مقالات

فناوری جدید مواد افزودنی برای فراهم کردن مقاومت در برابر خراش

بسپار می نویسد، افزایش استفاده از طیف گسترده­ای از آمیزه­های پلی پروپیلن در صنعت خودرو نیازبه یک افزودنی جدید برای مقاومت طولانی­تر در برابر خراش را بیشتر آشکار می­سازد. Kathrin Lehmann و Philipp Tomuschat از Evonik Goldschmidt Gmbh توضیحات بیشتری در این باره می­دهند.

مواد پلاستیکی کاربردهایی دارند که صرف­ نظر از بسپار به کار رفته در آنها نیازمند مقاومت به خراش نیز هستند. برای مثال صندلی­ های دسته­دار، بخش­های خاصی از مبلمان، هر نوع از کالا با استفاده روزمره، قسمت­هایی از رایانه و به ویژه کاربردهای خودرویی از جمله این کاربردها هستند. مشتریان امروزی انتظار دارند که محصول حتی پس از یک دوره استفاده، نو به نظر برسد. بدنه لب­­تاپ یا داشبورد با چند خراش آشکار و نمایان این توقع را برآورده نمی­سازد و به عنوان محصولی از سکه افتاده تلقی می­شود. در عوض فرآورده ­های که پس از استفاده ظاهر آسیب­ دیده­ای ندارند تصور کیفیت محصول/برند را پشتیبانی می­کند و مشتری را تشویق می ­کند تا هنگام تصمیم به خرید از محصولات همان سازنده استفاده کند. برای تضمین آسیب ندیدن سطح در طول عمر محصول می توان از بسپارهای گران مانند پلی ­آمید (PA) یا بسپارهای بر پایه استایرن (ABS، SAN) استفاده گرفت یا می­ توان ویژگی های مکانیکی بسپارهای رایج مانند پلی­ پروپیلن (PP) را با استفاده از پرکننده یا افزودنی بهبود بخشید. این مقاله خلاصه­ای از وضعیت فنی آمیزه­های PP مقاوم در برابر خراش در صنعت خودرو با تمرکز بر کاربردها، اندازه­گیری مقاومت در برابر خراش، فناوری­های گوناگون دردسترس مواد افزودنی و پارامترهای اثرگذار دیگر بر کارایی ضد خراش ارائه می­دهد.

خودرو

بسپارهای بسیار زیادی PA، ABS, (اکریلونیتریل- بوتادی­ان- استایرن)، PC/ABS (پلی­کربنات)،  PA/PP، TPU (یورتان گرمانرم) به عنوان نمونه- در صنعت خودرو و ماشین سنگین بکار می­روند. به همین علت اهمیت استفاده از تالک در سامانه ­های PP و TPO/PP (پلی­الفینهای گرمانرم) و بکارگیری آن در صنعت خودرو به علت صرفه­جویی در هزینه همچنان رو به رشد است. بدون پرداخت هزینه بیشتر، همچون پوشش ضد خراش این سامانه ­ها الزامات صنعت خودرو براورده نمی ­شود.

از منظر هزینه یک مرحله اضافی پوشش دهی فقط در مورد خودروهای گران مقرون به صرفه است، اگرچه هنوز خودروها با اندازه متوسط و کوچک همچنان به مقاومت در برابر خراش نیاز دارند. بنابراین، صنعت نیازمند افزودنی نوینی است که مقاومت ذاتی نسبت به خراش ایجاد کرده و نیاز به پوشش ­های اضافی را از بین برد.

شکل ۱ مثالی از یک کاربرد خودرویی دستگیره در ساخته شده از PP و PA پر شده با ۲۰% لیف شیشه نشان می­دهد. بطور کلی پلی­الفین­ها در قطعات داخلی زیادی مانند رودری، داشبورد، کنسول وسط و نیز قطعات بیرونی مانند سپر استفاده می­ شوند.

[EasyDNNGallery|2326|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

شکل ۱- دسته درب (داخلی و خارجی)

اندازه­گیری­ ها

درحال حاضر صنعت خودرو آزمون­های گوناگونی برای سنجش مقاومت در برابر خراش دارد. چند آزمون و تجهیزات مختلفی وجود دارند همچون آزمون­گر خراش Erichson، آزمون­گر خراش پنج انگشتی، آزمون­گر سایش PSA. اساس اصلی همه روش­ها تعیین مقاومت در برابر خراش یک سطح همسان است. تنش مکانیکی معینی به سطح اعمال می شود و آسیب وارده اندازه­گیری می­شود. این بدان معناست که نتایج بدست آمده از روش ­های گوناگون قابل مقایسه با یکدیگر نیستند اما نتایج نسبی در مورد مواد مختلف شبیه هم می­باشند. در این مطالعات از روش آزمون­گر خراش Erichson که در شکل ۳ آمده است، استفاده شده است.


[EasyDNNGallery|2327|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

شکل ۳– دستگاه آزمون Erichson

فناوری ­های رایج

هنگام بررسی اینکه که کدام فناوری افزودنی در بهبود کمبود مقاومت در برابر خراش مناسب است، نتیجه­گیری می­شود این افزودنی جدید باید دو مورد را تضمین کند. اول اینکه بایستی بهبود قابل توجهی در مقاومت به خراش بلافاصله بعد از فرآیند قالب­گیری به قطعه ببخشد و دوم اینکه مقاومت دایمی در برابر خراش اهمیت دارد نه فقط در هنگام ساخت خودرو بلکه بیشتر هنگام استفاده مشتری.

در حال حاضر صنعت خودرو بیشتر از افزودنی­های که از گروه­های شیمیایی آمیدی، روغن سیلیکونی یا بسپارهای پیوند خورده یا مخلوطی از آنها که اشاره شد انتخاب می­کند و به صورت آمیزه­های افزودنی بهره می­گیرد. جدول ۱ خلاصه­ای از خواص آمیزه PP با افزودنی ضدخراش که می­توان با هر فناوری بدان دست یافت را آورده است. ویژگی­های آمیزه PP حاوی افزودنی سیلوکسان اصلاح شده آلی جدید TEGOMER® AntiScratch 100 در اولین سطر جدول ۱ نشان داده شده است. این افزودنی جدید مقاومت در برابر خراش دایمی بدون کدرشدگی یا تغییر در براقیت به دلیل اینکه افزودنی به سطح مهاجرت نمی کند، می­دهد. علاوه بر آن هیچ اثر منفی بر بوی آمیزه ندارد که به ویژه در پاس کردن آزمون بود که توسط خودروسازان گرفته می­ شود، اهمیت دارد.

[EasyDNNGallery|2334|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

جدول  ۱– اثر فناوری افزودنی ها مورد استفاده برای جلوگیری از خراش

 

در صورت تمایل به مطالعه متن کامل این متن لطفا شماره ۱۶۵ بسپار را در خرداد ماه ۱۳۹۵ ببینید.

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا