مقالات

پلاستیکهای مهندسی

برگردان: آناهیتا هماوند
درقرن بیستم و دوران طلایی بسپارهای گرمانرم، شیمی¬دان¬ها بسپارهایی را وارد بازار کردند که استفاده و توسعه¬ی آنها همچنان ادامه دارد. گسترش مطالعات در حوزه بسپارهای مهندسی، منجر به تولید محصولات جدید برای کاربردهای ویژه شده است. گروه جدیدی از پلی¬آمیدها با مقاومت حرارتی زیاد برای استفاده در محیطهای گرم، پلی¬استرهایی با مقاومت بالا در برابر تخریب و … .
پلی¬آمیدها :
پلی¬آمید یکی از قدیمی ترین بسپارهای گرمانرم مورد استفاده در صنعت است. در ۱۰ سال گذشته، بیشینه دمای کاربری PA66، ۱۶۰°c بوده است. اما امروزه به واسطه مطالعاتی که در حوزه تحقیق و توسعه این بسپار در شرکت Dupont انجام گرفته، دمای کاربری آن به ۱۸۰ -۲۱۰°cارتقاء یافته است.
ایجاد مقاومت گرما اکسایشی بالا، برای این بسپار به واسطه اصلاح آن توسط برخی از افزودنی¬ها صورت میگیرد. استفاده از این افزودنیها باعث کاهش میزان نفوذ اکسیژن به داخل بسپار میشود.
شرکت Solvay نیز PA66 تازه ای را به بازار معرفی کرده است که دمای ذوب آن در محدوده ۲۸۰-۲۸۵°c است ( درحدود ۲۰°c بیشتر از PA66 متداول). این محصول بیشتر برای کاربردهای الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. شرکت Solvay مطالعات در زمینه ارتقاء خواص PA66 را هم¬چنان در دستور کار خود دارد چه حتی نسل جدید PA66 معرفی شده توسط این شرکت نیز، پایداری گرمایی مورد نیاز برای شارژر¬های توربو خودرو را شامل نمی¬شود. دو نسل متفاوت از نسل جدید این پلی¬آمید معرفی شده است.
R 530 HR و Vydyne که در نمایشگاه K 2013 نیز معرفی شده و استفاده از آنها در ساخت سامانه¬های خنک¬کننده پیشنهادشده است¬. یکی از این دو نمونه تا ۳۰% پایداری در برابر تخریب و آبکافت را نیز داردکه با الیاف شیشه تقویت شده است.
شرکت Ube با ظرفیت تولید ۲۲۵۰۰ تن در سال PA66 و PA6 در اسپانیا و همچنین ظرفیت تولید ۱۰۰۰۰ تن در سال همبسپار PA6 و PA66 و همچنین تولید سه بسپار PA6,66,12 یکی از توان-مندترین شرکت¬های تولیدکننده انواع PA درجهان به شمار می¬آید. اگرچه این شرکت نخستین بار در ژاپن تاسیس شد اما تا سال ۲۰۱۶، ظرفیت تولید آن در اسپانیا چشمگیرتر خواهد بود.
شکل۱ . قاب صندلی ساخته شده از PA6
پلی¬استرها :
امروزه پیشرفتهای زیادی در جهت افزایش مقاومت تخریب پیوندهای پلی¬بوتیلن¬ترفتالات (PBT) صورت گرفته است.
Ultradur HR گونه¬ای تجاری از PBT هاست که حاوی ۳۰-۱۵% الیاف شیشه است. این نسل مقاومت بالایی در برابر تخریب از خود نشان می¬دهد. این گونه ی تجاری خاصیت تاخیر اندازندگی شعله را نیز داراست. از این ماده در ساخت قطعات الکتریکی خودرو و به طورکلی وسایل الکترونیکی و هیبریدی و هم چنین ساخت پوشش باتری استفاده میشود.
Arnite AHR نیز نخستین گونه¬ی تجاری پلی¬اتیلن¬ترفتالات (PET)، مقاوم در برابر تخریب است که اخیرا وارد بازار شده و قابلیتهای مناسبی برای استفاده در قطعات خودرو را داراست. هنگامی که یک قطعه PET تحت فرآیند تزریق تولید میشود و در شرایط رطوبت نسبی ۸۵% و دمای ۸۵°c به مدت ۱۰۰۰ ساعت قرار میگیرد، استحکام کششی آن نصف خواهد شد حال آن¬که گونه تجاری Arnite AHR حتی در این شرایط نیز تا۹۰% استحکام کششی اولیه خود را حفظ میکند. خواص مناسب این ماده استفاده از آن را در ساخت قطعات خودرو افزایش میدهد. از این ماده در ساخت سامانه¬های احتراق خودرو نیز استفاده میشود. این نسل با درصد الیاف مختلف شیشه، بین ۵۰-۳۵% به فروش میرسد.

