بایگانی‌ها مقالات - صفحه 15 از 32

سیم های پلاستیکی با قابلیت نگهداری شکل اولیه برای تولید ماسک

8 خرداد 1400/0 دیدگاه /در اخبار, مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

در یکسال گذشته میتسوئی کمیکال چندین اقدام سریع و اثربخش را در خصوص توسعه محصولات خود که در تولید وسایل حفاظت شخصی و بهداشتی موثر در پیشگیری از گسترش بیشتر ویروس کووید 19 به کار می روند، انجام داده است. در آخرین اقدام میتسوئی کمیکال تجهیزات تولید گونه خاصی از سیم های پلاستیکی را که قابلیت نگهداری شکل اولیه خود را دارند، افزایش داده است. در این بخش اهمیت این محصولات در دوره همه گیری کرونا را مرور خواهیم کرد.

اگر به ساختار برخی از ماسک هایی که همه روزه مورد استفاده قرار می دهیم، دقت کنیم، تکه سیمی در بخش بالایی ماسک به کار می رود که نقش مهمی در جلوگیری از نفوذ ویروس و آلودگی ها به بینی و دهان ما دارد. در واقع همین تکه سیم با شکل گیری خوب منجر به پوشیده شدن کامل فضای اطراف بینی ما می شود و پوشش صد درصدی صورت را ممکن می سازد. مهمترین انتظاری که از این تکه سیم کوچک می رود، حفظ شکلی است که کاربر پس از قرار دادن ماسک روی صورت خود به آن می دهد و باید حداقل برای 8 ساعت این شکل را حفظ کند. به همین دلیل معمولا انواع سیم های فلزی برای این منظور در قسمت بالایی ماسک ها به کار می روند. مهمترین مشکلی که این سیم های فلزی دارند، ایجاد سوراخ و پارگی در ماسک به دلیل طبیعت تیز و برنده آن ها است. به همین دلیل یک روکش پلاستیکی روی این سیم ها قرار داده می شود و سپس مورد استفاده قرار می گیرند. باید اضافه کنیم که متاسفانه به دلیل کم بودن میزان چسبندگی روکش پلاستیکی به سیم فلزی باز هم شاهد سوراخ شدن ماسک و خطر نفوذ آلودگی و ویروس هستیم.

میتسوئی کمیکال با در نظر گرفتن تمامی مشکلاتی که در بالا به آن ها اشاره شد، پلاستیکی خاص را توسعه داده است و آن را به شکل سیم عرضه می کند، که قابلیت حفظ شکل خود را مشابه فلزات دارد. TEKNOROTE™ نام برند این محصول خاص میتسوئی است که در یکسال گذشته در تولید ماسک های بهداشتی بدون هیچ مشکل جانبی مورد استفاده قرار گرفته است و به دلیل سبک بودن در مقایسه با فلزات و حذف اثر فلزات بر سوراخ شدن ماسک، طرفداران بسیاری پیدا کرده است و این شرکت به منظور جواب دادن به تقاضای بسیار زیاد بازار مجبور به توسعه سایت های تولیدی خود شده است.

نقش TPE ها در توسعه تجهیزات جانبی کنسول های بازی

6 خرداد 1400/0 دیدگاه /در TPE,TPV, مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

همواره کودکان و نوجوانان علاقه زیادی به بازی های رایانه ای نشان می دهند و یکی از نگرانی های دائمی والدین تاثیر سوء این سرگرمی ها بر عادات و رفتار فرزندان خود است. اما با شیوع ویروس کرونا و انواع جهش یافته آن، برخی والدین نیز به استفاده از کنسول های بازی روی آوردند و همراه فرزندان خود تلاش کردند قدری از فشارهای ناشی از قرنطینه و تاثیرات آن بر روحیه افراد را کم کنند. در واقع فاصله گذاری اجتماعی بسیاری از جنبه های کاری ما را تغییر داده است و فعالیت های مختلفی از حضوری به آنلاین منتقل شده است. با بیشتر ماندن افراد در خانه و به هم خوردن تعادل بین کار و اوقات فراغت، بازی های ویدیویی در بین افراد گروه های سنی مختلف، محبوبیت بیشتری پیدا کرده است. نتایج جدید محققان حوزه سلامت روان نیز نشان می دهد که در صورت استفاده صحیح و برنامه ریزی شده از این بازی ها، حتی می توان گذشته از تسکین از استرس، به بهبود هماهنگی اعضای بدن و افزایش مهارت حل مسئله کودکان امیدوار بود. در این مقاله می خواهیم نقش پلیمرها (TPE ها) را در داشتن تجربه کاربری مفید از این کنسول های بازی بررسی کنیم.

