PVC Static Test

ارزیابی کمی پایداری حرارتی کامپاندهای PVC

/0 دیدگاه /در , /توسط

موفق شدیم در آخرین بخش که لینک آن در ادامه قرار داده شده است، در ارتباط با خانواده های مختلف افزودنی های استابلایزر مورد استفاده در افزایش پایداری حرارتی PVC، صحبت کنیم. با توجه به مقالات قبلی، ما می توانیم نوع مناسب پایدارکننده حرارتی یا همان استابلایزر را انتخاب کنیم. باید در نظر داشته باشیم در هر خانواده چندین گرید تجاری توسط شرکت های مختلف عرضه می شوند و مهندسین طراح فرمولاسیون باید بتوانند در مرحله اول گرید مناسب را انتخاب و سپس غلظت بهینه ای از آن را جهت استفاده در کامپاند محصول مورد نظرشان قرار دهند. در این بخش و قسمت بعدی آن در خصوص روش های ارزیابی کارایی پایداری حرارتی استابلایزرها بحث خواهیم کرد.

پایدارکننده های حرارتی ( استابلایزر) PVC، خانواده ای وسیع و متنوع – بخش دوم

تا کنون دو روش مهم جهت کمی سازی توان استابلایزرها در افزایش مقاومت حرارتی PVC توسعه داده شده است. روش اول به تست دینامیک و روش دوم استاتیک تست نام دارد. هر روش را با جزئیات بیشتری بررسی خواهیم کرد، اما در همین ابتدا لازم است بدانیم هیچکدام از این تست ها برتری نسبت به دیگری نداشته و تنها باید دقت کرد چنانچه تنها نمونه مورد نظر ما تحت دما قرار دارد، از تست استاتیک و چنانچه علاوه بر دما، نمونه در معرض تنش های مکانیکی – حرارتی نیز قرار دارد، از تست دینامیک استفاده شود. این بخش را با معرفی تست استاتیک همراه خواهیم بود.

در آزمون ارزیابی پایداری حرارتی استاتیک نمونه تولید شده با استفاده از کامپاندی که کاملا منطبق بر فرمولاسیون نهایی قطعه مورد نظر است و حاوی غلظت کافی از استابلایزر است، در معرض دمای ثابت قرار می گیرد و تغییر یکی از دو شاخص زیر مورد ارزیابی قرار می گیرد:

  • تغییر رنگ نمونه ( تست آون)
  • اندازه گیری زمان آزاد شدن هیدروکلریک اسید

نمونه ای که مورد آزمون قرار می گیرد، می تواند به کمک هر یک از روش هایی که در مقاله بازدهی فرمول یک محصول پایه PVC را چگونه ارزیابی کنیم؟ معرفی شدند، تولید شود. اما باید در نظر داشت همه نمونه ها تحت شرایط ثابتی تهیه شوند.

PVC Static Test

در روش آون یا همان بررسی تغییر رنگ نمونه، باریکه هایی از فیلم های تهیه شده از نمونه مورد نظر در دمای ثابتی ( معمولا دمای 170-200 °C) درون آون قرار می گیرند و در زمان های مختلف (برای مثال هر ده دقیقه یک بار) نمونه برداری صورت می گیرد و تغییر رنگ نمونه ها نسبت به یکدیگر ارزیابی می شود. با توجه به اینکه امکان اندازه گیری تغییر رنگ به صورت کمی نیز مهیا ( برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید به روش های ارزیابی کیفیت و ثبات رنگ قطعات تولید شده با PVC) است، بنابراین این روش اطلاعات کاملا کمی را حاصل می کند. این روش بیشتر در کاربری های PVC نرم مورد استفاده قرار می گیرد.

اما در روش تعیین زمان آزاد شدن هیدروکلریک اسید، به تجهیزات پیشرفته تری نیاز داریم. در این روش نمونه حرارت داده می شود و جریان هوا، نیتروژن یا آرگون در محفظه ای که نمونه در آن قرار دارد، وجود دارد. گاز خروجی از محفظه نمونه وارد آب بدون یون می شود و PH این آب مرتبا اندازه گیری می شود. به محض شروع تولید گاز هیدروکلریک اسید PH آب کاهش می یابد. مدت زمانی که طول می کشد اولین کاهش در PH آب رویت شود، همان زمان پایداری استاتیک نمونه PVC مورد آزمون است. این روش بنام دی هیدروکلرینیشن (Dehydrochlorination) نیز شناخته می شود و معمولا برای فرمولاسیون های PVC سخت و کدر، مانند لوله و پروفیل درب و پنجره مورد استفاده قرار می گیرد.

