دليل شامل عن الإنترلوك: أنواعه، طرق تصنيعه، أنماط التركيب، وأهم المميزات والعيوب

Types of rubber 

مقدمه: ما هو المطاط؟

هى ماده تستخدم بكثره فى مجالات متعدده لما تتميز به من خصائص كمرونتها العالية وقدرتها الفائقة على التشكل بسهولة، سواء من خلال التمدد أو الانضغاط. ويدخل المطاط بشكل أساسي في العديد من الصناعات بفضل خصائصه المميزة، مثل مقاومة الماء، العزل الحراري والكهربائي، بالإضافة إلى مقاومته للتآكل والتفتت، وهي الخصائص التي سنتناولها بالتفصيل في هذا المقال.

نبذة تاريخية عن المطاط.

يعود استخدام المطاط إلى حضارات المايا والأزتيك في أمريكا الوسطى والجنوبية، حيث استخدم في البداية في صناعة الكرات، والطلاء ، والأحذية المقاومة للماء. في عام 1770، اكتشف جوزيف بريستلي قدرة المطاط على محو علامات القلم الرصاص، مما أكسبه اسم "Rubber".
وفي القرن التاسع عشر، أجرى تشارلز جوديير اكتشافا مهما عام 1839، حيث طورعملية الفلكنة، وهي تسخين المطاط مع عنصر الكبريت، مما أدى إلى تعزيز مرونته ومتانته وأتاح استخدامه في صناعة الإطارات والأحزمة الصناعية. أما في القرن العشرين، فقد أدى الطلب المتزايد على المطاط خلال الحربين العالميتين إلى تطوير أنواع من المطاط الصناعي مثل النيوبرين والبوتادايين (BR & Neoprene) لسد احتياجات الصناعات المختلفة.
وفي العصر الحديث، أصبح المطاط مادة لا غنى عنها في العديد من المجالات، بما في ذلك صناعة السيارات، البناء، الطب، والطيران، بفضل مرونته وقدرته على التكيف مع مختلف الاستخدامات.

تعرف على أنواع المطاط المختلفه وتصنيفاته.

المطاط هو مادة مرنة تُستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية والإنشائية، ويُصنّف إلى ثلاثة أنواع رئيسية: المطاط الطبيعي، المطاط الصناعي، والمطاط المعاد تدويره، حيث يختلف كل نوع من حيث المصدر، الخصائص، والاستخدامات.

أولا : المطاط الطبيعي Natural Rubber

هو بوليمر يتم استخراجه من العصارة اللبنية لأشجار المطاط، وخاصة من شجرة الهيفيا البرازيلية (Hevea brasiliensis). وقد استخدم المطاط الطبيعي لعدة قرون بفضل خصائصه الفريدة التي جعلته مادة مثالية للعديد من الاستخدامات الصناعية والتجارية.

كيف يتم إستخراج ماده المطاط الطبيعيه وطريقه معالجته؟

أولا: استخراج ماده المطاط الطبيعي.

يتم استخراج المطاط الطبيعي من العصارة اللبنية (latex) الموجوده بداخل شجره الهيفيا البرازيلية من خلال إجراء قطع مائل في لحاء الشجرة (Tapping)، حيث يتدفق اللاتكس من هذه الفتحات إلى أوعية مخصصة لجمعه. عادة ما تجرى هذه العملية في الصباح الباكر فى درجات الحرارة المنخفضة للحفاظ على جودة اللاتكس. ثم سرعان ما يتم نقل اللاتكس إلى منشآت المعالجة لمنع تجلطه وذلك قبل بدء مراحل المعالجة.

ثانيا: مرحله المعالجة للمطاط الطبيعي.

