پلی آمید در صنعت خودرو

جایگزینی با فلزات، پتانسیل بالفعل پلی آمید ها

پلی آمید در صنعت خودرو

کاهش ۷-۵ درصدی مصرف سوخت با کاهش ۱۰ درصد وزن هر خودرو و کاهش تولید کربن دی اکسید به مقدار ۲۰ کیلوگرم با کاهش یک کیلوگرم از وزن یک خودرو، همین دو جمله انگیزه کافی برای کاهش وزن خودروها و استفاده از مواد اولیه سبک تر را به هر طراحی القا می کند.

استفاده از پلیمرها با دانسیته حدودی یک هشتم فلزات، پتانسیل بالقوه بالایی را برای جایگزین کردن قطعات فلزی خودرو ایجاد می کند. در طول ۵۰ سال گذشته سرانه استفاده از پلیمرها در تولید قطعات خودرو بیش از ده برابر شده است. در حال حاضر به صورت متوسط ۱۰ درصد وزن هر خودرو از پلیمرها تشکیل شده است.

بهترین کاندید برای جایگزینی فلزات در قطعات در معرض حرارت و نیازمند به استحکام مکانیکی بالا در کاربرهای خودرویی، خانواده پلی آمید ها هستند. امروزه در قطعات زیر کاپوت خودرو به صورت گسترده از گریدهای مختلف پلی آمید ۶ و پلی آمید ۶۶ استفاده می شود. قطعاتی همچون کانالهای هوا، کاور موتور، قاب تسمه تایم، درپوش رادیاتور و محفظه روغن از جمله این قطعات هستند.

پلی آمید در صنعت خودرودر قطعات بیرونی خودرو پلی آمیدها در ساخت دستگیره های درب، قطعات کیسه هوا، قاب و دستگیره صندلی به کار می روند.

در حال حاضر در هر خودرو به صورت متوسط ۱۱ کیلوگرم قطعات پلی آمیدی مصرف می شود. پیش بینی می شود با پیشرفت کامپاندهای پلی آمیدی و جایگزینی بیشتر با فلزات و حتی پلیمرهای گران قیمتی مانند PPS این مقدار به حدود ۱۴ کیلوگرم نیز برسد.

مروری بر پایدارسازی حرارتی PVC – بخش اول

PVC، پلاستیک کم طاقت در فرآیند شکل دهی

پلی وینیل کلراید یا به اختصار PVC، یکی از قدیمی ترین پلیمرهای تولیدی دنیا و همچنین ایران است. پتروشیمی آبادان با همکاری شرکت های آمریکایی، و پتروشیمی بندر امام یا ایران-ژاپن سابق، که ماحصل همکاری شرکت ملی پتروشیمی ایران و شرکت میتسویی کمیکال ژاپن است، قدیمی ترین تولید کننده های PVC در ایران هستند. امروزه PVC پس از پلی اتیلن و پلی پروپیلن، بیشترین سهم تولید و مصرف را در بین پلیمر های دنیا در صنایع گوناگونی مانند ساختمان، آبرسانی، لوازم خانه و … دارد.

پایدار سازی حرارتی PVC

تخریب و تغییر رنگ PVC با افزایش دفعات اکستروژن در صورت اضافه نشدن پایدارکننده حرارتی

قیمت کم مهمترین مزیت PVC است و در کنار این مزیت مهم، ناپایداری در دماهای بالا مهمترین ایراد وارد بر این پلاستیک است. در حقیقت PVC در دماهای بالا تخریب می شود و نتیجه این تخریب، تولید گاز اسیدی، سمی و مخرب HCl است. جدا شدن اتم کلر از زنجیره PVC و تشکیل گاز HCl یک واکنش خودکاتالیستی است که منجر به تشکیل پیوندهای دوگانه غیر اشباع در زنجیره این پلیمر می شود. این واکنش از اتم های کلر موجود در نواقص ساختاری زنجیره PVC شروع می شود. مهمترین نواقص ساختاری زنجیره PVC، اتم های کلر متصل به کربن های نوع سوم و اتم های کلر انتهایی زنجیر و متصل به گروه های آلیلیک هستند.