پلیمرها در بخش های مختلف تولید یک کنسول بازی به کار می روند. پلیمرهای مختلفی چون انواع PA هایی مانند نوع 6 و 12، ABS، PC/ABS و SAN در تولید بدنه و قاب این تجهیزات به کار می روند. تمامی این گزینه ها دوام کافی برای مدت زمان استفاده از این وسایل را دارند و جای نگرانی نیست. شاید از دید یک کاربر و از نگاه تجربه بازی، مهمترین بخش پلیمری این تجهیزات، قسمت هایی هستند که کاربران ساعت ها با آن در تماسند و وظیفه مهمی در ایجاد حس خوب پس از اتمام بازی دارند. خوشبختانه این بخش تماما توسط TPE های پلیمری تولید می شود که امکان هر گونه تغییرات در آن ها وجود دارد. بخش های Soft Touch و بیرونی تجهیزات جانبی پیشرفته جدید مانند گیم پد، صفحه کلید، کنترلر، جوی استیک و هدست به کمک TPE ها تولید می شوند.

ایجاد حس لامسه خوب برای کاربر، مقاومت کافی به سایش و فشرده شدن، مقاومت بالا در برابر روغن، چربی و تعریق پوست، رنگ پذیری عالی و با دوام، مقاومت خوب در برابر لغزش و نهایتا پایداری در برابر اشتعال، از جمله ویژگی های اولیه ای است که TPE های مورد مصرف در تولید تجهیزات کنسول های بازی های خانگی باید داشته باشند. در واقع TPE ها امکان تنظیم تمامی خواص مورد نیاز برای این کاربری را دارند، به شرط آنکه به درستی انتخاب و مورد مصرف قرار گیرند.

افزودنی ها در خدمت اقتصاد چرخشی صنعت پلاستیک – بخش دوم

4 خرداد 1400/0 دیدگاه /در اخبار, مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

در قسمت قبلی این مقاله در خصوص افزودنی های مورد استفاده در اصلاح خواص پلاستیک های بازیافتی نکاتی را مطالعه کردیم. شما می توانید با مراجعه به لینک زیر این نکات را مطالعه و با بخش دوم در خصوص معرفی افزودنی های مورد استفاده در بازیافت پلی الفین هایی چون PP و PE همراه باشید.

یکی از مهمترین افزودنی های بهبود دهنده خواص ظاهری و مکانیکی PP، افزودنی های شفاف کننده و هسته زا هستند که با مکانیسم عملکرد آن ها در مقاله افزودنی های هسته زا یا شفاف کننده؟ کدامیک انتخاب مناسبی برای ما هستند؟ آشنا شدیم. در مورد PP به منظور افزایش MFI محصولات بازیافتی که دارای MFI کمی هستند و قرار است در کاربری استفاده شوند که نیاز به جریان پذیری بیشتری وجود دارد، ( برای مثال تبدیل محصولات فیلم و ورق به محصولات با قابلیت کاربری در فرایند قالبگیری تزریقی) مستربچ های افزایش دهنده MFI در دسترس هستند. هر چند در حین استفاده از این مستربچ ها بایستی دقت فراوانی کرد و انواع مناسب را با غلظت بهینه استفاده کرد. همچنین مستربچ های جاذب بو نیز می توان به منظور کاهش بو ناشی از تخریب PP استفاده کرد.

