كيفية صناعة الفوم،والمواد المستخدمة

يتساءل الكثيرين حول كيفية صناعة الفوم حيث أصبح من أكثر المواد التي يتم استخدامها حول العالم في العديد من الصناعات، فتجده يستخدم في “توسيد” مقاعد السيارات.كما يستخدم كمادة من مواد العزل التي تستخدم في عزل الجدران، وتجدها تدخل في صناعة بعض الأجهزة حتى أنها تدخل في صناعة كعوب الأحذية والنعال، كما تجد أن رغوة الفوم يتم تكوينها من خلال فقاعات غازية من خليط مطاطي يشبه البلاستيك وذلك من خلال استخدام عامل النفخ.كما أن هذه العملية وهي تصنيع الرغوة هي من العمليات المستمرة من أجل صنع الصفح أو البلاطة، كما أنها تعد عملية دفعية من أجل صنع أشكال مختلفة من خلال التشكيل والقطع.

ما هي مادة الفوم وأنواعها

هي من المواد الرغوية التي يتم صناعتها من اللدائن التي تتميز بانخفاض كثافتها وأيضا يدخل في صناعتها البلاستيك وبعض المواد الأخرى ذات المسامات المختلفة، تدخل في العديد من التطبيقات سواء الطبية، المعمارية، الاستهلاكية وأيضاً الصناعية.وهناك أنواع مختلفة وأساسية من هذه المواد الرغوية والتي من خلالها نعرف كيفية صناعة الفوم، وهذه الأنواع تتمثل في التالي:

• فوم  الفحم.
• فوم خلية مغلقة.
• فوم سريعة الجفاف.
• فوم عالية الكثافة.
• فوم عالية المرونة.
• فوم اللاتكس.
• لوكس فوم.
• فوم الذاكرة.

أنواع الفوم الأكثر طلبا في الأسواق

هناك بعض الأنواع من الفوم التي يتم استهلاكها بشكل كبير والتي يتزايد عليها الطلب يومياً كما يمكنك بعد التعرف على كيفية صناعة الفون أن تقوم بإعداده في المنزل بكل سهولة وهذه الأنواع تتمثل في التالي :

• طوب الفوم: هذا النوع ظهر في الفترة الأخيرة وهو يتكون من مادة الفوم الأساسية مضافا لها الرمل، وهذا يدخل أيضاً في صناعة ديكورات الجبس، والاستخدام الأساسي لهذا النوع هو العزل الحراري وذلك بعد إنتشار ظاهرة “الاحتباس الحراري”.
• الفوم الحراري: هو من المواد التي يتم استخدامها كعازل للحرارة ويتم استخدامه في عزل الجدران والأرضيات.
• الفوم الصلب: يدخل في صناعة ديكورات الجبس وأيضاً يدخل في إنتاج الثلاجات والمبردات وأيضاً التكيفات، ويعد هذا النوع من أغلى أنواع الفوم من حيث السعر.
• الفوم المرن: لأنه يتمتع بالمرونة فإنه يدخل في العديد من الصناعات مثل صناعة “الأحذية، الكراسي، السيارات، المراتب، كراسي الانتريهات كما أنه يدخل في صناعة الفلاتر الخاصة بالمكانس الكهربائية.

تاريخ صناعة الفوم

في البداية كان الفوم يتم تصنيعه من مادة اللاتكس الطبيعي وهو عبارة عن صمغ أبيض يتم إنتاجه من أشجار المطاط،منذ قديم الزمان وكان الجميع يستخدم مادة اللاتكس كعازل للمياه، كما أنهم كانوا يقومون بتسخينه من أجل صنع كرات اللعب وفي أوائل القرن العشرين تم منح اول براءة اختراع لصناعة الفوم وبعد مرور العديد من السنوات تم التوصل لعملية إرغاء اللاتكس، وفي عام 1937 تم تطوير هذه العملية لصنع الرغوة وذلك من خلال مواد قائمك على الإيزوسيانات.ومع بداية الحراب العالمية الثانية تم استبدال الرغوة الطبيعية بفوم الستايرين بوتادين، كما يعتبر البولي يوريثين من أكثر المواد المستخدمة لإنتاج الرغوة حيث نجد أن البولي يوريثين الرغوي يبلغ نحو 90% من إجمالي هذه المادة في الأسواق، فيما يبلغ استهلاك أمريكا لهذه المادة نحو 4.8 مليار رطل، فيما استهلكت كندا نحو 460 مليون رطل، كما نجد أن مادة البولي يوريثين تدخل في العديد من الصناعات مثل الأثاث ومواد البناء وأيضاً النقل والسجاد.