نواقص ساختاری زنجیره PVC

نواقص ساختاری زنجیره

PVC

نتیجه این واکنش تغییر رنگ محصول تولیدی به رنگ زرد و حتی در صورت تخریب زیاد، قهوه ای و سیاه است. با پیشرفت این واکنش در کنار تغییر رنگ، خواص فیزیکی – مکانیکی پلیمر نیز تضعیف می شود.

 

واکنش تخریب PVC

تا زمان پیدایش پایدارکننده های حرارتی، PVC کاربرد زیادی پیدا نکرد. اما امروزه گروه های مختلفی از پایدارکننده های حرارتی جهت توسعه کاربردهای PVC تجاری شده اند. مهمترین پایدارکننده های مورد استفاده نمک های سرب، صابون های فلزی و ترکیبات قلع هستند. نمک های سرب علیرغم کارایی بالا، به دلیل آثار مخرب زیست محیطی محدودیت هایی در استفاده دارند. این پایدارکننده ها توسط مکانیسم های مختلفی مانند جلوگیری از جدا شدن اتم کلر، جذب و تبدیل کلر جدا شده به ترکیبات غیر فعال پایداری PVC در دماهای بالا را تضمین می کنند.
مهمترین معیارهای انتخاب یک پایدارکننده مناسب سازگاری با PVC، بدون رنگ، سمی نبودن و سازگاری با محیط زیست، بدون بو، عدم برهمکنش با محتوی در تماس با PVC و همچنین تضعیف نکردن خواص فیزیکی – مکانیکی PVC است.
پایدارکننده های حرارتی PVC بر اساس عملکرد به پایدارکننده های اولیه و ثانویه، و بر اساس ساختار به دو خانواده آلی و معدنی تقسیم می شوند.
در بخش بعدی انواع مختلف پایدارکننده های مورد استفاده در تولید قطعات PVC معرفی خواهند شد.

فیلم پلی اتیلن تولید شده بدون کمک فرایند

افزودنی های کمک فرایند – کمک فرایند های مناسب برای پلی اتیلن ها

افزودنی های کمک فرآیند

بخش اول – کمک فرایند های مناسب برای پلی اتیلن ها

با پیدایش پلیمر ها یک صنعت پویا و رو به رشد در کنار این تجارت شکل گرفت. صنعت افزودنی های پلیمری در بخش های پلاستیک و لاستیک هم پای تجاری شدن پلیمرهای مختلف در حال توسعه است. امروز تصور پلیمرها بدون افزودنی های مختلف غیر ممکن است.

خانواده مهمی از افزودنی ها گروهی هستند که در زمان فرآیند شکل دهی پلیمرها به آن ها نیاز است. در بین افزودنی های فرآیند شکل دهی، کمک فرآیند ها مهمترین خانواده هستند. هر گروه از پلیمرها الزامات خاصی برای انتخاب کمک فرآیند دارند. عدم اثر گذاری بر خواص بصری محصول، عدم ایجاد برهمکنش شیمیایی و فیزیکی با پلیمر و تخریب آن از مهمترین شاخصه هایی است که در حین انتخاب کمک فرآیند بایستی به آن دقت کرد.

در بین پلیمرهای مختلف، پلی اتیلن های سبک خطی، LLDPE، در حین فرآیند شکل دهی بیشترین فشار پشت قالب را ایجاد می کنند. این امر علاوه بر افزایش استهلاک دستگاه تولید، منجر به ایجاد ناهمواری و خطوطی روی محصول نهایی می شود. بیشترین استفاده از این پلیمر نیز در صنایع بسته بندی است و ظاهر محصول در این کاربری بسیار مهم است. شرکت Dupont با قدمتی بیش از ۲۰۰ سال برای اولین بار کمک فرآیندهای فلوئوری را برای پلی اتیلن ها معرفی نمود.

