Elastomer Curing

نکاتی در خصوص کامپاندینگ و پخت کلروپرن

/0 دیدگاه /در , , /توسط

پلی کلروپرن (Polychloroprene) به کمک تجهیزات معمول صنعت لاستیک کامپاند و شکل دهی می شود. باید در نظر داشت نئوپرن یا همان CR را نمی توان به روش پخت گوگردی فرآوری کرد. اکسیدهای فلزی مانند اکسید منیزم یا روی در فرایند پخت این الاستومر استفاده می شوند. در گذشته که محدودیت های زیست محیطی و همچنین اطلاعات واحدهای کامپاندینگ از آسیب های فلز سرب به محیط زیست کمتر بود، از اکسیدهای سرب نیز در پخت کلروپرن استفاده می شد و مقاومت به آب کامپاند نهایی بسیار بالا می رفت. شتاب دهنده معمول مورد استفاده در پخت کلروپرن ETU یا اتیلن تیورا است و همواره افزایش دانسیته پخت در کلروپرن یک چالش مهم به حساب می آید. به دنبال قرار گرفتن ETU در لیست مواد دارای پتانسیل ایجاد سرطان، تلاش هایی در خصوص پیدا کردن مواد جایگزین در جریان است.

Elastomer Curing

کلروپرن به صورت آلیاژ شده با دیگر الاستومرها نیز کامپاند می شود و در این حالت بایستی سیستم پخت مناسب برای پخت آلیاژ را به کار گرفت. از جمله مهمترین الاستومرهایی که با کلروپرن آلیاژ می شوند می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بوتادی ان (BR) و لاستیک طبیعی (NR) برای بهبود انعطافپذیری در دماهای کم؛
  • NBR برای بهبود مقاومت در برابر روغن؛
  • SBR برای کاهش بلورینگی کلروپرن.

 

PVC TPE Compare

PVC یا TPE؟ کدامیک برای تولید قطعات منعطف مناسب تر هستند؟

/0 دیدگاه /در , , , /توسط

تا پیش از ظهور TPE ها در کاربردهایی که نیاز به انعطاف، کشسانی و نرمی وجود داشت، کامپاندهای نرم PVC یا رابرها استفاده می شدند. اما با توسعه TPE های مختلف این خانواده جدید توانستند به سرعت در بسیاری از کاربردها جایگزین رقبای پایه PVC یا الاستومر خود شوند. این بخش یک مقایسه کیفی میان دو گزینه در دسترس برای تولید قطعات نرمی چونCap, plug, gasket… انجام خواهد داد.

PVC TPE Compare

PVC پلاستیکی در دسترس و ارزان قیمت است که برای تبدیل به کامپاند مناسب برای تولید قطعات گوناگون به افزودنی های مختلفی چون استابلایزر، نرم کننده، روان کننده، اصلاح کننده ضربه، پر کننده و … نیاز دارد. PVC را می توان در طیف گسترده ای از کاربری ها، برای مثال از گسکت پنجره تا زیره کفش و بسته بندی ها دید. در همین ابتدای کار باید گفت مهمترین مزیت PVC در دسترس و ارزان بودن آن است. از جمله دیگر مزایای PVC می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر تابش نور خورشید، مقاومت بالا در برابر سایش، رسانایی الکتریکی کم و مقاومت در برابر شعله.

اما PVC معایبی نیز دارد، از جمله این موارد می توان به مقاومت حرارتی کم آن، سنگینی و دانسیته بالا، آزاد کردن گازهای سمی در حالت مذاب اشاره کرد.

در مقابل TPE ها شامل یک خانواده بزرگ از پلیمرها هستند، پلیمرهایی که می توانند در دماهای بسیار بالا (برای مثال 170 °C) سرویس دهی کنند، خواص ویژه ای چون رسانایی حرارتی و الکتریکی داشته باشند و خواص سطحی متفاوتی ایجاد کنند. TPE ها دوست دار محیط زیست هستند و در چرخه عمر خود اجزای سمی یا مخربی آزاد نخواهند کرد. مزایای این گروه شامل موارد زیر می باشد:

  • انعطاف پذیری بینظیر، مقاومت خستگی عالی، مقاومت ضربه بالا، پایداری بینظیر در برابر اجزای شیمیایی، دانسیته کم و سبکی، فرایند پذیری و شکل پذیری خوب و به صرفه.