Kd Chem

پایدارسازی حرارتی فیلم های نرم PVC به کمک استابلایزر LX 700

/0 دیدگاه /در /توسط

کمپانی KD-Chem، این خوشنام و آوازه کره ای، حدود سه دهه است که تمرکز خود را بر تولید افزودنی های PVC با کیفیت قرار داده است. KD-Chem بزرگترین تولید کننده استابلایزرهای PVC مایع آلی در کره است و به بیش از 30 نقطه دنیا نیز محصولات خود را صادر می کند. یکی از محصولات پر طرفدار KD-Chem خانواده استابلایزرهای مخلوط فلزات مایع این کمپانی است. LX 700 مشهورترین گرید KD-Chem است که مخلوط باریم، کادمیوم و روی (به اختصار Ba.Cd.Zn) و به شکل فیزیکی مایع شفاف زرد رنگ در درام های 200 لیتری عرضه می شود.

Kd Chem

KD-Chem تمامی ملاحظات فنی را در خصوص طراحی گرید LX 700 در نظر گرفته است و به صورت هنرمندانه ای مخلوطی One Pack تهیه کرده است که به صورت همزمان می تواند مقاومت حرارتی فرمول بر پایه PVC را افزایش دهد، رنگ محصول را ثابت نگهدارد، زمان ژل شدن را کاهش دهد و مانند وکس و روان کننده به جریان پذیری فرمول کمک می کند. LX 700 بهترین عملکرد را در ترکیب با ESBO (Epoxidized Soybean Oil) دارد. این گرید اجزای فراری ندارد و مهاجرت اجزای آن به سطح صفر است. مهمترین محصولاتی که LX 700 به خوبی می تواند مقاومت حرارتی آن ها را افزایش دهد، شامل انواع فیلم و ورق های سخت و نرم PVC است که به کمک روش های کلندرینگ و … تولید می شوند. میزان مصرف LX 700 بر اساس نوع محصول و میزان پایداری حرارتی مورد نیاز 1-3 phr است.

polyacetal

پلی استال های هموپلیمر یا کوپلیمر؟ کدامیک برای تولید قطعات مدنظر شما مناسب هستند؟

/0 دیدگاه /در , /توسط

پلی استال که در بخش قبلی نکات کلی را در رابطه با این ترموپلاستیک مهندسی مطالعه کردیم، در آستانه ورود به 50 سالگی خود در صنعت پلاستیک است. پلی استال با نام اختصاری لاتین POM، از جمله محدود پلاستیک هایی است که چندین نام رسمی و غیر رسمی دارد. معمولا پلیمرها را با توجه به نام منومر مورد استفاده در تولید آن ها نامگذاری می کنند. با توجه به این روش نامگذاری، نام پلی استال پلی فورمالدهید (Polyformaldehyde) یا پلی اکسی متیلن (Polyoxymethylene) می تواند باشد و POM نیز از پلی اکسی متیلن می آید. اما این ماده را را با نام های تجاری مهمی که به نوعی مبدعان این پلاستیک هستند نیز می شناسند. هوستافرم (Hostaform)، Delrin، Ultraform، Duracon، Tenac، Kocetal، Celcon، Ramtal، Kepital و … مهمترین برندهایی هستند که پلی استال را با این نام ها نیز صدا میزنند. اولین کشف هوستافرم به حدود 100 سال پیش باز می گردد، اما به دلیل محدودیت هایی که در پایداری حرارتی نمونه های تولیدی وجود داشت، 50 سال طول کشید تا اولین پلی استال تجاری شده توسط دوپونت به بازارها عرضه شود. این پلی استال از نوع هموپلیمر بود و تمامی واحدهای سازنده زنجیره های آن از نوع اکسی-متیلن بودند. در سال های بعدی انواع کوپلیمر POM نیز توسعه داده شدند و حدود 1-1.5% گروه های اتیلن اکساید یا دی اکسالن (Dioxolane) نیز در بین زنجیره ها قرار گرفتند. در اینجا به مهمترین تفاوت های انواع همو و کوپلیمر پلی استال اشاره می کنیم که می تواند ملاک تصمیم گیری برای انتخاب گرید مناسب پلی استال جهت تولید قطعات مورد نظر ما باشد.