شکل۲. نمایی از یک قطعه خودرو ساخته شده از PET با مقاومت حرارتی بالا
استال¬ها:
شرکت Celanese گونه جدیدی از هم¬بسپارهای پلی¬استالی را به بازار معرفی کرده است. تمام محصولات پلی¬استالی این شرکت توسط الیاف شیشه تقویت میشوند. خواص مکانیکی این محصولات نسبت به محصولات معرفی شده (PBT و پلی¬آمیدها) ضعیف¬تر است. به عنوان مثال چقرمگی این محصولات بیشتر از PBT ولی کمتر از پلی¬آمیدهاست. محصولات جدید این شرکت نسبت به محصولات قبلی، همسان¬گردی بیشتری دارند . دو گونه مختلف این محصول XGC10 و XGC25 هستند که به ترتیب حاوی ۱۰ و ۲۵ درصد، الیاف کوتاه شیشه می¬باشند. یکی از مزایای استال¬ها نسبت به PBT آن است که خواص مکانیکی آنها در دمای محیط تغییر نمیکند که این مسئله به دمای انتقال شیشه¬ای این مواد بازمی¬گردد. دمای انتقال شیشه برای استال حدود (۶۰°c-) و برای PBT حدود ۶۰°c است.
پلی¬کربناتها:
شرکت Bayer با تقویت پلی¬کربنات¬ها به تولید نسل جدید رایانه¬های قابل حمل پرداخته است. وزن نسل پیشین این رایانه¬ها ۲.۶ کیلوگرم و ضخامت آنها ۳.۵ cm بوده حال آن¬که وزن نسل جدید ۱.۵ کیلوگرم و ضخامت آن ۲.۱ cm تخمین زده می¬شود. بنابراین استفاده از پلی¬کربنات تقویت شده کاهش وزن و ضخامت را به همراه داشته است. نسل¬های جدیدی از پلی¬کربنات تقویت شده، با خواصی همچون مقاومت حرارتی و مقاومت ضربه بالا به بازار معرفی شده است که در تولید قطعات خودرو مصرف می¬شوند.
پلی¬کتون:
شرکت کره ای Hyosung به تولید پلی¬کتونی با نام تجاری Karilonمیپردازد. این شرکت باحمایت دولت و با هدف کاهش گازهای گلخانه¬ای به تولید این محصول می¬پردازد چه پلی¬کتون از کربن¬مونوکسید تولیدی توسط صنایع شیمیایی، حاصل می¬شود. مقدار زیادی از محصول این شرکت در اختیار آمیزه¬سازان قرار می-گیرد. یکی از این شرکت¬های آمیزه¬ساز Akro-Plastic است که از پلی¬کتون و درصدهای مختلف الیاف شیشه آمیزه¬های گوناگونی را تولید می¬کند.
بزرگ¬ترین مزیت پلی¬کتون، مقاومت شیمیایی بالا و مناسب آن است. به عنوان مثال پس از ۳۰ روز قرار گرفتن در Hcl، کشامد تا شکست ۳۰۰% را نشان می¬دهد که عددی قابل توجه است . از طرف دیگر این ماده جهندگی بالاتری نسبت به استال و حتی PA 12 را داراست.
زمانی که پلی¬کتون تحت فرآیند تزریق قرار می¬گیرد کرنش تسلیم آن بیش از ۳۰% و کشامد تا شکست آن بیشتر از ۳۵۰% خواهد بود. این بسپار میزان خزش کمی نیز از خود نشان می¬دهد و از طرف دیگر میزان جذب آب آن نیز بسیار اندک است.

مرجع:
Compounding World, Engineering thermoplastics, Page: 65-74, May 2014

واژه نامه
جهندگی resilience
گرما اکسایشی thermo oxidative

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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

دکمه بازگشت به بالا