اختصاصی بسپار/ نبرد بسپارها: PPO در برابر PA66، باشد که بهترین پیروز شود!
بسپار/ایران پلیمر این مقاله که توسط یکی از متخصصان مشاور در گروه Madisonنوشته شده است و در آن گرمانرمهای پیشرو با یکدیگر مقایسه میشوند تا تفاوت آنها از نظر ویژگیهای فرایندی، مقاومت شیمیایی، خواص گرمایی و مکانیکی و سایر ویژگیها بررسی شود.
در حوزه بسپارهای با کارایی بالا، پلی(فنیلن اکسید) (PPO) و پلیآمید ۶۶ (PA66) دو انتخاب محبوب محسوب میشوند که هرکدام مجموعهای منحصربهفرد از خواص و کاربردها دارند.PPO که با نام PPE نیز شناخته میشود، یک گرمانرم اَریخت (amorphous) با پایداری ابعادی استثنایی، پایداری آبکافتی و مقاومت گرمایی زیاد است. در مقابل، PA66 یک پلیآمید نیمهبلوری با استحکام کششی عالی، چقرمگی زیاد و مقاومت سایشی بسیار خوب است. در این نبرد بسپاری، نقاط قوت و ضعف PPO و PA66 بررسی و ساختار شیمیایی، خواص گرمایی، خواص مکانیکی، مقاومت شیمیایی، مقاومت محیطی و ویژگیهای فرایندی آنها را با هم مقایسه خواهد شد.
ساختار مولکولی
PA66 با ساختار خطی و پیوندهای آمیدی شناخته میشود که امکان ایجاد پیوند هیدروژنی بین زنجیرههای بسپاری را فراهم میکند . این ساختار شیمیایی موجب افزایش استحکام کششی، چقرمگی و مقاومت شیمیایی این بسپار میشود. PA66 یک پلیآمید نیمهبلوری است که دارای نواحی بلوری منظم در میان نواحی اَریخت است.
PPO یک آمیختهی سازگار (miscible blend) از پلی(فنیلن اتر) و پلیاستایرن مقاوم به ضربه (HIPS) است. PPE که یک ماده اَریخت است، با ساختار مولکولی سخت خود که شامل حلقههای بنزن و گروههای متیل است معروف است. این ساختار موجب دمای انتقال شیشهای زیاد، مقاومت گرمایی زیاد، خواص الکتریکی خوب، پایداری آب¬کافتی عالی و امکان استفاده از بستههای بازدارنده شعله غیرهالوژنه را فراهم میکند. هنگامی که PPE با پلیاستایرن (PS) آمیخته میشود، ماده حاصل دارای خواص گرمایی و مکانیکی قابل تنظیم خواهد بود.
مقایسه این دو ماده یک مقایسه کلاسیک میان بسپارهای اَریخت و نیمهبلوری است. با این حال، در مورد PA66، ساختار شیمیایی منحصربهفرد این ماده، مزایایی را از نظر چقرمگی فراهم میکند که سایر مواد نیمهبلوری فاقد آن هستند. در مقابل، PPO مزایای معمول مواد اَریخت را داشته و علاوهبر آن، مجموعه خواص قابل تنظیمتری را ارائه میدهد.
خواص گرمایی
از آنجا که PA66 یک بسپار نیمهبلوری است، دارای نقطه ذوب مشخص (Tm) در حدود 260 درجه سلسیوس است. دمای انتقال شیشهای (Tg) این بسپار از 55 درجه سلسیوس در حالت خشک تا منفی 37 درجه سلسیوس در شرایط رطوبت نسبی (RH) 100 درصد متغیر است. Tg در PA66 تحت تاثیر میزان رطوبت قرار میگیرد، زیرا آب بهعنوان نرمکننده برای زنجیرههای بسپاری عمل میکند.
مقایسه مدول بر حسب دما در PA66 وPPO تفاوت واضحی بین رفتار گرمایی مواد اَریخت و نیمهبلوری را نشان میدهد. PA66 در حالت تعادلی (شرایط رطوبتی) دارای Tg کمتری نسبت به حالت خشک است. بالاتر از این دمای انتقال شیشهای، PA66 مدول خود را تا دمای بسیار بالاتری نسبت به PPO حفظ میکند. بنابراین، اگر هدف اصلی شما کارکرد طولانیمدت در دماهای زیاد مانند کاربردهای زیر کاپوت خودرو باشد، PA66 انتخاب بهتری است.PPE دارای دمای انتقال شیشهای بالای 215 درجه سلسیوس است، که مقاومت گرمایی بسیار خوب و پایداری ابعادی در دماهای زیاد را فراهم میآورد. آمیختن PPE با سایر بسپارها میتواند بر دماهای گذار گرمایی آن تاثیر بگذارد، بهطوریکه دمای انتقال شیشهای در آلیاژها بسته به مقدار پلیاستایرن از حدود 110 درجه سلسیوس در درصدهای زیادِ پلی استایرن و تا 175 درجه سلسیوس در درصدهای کمِ پلی استایرن متغیر است.
رفتار گرمایی PPO با پایداری مدول شناخته میشود، به این معنا که این ماده از دمای محیط تا دمای انتقال شیشهای، مدول زیادی را حفظ میکند. این در تضاد با مواد پلیآمیدی است که در عبور از دمای انتقال شیشهای، مدول آنها افت میکند و مقدار مدول آنها بهشدت وابسته به میزان رطوبت است. این ویژگی باعث میشود PPO مادهای باشد که میتوان به رفتار پایدار آن در محدوده دمای کاربری اعتماد کرد.
(ادامه دارد …)
برگردان: مهندس مهدی عارفخانی Arefkhani77@outlook.com
متن کامل این مقاله را در شماره 281 ماهنامه بسپار که در نیمه اسفند ماه 1404 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 طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