یکی از مهمترین نکاتی که در بازیافت PP وجود دارد، امکان مخلوط شدن این پلاستیک با قطعات ساخته شده از PE در حین بازیافت است. چرا که زباله های پلاستیکی در مراحل جمع آوری و تفکیک ممکن است با یکدیگر مخلوط شوند و حتی ممکن است یک قطعه پلاستیکی بازیافتی خود شامل چند نوع پلیمر باشد. در هر حال اختلاط PP و PE در مراحل بازیافت بسیار رایج است و چنانچه از سازگارکننده های مناسب استفاده نشود، می تواند خواص مکانیکی محصول تولیدی با پلاستیک های بازیافتی را کاهش دهد. نسل بعدی این سازگارکننده ها انواع سازگارکننده های مهندسی هستند که برای بازیافت فیلم های چند لایه ای که عموما مخلوطی از PA, EVOH و PE هستند، به کار می روند. با افزودن درصد کمی از این سازگارکننده ها به مخلوط بازیافت، افت خواص مکانیکی پیش نخواهد آمد.

بخش آخر در حوزه افزودنی هایی که به اقتصاد چرخشی کمک می کنند، مربوط به استفاده از رنگدانه هایی است که در برابر دستگاه FTIR ( این دستگاه برای شناسایی پلاستیک های مختلف در مراحل تفکیک برای بازیافت به کار می رود.) شفافیت لازم را دارند که در مراحل جداسازی پلاستیک ها تداخلی ایجاد نشود. همچنین گروهی از رنگدانه ها توسعه داده شده اند که برای هر پلاستیک به صورت منحصر بفرد به کار می روند و با شناسایی آن ها در مراحل جداسازی نوع پلاستیک استفاده شده نیز شناسایی می شود و اختلاط پلاستیک های مختلف به حداقل می رسد.

این نوآوری های هر چند کوچک در گروه افزودنی های پلاستیک ها، کمک شایانی به بازیافت سریعتر و مهندسی تر قطعات پلاستیکی و نهایتا به گردش درآمدن چرخ های اقتصاد چرخشی خواهد کرد.

Polymethylpentene، آشنایی با پلیمری خاص به سبک میتسوئی کمیکال

2 خرداد 1400/0 دیدگاه /در مقالات, مقالات محصول/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

حضور در کلیه بخش های زنجیره ارزش پلیمرها تنها از عهده میتسوئی کمیکال ژاپنی بر می آید. به جرات می توان گفت میتسوئی کمیکال تنها شرکت فعال در حوزه پلیمرها است که محصولات مختلفی چون کاتالیست، منومر، پلیمر و حتی مصنوعات پلیمری و کالاهای نهایی را در سبد محصولات خود دارد. اما یکی از حوزه های اختصاصی میتسوئی کمیکال تولید پلی الفین ها است که در این بخش کاتالیست های ویژه، منومرها، لایسنس تولید و پلی الفین های خاص را عرضه می کند. در این بخش تصمیم داریم با منحصربفردترین پلی الفین تولیدی دنیا که تولید آن تنها در کارنامه میتسوئی کمیکال دیده می شود، آشنا شویم.

اصطکاک بسیار بسیار کم، در محدوده تفلون، شفافیت فوق العاده و مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت در اثر پلیمریزاسیون منومر Methylpentene و تولید Polymethylpentene به کمک روش منحصربفرد میتسوئی کمیکال ایجاد می شود. TPX نام تجاری Polymethylpentene تولیدی میتسوئی است که شفافیت قابل مقایسه با پلیمرهای اکریلیکی چون PMMA و حتی شیشه را دارد.

مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت و دمای ذوب بالا، 232 °C، و جذب آب بسیار کم، TPX را مناسب تولید ظروف نگهداری غذا با قابلیت استریلیزاسیون و قرار دادن در مایکروفر کرده است. از جمله دیگر کاربردهای TPX استفاده از آن در تولید ظروف آزمایشگاهی، کاغذهای محافظ، لامپ های LED و پارچه های مقاوم در برابر حرارت است. قبل از فرایند شکل دهی TPX نیازی به خشک کردن ندارد، اما به دلیل دمای ذوب بالا بایستی در فرایند شکل دهی دمای 290-320 °C را فراهم کرد و در نظر داشت که TPX برای فرایندهای تزریق و اکستروژن مناسب است.