• بعد عمليه جمع ماده الاتكس المطاطيه فى اوعيتها الخاصه يتم نقلها الى منشأت المعالجه حيث يضاف حمض الفورميك أو حمض الخليك إلى اللاتكس السائل لتحفيز عملية التخثر (Coagulation)، حيث ينفصل المطاط الصلب عن السائل.
•  يتم غسل (Washing) كتل المطاط المتخثرة لإزالة جميع الشوائب ثم تمرر عبر بكرات (Rolling) لتشكيلها على هيئة صفائح رقيقة، مما يساعد على التخلص من الماء المتبقي.
• تترك صفائح المطاط لتجف (Drying) إما في الهواء الطلق أو داخل غرف تجفيف مخصصة لضمان إزالة الرطوبة بالكامل.
• أخيرا، يتم تعبئة الصفائح المجففة في حزم ومن ثم تجهيزها ونقلها إلى المصانع لاستخدامها في مختلف الصناعات.
• مرحله التشكيل (Extrusion) حيث يتم بثق المطاط لإعطائه أشكالا محددة مثل الأنابيب أو الحبال.
• مرحله البركنة أو الفلكنة (Vulcanization) وهي خلط المطاط مع الكبريت ومواد أخرى ثم تسخينه تحت ضغط عالي ليصبح المطاط أكثر مرونة، ولديه ميل أقل لامتصاص الماء وأكثر مقاومة للأكسدة والمذيبات العضوية.

ملحوظه : الغرض من عمليه الفلكنه هى تحسين خصائص الماده ولذلك فهى تتم على كلا من المطاط الطبيعى والصناعى.

مميزات المطاط الطبيعي التى تجعله الخيارالأمثل لكثير من التطبيقات.

يتميز المطاط الطبيعي بعدة خصائص تجعله مثاليا للعديد من التطبيقات الصناعية واليومية، ومن أبرز هذه المميزات:

• قدرة عالية على امتصاص الصدمات وتحمل الضغط، كما فى صناعة الإطارات وأنظمة التعليق.
• نعومة ومقاومة للبكتيريا، ما يجعله مناسبا للاستخدام في المنتجات الطبية مثل القفازات والأنابيب.
• مقاومة ممتازة للماء والمواد الكيميائية، مما يجعله مثاليًا لصناعة الأحذية المقاومة للماء والمواد العازلة.
• عازل فعال للكهرباء، بفضل مقاومته العالية للتوصيل الكهربائي، مما يتيح استخدامه في الكابلات والمعدات الإلكترونية.
• القدرة على تقليل الاهتزازات ومانع للضوضاء، مما يعزز استخدامه في مكونات السيارات والمعدات الصناعية.

أبرز تطبيقات المطاط الطبيعى .

يستخدم المطاط الطبيعي في العديد من الصناعات بفضل خصائصه الفريدة والمذكوره من قبل. ومن أبرز تطبيقاته:

• صناعة إطارات السيارات، الشاحنات، الطائرات، والدراجات، بالإضافة إلى استخدامه في حشوات الأبواب، المصدات، وأنظمة التعليق لقدرته على امتصاص الصدمات وتقليل الاهتزازات.
• المنتجات الطبية كالقفازات الطبية، الأنابيب، والضمادات المرنة، بفضل نعومته وقدرته على مقاومة البكتيريا.
• الأحذية المطاطية وأحذية العمل التي توفر الحماية من الماء والمواد الكيميائية.
• المنتجات المنزلية مثل الخراطيم، الحصائر، وأشرطة المطاط المستخدمة في الاستخدامات اليومية.
• العزل الكهربائي كما في الكابلات الكهربائية والمعدات الإلكترونية، نظرًا لمقاومته العالية للتوصيل الكهربائي.
• صناعه أحزمة الماكينات الصناعية والسيور الناقلة للحركه في المصانع، لما يتمتع به من قدرة على تحمل الضغط والشد العالي.
• المنتجات الرياضية مثل الكرات الرياضية، مقابض المعدات الرياضية، وأحزمة المقاومة الرياضية.

ثانيا المطاط الصناعي (Synthetic Rubber)

يتم انتاجه صناعيا باستخدام المشتقات البترولية من خلال عمليات كيميائية معقدة. تم تطويره كبديل للمطاط الطبيعي خاصة خلال فترات الحروب العالمية عندما كان هناك نقص حاد في المطاط الطبيعي. ويتميز المطاط الصناعي بإمكانية تعديل خصائصه بما يتناسب مع الاستخدامات المختلفة، مما يجعله مثاليا للعديد من التطبيقات الصناعية والتجارية.