پلی استال

در همین ابتدا اشاره کنیم که مهمترین دلیلی که کوپلیمرهای POM توانستند سهم بازار قابل توجهی را از آن خود کنند، فرایند پذیری بهتر و محدوده دمای فرایند گسترده تر نسبت به انواع هموپلیمر بود. مهمترین دلیل این برتری کاهش پیوندهای اکسیژن – کربن است که مستعد تخریب هستند و همچنین با حضور کومنومر، دمای ذوب نیز در حدود 10 °C کاهش پیدا می کند و عملیات ذوب و شکل دهی در دماهای کمتری انجام می شود. اما از این نکته فرایندی که بگذریم در دیگر مقایسه ها این هموپلیمرها هستند که برنده رقابت اند. برای مثال هموپلیمرها با داشتن درصد بلورینگی و نظم مولکولی بسیار بالا، استحکام و مدول مکانیکی در حدود 15 درصد بیشتر از نوع کوپلیمر را دارند. همچنین دمای سرویس دهی بالاتر در کنار مقاومت خستگی و خزش بیشتر از دیگر مزایای هموپلیمرها در مقایسه با کوپلیمرها است. به کمک این برتری ها POM های هموپلیمر می توانند خواص یکسانی را در مقایسه با کوپلیمر در ضخامت های کمتری ایجاد کنند و قطعات سبک تری را تولید کنند. همچنین سیکل تزریق هموپلیمرها به دلیل دمای بلورینگی بالاتر می تواند کوتاهتر باشد و این نکته راندمان تولید را افزایش می دهد.

کمپانی بزرگ و نوآور Dupont تولید کننده یکی از بهترین برندهای هموپلیمر پلی استال با نام تجاری Delrin و دیگر کمپانی صاحب نام در این حوزه Asahi Kasei ژاپنی است که تولید کننده هر دو نوع هموپلیمر و کوپلیمر با نشان تجاری Tenac است. برای مطالعه بیشتر در خصوص کاربردهای پلی استال به لینک زیر مراجعه کنید.

Tafmer 810

Tafmer 810، معجزه میتسوئی برای فرایند اکستروژن

/0 دیدگاه /در , /توسط

اکستروژن یکی از مهمترین فرایندهای شکل دهی انواع پلاستیک و حتی لاستیک ها است. انواع ورق، لوله، پروفیل و تمامی قطعات پلاستیکی که سطح مقطع ثابتی در طول خود دارند، به کمک این روش محبوب تولید می شوند. برعکس فرایند تزریق، گریدهای پلیمری که در فرایند اکستروژن مورد استفاده قرار می گیرند، ویسکوزیته مذاب بالایی دارند. این نکته برای شکل دهی راحت قطعات الزامی است. میتسوئی، صاحب برند معتبر و معروف Tafmer در دنیای POE ها، گرید اختصاصی از Tafmer (Tafmer 810) را برای اصلاح فرمولاسیون محصولات مختلف تولید شده با فرایند اکستروژن، تولید می کند.

Tafmer 810

نام این گرید ویژه Tafmer 810 است. همانطور که از نام این گرید بر می آید، دانسیته ای برابر با 0.885 g/cc دارد و MFI آن برابر با 1.2 g/10 min (@ 2.16 kg, 190 °C) است. Tafmer 810 می تواند انعطافپذیری، نرمی، کشسانی، مقاومت به ضربه و میزان استفاده از فیلرها را در فرمولاسیون های مختلف اکستروژن بر پایه پلی اتیلن و پلی پروپیلن افزایش دهد. به دلیل ویسکوزیته بالا این گرید می تواند نقش بهبود دهنده چسبندگی بین پلیمر و پرکننده های معدنی را در فرمول های حاوی درصد بالای فیلر و پرکننده بر عهده گیرد. از جمله مهمترین کاربردهای Tafmer 810 می توان به استفاده در فرمولاسیون تولید انواع لوله و ورق، موکت و ورق های عایق صدای حاوی درصد بالای پرکننده و فیلم های پلی الفینی اشاره کرد.