به منظور افزایش مقاومت به ضربه پلی آمیدها چه رابرهایی را و به چه میزان استفاده کنیم؟

25 اردیبهشت 1400/0 دیدگاه /در مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

در بخش قبلی در خصوص افزایش مقاومت به ضربه پلی آمیدها، اضافه کردن رابرها را به عنوان یکی از کارآمدترین روش ها معرفی کردیم. بر اساس نکات ذکر شده در بخش قبلی یک کامپاند پلی آمید مقاوم به ضربه شده حداقل شامل سه جزء ماتریس پلی آمید، فاز رابری ( بر اساس بخش قبلی EPDM, SEBS, POE) و سازگارکننده ( مانند EPDM-g-MA, POE-g-MA, SEBS-g-MA) است. پیشنهاد می شود در ابتدا با مراجعه به لینک زیر این مقدمه را مطالعه و با نکات فنی این کار در این بخش همراه باشید.

راهکارهایی برای افزایش مقاومت در برابر ضربه پلی آمید

انتخاب نوع و گرید پلی آمید مناسب ( برای مثال PA6، PA66 و دیگر انواع و سایر مشخصات آن مانند ویسکوزیته و …) بر اساس الزامات کاربری نهایی قطعه مورد نظر انجام می گیرد. در مرحله بعدی بایستی بر اساس میزان مقاومت به ضربه مورد نیاز نوع رابر مناسب را انتخاب کرد. EPDM، POE و SEBS سه گزینه رابری مناسب برای این کار هستند. به دلیل ویسکوزیته بالای EPDM، معمولا SEBS و POE کارایی بهتری برای افزایش مقاومت به ضربه PA دارند. به منظور دستیابی به حداکثر افزایش مقاومت به ضربه در پلی آمید مورد نظر، بایستی گریدی از SEBS، POE یا EPDM را انتخاب کرد که از نظر ویسکوزیته مشابه PA پایه باشد. در مرحله آخر نیز بایستی سازگارکننده (Compatibilizer) بر اساس رابر (SEBS, EPDM, POE) استفاده شده انتخاب شود. در تمامی مراحل ذکر شده به طراحی آزمایش نیاز است و بر اساس خواص مکانیکی مورد نیاز ( برای مثال میزان مقاومت به ضربه) انتخاب مواد اولیه و غلظت مورد استفاده از آن ها تعیین می شود.

دو پارامتر مواد اولیه ( شامل نوع، گرید و غلظت هر یک از اجزا) و روش تولید ( اختلاط اجزا) بر میزان افزای این خاصیت اثر گذار هستند. درصد استفاده از رابر انتخابی بر اساس میزان مقاومت به ضربه مورد نیاز مشخص می شود. معمولا 5 تا 20 درصد رابر، به همراه 1 تا 6 درصد سازگارکننده برای بدست آورن درصد بهینه اجزا مناسب است. پس از تولید آلیاژهای مختلف و با درصدهای مختلف رابر و سازگارکننده، بایستی خواص مکانیکی ارزیابی شوند و فرمولاسیون با بازدهی بالاتر انتخاب شود. استحکام ضربه (Impact Strength)، ازدیاد طول در پارگی، مدول و استحکام مکانیکی و در نهایت سختی، مهمترین پارامترهایی هستند که بایستی به عنوان معیار مقایسه و ارزیابی قرار گیرند.

همانطور که در بالا اشاره شد، روش تولید دومین پارامتر اثر گذار بر بازدهی افزایش مقاومت به ضربه است. معمولا اکسترودرهای دو پیچه اختلاطی (Twin Screw Extruder) برای تولید کامپاندهای پلی آمید با مقاومت به ضربه بالا استفاده می شوند. اکسترودر انتخابی بایستی در ابتدا ذرات رابری را به خوبی پخش و ریز کند ( ذراتی با قطر کمتر از 1 میکرومتر و در حالت بهینه در حدود 200 نانومتر) و سپس این قطرات را توزیع کند. تکرار پذیری تولید نیز از جمله پارامترهایی است که در حین انتخاب اکسترودر مناسب بایستی مد نظر قرار گیرد.

