اختصاصی بسپار/ دستورکار‌هایی برای مشخصات شارش‌‌شناسی مذاب‌های پلی‌‌آمید

بسپار/ایران پلیمر اکثر تولیدکنندگان پلی‌‌آمید روش مشخصه‌‌یابی خاص خود را برای مطالعه خواص شارش‌‌شناسی (رئولوژیکی) پلی‌‌آمید 6 (PA6) دارند. با این حال، خواص شارش‌‌شناسی اندازه‌گیری ‌شده به شدت به روش آماده‌سازی نمونه، تنظیم رطوبت و تاریخچه زمان دما در طول اندازه‌گیری و به نوع شارش‌‌سنج مورد استفاده بستگی دارد.
این تحقیق، نتیجه یک پروژه IUPAC است که توسط کمیته فرعی ساختار و خواص بسپارهای تجاری آغاز شده است. اعضای چندین سازمان صنعتی، دانشگاه‌ها و موسسه‌ها با هدف تدوین دستورکاری برای اندازه‌‌گیری خواص شارش‌‌شناسی تکرارپذیر PA6 همکاری کردند.
نتایج بررسی، تغییرات وزن مولکولی طی انواع مختلف اندازه‌گیری‌های شارش‌‌شناسی ناشی از واکنش‌های آب‌‌کافت (هیدرولیز) و آمیددار شدن را نشان می‌دهد. در این مقاله، یک دستورکار معرفی شده است که می‌تواند به منظور اندازه‌‌گیری‌ شارش‌‌شناسی قابل مقایسه برای PA6 استفاده شود.

مقدمه
اگرچه پلی‌آمید یک بسپار مهم صنعتی است، تنها چند مقاله علمی در مورد خواص شارش‌‌شناسی آن منتشر شده است. یک مرور کلی جامع از رفتار گرانروکشسان پلی‌‌آمید توسطLaun گزارش شده است، که در آن نمونه‌های پلی‌‌آمید 6 با وزن‌های مولکولی مختلف با استفاده از گرانروسنج مویین، شارش‌‌سنج نوسانی و با استفاده از دستگاه خزش ساندویچی مورد بررسی قرار گرفتند. خواص کشسانی با اندازه‌گیری نیروی عمود و نمودارهای افت فشار ورودی Bagley از شارش‌‌سنج موی لوله ای اندازه‌گیری شد. هم‌‌چنینLaun تاثیر رطوبت بر نتایج را مورد بحث قرار داد. پیشنهاد می‌شود که اندازه‌‌گیری‌های شارش‌‌شناسی در رطوبت کمتر از 1/0 درصد با استفاده از زمان‌‌های اندازه‌‌گیری به نسبت کوتاه انجام شود.
در اکثر کارهای علمی درباره تخریب گرمایی پلی‌‌آمید، بسپار در دمای بسیار بالاتر از 300 درجه سلسیوس به شدت آسیب دید. محصول نهایی جامد را به سختی می‌توان پلی‌‌آمید نامید. تنها چند مقاله تحقیقاتی، تخریب گرمایی PA6 را در شرایط ملایم‌تر، یعنی در دماهای کمتر یا نه خیلی بیش از دمایی که در آن بسپار فراورش می‌شود، توصیف می‌کنند. مقالات دیگر، مطالعات را در دماهای متوسط، اما با زمان‌‌های تنش‌‌زدایی یا تاب‌‌کاری (annealing، گرم کردن و سپس سرد کردن برای رفع تنش‌های درونی، مترجم) بسیار طولانی گزارش می‌کنند. تنها کار در مورد تاثیر رطوبت بر اندازه‌گیری‌های شارش‌‌شناسی پلی‌‌آمید توسط Khanna و Acierno و Van Puyvelde انجام شد.Khanna و همکارانش پلی‌‌آمید 6، پلی‌‌آمید 6،6 و پلی‌‌آمید 12 را بررسی کردند، در حالی که Acierno و Van Puyvelde پلی‌‌آمید 11 را مورد مطالعه قرار دادند.
هدف از تحقیق حاضر یافتن شرایطی است که امکان انجام اندازه‌گیری‌های شارش‌‌شناسی قابل تکرار و قابل مقایسه را فراهم کند. ساختار مولکولی پلی‌‌آمید نباید در مقیاس زمانی این آزمایش‌‌های شارش‌‌شناسی تغییر زیادی کند. نتیجه باید یک دستورکار یا حتی یک روش استاندارد برای انجام اندازه‌‌گیری‌های شارش‌‌شناسی روی پلی‌‌آمید مذاب باشد. این شرایط برای اندازه‌گیری‌های شارش‌‌شناسی روی پلی‌آمید لزوما نباید با شرایط فراورش قابل تغییر باشد، به‌عنوان مثال، روش آماده‌سازی نمونه پیشنهادی ممکن است برای فراورش مقادیر زیاد پلی‌آمید، غیرعملی و ناکارآمد باشد.

بخش تجربی
آماده‌‌ساز‌ی نمونه
نمونه مورد استفاده برای این تحقیق Durethan B30S، یک گونه تجاری با وزن مولکولی متوسط از PA6 از شرکت Bayer Polymers (اکنون با نام شرکت Lanxess) بود. دانه‌های پلی‌‌آمید در زمان‌های مختلف در گرم‌‌خانه مجهز به خلاء در دمای 90 و 100 درجه سلسیوس خشک شدند. دانه ها در دمای 240 درجه سلسیوس قالب‌‌گیری فشاری شدند. حداکثر مدت زمان گرم کردن و پرس 150 ثانیه بود.

تعیین رطوبت کارل فیشر
رطوبت دانه‌های پلی‌‌آمید در دستگاه Mitsubishi VA-06/CA-06 در دمای 160 و 250 درجه سلسیوس اندازه‌‌گیری شد.

شارش‌‌سنج نوسانی
یک شارش‌‌سنج ARES Rheometrics با یک گرم‌‌خانه همرفتی که با گاز نیتروژن پاک‌‌سازی شده بود استفاده شد. محدوده بسامد استفاده شده 01/0 تا 10 هرتز بود. گرم‌‌خانه از قبل گرم شد و اندازه‌‌گیری شارش‌‌شناسی 120 ثانیه پس از قرار دادن نمونه در دستگاه شروع شد. اندازه‌‌گیری‌‌های روبش زمان با بسامد 1 هرتز انجام شد.

برگردان: دکتر فاطمه خودکار
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این گفت و گو را در شماره 255 ماهنامه بسپار که در نیمه دی ماه 1402 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.