المواد الأولية لصناعة الفوم

إن التركيب الجزئي لرغوة الفوم هو الذي يحدد كمية المواد الداخلة في صناعة الفوم وأيضاً درجة التفاعل الخاصة بكل مكون، لذلك لكي تحصل على نتيجة مميزة في صناعة الرغوة لابد من تصميم التركيبة بمكونات مناسبة للحصول على نتائج نهائية ناجحة.من خلال النقاط التالي نقوم بعرض المواد الكيميائية التي يتكون منها أغلب أنواع الفوم وتساعد على معرفة كيفية صناعة الفوم، وهذه المواد هي كالتالي:

•     50% بوليول.
•     40% بولي أيزوسيانات.
•     10% ماء ومواد كيميائية.

نجد أن كل من البوليولات و البولي أيزوسيانات من المواد السائلة والتي تندمج مع المياه مكونة بذلك تفاعل “طارد للحرارة” منتجا بذلك البولي يوريثين، كما نجد أن ثنائي إيسوسيانات، ثنائي فينيل إيثان (MDI)، وثنائي أيزوسيانات وأيضاً التولوين (TDI) هم من أكثر الأنواع شيوعاً من البولي أيزوسيانات.

أما بالنسبة للبوليولات فهي تعتبر “مونومرات هيدروجين” نشطة تعتمد على بولي إيثر أو بوليستر، أو بعض المواد الهيدروكربونية كما أنها تحتوي على ذرتين هيدروجين على الأقل ويكونا في حالة النشاط  كما أنه سيتم تحديد نوع البوليول الذي يتم استخدامه وفقاً لنوع الفوم إن كان صلب أو مرن، ونظراً لأن البوليول يتفاعل مع الأيزوسيانات بشكل فوري فور إضافتهما معا، ومن السهل أن تتم عملية البلمرة وأيضاً تشكيل المنتج في خطوة واحدة.

كما يوجد العديد من المواد التي يتم إضافتها كالقصدير والأمينات التي تعمل كمحفز لتسريع التفاعل وهذا يعمل على زيادة الإنتاج بكميات كبيرة، كما نجد أن الفقاعات الغازية التي تنتج من عوامل النفخ التي تتم في عملية البلمرة مطلوبة بشدة في إنتاج الفوم، وعملية النفخ هذه يمكن ضبط كميتها من خلال مستوى الماء، ونجد أن الفوم المرن يتم صنعه من خلال استخدام “ثاني أكسيد الكربون” والذي ينتج من تفاعل الإيزوسيانات مع الماء.

بالنسبة إلى فوم الصلب فيدخل في تركيبته مركبات “الكربون الهيدروكلورية فلورية HCFCs” وأيضاً كل من مركبات “الهيدروفلوروكربون (HfCs) ” والبنتانات التي تستخدم كعوامل نفخ، كما أنه يتم استخدام مواد خافضة التوتر من أجل التحكم في حجم الفقاعات مثل السيليكون، البولي إيثر وغيرها من المواد المماثلة، وهناك بعض المواد الأخرى التي يتم إضافتها كعوامل ربط متقاطع وأيضاً مواد أخرى لتمديد السلسة ومثبطات اللهب وبعض المواد المستخدمة للتلوين.⁽¹⁾iqsdirectory _ Polyurethane Foam

كيفية رش الفوم

تتكون رغوة الفوم من مكونين كيميائيين سائلين ،يتم خلطهما مع بعض في موقع التركيب. تتكون المادة الاولى في الغالب من أيزوسيانات ، بينما تحتوي المادة الاخرى عادةً على بوليول ، ومثبطات، ومحفزات أمين.إذا لم يتم خلط المواد الكيميائية بشكل صحيح ، فقد لا تتفاعل المواد بشكل كامل ولا يتم انتاج الفوم بشكل صحيح.تخلق هذه المواد الكيميائية أبخرة خطرة أثناء التطبيق ،حيث انها عند خروجها من خرطوم الرش فأنها تأخذ ثواني حتى تتمدد وتنتج الفوم، ولهذا السبب يجب على القائمين بالتركيب والعاملين القريبين ارتداء معدات الحماية الشخصية أثناء هذه العملية. بمجرد أن تتمدد الرغوة وتجف بالكامل فليس هناك اي اخطار.

