البولي بروبيلين: مادة بلاستيكية متعددة الاستخدامات في السوق.

بدأ تطور مادة البولي بروبيلين في الخمسينيات من القرن الماضي عندما اكتشف العالمان كارل غودفراي زيرغلر ونتا نتا تامبي طريقة لإنتاج البولي بروبيلين باستخدام حفازات إيثيلين-ألفا-أوليفين. هذا الاكتشاف مهد الطريق لإنتاج هذه المادة البلاستيكية على نطاق واسع. في السبعينيات والثمانينيات، شهد تطوير البولي بروبيلين تحسينات كبيرة في خصائصه الميكانيكية والحرارية والشكل من خلال ابتكار تقنيات جديدة للتعديل والخلط. تم استخدام تقنيات مثل التعديل بالبلورة والتعديل بالقص لتحسين الخصائص الفيزيائية للمادة. في العقود الأخيرة، تم تطوير أجيال جديدة من الحفازات والتقنيات الإنتاجية التي أدت إلى ظهور أنواع جديدة من البولي بروبيلين بخصائص محسنة. هذه الابتكارات شملت تكنولوجيا حبيبة المفاعل والتحسينات في تقنيات ما بعد المعالجة. كما تم التركيز على تطوير طرق إعادة تدوير البولي بروبيلين لجعله أكثر استدامة. اليوم، يعتبر البولي بروبيلين مادة بلاستيكية شائعة الاستخدام في العديد من التطبيقات الصناعية والمنزلية بفضل خصائصه المتنوعة والقابلية للتكيف مع متطلبات السوق المتغيرة. ويتوقع النمو المستمر لهذه المادة في السنوات القادمة مع التركيز على الابتكارات التي تحسن من استدامتها.

في عام 1951، اكتشف العالم الكيميائي الألماني كارل زيجلر نظام حفاز يمكن أن يبلمر الأوليفينات في ظروف معتدلة. وقد طور ما يُعرف باسم حفاز زيجلر-ناتا، الذي سمح بالبلمرة المتحكم فيها للبروبلين. وقد مهد عمل زيجلر الطريق لإنتاج البولي بروبلين على نطاق تجاري. في عام 1954، استخدم العالم الكيميائي الإيطالي جوليو ناتا حفاز زيجلر لبلمرة البروبلين بنجاح وإنتاج بوليمر بلوري. وأظهر المادة الناتجة، البولي بروبلين، خصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة كيميائية واستقرار حراري. في عام 1957، بدأت شركة مونتيكاتيني الكيميائية الإيطالية الإنتاج التجاري للبولي بروبلين باستخدام حفاز ناتا. في الستينيات، اكتسب البولي بروبلين شعبية بسبب مزيج فريد من خصائصه وقدرته على المعالجة بسهولة من خلال تقنيات مختلفة، بما في ذلك الحقن والنفخ والبثق. وأدت مرونته وفعاليته من حيث التكلفة إلى اعتماده في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك التعبئة والتغليف والنسيج والمكونات الهندسية والأجهزة الكهربائية وغير ذلك.

في السنوات الأخيرة، هناك تركيز متزايد على إعادة تدوير واستدامة البولي بروبلين. تطورت تقنيات إعادة التدوير، مما يمكّن من إعادة معالجة نفايات البولي بروبلين بعد الاستهلاك والصناعة. بالإضافة إلى ذلك، يجري العمل على تطوير البولي بروبلين القائم على الموارد المتجددة، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري. يُستخدم البولي بروبلين لصنع مجموعة متنوعة من الأجزاء البلاستيكية في مختلف الصناعات. الشكل 1 يوضح الطلب العالمي على البلاستيك حسب نوع الراتينج، ويُعتبر البولي بروبلين ثاني أكثر بوليمر استخداماً في العالم. تم التسويق التجاري للبولي بروبلين في عام 1957، وتستخدم حوالي ثلثي إجمالي البروبلين في العالم لإنتاج هذا البوليمر. يتم تسويق أنواع البولي بروبلين كما بوليميرات متجانسة وكوبوليميرات لتحقيق مجموعة متنوعة من التطبيقات.

يقوم الباحثون باستكشاف دمج المواد النانوية مثل الجرافين والمكسين والطين النانوي والبورافين وجسيمات الفضة النانوية مع البولي بروبلين لتعزيز خصائصه لتطبيقات متقدمة. تهدف هذه التطورات إلى تحسين مقاومة الأشعة فوق البنفسجية والقدرة على الالتصاق وتقليل قابليتها للاشتعال للبولي بروبلين. هناك تركيز على تطوير متغيرات عالية للقوة الانصهارية للبولي بروبلين لاستخدامها في المركبات المرغوفة. يتم تصميمها لتكون لها فروع سلسلة طويلة، مما يمنحها قوة ميكانيكية ومرونة. تُعتبر بوريالس وسابيك وبراسكيم من اللاعبين الرئيسيين في هذه التقنية، والتي تطور درجات من البولي بروبلين تتميز بنطاق عملية رغوة واسع.

استخدام حفازات الجيل الرابع، مثل تكنولوجيا حبيبة المفاعل، يُحدث تطوراً في تطوير البولي بروبلين. يشمل ذلك إعادة تنظيم المعالجات اللاحقة وتطورات آلات البوليمر/التجهيز، مثل قولبة النفخ بالسحب للبولي بروبلين. يتم بذل جهود لمعالجة تحدي نهاية العمر الافتراضي للبولي بروبلين من خلال استعادة البولي بروبلين المستخدم إلى راتينج شبيه بالجديد. يشمل ذلك البولي بروبلين المعاد تدويره الذي يتميز بمحسنات تعزز خصائصه وتجعله أكثر استدامة.

من المتوقع أن ينمو حجم سوق البولي بروبلين العالمي من 91.98 مليون طن في عام 2024 إلى 121.81 مليون طن بحلول عام 2029، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 5.78% خلال فترة التنبؤ. من المتوقع أن تستمر الابتكارات في تقنيات الإنتاج وتطوير درجات جديدة من البولي بروبلين لتلبية احتياجات الصناعات المحددة. هناك اتجاه متزايد نحو البولي بروبلين المعاد تدويره وتطوير طرق إنتاج أكثر استدامة. من المتوقع أن يرتفع الطلب على البولي بروبلين بسبب تطبيقاته المتنوعة في صناعات التغليف والسيارات والسلع الاستهلاكية والرعاية الصحية والإلكترونيات. من المتوقع أن تهيمن منطقة آسيا والمحيط الهادئ على السوق مع أكبر استهلاك، بقيادة دول مثل الصين والهند.