اختصاصی بسپار/ چراغ سبز برای کاربرد پلاستیک‌‌های بیشتر در خودروها

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر تولیدکنند‌‌گانی که از طریق قالب‌‌گیری تزریقی پلاستیک‌‌ها، قطعات خودروها را تولید می‌‌کنند، در حال حاضر طیف وسیع‌‌تری از گروه‌‌های مواد را برای انتخاب دارند. این مقاله به بررسی پلی‌‌پروپیلن‌‌ها (PP)، پلی‌‌آمیدها (PA) و آمیزه‌‌های بازیافت‌‌شده جدید می‌‌پردازد.

تحولات جدید در پلاستیک‌‌ها برای فضاهای داخلی (interiors) و قسمت‌‌های خارجی (exteriors) خودرو، گزینه‌‌های جدیدی را برای تامین‌‌کنندگان و سازندگان اصلی قطعات (OEM)‌‌ برای بهبود زیبایی، افزایش کارایی، کاهش وزن، کاهش اثرات (footprints) کربن فراهم می‌‌کند و به‌‌طور کلی زیست‌‌پایداری (sustainability) را با روشی مقرون‌‌به‌‌صرفه بهبود می‌‌بخشد. رقابت بین بسپارها احتمالا هرگز به این شکل که مدتی است رواج دارد، فعال نبوده است، به‌‌عنوان مثال، پلی‌‌پروپیلن مانند گرمانرم‌‌های مهندسی گران‌‌قیمت مثل پلی‌‌آمیدها درحال تکمیل خواص برای انجام کارهای بسیار خاص هستند. اما شاید شگفت‌‌انگیزترین پیشرفت در پلاستیک‌‌های زیستی آمیزه‌‌های مبتنی بر پلی‌‌لاکتیداسید(PLA) باشد که اکنون در موقعیتی هستند که می‌‌توانند نقش‌‌های جدید زیادی را در کاربردهای بادوام و با عملکرد زیاد به‌‌عهده گیرند.
غول صنعت پتروشیمی شرکت LyondellBasell، خودروسازی Tier One Rehau و شرکت متخصص سطح Eschmann Textures در اوایل ماه نوامبر سال 2019، اعلام کردند که آن‌‌ها با یکدیگر یک قطعه اسفنجی شده به‌‌طور فیزیکی (physically) زیبا برای قسمت پایینی و عقب بدنه خودرو با سطح ظاهری عالی ساخته‌‌اند که برای رسیدن به اهداف جدید زیست‌‌پایداری در شرکت خودروسازی BMW طراحی شده است (شکل1). بنا به‌‌اعلام این شرکت‌‌ها، به‌‌واسطه ترکیب تخصص‌‌های هر سه این شرکت‌‌ها، مواد اولیه، طراحی و قالب‌‌سازی قطعات و پوشش [قالب] سرامیک، قطعه اسفنجی به بالاترین رتبه سطح/کیفیت رسیده است و یک سری آزمایش‌‌های معتبر را با نتایج خوب پشت سر گذاشته است.

شکل1: خودرو BMW یک قطعه اسفنجی شده به‌‌طور فیزیکی در قسمت پایینی و عقب بدنه خود دارد.

قسمت اسفنجی از طریق قالب‌‌گیری تزریقی با Hifax TYC 2182F تهیه شده است که یک آمیزه پلی‌‌پروپیلن است و به‌‌گفته شرکت LyondellBasell برای تولید قطعات خارجی با مسیرهای جریان طولانی و نسبت‌‌های مسیر جریان طولانی/ ضخامت دیواره، مطلوب است. هم‌‌چنین این ماده مقاومت در برابر خراشیدگی زیادی دارد.
به‌‌عنوان بخشی از این طرح، این سه شرکت با دانشمندان دانشگاه Chemnitz University of Technology که مطالعات مربوط به تاثیر پوشش در قالب‌‌گیری تزریقی اسفنج‌‌های گرمانرم فیزیکی (TFI) را آزمایش کرده‌‌اند، همکاری کردند. در طول دوره بررسی 000/100 چرخه، روش‌‌های تحلیل لمسی (tactile) و نوری نشان داد که پوشش سرامیکی تاثیر مثبتی بر رفتار جریان درون حفره قالب دارد. به‌‌گفته شرکت‌‌های مجری این طرح، پوشش‌‌های سرامیکی قالب، جایگزینی برای اجزای TFI بدون رگه (streak-free) نوری و بدون افزایش در زمان چرخه ارایه می‌‌کنند.
شرکت RTP که یک آمیزه‌‌کار بزرگ و مستقل است می‌‌گوید كه عواملی مثل گرایش به مصرف سوخت بیشتر در وسایل نقلیه دارای موتور احتراق داخلی، وسایل نقلیه الكتریكی با کارایی بیشتر و تامین مواد زیست‌‌پایدار هم‌‌چنان از راه‌‌های مختلف محدودیت‌‌های گرمانرم‌‌های‌‌ مهندسی را افزایش می‌‌دهد. مدیر توسعه تجارت محصولات ساختاری این شرکت می‌‌گوید، درطی سال‌‌ها پلی‌‌پروپیلن با الیاف شیشه‌‌‌‌ای بلند (LGF PP) به‌‌‌‌دلیل سبک‌‌بودن، خواص مکانیکی خوب و کاهش هزینه‌‌ها، موفقیت و رشد باورنکردنی در جایگزینی با مواد فلزی و مواد بر پایه بسپارهای مهندسی سنگین‌‌تر مانند پلی‌‌آمیدهای تقویت‌‌شده با الیاف شیشه‌‌ای کوتاه داشته است و ادامه می دهد، شرکت RTP مرزهای قابلیت‌‌های LGF PP را جابه‌‌جا می‌‌کند و فرصت‌‌های جدیدی را برای تغییر قطعات ایجاد می‌‌کند که تا پیش از این هرگز ممکن نبوده است.
مثالی که او می‌‌گوید برای کاربردهای زیرکاپوت (hood) خودرو است که نیاز به مقاومت در برابر دماهای زیاد دارد. شرکت RTP اکنون طیف وسیعی از پلی‌‌پروپیلن با الیاف شیشه‌‌‌‌ای بلند را عرضه می‌‌کند که می‌‌توانند بیش از 1000 ساعت را در دمای 150 درجه سلسیوس که معادل گرمای لازم برای الزامات پیرشدگی (ageing) می‌‌باشد، بگذراند. به‌‌عنوان مثال، گونه (grade) RTP 0199 X 151095، 17 درصد افت استحکام کششی را بعد از 1000 ساعت (تا 83 مگاپاسکال)، 29 درصد افزایش در مدول‌‌های کششی (به 3/8 گیگاپاسکال) و 30 درصد کاهش در افزایش طول کششی (تا 6/1 درصد) را نشان می‌‌دهد.
هم‌‌چنین شرکت RTP پلی‌‌پروپیلن با الیاف شیشه‌‌‌‌ای بلندی را برای کاربردهایی با قابلیت دید زیاد مانند صفحه کیلومتر (panels) ، پودمان‌‌های درب یکپارچه و بالابرها ارایه می‌‌دهد و نسل جدیدی از پلی‌‌پروپیلن‌‌های تقویت‌‌شده با الیاف کربن را با چگالی تا 30 درصد کمتر و حتی بیشتر از پلی‌‌آمیدهای تقویت‌‌شده با الیاف کوتاه شیشه تولید کرده است.

برگردان: مهندس پدرام ملائکه
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 226 ماهنامه بسپار که در نیمه شهریور ماه ۱۴۰۰ منتشر شده است بخوانید.

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.