K 120 indofil

معرفی کمک فرایند اکریلیکی گرید K120 کمپانی Indofil

/0 دیدگاه /در /توسط

Indofil کمپانی هندی است که در زمینه تولید مواد اولیه شیمیایی برای صنایع مختلفی همچون چرم، رنگ و پوشش، نساجی و کامپاندینگ پلاستیک ها فعال است. Indofil محصولات ویژه ای برای صنعت PVC در سبد محصول خود دارد. در بین محصولات Indofil افزودنی های مختلفی برای صنعت PVC مانند انواع کمک فرایند (مثل k120) به چشم می خورد. کمک فرایندهای Indofil از انواع اکریلیکی هستند.

K 120 indofil

یکی از مهمترین گریدهای کمک فرایند اکریلیکی Indofil، K120 است که در این بخش با آن آشنا خواهیم شد. K120 در پنج نسخه مختلف به شرح زیر توسط Indofil تولید می شود:

  • K-120 ND
  • K-120 CL
  • K-120 PF
  • K-120 PB
  • K-125

همه این پنج گرید به کمک منومرهای اکریلیکی تولید می شوند و به ذوب و پخت بهتر و سریعتر PVC کمک می کنند و استحکام مذاب کامپاند را در فرایندهای بادی و اکستروژن افزایش می دهند. گرید K-120 ND عضو معمولی این خانواده است و به صورت کلی در تمامی فرایندهای بادی، فیلم دمشی، اکستروژن ورق و کلندرینگ مورد استفاده قرار می گیرد. گرید K-120 CL قدری تخصصی تر است و با شفافیت بیشتر برای فرایند کلدرینگ و تولید فیلم و ورق های شفاف به کار می رود. گرید K-120 PF به صورت اختصاصی برای صنعت لوله و اتصالات طراحی شده است و سطح صاف و براقی را در قطعات تولیدی ایجاد می کند. K-120 PB نیز مشابه K-120 PF است و برای کاربری تولید ورق و پروفیل به کار می رود. در نهایت به K-125 می رسیم که نسخه بهبود داده شده K-120 ND است و تا 20 درصد عملکرد بهتری را در کاربری های عمومی و مشابه با K-120 ND ثبت می کند.

گریدهای مختلف K120 معمولا در کیسه های 25 kg بسته بندی می شوند و به صورت پودر سفید رنگ هستند. بر اساس خواص مورد نظر و محصول تولیدی مقدار مصرف این کمک فرایند 0.3-3 phr است.

Multilayer Pipe

لوله های پلیمری چند لایه، گزینه ای اقتصادی برای سیستم های لوله کشی مختلف

/0 دیدگاه /در , /توسط

لوله های پلیمری با داشتن چگالی کمتر در برابر فلزات، شکل پذیری و فرایند تولید راحت به صرفه، خواص عملکردی منحصربفرد و قابلیت تولید برای انواع کاربری ها، خیلی سریع به بخش مهمی از مواد اولیه مصرفی در تولید لوله و اتصالات مختلف تبدیل شدند. هم اکنون پلی الفین ها مانند انواع PE، PP و PB، PVC، PA، ABS و هم چنین برخی رابرها مانند NBR، EPDM، CR و دیگر رابرها در تولید لوله های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله با گروه مهمی از لوله های پلیمری، موسوم به لوله های چند لایه، آشنا خواهیم شد. لوله های مدنظر این مقاله از نوع هتروژن هستند و لایه های مختلف از مواد اولیه ناسازگار با یکدیگر تشکیل می شوند. به همین منظور به جهت ایجاد اتصال مناسب بین لایه ها از چسب های بین لایه ای در این لوله ها استفاده می شود و با این چسب ها نیز در بخش های بعدی آشنا خواهیم شد.

پلی الفین ها و به خصوص PE (پلی اتیلن)، بیشترین سهم مصرف را در بین پلیمرهای مورد مصرف در صنعت لوله و اتصالات دارند. انتخاب نوع و گرید PE یا PP مناسب برای کاربری مدنظر، عموما بر اساس نوع، دما و فشار انتقال سیال مورد نظر صورت می گیرد. از جمله دیگر عوامل موثر بر انتخاب گرید پلیمر مناسب، شرایط محل نصب و بهره برداری از سیستم لوله کشی است. گراف زیر به صورت خلاصه نوع PE و PP مناسب را برای محدوده های مختلف دما نشان می دهد:

Pipe temperature

همانطور که در گراف بالا مشاهده می شود، PP و PEX بالاترین مقاومت حرارتی و دمای کاربری را در بین انواع مختلف پلی الفین ها دارند. PEX گونه خاصی از PE ها است که به کمک روش های مختلف اتصال عرضی می شود.

