ولادة أطفال ناقصي الوزن ويعانون من مشاكل في النمو خاصة نمو الجهاز العصبي، وقد أكدت دراسات كثيرة أن الرصاص يستطيع ان ينتقل من الدم ـ من خلال المشيمة ـ إلى الجنين أثناء الحمل، مشيرا إلى وجود علاقة كذلك بين زيادة عنصر الرصاص في الدم وبين ارتفاع ضغط الدم خاصة بين المدخنين ومدمني الخمور، كما ثبت أن ذلك يؤثر أيضا على جهاز المناعة في الجسم حيث وجد أن المعرضين للرصاص أقل مناعة وأكثر حساسية للميكروبات والملوثات الأخرى. وأكد أن الكائنات البحرية التي تعيش في مياه ملوثة بالرصاص تنقله إلى المستهلكين .
2- الأطفال.. والتعرض للمواد الكيماوية السامة
يحذر خبراء الصحة من خطورة شراء اللعب المصنعة من البلاستيك والمطاط حيث أن صناع هذه اللعب عادة ما يستخدمون مادة كيمائية معروفة باسم phthalates لإعطاء البلاستيك الليونة اللازمة .ويمكن لهذه المادة عندما يضعها الأطفال في فمهم أن تعرضهم للإصابة بالسرطان وغيره من الأمراض.
وذلك لأن الأطفال سريعي التأثر بالمواد الكيماوية السامة الموجودة بالأغذية والمنتجات الاستهلاكية.ونظرا لعدم اكتمال نضج أجهزتهم المناعية وأعضائهم،فإنه يمكن أن تؤثر تلك السموم على نموهم وصحتهم في المستقبل.
منذ الحرب العالمية الثانية ،تم إنتاج أكثر من 80 ألف مادة كيمائية لاستخدامها في المنظفات ، البلاستيك، و المبيدات ومنتجات العناية الشخصية و المنتجات الصناعية.
و حفاظا على الأطفال،فإنه يجب على الأهالي أن تلجا إلى الأغذية العضوية والمنتجات الطبيعية.
وقد وضع جهاز شؤون البيئة في مصر قائمة سوداء بالصناعات الملوثة ذات التأثير الضار على البيئة في مصر وتندرج تحتها الكثير من الصناعات المطاطية في مصر علاوة على العديد من الصناعات الاخرى
وهكذا نرى أن الكيمياء قد ساهمت بشكل فعال في سد احتياجات السوق العالمي ومختلف الصناعات بتقديمها لأنواع متعددة ومتغيرة الخواص من المطاط الصناعي شديد الاحتمال، مثل مطاط النترايل والإثيلين بروبيلين، والمطاط الفلوري والمطاط الحراري والمطاط الرغوي وغيرها، وتستعمل هذه الأنواع المختلفة من المطاط في مختلف الأغراض، كما في صناعة إطارات السيارات والأشرطة والسيور والحقائب والأحذية والأرضيات والإسفنج الصناعي
ثالثاً:المطاط المعدني:-
وكما ذكرنا في السابق أن أكثر أنواع المطاط استخداما,بحيث أنه أخذ مكان المطاط الطبيعي في معظم أغراض استخدامه,هو (نيوبرين(Neoprene الناتج من (كلوروبرين) أو 2- كلورو -3,1-بيوتادايين.
المطاط المعدني’أعلن في أبريل الماضي من مختبر شركة نانو سونيك Nano Sonic للأبحاث العلمية والتي مقرها بلاكسبيرغ بولاية فرجينيا عن أحدث إختراعاتهم وهو ما ’يسمى بـ((المطاط المعدني((.
وقد جاءت هذه التسمية لإنه يجمع بين الخصائص التوصيلية للمعدن وقابلية المطاط للتشكل.و إذا ما أثبت المطاط المعدني نجاحه فإنه قد يغير آلاف المنتجات بصورة جذرية.
ولك أن تتخيل على صعيد الإستعمال اليومي جهاز تليفيزيون يمكن طيه ووضعه في جيبك ,أو أجهزة كمبيوتر محمولة غير قابلة للكسر ,أو سيارات مهيأة لحماية الناس من الإصابات أو لعب أطفال لا تنكسر.
وذلك يعني هذا الإختراع من الناحية النظرية أطرافا"صناعية عملية بشكل
كبير,أو جيلا" من الطائرات ومركبات الفضاء بأجنحة مرنة تتحرك مثل:- *أجنحة الطيور.
* صناعة المطاط المعدني:
يتم إنتاج المطاط المعدني بعملية تعرف باسم (التجمع الذاتي المستقر) الكهربائية ,وتتكون من أخذ مادة كالزجاج مثلا:-
" لاستخدامه كأساس ويتم تغطيسه بالتناوب في حوضين مملؤين بالمياه ,يحتوي الأول على أيونات موجبة والآخر على أيونات سالبة.وتؤدي هذه العملية المتكررة إلى تشكل طبقة تلو الأخرى على المادة الأساس ,التي تتم إزالتها في الخطوة النهائية ليصبح المنتج قائم" بحد ذاته.وعلى الرغم من أن هذه العملية طويلة ومملة,إلا أن الشركة تنتج يوميا"كمية يبلغ طولها قدمان مربعان وتبلغ كثافتها سنتمترا" واحدا".

*السلبيات المتوقعة
1- باهظ الثمن.
2- صعوبة الصيانة.
3- غير قابل للتدمير.
*معلومه اخيره*
إذا كان المطاط عملية كيميائية تجري على المطاط بغرض زيادة قساوته وتقليل مرونته.فعند طبخ المطاط مع الكبريت,فإن بعض جزيئات المطاط الخطية تتحد مع بعضها في أماكن مختلفة بواسطة ذرات الكبريت في بناء شبكي,فتشكل بذلك ذرات الكبريت جسورا" بين خيوط المطاط,مما يكسب المطاط مرونة أقل من المطاط الطبيعي.
إذا كلما زادت هذه الجسور بين ذرات الكبريت زادت صلابة المطاط وقلت مرونته .
وتم أكتشفت هذه الطريقة صدفة من قبل العالم تشارلز غوديير عندما انسكب القليل من المطاط الساخن على صفيحة ساخنة عليها آثار كبريت.
وقد سميت هذه الطريقة بالفلكنة تيمنا أي " بآله النار عند الأغريق".