فیلم پلی اتیلن تولید شده با کمک فرایندفیلم پلی اتیلن تولید شده بدون کمک فرایند

فرآیند تولید فیلم های LLDPE، سمت راست با وجود افزودنی کمک فرآیند و سمت چپ بدون افزودنی کمک فرآیند

معمولا کمک فرایند های مناسب برای پلی اتیلن به صورت مستربچ تولید می شوند و در درصدهای کمی به محصول اضافه می شوند. این افزودنی در غلظت های کمتر از ۵۰۰ ppm استفاده می شود و می تواند با مهاجرت سریع به سطح پلیمر بیاید و یک لایه بین پلیمر و سطح فلزی دستگاه فرآیند تشکیل دهند. با این کار علاوه بر کاهش فشار فرآیندی، کیفیت سطح محصول نیز افزایش می یابد.

در بخش های بعدی عوامل موثر بر انتخاب کمک فرآیند مناسب تشریح خواهد شد.

 

لوله های سدگر محافظ تاسیسات در برابر خوردگی

لوله های سدگر
استفاده از پلیمرها در تولید انواع لوله و اتصالات از اولین کاربردهای این مواد است. امروز انواع لوله و اتصالات از جنس های پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی بوتیلن، ABS، پلی آمید و … در کاربری های مختلفی مانند خودرو، ساختمان، آبرسانی و گازرسانی و … به کار می روند.
علیرغم تمام مزیت هایی همچون تولید به صرفه و کم هزینه، انعطاف پذیری، سبکی و … استفاده از پلیمرها در تولید برخی از اتصالات با محدودیت روبرو است. از این رو همواره بخشی از سیستم های سیالاتی از جنس های فلزی هستند. با ورود اتصالات غیر پلیمری خطر خوردگی این اتصالات کل سیستم تاسیساتی را با چالش روبرو می کند و حضور اکسیژن در سیال درون تاسیسات منجر به خوردگی و ایجاد نقصان در سیستم می شود. این نکته در مورد سیستم های هیدرولیکی بسته مهمتر نیز می شود. چراکه در این سیستم ها غلظت اکسیژن درون سیال به دلیل عدم تعویض سیال، دائما زیاد می شود.

عموم پلیمرهای مورد استفاده در تولید لوله و اتصالات مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن، نفوذ پذیری بالایی در برابر اکسیژن دارند. برای غلبه بر این مشکل عمده چند سالی است استفاده از پلیمرهای سدگر در برابر اکسیژن تجاری شده است. کمترین نفوذ در برابر اکسیژن با اختلاف زیادی مربوط به اتیلن وینیل الکل، یا EVOH، است. استفاده از لایه بسیار نازکی از EVOH در لوله های پلیمری خاصیت نفوذ ناپذیری در برابر اکسیژن را به ارمغان می آورد.

مقایسه تراوایی در برابر اکسیژن پلیمرهای مختلف

با قرار گرفتن EVOH در لوله های پلیمری، لوله های سدگر چندلایه ایجاد می شود. این لوله ها ساختارهای متنوعی دارند و الزامات مختلفی دارند و در کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. در بخش های بعدی این مقاله انواع این لوله ها تشریح خواهند شد.

صنعت خودرو بدون الاستومرهای پخت شده ، از خیال تا واقعیت

بازیگران اصلی تولید EPDM

پس از SBR و EPDM ،BR حجم تولید را در بین رابرهای مصنوعی دنیا دارد. حدود ۱۲ درصد از رابرهای دنیا EPDM هستند که در صنایعی همچون خودروسازی، ساختمان، روان کننده ها، کامپاندینگ، روکش کابل و غیره به کار می رود.