علاوه بر نوع پلیمر، ساختار لوله های چند لایه شامل نوع و ترتیب قرار گیری لایه ها، بر خواص عملکردی این لوله ها اثر گذار است. علاوه بر پلی الفین هایی مانند PE و PP، انواع پلیمر و فلزات نیز در لایه های مختلف لوله های چند لایه قرار می گیرند. همچنین EVOH مهمترین پلیمر غیر پلی الفینی مورد استفاده در این لوله ها به منظور کاهش عبور پذیری لوله در برابر اکسیژن است. آلومینیوم نیز به عنوان لایه فلزی مستحکم و افزایش دهنده مقاومت هیدروستاتیک استفاده می شود. از آنجاییکه EVOH و آلومینیوم هر دو از نظر طبیعت شیمیایی با پلی الفین ها ناسازگار هستند، به جهت ایجاد ساختار یکپارچه در لوله های چند لایه، از چسب های بین لایه ای در میان لایه های ناسازگار استفاده می شود.

Multilayer Pipe

EVOH در سیستم های تاسیساتی بسته که انباشت اکسیژن و افزایش غلظت آن مشکلات خورندگی را در پی دارد، استفاده می شود و چنین ساختارهایی کاملا منعطف هستند. اما با ورود آلومینیوم به ساختار لوله های چند لایه، لوله های غیر منعطف با تحمل فشاری بالا تولید می شوند. در بخش بعدی این مقاله با ساختار این لوله ها و مهمترین معیارهای انتخاب چسب بین لایه ای (Tie Layer Adhesive) آشنا خواهیم شد.

EPT 3072

نگاهی به خواص منحصربفرد EPT 3072 EPM

/0 دیدگاه /در , /توسط

همانطور که می دانیم EPT نام برند تجاری EPDM های تولیدی شرکت میتسوئی کمیکال (Mitsui Chemicals Inc.) است. میتسوئی به کمک فناوری منحصربفردی که در تولید کاتالیست های پلیمریزاسیون الفین ها در اختیار دارد، گریدهای مختلف EPDM را برای کاربردهای گوناگون تولید می کند. میتسوئی کمیکال به کمک آزمایشگاه تحقیقاتی مجهز خود و ارتباط گسترده با مشتریان EPDM، همواره به دنبال توسعه گریدهای تولیدی خود به منظور رفع نیازهای صنعتگران است. در این بخش با خواص و ساختار گرید EPT 3072 EPM آشنا خواهیم شد و کاربردهای آن را مرور می کنیم.

 

در بخش قبلی با شیوه نامگذاری EPDM های تولیدی میتسوئی کمیکال آشنا شدیم و برای مطالعه مجدد آن می توانید به لینک زیر مراجعه کنید.

EPT 3072

همانطور که از نام EPT 3072 EPM مشخص است، این EPDM دوست داشتنی و پر کاربرد از انواع گرانولی، نرم شده با روغن و تولید شده با کاتالیست متالوسن میتسوئی کمیکال است که از کد EPM آن مشخص است. در مورد ساختار 3072 EPM نیز می توان گفت این رابر ویسکوزیته مونی برابر با 51 ML (1+4) 125 °C دارد و در زنجیره های پلیمری خود 64 درصد اتیلن، 5.4 درصد منومر Diene و در نهایت حدود 30 درصد پروپیلن دارد. توزیع وزن مولکولی 3072 EPM باریک است و در بسته بندی های 25 kg که در پالت های 750 kg چیده می شوند، عرضه می شود.

EPT 3072 EPM برای کاربری های زیر یکی از ایده آل ترین گریدهای EPDM است:

  • تولید گرومت و گسکت ها
  • تولید نوارهای آب بند خودرویی
  • تولید قطعات لرزه گیر
  • اصلاح ضربه پذیری PP و تولید TPE/TPV
کاربرد TPE

راهکارهای افزایش کیفیت در تزریق TPE ها به کمک فناوری Overmolding

/0 دیدگاه /در , /توسط

در بخش قبلی که لینک آن در ادامه قرار داده شده است، با فناوری Overmolding و چرایی استفاده از TPE ها در این روش صحبت کردیم. با این بخش در ارتباط با نکات کلیدی که به ما کمک می کنند تا کیفیت قطعات تولیدی با این روش را ارتقا دهیم، همراه باشید.

