اختصاصی بسپار/ نکات تنش زدایی برای بسپارها (بخش سوم: بسپارهای شبکه ای شده)
بسپار/ ایران پلیمر مانند گرمانرم‌های نیمه بلوری، می‌توان از تنش‌زدایی در بسپارهای گرماسخت نیز برای به دست آوردن درجه ای از اتصالات عرضی که ممکن است در چرخه قالبگیری امکان‌پذیر نباشد، استفاده کرد.
دقیقا همان‌طور که برای گرمانرم‌های نیمه بلوری برای تکمیل ساختار بلوری بسپار از تنش زدایی استفاده میشود، از همین فرایند می‌توان برای بهدست آوردن درجه ای از اتصالات عرضی در بسپارهای گرماسخت که ممکن است در چرخه قالبگیری قابل دستیابی نباشند، استفاده کرد. تغییرات خاصیتی که با افزایش درجه اتصالات عرضی مرتبط است از بسیاری جهات بسیار شبیه به موارد مرتبط با افزایش درجه بلورینگی است.
با اینکه بلورینگی و اتصالات عرضی به اثرات فرایند و فرایند تکمیلی پاسخ مشابه می‌دهند، اما اساسا فرایندهای مختلفی هستند. گرمانرمها قبل از رسیدن به واحد فراورش، با طول زنجیر مناسب تولید میشوند و با کاهش دما، بلورینگی به‌صورت خودبه‌خود از مذاب اتفاق می‌افتد. در مقطعی از فرایند سرمایش، یک گذار شدید در ساختار ماده مشاهده میشود که تابعی از شیمی ماده و محیط یا فشار اعمال شده است.
پس از دستیابی به آن نقطه بحرانی، روند بلورینگی ادامه می‌یابد، مشروط بر اینکه مواد در بیش از دمای گذار شیشهای (Tg) باقی بمانند. دمای Tg در اصل برای هر بسپار معین ثابت است. تا زمانی که وزن مولکولی به‌اندازه کافی زیاد باشد با خصوصیات مکانیکی مناسب همراه است، بنابراین شرایط تنش زدایی مورد نیاز برای پیشرفت بلورینگی بیشتر قابل پیش‌بینی است.
مواد شبکه ای شده به صورت آماده کار در فرایند به کارخانه می‌رسند. بسپارش ماده اغلب کامل نیست، حالتی که به آن پیش بسپار گفته میشود. این ماده قادر به انجام واکنش‌های بیشتر برای تکمیل فرایند بسپارش است. این واکنش‌ها با افزایش دما افزایش می‌یابد و به حضور گروه‌های واکنش پذیر که بخشی از پیش بسپار و یک یاریگر (کاتالیزور) هستند، تکیه می کند.
رزین فنولیک، اولین بسپار مصنوعی، عضو شناخته شده این خانواده از مواد است. این ماده از واکنش فنل با فرمالدئید شروع میشود. با شروع مراحل اولیه واکنش، گرانروی محصول افزایش می‌یابد و ممکن است در بعضی مواقع به یک ماده گرانرو و چسبناک تبدیل شود که می‌تواند به‌عنوان چسب مفید باشد. اگر این فرایند ادامه یابد، مواد با یک دمای ذوب به نسبت کم می‌توانند جامد شوند. سپس می‌تواند با استفاده از یاریگر و پرکننده‌های مناسب، پودر شده و ترکیب شود، در این مرحله به رزین قالبگیری تبدیل شده است.
در این شکل، دمای ذوب یا نرم شدن ماده کم است و حتی مقدار Tg کمتر دارد. با این حال، هنگامی‌که این ماده در معرض دمای بیشتر قرار می‌گیرد، که معمولا از طریق قالب گرم ایجاد میشود، یک واکنش شیمیایی، فرایند بسپارش را ادامه می‌دهد و با تشکیل اتصالات عرضی بین زنجیرهای از قبل تشکیل شده و همچنین زنجیرهای در حال گسترش، وزن مولکولی بسپار افزایش می‌یابد. این یک شرح بسیار ساده از بسپارش در یک ماده گرماسخت است.
اما نگرانی اصلی این بحث این حقیقت است که در فرایند شکل‌گیری قطعه، ماده نهایی ساخته میشود. خواص قطعه به درجهای از اتصالات عرضی بستگی دارد و این به نوبه خود با دما و زمانی كه قطعه در قالب است تعیین میشود. در حالت ایدهآل، قطعهای که از قالب بیرون می‌آید، از ماده‌ای با Tg زیاد تشکیل شده است که مربوط به درجه اتصالات عرضی است.
برگردان: دکتر فاطمه خودکار
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 218 ماهنامه بسپار که در نیمه آذر 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 فیدیبو و طاقچه قابل دسترسی است.
