خصائص الكريات الزجاجية المجوفة الدقيقة وأنواعها البلاستيكية القابلة للتطبيق

كريات زجاجية مجوفة مجهرية هي عبارة عن كريات زجاجية مجهرية مُعالجة خصيصًا، تتميز بكثافة أقل وموصلية حرارية أضعف من الكريات الزجاجية المجهرية العادية. وهي نوع جديد من المواد خفيفة الوزن ذات الحجم الميكروني، طُوّرت في خمسينيات وستينيات القرن الماضي. مُكوّنها الرئيسي هو البوروسيليكات، ويبلغ حجم جسيماتها عادةً من 10 إلى 250 ميكرومتر، وسُمك جدارها من 1 إلى 2 ميكرومتر. تتميز هذه الكريات الزجاجية المجوفة بخصائص عالية من حيث مقاومة الضغط، ودرجة الانصهار، والمقاومة الكهربائية، والموصلية الحرارية المنخفضة، ومعامل الانكماش الحراري المنخفض. تُعرف هذه الكريات باسم "مادة عصر الفضاء" في القرن الحادي والعشرين. كريات زجاجية مجوفة مجهرية تتميز هذه المواد بانخفاض ملحوظ في الوزن وعزل صوتي وحراري، مما يمنحها مقاومة عالية للتشقق وقابلية ممتازة لإعادة التصنيع. وتُستخدم على نطاق واسع في المواد المركبة مثل البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، والرخام الصناعي، والعقيق الصناعي، بالإضافة إلى صناعات البترول والفضاء والطيران، والقطارات فائقة السرعة، والسيارات والسفن، وطلاءات العزل الحراري، وغيرها من المجالات، مما ساهم بشكل فعال في تطوير المساعي العلمية والتكنولوجية في بلادنا. ولتلبية متطلبات مواد اتصالات الجيل الخامس (5G) من حيث انخفاض ثابت العزل الكهربائي، وانخفاض الفقد، وخفة الوزن، تلعب الكريات الزجاجية المجوفة دورًا متزايد الأهمية نظرًا لانخفاض تكلفتها وأدائها المتميز.

1 - المكون

التركيب الكيميائي للكرات الزجاجية المجوفة (نسبة الكتلة)

SiO2: 50%-90%، Al2O3: 10%-50%، K2O: 5%-10%، CaO: 1%-10%، B2O3: 0-12%

2- الميزات

اللون أبيض نقي

يمكن استخدامه على نطاق واسع في أي منتجات تتطلب معايير معينة فيما يتعلق بالمظهر واللون.

3- كثافة الضوء

تبلغ كثافة الكريات الزجاجية المجوفة الدقيقة حوالي عُشر كثافة جزيئات الحشو التقليدية. بعد الحشو، يمكن تقليل الوزن الأساسي للمنتج بشكل كبير، كما يمكن استبدال كميات أكبر من راتنجات الإنتاج وتوفيرها، وبالتالي خفض تكلفة المنتج.

4- محبة الدهون

تتميز الكريات الزجاجية المجوفة بسهولة ترطيبها وتشتيتها، ويمكن ملؤها في معظم الراتنجات الحرارية المتصلبة بالحرارة، مثل البوليستر وراتنج الإيبوكسي والبولي يوريثان وما إلى ذلك.

5- سيولة جيدة

نظراً لصغر حجم الكريات الزجاجية المجوفة، فإنها تتمتع بسيولة أفضل في الراتنجات السائلة مقارنةً بالحشوات الرقائقية أو الإبرية أو غير المنتظمة، مما يمنحها أداءً ممتازاً في ملء القوالب. والأهم من ذلك، أن هذه الكريات متجانسة الخواص، فلا يوجد عيب يتمثل في تباين معدلات الانكماش في الأجزاء المختلفة نتيجةً للاتجاه، مما يضمن ثبات أبعاد المنتج وعدم تعرضه للتشوه.