ماهى مصادر إنتاج المطاط الصناعي؟

1.  يأتى النفط الخام (البترول) فى اصداره الأولي كمصدر أساسى لإنتاج المطاط الصناعي، حيث يتم استخراج المونومرات مثل الستايرين، البوتادايين، والإيثيلين من البترول. تستخدم هذه المركبات في عمليات البلمرة لإنتاج أنواع مختلفة من المطاط الصناعي.
2. الغاز الطبيعي يأتى فى المرحله التاليه كمصدر للهيدروكربونات اللازمة لإنتاج بعض أنواع المطاط الصناعي مثل النيوبرين، الذي ينتج من كلوروبوتادايين المستخلص من الغاز الطبيعي.
3. وأخيرا المركبات الكيميائية الصناعية:

• ستايرين-بوتادايين (SBR): والأكثر شيوعا في صناعة الإطارات نظرا لمقاومته العالية للتآكل والتشقق.
• الإيثيلين بروبيلين ديين مونومر (EPDM): مقاوم للطقس والأشعة فوق البنفسجية، ويستخدم في أنظمة العزل والسقف.
• السيليكون (Silicone Rubber): يتحمل درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، ويستخدم في التطبيقات الطبية والإلكترونية.
• النيوبيرين (Neoprene): مقاوم للزيوت والمواد الكيميائية والحرارة، ويستخدم في المعدات الصناعية والملابس المقاومة للماء.

اشهر الدول المصنعه والمصدره للمطاط الصناعى.

هناك العديد من الشركات والمصانع الكبرى حول العالم التي تنتج المطاط الصناعي بكميات تجارية، خاصة في الولايات المتحدة، الصين، اليابان، وألمانيا، حيث يتم تصنيع الأنواع المختلفة وتصديرها إلى الأسواق العالمية.

تحديات المطاط الصناعي ومقارنته بالمطاط الطبيعى.

على الرغم من الاستخدام الواسع للمطاط الصناعي في مختلف الصناعات، إلا أن هناك بعض العيوب التي تحد من أدائه مقارنة بالمطاط الطبيعي، ومن أهمها:

• المطاط الصناعي لديه مرونة أقل مقارنة بالمطاط الطبيعي، مما قد يؤثر على أدائه في التطبيقات التي تتطلب تمدد وإنضغاط عالي.
• يفقد المطاط الصناعي خصائصه الميكانيكية مثل المتانة والمرونة عند التعرض لدرجات حرارة مرتفعة ولفترات طويلة
• إنتاج المطاط الصناعي يعتمد بشكل كبير على المشتقات البترولية، مما يجعله أقل صداقة للبيئة مقارنة بالمطاط الطبيعي. كما أن التخلص منه قد يسبب مشكلات بيئية بسبب صعوبة تحلله.
• لا يتمتع المطاط الصناعي دائما بخصائص النعومة ومقاومة البكتيريا مثل المطاط الطبيعي، مما يجعله أقل ملاءمة لبعض التطبيقات الطبية.
• رغم أن المطاط الصناعي يكون عادة أقل تكلفة في الإنتاج، إلا أن بعض الأنواع المتقدمة المصممة لتلبية مواصفات خاصة قد تكون مكلفة.
• المطاط الصناعي أكثر عرضة للتآكل والتفتت عند تعرضه لبعض المواد الكيميائية أو للأشعة فوق البنفسجية UV لفترات طويلة.
• قد لا يوفر المطاط الصناعي نفس كفاءة التوصيل الحراري التي يتمتع بها المطاط الطبيعي.

ملحوظة :رغم عيوب المطاط الصناعي، إلا أن مع وجود التطورات الحديثة في تكنولوجيا تصنيع المطاط ساعدت في تحسين العديد من خصائصه، مما جعله ينافس المطاط الطبيعي في كثير من الاستخدامات.

ماهو المطاط المعاد تدويره Recycled Rubber ؟

هو المطاط الناتج من المنتجات المطاطية المستهلكة ، مثل إطارات السيارات القديمة بدلا من التخلص منها نهائيا حيث يتم إعادة معالجته واستخدامه مره أخري مما يهدف إلى تقليل النفايات البيئية وتوفير موارد جديدة بتكاليف أقل.