مهمترین نکته در انتخاب گرید مناسب TPE برای Overmolding، توجه مهندسی به پلیمر پایه ای است که فرایند Overmolding روی آن انجام می شود. نکاتی همچون ساختار شیمیایی پلیمر پایه، حضور نرم کننده و تقویت کننده ها در آن می تواند بر عملیات Overmolding تاثیر بگذارد. تقریبا می توان گفت برای هر پلیمر، از جمله PP, ABS, PC, PA, PS, POM,… …، به گرید ویژه ای از TPE نیاز است. طراحی قطعه باید به گونه ای باشد که ضخامت یکنواخت و کافی ( حداقل 3 mm) TPE روی بستر اصلی قرار گیرد و اثر آبرفتگی نیز در نظر گرفته شود. همچنین تا حد ممکن به منظور جلوگیری از ایجاد تمرکز تنش، بایستی از طراحی گوشه هایی با زاویه تند اجتناب کرد. از طرفی تا حد ممکن در کنار انتخاب TPE با چسبندگی کافی، به کمک طراحی مکانیکی و استفاده از دندانه ها و برجستگی ها به افزایش استحکام چسبندگی باید کمک کرد.

همانند دیگر روش های تزریق بایستی در طراحی قالب TPE های مورد استفاده در Overmolding نهایت دقت صورت گیرد و انتخاب جنس قالب، طراحی قطعه و ضخامت در نقاط مختلف، انتخاب Runner, Gate, Vent بر اساس خصوصیات فرایندی گرید TPE انتخابی باشد. در صورتیکه TPE خریداری شده بی رنگ است و نیاز به تولید قطعات رنگی وجود دارد، در انتخاب مستربچ رنگی نیز بایستی دقت کافی صورت گیرد. چرا که کوچکترین برهمکنشی میان رنگدانه های مستربچ یا اثر پلیمر حامل رنگدانه با TPE، می تواند استحکام چسبندگی را تهدید کند. در بیشتر مواقع بایستی مستربچ های پایه EVA را تهیه و استفاده نمود.

Overmolding

در صورتیکه از نظر حجم سرمایه گذاری محدودیتی وجود نداشته باشد، بهترین گزینه برای تولید قطعات Overmold شده با کیفیت، استفاده از دستگاه های تزریق Multi Injection و در واقع تزریق همزمان دو جزء است. اما در صورتیکه این کار ممکن نیست و روش تزریق جداگانه و قرار دادن قطعه در قالب Overmold انتخاب شود ( روش Insert Molding) به منظور تولید قطعات با کیفیت بایستی نکات زیر را مدنظر قرار داد:

  • جلوگیری از ایجاد هر گونه آلودگی و تجمع ذرات آلوده کننده روی سطح قطعات تولید شده و درون قالب
  • عدم استفاده از اسپری های سیلیکونی به منظور جدا کردن راحت تر قطعات از قالب
  • عدم حرارت دهی قطعه پایه و قرار دادن آن در قالب ( این نکته برای هر قطعه بایستی آزمون شود و در برخی موارد به دلیل تغییر خواص سطحی پلیمر، اثر معکوس دارد.)

کاربرد TPE

در آخرین نکته نیز می توان گفت بایستی دقت کرد که TPE انتخاب شده به خوبی خشک شده باشد و عاری از هر گونه رطوبت باشد و همچنین در زمان تزریق تا حد ممکن دمای فرایند تزریق بالا انتخاب شود تا حداکثر استحکام چسبندگی حاصل شود.

Flame Retardant

معرفی افزودنی های مورد استفاده در تولید پلاستیک های مقاوم در برابر شعله

/0 دیدگاه /در , /توسط

پس از معرفی مکانیسم های عملکرد افزودنی های Flame Retardant و اهمیت استفاده از آن ها در کاربردهای حساس و در معرض حرارت و شعله در قسمت قبلی (دنیای پلاستیک های مقاوم در برابر شعله )، در این بخش ماهیت شیمیایی این افزودنی ها معرفی خواهد شد.