هیدروتالسیت ها، جاذب های اسید نوآورانه برای کامپاندهای پلی الفینی

22 اردیبهشت 1400/0 دیدگاه /در مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

جاذب های اسیدی چون کلسیم استئارات و روی استئارات (Ca.St, Zn.St)، به منظور جذب و خنثی سازی ترکیبات اسیدی که در پلی الفین هایی چون PP و PE ایجاد می شوند، به کار می روند. این ترکیبات اسیدی از بقایای کاتالیست های مورد استفاده در تولید این پلیمرها یا در مراحل استفاده و قرار گیری در برابر محیط های ایجاد کننده ترکیبات اسیدی تشکیل می شوند. حضور این ترکیبات اسیدی می تواند منجر به تخریب و کاهش خواص فیزیکی – مکانیکی محصولات تولید شده شود. این بخش در ارتباط با استفاده از هیدروتالسیت ها به عنوان جاذب اسید صحبت خواهد کرد. شما می توانید با مراجعه به لینک زیر بخش قبلی این نوشتار را در خصوص استفاده از هیدروتالسیت ها بعنوان کمک پایدارکننده های PVC مطالعه کنید.

در استفاده از کمک پایدارکننده های حرارتی PVC چه نکاتی را مدنظر قرار دهیم؟

هیدروتالسیت ها با داشتن ساختارهای صفحه ای، توانایی جذب اجزای اسیدی را دارند. در واقع تمامی ترکیبات اسیدی که در پلی الفین ها ایجاد می شود، می توانند از طریق جابجایی یون در فضای بین صفحات هیدروتالسیت جذب شوند و از آنجاییکه این صفحات امکان جابجایی در پلیمر را نیز ندارند، بنابراین مهاجرت اجزای اسیدی به سطح قطعات تولیدی غیر ممکن خواهد شد و هیچگونه خطری متوجه کاربران نهایی نخواهد بود.

در این کاربری هیدروتالسیت ها رقیب افزودنی هایی چون کلسیم استئارات و روی استئارات هستند. مهمترین مزیت استفاده از هیدروتالسیت ها در برابر این افزودنی ها، عبارتند از:

توانایی جذب تا سه برابر نسبت به سایر افزودنی ها،
به دلیل مصرف کمتر تاثیر سوئی بر خواص مکانیکی و عملکردی پلیمر نخواهند گذاشت،
خواص بصری محصولات تولیدی، مانند کدورت و درخشندگی (Haze, Gloss) تاثیر منفی نخواهد پذیرفت،
هیدروتالسیت ها با داشتن ذرات نانومقیاس و سطح سازگار با پلیمر پخش و توزیع یکنواختی در پلیمر دارند،
هیدروتالسیت ها توانایی حفاظت از افزودنی های آنتی اکسیدانت و آنتی UV را دارند،
کاهش بخارات حاصل از ایجاد استئاریک اسید در پی استفاده از کلسیم استئارات و روی استئارات،

علاوه بر استفاده از هیدروتالسیت ها بعنوان جاذب اسید در پلی الفین ها، این افزودنی های ویژه در تولید کامپاندهای حاوی افزودنی های تاخیر اندازه شعله هالوژنه، کامپاندهای بر پایه رابرهای FKM, CSM, CR, NBR که به مقاومت بسیار بالایی در برابر رطوبت نیاز دارند و چسب های با قابلیت ضد خوردگی برای کاربری های در تماس با فلز، به کار می روند.

هیدروتالسیت ها افزودنی های سنتزی دوست دار محیط زیست هستند که می توانند دنیای پلیمرها را دگرگون کنند و عملکرد ویژه ای را در این گروه از مواد اولیه ضمانت کنند.

در استفاده از کمک پایدارکننده های حرارتی PVC چه نکاتی را مدنظر قرار دهیم؟

5 اردیبهشت 1400/0 دیدگاه /در استابلایزر, مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

همانطور که در معرفی مقدماتی هیدروتالسیت ها به عنوان کمک پایدارکننده های حرارتی PVC وعده داده شد، در این بخش نکات فنی انتخاب و استفاده از هیدروتالسیت مناسب بیان خواهد شد. در ابتدا می توانید با رجوع به لینک زیر نکاتی را در خصوص معرفی هیدروتالسیت ها مطالعه کرده و سپس با این بخش همراه شوید.