شرکت وی بی پلاست

مواد پخت پیش پراکنش یافته

ظهور یک کائوچوی حرارتی در خانواده محصولات میتسویی

EPDM App in low temp

برتری گرید جدید Mitsui EBT در چالش دمای پایین

مدت زمان مدیدی است که الاستومر EPDM شرکت میتسویی با نام تجاری Mitsui EPT تولید می شود . در تولید این الاستومر از تکنولوژی ویژه کاتالیزورهای متالوسن که یک شاهکار در فن آوری پلیمریزاسیون است ، استفاده می شود. تفکر حاکم بر شرکت میتسویی همیشه این بوده که به کمک واحد تحقیق و توسعه قدرتمند خود نیازمندیهای مشتریانش را برآورده کند. یکی از این چالش ها و نیازمندی ها، عملکرد و بازدهی (انعطاف پذیری) قطعات تولیدی در دمای بسیار پایین بوده است، که در این راستا میتسویی اخیراً با توسعه کاتالیزورهای متالوسنی بسیار خاص، گونه جدیدی را با نام Mitsui EBT بعنوان برگ برنده  ارائه نموده است.

همانطورکه می دانیم الاستومر EPDM ترپلیمری از اتیلن، پروپیلن و یک مونومر دی انی است. لذا مجموعه خواصی که از EPDM بدست می آید ناشی از ترکیب درصد این مونومرها، مونی ویسکوزیته، جرم مولکولی ، نوع مونومر دی ان و … می باشد. میتسویی در گرید جدید خود پروپیلن را با بوتن جایگزین کرده و محصول جدیدی بنام Mitsui EBT تولید کرده است. در این گرید جدید با داشتن دانستیه گره خوردگی کمتر، وزن مولکولی گره خوردگی بالاتر و تحرک زیاد زنجیرهای جانبی محصولی پدید آمده که اگر آنرا با EPT  (که آن نیز با کاتالیزور متالوسنی سنتز می شود) مقایسه کنیم، سختی پایین تر و مقاومت سرمایی بهتری حاصل می شود. همچنین Tg این محصول پایین تر و چسبناکی بیشتری را هم فراهم می آورد. در این محصول بوتن کو پلیمریزه شده با اتیلن مقاومت سرمایشی بهتر، ویسکوزیته کمتر و فرآیندپذیری بهتری در مقایسه با انواع گریدهای EPT ایجاد می کند. از آنجائیکه توزیع جرم مولکولی با کاتالیزور متالوسنی باریک است و ازطرف دیگر با محتوی اتیلن بالا (%۷۰) ، دستیابی به خواص مکانیکی بالا امکان پذیر می شود. پخت پروکسیدی این محصول مانایی فشاری بی نظیری در دماهای -۴۰oC , 150oC بدست می دهد.از سوی دیگر همزمان دمای گهمان T10 نیز -۵۵oC می باشد. با این شرایط Mitsui EBT رقیب جدی سیلیکون ( در آمیزه های رنگی و مشکی ) است که علاوه بر اینکه خواص استحکامی آن بسیار بالاتر از سیلیکون است ، مقاومت حرارتی بهتری در دمای ۱۵۰oC و مانایی فشاری غیر قابل مقایسه ای در دمای -۵۰oC حاصل می کند. همچنین از آنجاییکه امکان کامپاندینگ و افزودن فیلر و روغن به Mitsui EBT وجود دارد ، قیمت آمیزه نهایی در مقایسه با سیلیکون کاملاً رقابتی خواهد بود.

برای دریافت اطلاعات بیشتر می توانید با شرکت پلیمر پیشرفته دانا ، نماینده رسمی Mitsui Chemicals در ایران (شماره تماس ۷-۸۸۲۲۲۰۰۶ همچنین www.polymer-pishrafteh.ir ) تماس حاصل فرمایید.

PE vs. APE

مروری بر تکنولوژی فیلم های کشاورزی و مزایای جایگزینی پلی اتیلن های ارتقایافته با مواد مرسوم