مهمترین افزودنی های Flame Retardant مورد استفاده در پلاستیک ها، عبارتند از:

  • افزودنی پایه هالوژن که خود شامل گروه های برومینه و کرومینه هستند،
  • افزودنی های پایه فسفور
  • ملامین ها
  • هیدروکسیدهای فلزی
  • افزودنی های پایه سیلیکون
  • افزودنی های پایه فسفیت

اثربخش ترین گروه را می توان انواع هالوژنه دانست. این گروه خواص مکانیکی قطعه تولید شده را تحت تاثیر قرار نداده و به واسطه حضور عناصر هالوژن عملکرد خوبی نیز در مهار شعله و آتش از خود نشان می دهند. هر چند این گروه به دلیل تولید گازهای سمی در حین اشتعال با محدودیت هایی در برخی کاربردها روبرو شده اند. انواع ترکیبات پایه بروم و کلر، مانند پارافین های کلره و آلکیل فسفات هالوژن ها در این گروه قرار دارند. این گروه پایداری حرارتی بالایی دارند، میزان تولید گاز و دود کمی داشته و از نظر میزان مصرف و قیمت نهایی نیز به صرفه هستند. این خانواده در رزین و ترموپلاستیک ها مورد استفاده قرار می گیرند.

Flame Retardant

فسفات و فسفونیت ها در ترموپلاستیک های مهندسی نتایج خوبی را در افزایش مقاومت به شعله ایجاد می کنند و همچنین اثر سوئی نیز بر خواص ترموپلاستیک پایه نخواهند گذاشت. این گروه در ساختارهای فومی نیز قابلیت استفاده دارند و در مواردی که نیاز به کاهش قیمت نهایی نیز باشد، با ترکیبات هالوژنه ترکیب می شوند. آلوتروپ خاصی از فسفور، موسوم به فسفور قرمز نیز پایداری حرارتی بینظیری دارد و برای ترموپلاستیک هایی که دمای فرایندی بالا، مانند 300 °C نیاز دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.

اما ملامین ها عضو جدیدتر خانواده Flame Retardant ها هستند که نرخ رشد بالایی نیز دارند. این گروه قیمت بسیار به صرفه در کنار درجه پایین سمیت گازها و میزان دود تولیدی را دارند و به صورت ملامین خالص، ملام ها یا مشتقات آن مانند اسیدهایی چون بوریک اسید استفاده می شوند. ملامین ها انواع مکانیسم های شیمیایی و فیزیکی ایجاد خاصیت مقاوم در برابر شعله را دارند و در انواع ترموپلاستیک ها و رزین ها مورد استفاده قرار می گیرند.

اما از آنجاییکه محدودیت های بسیاری برای استفاده از خانواده Flame Retardant های هالوژنه وضع شد، گروه هیدروکسیدهای فلزی به سرعت توانستند سهم مصرف بالایی را در این حوزه تجربه کنند. از جمله مهمترین انواع تجاری شده این خانواده می توان به آلومینیوم تری هیدروکساید و منیزیم دی هیدروکساید اشاره کرد. هیدروکسیدها در پلی الفین و PVC سابقه مصرف دارند و یکی از معایب آن ها درصد مصرف بالا و تحت تاثیر قرار دادن خواص مکانیکی محصول نهایی است.

گروه آخر افزودنی های Flame Retardant مربوط به سیلیکون ها است. سیلیکون ها به خصوص در مقاوم سازی پوشش ها در برابر شعله اثرات مثبتی دارند. این گروه بهترین عملکرد را در پلاستیک هایی چون PS، PC و ABS دارند.

در بخش پایانی افزودنی های Flame Retardant در ارتباط با معیارهای مهم انتخاب افزودنی مناسب برای کاربری های مختلف صحبت خواهیم کرد.

PVC Pipe

کدام ساختارهای شیمیایی به عنوان روان کننده PVC به کار می روند؟

/0 دیدگاه /در , /توسط

پس از معرفی لوبریکنت ها یا همان روان کننده PVC و همچنین توضیح لزوم استفاده از آن ها در فرمولاسیون های PVC، در این بخش می خواهیم به دلیل گستردگی ساختارهای شیمیایی این افزودنی ها، آن ها را معرفی کنیم و ویژگی های هر گروه را نام ببریم.

PVC Pipe

الکل های چرب:  این گروه ساختار خطی حاوی 8 تا 22 اتم کربن دارند و به صورت سنتزی یا طبیعی در دسترس هستند. به دلیل فراریت بالا برای کاربری های دمای بالا مناسب نیستند و همچنین دمای وایکات محصول را کاهش می دهند.