کمک پایدارکننده های حرارتی، راه حلی مقرون به صرفه و موثر در افزایش کیفیت محصولات

هیدروتالسیت ها با جابجا کردن کلرهای آزاد شده در حین تخریب PVC با ترکیبات کربناتی خنثی، افزایش پایداری حرارتی کامپاند مورد نظر را در پی دارند. در کنار این عملکرد مهم، این کمک پایدارکننده ها، یا همان Co-Stabilizer، عاری از اتم های فلزی سنگین و حتی هالوژن ها هستند و در واقع دوست دار محیط زیست می باشند و خطری برای سلامتی انسان ها نیز ندارند. عناصری چون روی، منیزیم و آلومینیوم در ساختار بلورین هیدروتالسیت ها قرار می گیرند. بر اساس نوع و مقدار عنصر انتخاب شده، مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات و بافت بلورین، عملکرد هیدروتالسیت ها تغییر پیدا می کند و گریدهای مختلفی برای کاربری هایی چون کامپاندهای پر شده با فیلر ( مانند پروفیل های درب و پنجره)، کامپاندهای شفاف ( مانند ورق و فیلم های کلندر) و … تجاری سازی شده اند. همچنین بر اساس نسبت مولی عناصری چون منیزیم، روی و آلومینیوم و ظرفیت جذب اتم های کلر، می توان بازدهی هیدروتالسیت ها را در افزایش پایداری حرارتی PVC تنظیم کرد و آن ها را برای انواع کاربری هایی که به مقادیر مختلف پایداری حرارتی نیاز دارند، آماده کرد.

شکل زیر به صورت شماتیک عملکرد هیدروتالسیت ها را در پایدارسازی PVC نشان می دهد. همانطور که در مقاله PVC، پلاستیک کم طاقت در فرآیند شکل دهی نیز اشاره کردیم ، مکانیسم غالب در فرایند تخریب PVC آزاد شدن اتم های کلر است و هیدروتالسیت ها با جذب این ترکیبات مخرب به پایدارسازی قطعه نهایی کمک می کنند.

با توجه به مکانیسم عملکرد هیدروتالسیت ها، این کمک پایدارکننده ها بهترین اثر بخشی را در ترکیب با استابلایزرهای پایه کلسیم، مانند روی/ کلسیم (Ca.Zn) و پایدارکننده های قلعی دارند. اما در مورد نوع PVC، اعم از انواع سوسپانسیونی و امولسیونی، محدودیتی وجود ندارد و هیدروتالسیت ها قابل استفاده هستند. به منظور بدست آوردن غلظت بهینه استفاده از هیدروتالسیت بایستی به کمک آزمون های ارزیابی پایداری حرارتی (مانند استاتیک تست که در بخش قبلی معرفی شد)، میزان بهینه استفاده را بدست آورد. اما برای شروع می توان با جایگزین کردن 1-2 phr از استابلایزر اصلی با هیدروتالسیت کار را آغاز کرد.

قبل از استفاده از هیدروتالسیت ها و در مراحل حمل و نقل این مواد اولیه با ارزش بایستی در نظر داشت که اندازه ذرات هیدروتالسیت ها در مقیاس نانو است و متوسط هر ذره در محدوده 100-500 nm است. بنابراین بایستی در حین انبارش و حمل و نقل حداکثر دقت را به خرج داد تا از کلوخه شدن آن ها جلوگیری شود. چرا که در صورت کلوخه شدن در مراحل کامپاندینگ پخش یکنواخت هیدروتالسیت ها در ماتریس PVC با مشکل مواجه می شود و در نهایت بازدهی آن ها به عنوان کمک پایدارکننده حرارتی کاهش می یابد. همچنین باید در نظر داشت که هیدروتالسیت ها به رطوبت نیز حساس هستند.