كيفية صناعة الفوم

عملية صناعة الفوم تمر بالعديد من الخطوات والتي تبدأ كالتالي:

• المواد الكيميائية التي تستخدم في تصنيع الفوم وخاصة السائلة منها يتم تسليمها من خلال عربات الصهاريج الخاصة بالسكك الحديدية أو شاحنات صهاريج مخصصة لذلك.
• بعدها يتم ضخ هذه المواد الكيميائية في خزانات الخلط الساخنة وهي أصغر من عربات الصهاريج وهذه المواد يتم الاحتفاظ بها منفصلة وذلك تفادياً لعدم حدوث أي تفاعلات.
• بعض الكميات من هذه المواد الكيميائية السائلة يتم تغذيتها وذلك باستخدام مضخات الصهاريج المقننة.
• بعد ذلك يتم خلط المواد الكيميائية معا وبعد ذلك يتم سكب هذا الخليط الناتج على حزام ناقل أو سطح متحرك، ومن ثم ترتفع الرغوة لتشكل بذلك كتلة من الفوم.

نظام القطع والمعالجة في الفوم

بعد التعرف على كيفية صناعة الفوم نتطرق إلى معرفة نظام القطع والمعالجة في الفوم كما يلي:

• بعد أن يتم صب الرغوة في الحزام الناقل وبعد أن تصل لنهاية هذا الحزام يتم تقطيعها تلقائيا عن طريق المنشار الحزامي الموجود بشكل أفقي.
• من ثم يتم تقطيع الرغوة إلى قطع صغيرة.
• يتم معالجة تلك القطع في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تقل عن 12 ساعة وأكثر، ومن الجدير بالذكر أن الفوم ليس من المواد الثابتة وبالتالي فهو لا يستطيع تحمل أي وزن.
• بعد أن تتم عملية المعالجة يقوم المنشار الأوتوماتيكي الثاني بتقطيع الفوم إلى أقسام حسب السماكة المطلوبة، كما يمكن تقطيعه إلى أشكال عديدة.⁽²⁾process for production of foam – bioresources

استخدامات الفوم الصناعي

تستخدم منتجات الفوم الصناعي في العديد من المجالات ،خاصة في البناء والتشييد والديكور،كما تستخدم في صنع منتجات عالية الأداء قوية وخفيفة الوزن وذات أداء جيد ومتينة ومتعددة الاستخدامات.ومن بعض الإستخدامات للفوم:

• كمنتج للعزل في السقوف والجدران ومانعات التسرب،حيث يساعد على تقليل تسرب الماء والهواء.
• يستخدم الفوم الكتين في بعد المباني الحديثة ،حيث تزيد بشكل أساسي من مقاومة المبنى للرياح ، مما يساعد على حماية المبنى من الظروف الجوية القاسية.
• الفوم مادة شائعة تستخدم في الأثاث والفراش والسجاد. حيث تعمل على جعل الأثاث أنيقًا ومتينًا ومريحًا وداعمًا.
• قد يستخدم الفوم السائل من أجل لصق المواد العضوية بشكل دائم .
• يستخدم الفوم الخفيف كنظام تكسية في بعض الاجهزة المنزلية، وكذلك تكسية الجدران الخشبية في المطابخ.حيث يوفر عزلًا عاليًا وخصائص حرارية ومقاومة النمل الأبيض وقدرات مثبطة للحريق.

 

وإلى هنا نكون قد وصلنا إلى ختام المقال وقدمنا كيفية صناعة الفوم والتي كان يجهلها العديدين جدير بالذكر أن هناك إمكانية تصنيع الفوم في المنزل دون أي مجهود فهو من المواد سهلة الصنع والتي تدخل في العديد من الصناعات المختلفة والمتنوعة.هناك بعض اللأسئلة التي تم طرحها عن كيفية صناعة الفوم، وسوف نعرضها مع الإجابة كما يلي:

اسئلة شائعة عن صناعة الفوم