إعادة تدوير المطاط: المراحل والفوائد والتطبيقات

بالطبع يمكن الاستفاده من المنتجات المطاطيه المستهلكه واعاده تدويرها بإتباع تلك الخطوات كما يلي :

• جمع المنتجات المطاطية المستهلكة مثل إطارات السيارات، الأحزمة المطاطية، والأحذية القديمة.
• فرز وإزالة الشوائب مثل المعادن، الألياف، أو البلاستيك باستخدام أنظمة مغناطيسية أو هوائية وذلك لضمان جودة المنتج النهائي.
• يعاد تدوير المنتجات المطاطية عبر مرحلتين الاولي وهى التقطيع إلى قطع صغيرة باستخدام آلات التمزيق، والثانية يتم فيها طحن المنتجات وتحويلها إلى مسحوق ناعم باستخدام مطاحن عالية الطاقة.
• إزالة الشوائب اأخري كالأتربة والزيوت والشوائب الأخرى عن طريق الغسيل الجيد.
• تأتي مرحله التجفيف لمسحوق المطاط للتخلص من الرطوبة تماما.
• إزالة الروابط الكبريتية أو مايعرف بإزاله الفلكنه (Devulcanization)، ويتم عن طريق تسخين المطاط المطحون مع مواد كيميائية معينة لإزالة الروابط الكبريتية الناتجة عن عملية الفلكنة السابقة ، بهذه العملية يتم استعاده المرونه للمطاط وجعله قابلا للتشكيل.
• يمكن معالجة المطاط بالحرارة لاستعادة بعض خصائصه الأصلية.
• يتم تشكيل المطاط المعاد تدويره في قوالب محددة أو تحويله إلى صفائح باستخدام آلات خاصة.
• في بعض الحالات، يتم خلط المطاط المعاد تدويره مع مطاط جديد لتحسين الخصائص الميكانيكية للمنتج النهائي.
• تخضع المنتجات النهائية لاختبارات جودة لضمان توافقها مع المواصفات المطلوبة.
• بعد اجتياز اختبارات الجودة، يتم تعبئة المنتجات النهائية وإعدادها للنقل إلى الأسواق أو المصانع التي ستستخدمها في تطبيقات مختلفة.

فيما يستخدم المنتج النهائي من المطاط المعاد تدويره؟

يدخل المطاط المعاد تدويره فى تطبيقات عديده كما سنعرف الأن:

• أرضيات الملاعب الرياضية.
• الحصائر الصناعية ومصدات السيارات.
• أجزاء من إطارات السيارات الجديدة.
• مواد البناء العازلة للصوت والحرارة.

الفوائد والمميزات الرئيسيه لمنتجات المطاط المعاد تدويره.

• منتجات الأرضيات المطاطية هي في الأغلب ناتج من إطارات الشاحنات المعاد تدويرها ولذلك يمكن التخلص من النفايات بالاستفادة منها وبذلك قد تحققت الإستدامه.
• تتمتع الأرضيات المطاطية بمقاومة عالية للتآكل والتلف، مما يجعلها مثالية للمناطق ذات الحركة المرورية الكثيفة مثل الصالات الرياضية والجمنازيوم وأفنيه المدارس والأماكن التجارية.
• للأرضيات المطاطية ميزه امتصاص الصوت فيم وصول الصوت عبر الأرضيات وبناءا على ذلك يصبح لها دورا هاما في امتصاص الضوضاء، مما يجعلها خيارًا رائعًا للمناطق التي يكون فيها الهدوء مهمًا.
• تملك مقاومة ممتازة للانزلاق خاصه عند تعرضها للبلل، مما يجعلها خيارا يتمتع بخاصيه مطلوبة في كثير من أنواع الأرضيات.
• توفر رفاهية عامه لمستخدميها حيث أنها تعمل كوسط مرن أسفل الأقدام، فهي تقلل من الإرهاق العام مما توفر الشعور بالراحة أثناء الاستخدام.
• الأرضيات المطاطية تتميز بسهوله التنظيف والصيانة نسبيًا مقارنه بأنواع الارضيات الأخرى.