افزودنی های هسته زا یا شفاف کننده؟ کدامیک انتخاب مناسبی برای ما هستند؟

3 اردیبهشت 1400/0 دیدگاه /در مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

افزودنی های پلیمری با یک شعار به پلیمرها اضافه می شوند: مصرف کم، اثربخشی بالا! اما همین اثربخشی بالا تنها در صورتی بدست می آید که افزودنی مناسب انتخاب و به مقدار کافی استفاده شود. یکی از جذاب ترین گروه افزودنی های مورد استفاده در پلیمرهای مختلف، افزودنی های تغییر دهنده خواص ظاهری محصولات پلیمری هستند. این بخش در خصوص افزودنی های موسوم به شفاف کننده (Clarifier) صحبت خواهد کرد.

اگر قرار باشد یک قطعه پلیمری مانند یک ظرف را شفاف ببینیم، باید اندازه واحدهای ساختاری این پلیمر کوچکتر از طول موج نور مرئی باشد. در مورد پلیمرهای بی نظم یا آمورفی چون PET, PC, PVC, PS و … به دلیل اینکه واحدهای بلورین تشکیل نمی شوند و اندازه زنجیره ها کوچکتر از طول موج نور مرئی است، پس تمام قطعات تولیدی از پلیمر خالص شفاف خواهند بود. اما این نکته در مورد پلیمرهای بلورینی چون PP و PE ما را با مشکل مواجه می کند. در واقع در PE و PP در حین خنکسازی قطعات تولیدی، بلورچه هایی تشکیل می شوند که ابعادی بزرگتر از طول موج نور مرئی دارند. در همین جا می توان نتیجه گرفت که وظیفه عوامل شفاف کننده یا همان مستربچ های Clarifier، جلوگیری از تشکیل بلورچه های بزرگ است. اما کار به همین سادگی نیست، به منظور تولید افزودنی های شفاف کننده مناسب بایستی مکانیسم بلورینگی و ایجاد بلورچه های هر پلیمر را به صورت کامل شناخت و برای هر پلیمر افزودنی اختصاصی تولید و به مقدار کافی در شرایط فرایندی مناسب ( به خصوص دمای شکل دهی و سرعت و دمای خنک سازی)، این افزودنی ها را در قطعه پلیمری قرار داد.

به دلیل کاربرد فراوانی که PP دارد و انواع شفاف آن می تواند جایگزینی برای PS, PET و حتی PC باشد، افزودنی های شفاف کننده این پلیمر تجاری سازی شده اند. اما به دلیل حساسیت این کاربری و دستیابی به نتایج مطلوب، بایستی در حین انتخاب شفاف کننده مناسب نهایت دقت مهندسی را به خرج داد. این شفاف کننده ها عموما از خانواده سوربیتل ها هستند و به صورت مستربچ تولید و به مصرف می رسند. اخیرا تلاش های موفقی برای تولید افزودنی های شفاف کننده PE نیز صورت گرفته است.

شفاف کننده ها علاوه بر ایجاد شفافیت در قطعات تولیدی، به دلیل تقویت فاز بلورین پلیمر منجر به تقویت خواص مکانیکی محصول نیز می شوند. همچنین سیکل تزریق محصولات نیز به دلیل بلور شدن سریعتر کوتاهتر می شود و نرخ تولید به کمک این عوامل بالا می رود. به همین دلیل در کاربری هایی که شفافیت مهم نیست، گروه خاصی از افزودنی ها با نام عوامل هسته زا توسعه داده شده اند که وظیفه اصلی آن ها تقویت خواص مکانیکی و کاهش سیکل تزریق است. همچنین این عوامل شرینکیج یا آبرفتگی را نیز کنترل می کنند. علاوه بر PE و PP، عوامل هسته زا برای PA ها و PET نیز در دسترس هستند.

به کمک عوامل هسته زا امروزه پلی پروپیلن هایی تولید می شود که از نظر خواص مکانیکی قادرند حتی جایگزینی برای ABS باشند. عوامل شفاف کننده و هسته زا افزودنی های مهندسی هستند که با انتخاب درست می توانند اثرات بزرگی را ایجاد کنند و در کاهش هزینه ها موثر باشند.