کربوکسیلیک اسید: ساختار این گروه شباهت بسیاری به نرم کننده ها دارد و Distearyl phthalate معروفترین ساختار شیمیایی این خانواده است. این گروه برای محصولاتی که حاوی درصد بالایی از پرکننده هستند، کاربرد فراوانی دارد.

اسیدهای چرب: استئاریک اسید و اولئیک اسید معروفترین اعضای این گروه هستند. اسیدهای چرب در منابع طبیعی نیز وجود دارند و به همین دلیل در بسیاری از موارد ترکیبی از ساختارهای مختلف هستند. برخی از ساختارها مانند هیدروکسیل استئاریک اسید برای کاربردهایی که نیاز به شفافیت دارند کاملا مناسب هستند. اسیدهای چرب بازدهی بسیار خوبی بعنوان روان کننده خارجی دارند.

آمید – اسیدهای چرب: EBS (Ethylene Bis Stearamide) معروفترین آمید چربی است که به عنوان روان کننده در PVC به کار می رود. اما امروزه EBS به دلیل تاثیر منفی روی پایداری حرارتی PVC، کاربرد زیادی ندارد و بیشتر همراه با پایدارکننده های حرارتی پایه قلع به کار می رود.

صابون های فلزی: این گروه در نتیجه واکنش اکسیدهای فلزی با اسیدهای چرب بدست می آیند. کاربرد اصلی صابون های فلزی در پایدارسازی حرارتی PVC است، اما برخی از گونه های آن با زنجیره چرب بلند، می توانند به عنوان روان کننده خارجی عمل کنند. منیزیم، روی و کلسیم مهمترین فلزهایی هستند که در تولید صابون های فلزی به کار گرفته می شوند.

استرهای چرب – الکل ها: اگر الکل ها در واکنش Esterification شرکت کنند، ساختارهای استر – الکل، مانند مونو اتیلن گلایکول بدست می آید. با ادامه واکنش و استفاده از عوامل دیگر، ساختارهای پیچیده استری بدست می آیند که عمکرد روان کنندگی خارجی بسیار عالی را به خصوص در فرایند کلندرینگ دارند. در واقع وکس های استری امروزه کاربرد بسیار فراوانی به عنوان روان کننده خارجی/ داخلی دارند.

استرهای چرب – اسیدها: استرها آنقدر بازدهی خوبی در روان کنندگی دارند که ترکیبات آن ها با اسیدها نیز مورد توجه قرار گرفته است. هر چند قیمت این گروه بالا است، اما به دلیل عملکرد بی نظیر مورد نظر هستند. این گروه در سایر پلاستیک ها نیز کاربرد دارند.

روان کننده

وکس های پلی اتیلن: این گروه در حقیقت همان پلی اتیلن ها، تنها با وزن مولکولی کمتر هستند و به عنوان روان کننده خارجی به کار می روند. به دلیل قیمت مناسب حجم مصرف بالایی را این گروه تجربه می کنند. اما در حین انتخاب بایستی به نوع پلی اتیلن پایه وکس و وزن مولکولی آن دقت شود.

وکس های پلی اتیلن اکسیده شده: اگر وکس های پلی اتیلن عادی در دمای بالا و تحت شرایط خاص، در معرض گاز اکسیژن قرار بگیرند، گروه های قطبی در ساختار وکس پلی اتیلن تشکیل می شود. این نکته کاربرد وکس های پلی اتیلن را گسترده تر کرده و آن ها را برای طیف وسعی از کاربرد روان کننده داخلی/ خارجی آماده می کند.

پارافین: پارافین که از منابع طبیعی و سنتزی بدست می آید، رفتاری مشابه با وکس های پلی اتیلنی دارد. اما پارافین معمولا وزن مولکولی، دمای ذوب و ویسکوزیته کمتری دارد. پارافین نیز به عنوان روان کننده خارجی در فرمولاسیون PVC به کار می رود.

در کنار گروه های اصلی معرفی شده در بالا، وکس های پلی پروپیلنی، وکس وینیل استات و پلیمرهای فلوئورینه نیز به عنوان روان کننده PVC سابقه استفاده دارند، اما کمتر تجاری سازی شده اند. دنیای روان کننده ها امروزه کمتر خانواده شیمیایی جدیدی را به خود می بیند و رویکرد اصلی به سمت ترکیب ساختارهای مختلف و بهره مند شدن از خواص هم افزای گروه های مختلف است.