أشكال وحلول الأرضيات المطاطية

• الأرضيات المطاطية الملصقة (Glue-Down Rubber Flooring):

1. تتوفر في شكل بلاطات أو لفائف.
2. السمك يتراوح من 2 مم إلى 6 مم.
3. المقاسات الشائعة للبلاطات: 50×50 سم أو 100×100 سم.
4. اللفائف عادةً تأتي بعرض 1-1.5 متر وطول يصل حتى 30 متر.

• الأرضيات المطاطية القابلة للتركيب العائم (Interlocking Rubber Tiles):

1. تأتي على شكل بلاطات متشابكة مثل قطع البازل.
2. السمك يتراوح من 4 مم إلى 12 مم.
3. المقاسات الشائعة: 50×50 سم أو 60×60 سم.

• الأرضيات المطاطية ذات اللفائف (Roll Mat Sheets):

1. تتوفر في شكل لفائف مرنة تغطي مساحات كبيرة.
2. السمك يتراوح من 3 مم إلى 10 مم.
3. العرض عادة 1-2 متر، والطول يصل إلى 30 متر.

• الأرضيات المطاطية ذات التركيب الحر (Loose-Lay Rubber Flooring):

1. تتوفر في شكل لفائف أو بلاطات توضع مباشرة على الأرضية.
2. السمك يتراوح من 4 مم إلى 9 مم.
3. اللفائف تأتي بعرض 1-1.5 متر وطول حتى 15 متر.

• المفتت (Mulch):

1. يأتي في شكل قطع صغيرة من المطاط المفتت.
2. يُستخدم غالبًا في المساحات الخارجية مثل ملاعب الأطفال.
3. حجم القطع يتراوح من 10 إلى 50 مم حسب الاستخدام.

• بلاطات مطاطية يتم صبها في الموقع (Poured-In-Place (PIP)):

1. يتم صب المطاط السائل مباشرة في الموقع وتشكيله حسب الحاجة.
2. السمك يتراوح من 10 مم إلى 50 مم، حسب متطلبات الاستخدام.
3. يمكن تشكيله بأي أبعاد أو أشكال وفقًا لتصميم المساحة.

علاقة ارتفاع السقوط وسمك طبقة المطاط للأرضيات الرياضية.

يوجد علاقة مباشرة بين ارتفاع السقوط وسمك طبقة المطاط في الأرضيات الرياضية، لضمان السلامة، خاصة في الأماكن زي الملاعب وصالات الألعاب الرياضية.فكلما زاد ارتفاع السقوط المحتمل، تزيد سُمك طبقة المطاط لتمتص الصدمات بشكل أفضل وتقلل من خطر الإصابات. واليكم جدول خاص بحدود الارتفعات وسمك الارضيه.

 

ارتفاع السقوط وعلاقته بسمك طبقه ارضيه المطاط

حلول الأرضيات المطاطية بشكل عام (Rubber Flooring Solutions)

الأرضيات المطاطية بتلعب دور مهم في تصميم المساحات بفضل مرونتها، مقاومتها للعوامل الجوية، وسهولة صيانتها. ومن أهم التطبيقات:

أولا الأرضيات المطاطية الداخلية (Indoor Rubber Flooring)

• أماكن الرعاية الصحية كغرف العمليات لتوفير الراحة للطاقم الطبي الذي يقف لفترات طويلة، وتقليل خطر انزلاق الأدوات الحادة.
• غرف المرضى لتقليل الضوضاء وتوفير سطح مريح للمرضى أثناء المشي.
• صالات الجيم ومناطق الألعاب الرياضية الداخلية لامتصاص الصدمات وتقليل خطر الإصابات.
• حصائر العزل الكهربائي حول محولات الكهرباء لتوفير الحماية اللازمة وتطبيق متطلبات السلامة.
• صالات المكاتب التجارية كبديل للسجاد لتوفير سطح سهل التنظيف ومقاوم للتآكل.
• ساحات الجليد الصناعي كعازل للحرارة وغير ماص للمياه.
• غرف تدريب الرماية وإطلاق النار في المعسكرات والتدريبات الميدانية لتخفيف الصدمات وتقليل الضوضاء.
• الأرضيات المطاطية لها استخدامات عديدة أخرى، مثل المدارس ورياض الأطفال.

