اختصاصی بسپار/ نکات تنش زدایی برای بسپارها/ پلی یورتان های گرمانرم

بسپار / ایران پلیمر  پلی یورتان های گرمانرم (TPU) اتصالات عرضی فیزیکی، نه شیمیایی، ایجاد می‌کنند که می‌تواند با گرمایش مجدد شکسته شود. تشکیل این اتصالات عرضی را می‌توان با تنش زدایی (annealing) سرعت بخشید، که باعث بهبود خواص مختلف می‌شود.

پلی یورتان ها طیف باورنکردنی شیمی و ساختارهایی را نشان می‌دهند که ممکن است در دنیای بسپارها بی‌نظیر باشد. در حالی که تمام پلی یورتان ها اساسا محصول واکنش بین ایزوسیانات و الکل هستند، شیمی این مواد می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی تغییر کند و طیف گسترده‌ای از خواص را ایجاد کند. علاوه بر این، تغییر نسبت آن چه به‌عنوان بلوک‌های سخت و نرم درون ساختار شناخته می‌شود، خواص مختلفی را ایجاد می‌کند که معمولا با مشخصه سختی سطح نشان داده می‌شوند، ازShore A  60 شروع می‌شود و تا Shore D 75 گسترش می‌یابد.

پلی یورتان ها می‌توانند به طور شیمیایی شبکه ای شوند و گرماسخت ها را تشکیل دهند یا می‌توانند گرمانرم باشند. اگرچه این مواد به‌طور کلی لاستیک در نظر گرفته می‌شوند، یورتان های صلب نیز وجود دارند و می‌توان با افزودن الیاف تقویت‌کننده، خواص مکانیکی این مواد را اصلاح کرد.

شیمی پلی یورتان، عامل اصلی بهبود عملکرد این مواد در هنگام قالب گیری قطعات یورتان گرمانرم (TPU) است. خواص قطعات TPU قالب گیری شده کاملا ایجاد نشده است و اگر قطعات در دمای اتاق انبار شوند، روند رشد خواص ممکن است هفته‌ها طول بکشد. در طی این فرایند رشد، عملکرد مکانیکی و گرمایی به دلیل تشکیل اتصالات عرضی فیزیکی بهبود می‌یابد. این‌ اتصالات ماندگاری اتصالات عرضی شیمیایی را ندارند و در اثر گرمای زیاد می‌توانند شکسته شوند و مواد ذوب شود. اما اتصالات عرضی فیزیکی، عملکرد را در یک محدوده دمایی قابل‌توجه افزایش می‌دهد. آهنگ تشکیل اتصالات عرضی فیزیکی از طریق تنش زدایی افزایش می‌یابد. در حالی که در مقالات مربوط به تنش زدایی اغلب پیشنهاد می‌شود که این فرایند به‌راحتی زمان لازم برای دستیابی به یک ساختار ایده آل را کاهش می‌دهد، واقعیت این است که تنش زدایی تحت شرایط مناسب می‌تواند عملکرد را به سطح بالاتری از آن چه در دمای اتاق بدون توجه به مدت زمانی که شما صبر می کنید، برساند.

از آن جا که حتی نرم‌ترین TPU نیز نرم نمی‌شود تا زمانی که دما به حدود 150 درجه سانتی گراد برسد، دستورکار‌ کلی برای تنش-زدایی این مواد، دمای پیشنهادی 110 درجه سانتی گراد به مدت زمان 16 تا 24 ساعت است. با این حال، در گونه های سخت‌تر مواد، جایی که شروع ذوب ممکن است تا 200 درجه سانتی گراد رخ ندهد، می‌توان دماهای بیشتر به کار برد.

همان‌طور که قبلا بیان شد، تنش زدایی به دلایل مختلف برای انواع گوناگون مواد انجام می‌شود. برای بسپارهای اَریخت (amorphous)، تنش زدایی یک روش شناخته شده برای کاهش تنش درون قالب است. در گرمانرم های نیمه بلوری، تنش زدایی در دمای بیش از دمای گذار شیشه ای (Tg) بسپار انجام می‌شود تا درجه بیشتری از بلورینگی ایجاد شود. در گرماسخت ها هدف، افزایش درجه اتصالات عرضی است که  Tgماده را نیز افزایش می‌دهد.

با این حال، در مواد TPU، این فرایند عملکرد را در هر دو انتهای طیف دمایی افزایش می‌دهد. نشان داده شده است که تنش زدایی باعث بهبود خواص در دماهای زیاد می‌شود، اما با کاهش Tg بسپار، عملکرد در دمای کم نیز بهبود می یابد. محدوده دمایی مفید یک لاستیک توسط این دو معیار تعریف شده است.

برگردان: دکتر فاطمه خودکار
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره ۲۱۹ ماهنامه بسپار که در نیمه دی ماه ۹۹ 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.