تولید قطعاتی با پایداری حرارتی بسیار بالا به کمک پلی سولفون ها (PPSU)

30 فروردین 1400/0 دیدگاه /در مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

ترموپلاستیکی بی نظم (آمورف)، مقاوم در برابر حرارت، شفاف، مقاومت بسیار بسیار بالا در برابر هیدرولیز، پایداری شیمیایی در انواع محیط های اسیدی و بازی همگی ویژگی های پلی فنیل سولفون است. پلی فنیل سولفون که با نام های اختصاری PPSU و PPSF نیز دیده می شود، حاصل جایگزینی Nucleophilic aromatic بین Difuorodiphenyl Sulfone و نمک سدیم Dyhydroxybyphenyl، با حذف سدیم فلوراید است. از این مراحل پیچیده تولید که بگذریم، خواص و کاربردهای این سوپرپلاستیک مهندسی قابل توجه است. در این بخش سعی می کنیم با خانواده PPSU بیشتر آشنا شویم.

به عنوان مقدمه در نظر داشته باشیم که سه ترموپلاستیک سوپر مهندسی PSU، PES و PPSU ساختار و خواص مشابه یکدیگر دارند و روش تولید این سه محصول نیز به یکدیگر نزدیک است. پلی سولفون با نام اختصاری PSU یا PSF، شفاف و آمورف است. از نظر خواص فیزیکی – مکانیکی PSU با پلی کربنات قابل مقایسه و خواصی برتر دارد. این ترموپلاستیک مهندسی بهترین گزینه برای تولید قطعاتی است که در برابر بخار و آب داغ قرار می گیرند. از جمله مهمترین کاربرهای PSU می توان به قطعات داخلی دستگاه های قهوه ساز، تجهیزات پزشکی، تاسیسات آب گرم و پمپاژ، ممبران ها و فیلترهای آب داغ و … اشاره کرد. مهمترین نقطه ضعف PSU پایداری کم آن در برابر اشعه UV و برخی حلال های قطبی مانند بنزن و تولوئن است. دومین عضو این خانواده PES، یا پلی اتر سولفون است که مشابه PSU آمورف، شفاف با رنگ متمایل به کهربایی و مقاوم در برابر حرارت است. PES کاربردهایی شبیه به PSU دارد، با این تفاوت که مقاومت سایشی بالاتری دارد و برای تولید قطعاتی همچون کارتریج پرینترها به کار می رود. ساختار PSU و PES در تصاویر زیر دیده می شود.

اما به سومین عضو این خانواده، یعنی PPSU می رسیم. PPSU با داشتن واحدهای فنیلن اتر مقاومت به ضربه بالاتر از PSU و PES دارد و همچنین حساسیت آن به شکاف و ترک نیز بالا است. PPSU از نقطه نظر خواص مکانیکی همچون چقرمگی و استحکام بالاتری نسبت به PSU و PES دارد، اما گرانتر نیز هست و بنابراین کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

گریدهای خاصی از خانواده پلی سولفون ها قابلیت استفاده در کاربردهای پزشکی و غذایی را دارند و توانایی برآورده کردن الزامات این صنعت را دارند. از جمله دیگر کاربردهای این ترموپلاستیک ها می توان به صنعت خودروسازی ( تولید کاسه چراغ، بدنه فیوزها و …)، ظروف آشپرخانه، قطعات پمپ و اتصالات ( مانند Impeller پمپ)، الیاف و بدنه فیلترها و … اشاره کرد.

گریدهای مختلف پلی سولفون ها برای انواع فرایندهای شکل دهی تزریق و اکستروژن مناسب هستند. اما در انتخاب گرید مناسب بایستی دقت کرد و همچنین شرایط اولیه شکل دهی را نیز در نظر گرفت. برای مثال تمامی گریدها به خشک کردن پیش از شکل دهی، به منظور کاهش درصد رطوبت نیاز دارند. این کار برای چهار ساعت در دماهای 130-150 °c انجام می شود و دماهای دستگاه شکل دهی را بایستی در محدوده 340 – 390 °C قرار داد.

ارزیابی کمی پایداری حرارتی کامپاندهای PVC

23 اسفند 1399/0 دیدگاه /در استابلایزر, مقالات/توسط کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

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.

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.