ثانيا تطبيقات الأرضيات المطاطية فى اللاندسكيب (Outdoor Rubber Flooring Solutions)

• مناطق ألعاب الأطفال

1. لتوفير سطح آمن يقلل من إصابات السقوط.
2. تتوفر بألوان وتصميمات مبهجة لجذب الأطفال.
3. تُستخدم أنواع زي البلاطات المطاطية المصبوبة في الموقع (PIP) أو الأرضيات المفتتة (Mulch).

• تراكات الجري والمشي

1. الأرضيات المطاطية مثالية للتراكات لأنها بتمتص الصدمات وبتقلل من إجهاد المفاصل.
2. تأتى في شكل لفائف (Roll Mat) أو بلاطات ملتصقة (Glue-Down).
3. توفر سطح مقاوم للانزلاق حتى في الأجواء الممطرة.

• مسارات الدراجات

1. توفر سطح مستوي ومقاوم للبري وللتآكل يناسب حركة الدراجات.
2. سهلة التركيب والصيانه ومرنه فى تشكيلها حسب تصميم المسار.

• مناطق اللياقة البدنية في الهواء الطلق

1. الأرضيات المطاطية توفر سطح متين وآمن لمعدات اللياقة البدنية الخارجية.
2. تستخدم بلاطات سميكة لتحمل الأوزان الثقيلة وتقليل الاهتزازات.

• الشرفات والأسطح الخضراء (Rooftop Gardens)

1. تعد الأرضيات المطاطية خيار ممتاز لأسطح المباني لأنها خفيفة الوزن، مقاومة للماء، وسهلة التركيب.
2. توفر سطح مريح وآمن للمشي وتقلل من انتقال الضوضاء.

• أرضيات إسطبلات الخيل وأماكن تدريبات الفروسيه وسباق الخيل.

1. لما لها أثر إجابى بتوفير راحه الخيل ومن ثم حمايه الخيل من الاصابه بالتهابات فى المفاصل وخلافه.

• المناطق المحيطة بالمسابح

1. مقاومة للانزلاق وتوفر سطح آمن حول حمامات السباحة.
2. مقاومة للمياه وسهلة التنظيف.

استخدامات أخرى للمطاط فى اعمال اللاندسكيب

يعتبر المطاط من المواد اللي لها استخدامات متعددة ومهمة في مجال اللاندسكيب ، من أهم إستخدماته:

• تركيب حواف مطاطية مرنة وسهلة التركيب ومقاومة للتآكل لتحديد أحواض الزهور والمسطحات الخضراء.
• لعمل طبقات مطاطية مقاومة للماء لعزل أسطح المباني (حدائق الأسطح)، مما يحمي الهياكل الخرسانية ويمنع تسرب المياه.
• يمكن استخدام المطاط لتبطين الجدران أو أي عناصر قد تسبب صدمات في المناطق الترفيهية أو الرياضية، وذلك لتقليل مخاطر الإصابة.
• لعمل أغلفة مطاطية مرنة لحماية الجذوع السفلية للأشجار من التلف.
• يمكن تغليف أعمدة المظلات الحديدية وغيرها داخل مناطق لعب الأطفال لحمايتهم من صدمات الأطفال.
• يمكن استخدام المطاط المفتت (Mulch Rubber) كغطاء تزييني للتربة حول النباتات، مما يساعد في الحفاظ على الرطوبة.
• يظهر بكثره فى فواصل التمدد والإنكماش (Silicon)في الأرضيات الخرسانية في أعمال المشايات والبلاطات Slab on grade .
• يُستخدم المطاط كحشو داخل فواصل الهبوط للمنشآت الخفيفة (light structures) مع المنشآت القائمة بالفعل.

نصائح لاختيار الأرضية المطاطية المناسبة.

• حدد الغرض من استخدام الأرضية.
• اختر السماكة المناسبة للأرضية بناءً على الاستخدام المتوقع.
• تأكد من جودة المواد المستخدمة في تصنيع الأرضية.
• اختر اللون والتصميم الذي يتناسب مع تصميم اللاندسكيب.

تعديل المقال