مقالات

چگونه مقدار رطوبت را پیش از فرآیند تعیین و کنترل کنیم؟

اگر می­خواهید فرایندی پایدار و قطعاتی با عملکرد درست داشته باشید، باید پیش از فرایند قالب­گیری، مقدار آب موجود در پلیمر را تعیین کنید. چه تفاوتی بین آزمون کاهش وزن و آزمون خاص رطوبت وجود دارد؟ این سوال مهمی است، زیرا برای ساخت قطعات قابل قبول از بسپارهای حساس به رطوبت، باید پلاستیک را خشک کنید. از این رو درک آزمون­هایی که برای تعیین رطوبت استفاده می­کنید مهم است.

 

خشک کردن بسپار، بخش مهمی از اکثر فرایندهای قالب­گیری است. بسیاری از مشکلات قطعات تولیدی در نتیجه­ی خشک کردن نامناسب رخ می­دهد. این مشکلات شامل تغییرات فرایندی، وادادگی زودهنگام قطعه، قطعات مرجوعی و غیره است، همچنین همه ­ی آن­ها را به ضررهای قابل توجه مالی اضافه کنید.

همان­طور که می­دانید برخی از بسپارهای نم ­گیر (hygroscopic) مانند نایلون، PC، و PET باید پیش از فرایند خشک شوند. تولیدکنندگان بسپار به شما می­گویند بسپار را خشک کنید و برای داشتن فرایندی درست حداکثر رطوبت­ گیری را فراهم کنید. متاسفانه گاهی اوقات این مسئله ­ی مهم نادیده گرفته می­شود. دلیل اصلی این­که شما نیاز به خشک کردن این بسپارها دارید، جلوگیری از تخریب زنجیر بسپار از طریق واکنش آبکافت (هیدرولیز) است.

اگر این بسپارها به درستی خشک نشوند، رطوبت، حتی در مقدار بسیار کم (بیش از حدود ppm ۲۰۰ برای اکثر بسپارها) می­تواند با زنجیرهای بسپار واکنش نشان ­دهد. زنجیرهای کوتاه بسپار به معنی تخریب ناشی از وزن مولکولی است که باعث مشکلاتی که قبلا گفته شد، می­شود.

بنابراین، هنگام تعیین مقدار رطوبت نمونه ­ی بسپار، به دنبال مقدار بسیار کم آب هستیم. بنابراین روشی که برای تعیین رطوبت استفاده می­شود باید برای اندازه­ گیری مقادیر بسیار کم رطوبت دقیق باشد. یعنی چقدر دقیق باشد؟

برای مثال، ppm ۲۰۰ معادل ۰/۰۲ درصد است، یعنی ۹/۱ گرم آب در ۴۵،۳۶۰ گرم از بسپار. برخی ­ها اگر شتکی (splay) روی قطعات و یا حبابی در تخلیه ببینند می­گویند بسپار مرطوب است. اما این مقدار رطوبت، شتکی ایجاد نخواهد کرد، چرا که آب در واکنش آبکافت زنجیرهای بسپار مصرف می­شود. از این رو، قطعات به نظر عالی می­رسند، اما تحت تنش وامی­دهند. نه کاربر و نه کنترل کیفیت هیچ کدام علایم بصری از وجود مشکل نمی­بینند. بنابراین، نیاز به تعیین رطوبت داریم، یعنی، آزمایش کردن بسپار پیش از فرایندکاری.

به هر حال، توجه کنید که اگر قطعاتی از بسپار مرطوب ساختید و سپس متوجه شدید، نمی­توانید قطعات را آسیاب کنید و برای رفع این مشکل، بسپار را دوباره خشک کنید. زیرا خواص بسپار از بین رفته و این مواد را باید دور انداخت، سوزاند و یا به سازنده بازگرداند. همچنین نباید برای ساخت قطعات، این مواد را با مواد خام مخلوط کرد. چرا که خواص فیزیکی و شیمیایی را به شدت کاهش می­دهند.

متاسفانه، نقطه شبنم (dewpoint) کم در خشک­کن، خشک کردن بسپار را تضمین نمی­کند. به منظور دانستن مقدار رطوبت مناسب پیش از فرایندکاری، باید از روش آزمون خاص رطوبت (نه کاهش وزن) استفاده کنید. اما این آزمون­ها چه تفاوتی دارند؟

بگذارید با توضیح آزمون کاهش وزن شروع کنیم. آزمون کاهش وزن شامل نمونه­ گیری بسپار از خشک­کن یا قیف و قرار دادن آن درون ظرفی است که در طول آزمون گرم می­شود. بعد از بارگذاری ظرف حاوی دانه و پیش از شروع گرمادهی، دستگاه، نمونه را وزن می­کند. سپس هنگامی که کلید شروع را فشار دهید، ظرف برای هر بسپار معینی تا دمای خاصی گرم می­شود. هنگامی که بسپار گرم می­شود، رطوبت و هر چیز دیگری که در دمای آزمون قابل تبخیر است، بخار شده و از نمونه خارج می­شود. هرچه ترکیبات فرار خارج شوند، نمونه سبک­تر می­شود.

پس چگونه دستگاه می­داند که چقدر از کاهش وزن به خاطر آب است و چه مقدار به خاطر سایر ترکیبات فرار (مانند رهاساز قالب، پایدارکننده، ضدبارساکن (antistats)، و یا هر افزودنی دیگری که ممکن است در بسپار وجود داشته باشد) است؟

اغلب، هنگامی که بسپار را گرم می­کنید، می­توانید آن را بو کنید. آب، بو ندارد، بنابراین با بو کردن می­توانید تشخیص ­دهید که چیز دیگری دارد تبخیر می­شود. برای مثال، اگر نمونه، ۵۰ گرم با ۰/۰۲ درصد آب وزن شود، فقط ۰/۰۱ گرم رطوبت برای تبخیر وجود دارد. مواد افزودنی، در صورت وجود، درصد زیادی دارند. از این رو می­توانید تصور کنید که چگونه وجود سایر ترکیبات فرار به راحتی می­تواند نتایج آزمون را تحریف کند.


(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره ۱۷۴ ام ماهنامه بسپار که در اسفندماه منتشر شده است بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکارخانم ارشاد تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه اصلی همین سایت وجود دارد. 

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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

دکمه بازگشت به بالا