لم يكن النفط مصدراً للطاقة للعالم فحسب، بل كان ولايزال مصدراً لصناعات عدة، عادت على الإنسان بالنفع العميم، ولعل أهم الصناعات التي واكبت استخدام النفط كمصدر للطاقة هي صناعة «البتروكيماويات» والتي تقوم على المواد الكيميائية العضوية الناتجة من تكرير النفط، ومن بين تلك الصناعة برزت «الكربونات المائية «Hydrocarbons»، التي تعد من بين أهم المواد الناتجة عن تكرير النفط، وقامت عليها صناعة «الألياف الصناعية» بمختلف أنواعها.
وخلال السنوات القليلة الماضية اقتحمت الألياف الصناعية عالم المنسوجات، ومنذ ذلك الوقت وهي تحتل مكانا متنامياً في عدة صناعات من كل الأشكال والأنواع، حيث استمرت في التطور والنمو ما أدى إلى إنتاج أجيال جديدة من الخيوط والألياف الصناعية بفضل بحوث ودراسات العلماء المستمرة والدخول في حقول صناعية لم تعرف من قبل هذا النوع من الاستخدام، حتى باتت الألياف الصناعية تستخدم في البناء، وفي رصف الطرق، وفي صناعة هياكل السيارات والطائرات. بل ولها مكانها في حقل الطب، وفي وقاية الإنسان من الحريق، وأيضاً كدروع واقية من الرصاص وغير ذلك.
الصناعات البتروكيماوية والألياف الصناعية
تعرف البتروكيماويات بصفة عامة بأنها الكيماويات أو المنتجات المصنعة من البترول والغاز الطبيعي، وهي بذلك تمثل في التنظيم الهيكلي للصناعات الكيماوية القاعدة الأساسية للصناعات الكيماوية العضوية الثقيلة مع إسهام محدود للغاية من الفحم، ومصادر الكتلة الحيوية في الوقت الحاضر.
ويتكون قطاع صناعة البتروكيماويات من ست صناعات، حددت طبقاً للتصنيف الدولي ISIC وفي النظام الدولي للتصنيف الصناعي القياسي للتجارة SITC وهي: المطاط الصناعي، الألياف الصناعية، البتروكيماويات العضوية، مواد البلاستيك، الكربون الأسود والمواد ذات النشاط السطحي.
وصف الألياف الاصطناعية
تعد الألياف الاصطناعية نتاج بحوث موسعة أجراها العلماء لتطوير الألياف التي توجد في الطبيعة في ألياف الحيوانات والنباتات. ويتم عمومًا تخليق الألياف الاصطناعية بضغط المواد المصنعة للألياف عبر فتحات تسمى (المغازل) إلى الهواء لتكون خيوطًا، ويتم ذلك عادةً بعملية صناعية كيميائية معقدة تسمى البثق.
وتتكون الألياف الاصطناعية من البوليمرات المُخلقة أو الجزيئات الصغيرة، وتستخلص المركبات المستخدمة في صناعة تلك الألياف من مواد خام مثل الكيماويات أو البتروكيماويات القائمة على النفط. فتتم بلمرة تلك المواد في مادة كيميائية طويلة وخطية تربط بين ذرتي كربون متجاورتين. وتستخدم المركبات الكيميائية المختلفة في إنتاج أنواع مختلفة من الألياف. ورغم وجود أنواع مختلفة من الألياف الاصطناعية، فإنها تشترك عمومًا في خصائص عامة وتشترك في عدد من الصفات.
مزايا الألياف الصناعية
لا تعتمد الألياف الاصطناعية على أي من المحاصيل الزراعية أو تربية الحيوانات.
تتميز بانخفاض أسعارها عمومًا عن أسعار الألياف الطبيعية.
تمتلك الألياف الاصطناعية خصائص فريدة تجعلها شائعة الاستخدام في عدة صناعات.
تجف سريعًا ومتينة وتتوفر بسهولة ويسهل التعامل معها.
مقاومة معظم المركبات الكيميائية.
مقاومة للحشرات والفطريات والقوارض ولكن قد تجذب الألياف الاصطناعية تلك الكائنات إذا كانت رطبة ودافئة.
انخفاض القدرة على امتصاص الرطوبة.
الحساسية تجاه الحرارة ومقاومة الحرائق.
طرق التصنيع
هناك عدة طرق لتصنيع الألياف الاصطناعية ولكن أشهرها هي طريقة الغزل بالانصهار، وتنطوي على تسخين الألياف حتى تبدأ في الانصهار، وحينئذٍ يجب سحب المادة المنصهرة باستخدام الملاقط بأسرع ما يكون. وتكون الخطوة التالية هي إطالة الجزيئات الصغيرة بمحاذاتها في ترتيب متوازٍ، وبهذا تقترب الألياف من بعضها البعض وتتاح لها فرصة التبلور، وأخيرًا، تضبط الحرارة حتى يتم استخدام الحرارة لتتخلل شكل/أبعاد الأنسجة المصنعة من الألياف الحساسة للحرارة.
وتنتج الألياف الصناعية من الصناعات البتروكيماوية، وتشمل هذه الألياف البوليستر والنايلون والأكريليك وغيرها، ولكن يشكل البوليستر النسبة الغالبة من مجمل إنتاج الألياف الصناعية عالمياً، وذلك نسبة لكونه يدخل في عدة استخدامات غير استعماله في صناعة الألبسة والمنسوجات، حيث يمكن استخدامه في صناعة القوارير الشفافة مثل قوارير المياه الصحية واستعماله في صناعة الصفائح البلاستيكية الرقيقة، والقماش المشمع، والمصافي والمرشحات، والأغشية العازلة كهربائيا، وأغلفة الأسلاك الكهربائية، وغيرها.
افاق واعدة
رغم أنه قد تم تقييم فئات كثيرة من الألياف، المعتمدة على البوليمرات الاصطناعية، باعتبارها منتجات تجارية ذات قيمة محتملة، فإن هناك أربع فئات تسيطر على السوق وهي النايلون والبوليستر والأكريليك والبوليوفين. وتستحوذ هذه الفئات الأربع على ما يقرب من 98 في المائة من حجم إنتاج الألياف الاصطناعية.
وقد عرف «النايلون» أول ما عرف من الألياف الصناعية، وأعقبه ظهور «البوليستر»، ثم «الأكريليك». واحتلت هذه الألياف منذ ظهورها مكانة تتزايد مع الأيام في صناعة الأقمشة والملبوسات. وتهافت الناس عليها وقت ظهورها تهافتا منقطع النظير. ولكن الجيل الجديد من الألياف الصناعية يتميز بخصائص غير موجودة في الجيل القديم منها ألياف الكربون وألياف البولي بروبيلين.
وتبين الأرقام والدراسات أن البوليستر يعد أهم الألياف جميعاً بشقيها الطبيعي والصناعي، وقد زاد إنتاجه 6.5 في المائة عن عام 2005م، وهو أكبر نمو تشهده صناعة الألياف بشكل عام، ويبدو أن الاتجاه العالمي في صناعة الألياف يسير في مصلحة الألياف الصناعية، حيث تنمو بمتوسط نمو عالي يفوق نسبة 5 في المائة سنوياً.
إن تقنيات وتطبيقات الألياف الصناعية غير المحدودة، لم تقف اليوم عند مجال دون آخر، ومع ازدياد الاهتمام بها هذه الأيام، فمن المنظور أن يتسع نطاق منتجاتها وتطبيقاتها بدرجة أكبر.
