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.