6- العزل الحراري والصوتي

تحتوي الكريات الزجاجية المجوفة على غاز رقيق في داخلها، مما يمنحها خصائص عزل الصوت والحرارة، ويجعلها مادة حشو ممتازة لمختلف منتجات العزل الحراري والصوتي. كما يمكن الاستفادة من خصائصها العازلة لحماية المنتجات من الصدمات الحرارية الناتجة عن التناوب بين التسخين والتبريد السريعين. وبفضل مقاومتها النوعية العالية وامتصاصها المنخفض للغاية للماء، تُستخدم على نطاق واسع في إنتاج مواد عزل الكابلات.

7- انخفاض امتصاص الزيت

تتميز جزيئات الكرة بصغر مساحة سطحها النوعية وانخفاض معدل امتصاص الزيت. أثناء الاستخدام، يمكن تقليل كمية الراتنج بشكل كبير، ولن تزداد اللزوجة بشكل ملحوظ حتى مع إضافة كميات كبيرة، مما يُحسّن ظروف الإنتاج والتشغيل بشكل كبير، ويزيد من كفاءة الإنتاج بنسبة تتراوح بين 10% و20%.

8- ثابت عزل كهربائي منخفض

تبلغ قيمة Dk للكرات الزجاجية المجوفة الدقيقة 1.2 ~ 2.2 (100 ميجاهرتز)، مما يمكن أن يحسن بشكل فعال الخصائص العازلة للمادة.

البلاستيك المستخدم في صناعة الخرز الزجاجي المجوف

(1) بالنسبة لتعديل المواد البلاستيكية الهندسية مثل النايلون، PP، PBT، PC، POM، وما إلى ذلك، فإنه يمكن تحسين السيولة، والقضاء على انكشاف الألياف الزجاجية، والتغلب على التشوه، وتحسين أداء مثبطات اللهب، وتقليل استهلاك الألياف الزجاجية، وتقليل تكاليف الإنتاج.

(2) إن ملء الأنابيب والصفائح بمواد PVC وPP وPE الصلبة وإنتاج مواد ذات شكل مميز يمكن أن يجعل المنتجات تتمتع بثبات أبعاد جيد، ويحسن الصلابة ومقاومة الحرارة، ويحسن أداء التكلفة للمنتجات، ويحسن كفاءة الإنتاج ويقلل التكاليف.

(3) يمكن أن يؤدي ملء الكابلات بمواد PVC و PE وغيرها من مواد الغلاف العازل إلى تحسين مقاومة المنتج لدرجات الحرارة العالية، والعزل، ومقاومة الأحماض والقلويات، وغيرها من الخصائص وأداء معالجة المنتج، وزيادة الإنتاج وتقليل التكاليف.

(4) يمكن أن يؤدي ملء لوحة النحاس المغلفة براتنج الإيبوكسي إلى تقليل لزوجة الراتنج، وزيادة قوة الانحناء، وتحسين خصائصه الفيزيائية والميكانيكية، وزيادة درجة حرارة التحول الزجاجي، وتقليل ثابت العزل الكهربائي، وتقليل امتصاص الماء، وتقليل التكلفة.

(5) يمكن أن يؤدي استخدام البوليستر غير المشبع في الحشو إلى تقليل معدل انكماش المنتج ومعدل استهلاكه للماء أثناء الغسيل، وتحسين مقاومته للتآكل وصلابته، وتقليل التجاويف أثناء التغليف والطلاء. ويُستخدم هذا النوع من الحشو في منتجات الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك، وعجلات التلميع، والأدوات، وغيرها.

(6) يمكن أن يؤدي ملء القوالب براتنج السيليكون إلى تحسين الخصائص الفيزيائية والميكانيكية، ويمكن أن يؤدي ملء القوالب بكمية كبيرة إلى تقليل التكلفة بشكل كبير، مما يجعلها مادة مثالية لإنتاج القوالب.