مع التوسع المستمر في الطلب على الطاقة المتجددة، من المتوقع أن يشهد سوق المكثفات الفيلمية في الصين نموًا متسارعًا خلال السنوات القليلة المقبلة. ويستمر اتساع الفجوة بين العرض والطلب في فيلم البولي بروبيلين، المادة الأساسية للمكثفات الفيلمية، نتيجةً للنمو السريع في الطلب وبطء زيادة الطاقة الإنتاجية. ستتناول مقالة هذا الأسبوع المادة الأساسية للمكثفات الفيلمية، وهي فيلم البولي بروبيلين (فيلم PP).

في أواخر الستينيات، أصبح غشاء البولي بروبيلين الكهربائي أحد أهم ثلاثة أغشية كهربائية بفضل خصائصه الكهربائية الفريدة وسهولة تصنيعه وتكلفته المنخفضة، ما جعله واسع الاستخدام في صناعة مكثفات الطاقة. في أوائل الثمانينيات، بدأ إنتاج مكثفات غشاء البولي بروبيلين المعدني في الدول المتقدمة في أوروبا وأمريكا، بينما كانت الصين لا تزال في مرحلة التطوير. ولم نتمكن من إنتاج مكثفات غشاء البولي بروبيلين المعدني بشكل فعلي إلا بعد إدخال تقنيات تصنيعه ومعداته الأساسية.

لنتعرف على استخدام غشاء البولي بروبيلين في مكثفات الأغشية ونقدم نبذة مختصرة عنه. تنتمي مكثفات أغشية البولي بروبيلين إلى فئة مكثفات الأغشية العضوية، حيث يتكون وسطها من غشاء البولي بروبيلين، وتأتي أقطابها الكهربائية بنوعين: قطب معدني أساسي وقطب معدني غشائي. يُغلف قلب المكثف براتنج الإيبوكسي أو يُغلّف بغلاف بلاستيكي ومعدني. يُطلق على مكثف البولي بروبيلين ذي القطب المعدني الغشائي اسم مكثف غشاء البولي بروبيلين المعدني، والمعروف باسم مكثف الأغشية. غشاء البولي بروبيلين هو راتنج لدن حراري يُصنع عن طريق بلمرة البروبيلين. يتميز عادةً بسماكته ومتانته وقوة شده العالية، ويمكن استخدامه في أغشية البيوت الزجاجية وأكياس التحميل وغيرها. البولي بروبيلين بوليمر غير سام، عديم الرائحة والطعم، أبيض حليبي، عالي التبلور، بكثافة تتراوح بين 0.90 و0.91 غ/سم³ فقط. وهو من أخف أنواع البلاستيك المتوفرة. وهو مستقر بشكل خاص تجاه الماء، حيث أن معدل امتصاص الماء فيه لا يتجاوز 0.01%، ويبلغ وزنه الجزيئي حوالي 80000-150000.

يُعد غشاء البولي بروبيلين المادة الأساسية للمكثفات الفيلمية. تُصنع هذه المكثفات بتقنية الغشاء المعدني، حيث يتم تبخير طبقة رقيقة من المعدن على غشاء بلاستيكي باستخدام التبخير الفراغي كقطب كهربائي. يُسهم ذلك في تقليل حجم وحدة المكثف، مما يُسهّل تصنيع مكثفات صغيرة ذات سعة عالية. تشمل المكونات الأولية للمكثف الفيلمي: الغشاء الأساسي، والرقائق المعدنية، والأسلاك، والتغليف الخارجي، وغيرها. يُعد الغشاء الأساسي المادة الخام الأساسية، ويؤدي اختلاف نوع المادة إلى اختلاف أداء المكثفات الفيلمية. يُقسم الغشاء الأساسي عمومًا إلى نوعين: البولي بروبيلين والبوليستر. كلما زاد سمك الغشاء الأساسي، زادت قدرته على تحمل الجهد، والعكس صحيح. يُعتبر الغشاء الأساسي غشاءً إلكترونيًا عالي الجودة، حيث تُعدّ المادة العازلة للمكثفات الفيلمية أهم مادة خام أولية، إذ تُحدد أداء المكثفات الفيلمية وتُمثل ما بين 60% و70% من تكلفة المواد. من حيث نمط السوق، يتمتع المصنعون اليابانيون بريادة واضحة في المواد الخام لمكثفات الأغشية عالية الجودة، حيث تعتبر شركات Toray و Mitsubishi و DuPont من أفضل موردي الأغشية الأساسية جودة في العالم.

تتركز أغشية البولي بروبيلين الكهربائية المستخدمة في مركبات الطاقة الجديدة والطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل رئيسي بين 2 و4 ميكرون، وقد انخفضت الطاقة الإنتاجية بأكثر من النصف خلال نفس الفترة مقارنةً بالأغشية المستخدمة في الأجهزة المنزلية الشائعة والتي تتراوح سماكتها بين 6 و8 ميكرون، مما أدى إلى انخفاض كبير في إجمالي الإنتاج وانعكاس في ميزان العرض والطلب في السوق. وسيظل المعروض من أغشية البولي بروبيلين الكهربائية محدودًا في السنوات القادمة. في الوقت الحالي، تُصنّع المعدات الرئيسية لإنتاج أغشية البولي بروبيلين الكهربائية عالميًا في ألمانيا واليابان ودول أخرى، وتستغرق دورة إنشاء طاقة إنتاجية جديدة ما بين 24 و40 شهرًا. إضافةً إلى ذلك، فإن متطلبات الأداء لأغشية السيارات العاملة بالطاقة الجديدة عالية، ولا تستطيع سوى قلة من الشركات تحقيق استقرار في الإنتاج الضخم لأغشية البولي بروبيلين الكهربائية المستخدمة في هذه المركبات، لذا لن يكون هناك طاقة إنتاجية جديدة لأغشية البولي بروبيلين على مستوى العالم في عام 2022. وتجري حاليًا مفاوضات بشأن استثمارات أخرى في خطوط الإنتاج. لذلك، قد يكون هناك فجوة أكبر في الطاقة الإنتاجية للصناعة ككل في العام المقبل.