همچنین قیمت بالا و پیر شدگی (مانند تغییر ابعاد، کاهش مقاومت حرارتی، خزش و …) در زمان سرویس دهی مهمترین معایب این گروه هستند.

جداول زیر به ترتیب خواص فیزیکی/مکانیکی منتخب و پایداری در برابر محیط های شیمیایی مختلف را برای PVC و TPE ها نشان می دهند.

PVC TPE
Tensile Strength 2.60 N/mm² 0.5 – 2.4 N/mm²
Notched Impact Strength 2.0 – 45.0 Kj/m² No break Kj/m²
Thermal Coefficient of expansion 80 x 10-6 130 x 10-6
Max Cont Use Temp 60˚C / 140˚F 140˚C / 284˚F
Density 1.38g/cm3 0.91 – 1.3 g/cm3

 

PVC TPE
Dilute Acid Very good Excellent
Dilute Alkalis Very good Excellent
Oils and Greases Good (variable) Excellent
Aliphatic Hydrocarbons Very good Excellent
Aromatic Hydrocarbons Poor Poor
Hydrogenated Hydrocarbons Moderate (variable) Poor
Alcohols Good (variable) Excellent

 

 

TPE Application

آشنایی گروه های اصلی هر یک از ترموپلاستیک الاستومرها (TPE)

/0 دیدگاه /در , , /توسط

در بخش قبلی که لینک آن در ادامه قرار داده شده است با خانواده های مختلف TPE آشنا شدیم. لینک این بخش در ادامه قرار داده شده است و در این بخش می خواهیم با جزئیات بیشتری از گروه های مهم TPE آشنا شویم.

به دلیل تنوع زیاد TPE های پایه پلی یورتان را در یک بخش مجزا در آشنایی با TPU های مختلف معرفی کردیم. TPA یا TPE پایه پلی آمید در سه گروه اصلی تقسیم بندی می شوند. این TPE ها در صنایع خودروسازی و تولید قطعات صنعتی بر اساس الزامات کاربری به مصرف می رسند.

  • TPA-EE soft segment with both ether and ester linkages;
  • TPA-ES polyester soft segment;
  • TPA-ET polyether soft segment.

TPE Application

گروه بعدی، TPC ها هستند که بیشترین کاربرد آن ها تولید قطعات تخصصی صنعت خودرو است. این گروه نیز بر اساس سگمنت های نرم به سه زیر گروه اصلی تقسیم می شوند:

  • TPC-EE soft segment with ester and ether linkages;
  • TPC-ES polyester soft segment;
  • TPC-ET polyether soft segment

گروه بعدی ترموپلاستیک الاستومرها که تقسیم بندی دارند و گریدهای متنوعی را در بر می گیرند، TPS ها یا TPE های پایه استایرن می باشند. این گروه کاربردهای بسیار زیادی در صنایعی چون خودروسازی، لوازم خانگی، چسب و درزگیر وسایل شخصی و … دارند. بر اساس ریزساختار شیمیایی این گروه به بخش های زیر تقسیم می شوند:

  • TPS-SBS block copolymer of styrene and butadiene;
  • TPS-SEBS polystyrene-poly(ethylene-butylene)-polystyrene;
  • TPS-SEPS polystyrene-poly(ethylene-propylene)-polystyrene;
  • TPS-SIS block copolymer of styrene and isoprene.

همواره باید در نظر داشت بر اساس الزامات کاربری مد نظر بایستی گرید مناسب از خانواده بزرگ TPE ها را انتخاب کرد.

ACM Grades

معرفی گریدهای تجاری ACM کمپانی زئون

/0 دیدگاه /در , , /توسط

کمپانی معظم زئون ژاپن (Zeon) یکی از پیشتازان عرضه گریدهای مختلف الاستومر ACM برای استفاده در کاربردهای مختلف است. از جمله صنایعی که Zeon برای آن ها ACM ویژه ای توسعه داده است می توان به صنعت چسب، گسکت و واشر، شلنگ، چاپ و پرینت، اورینگ ها، روکش کابل و سیستم های ترمز اشاره کرد.

گریدهای ACM زئون در دو گروه اصلی گریدهای مخصوص فرایند تزریق و گریدهای مناسب برای تولید قطعات اکستروژنی قرار می گیرند. در هر بخش زئون برای کاربردهای معمولی و کاربری های نیازمند مقاومت حرارتی بسیار بالا گریدهای جداگانه ای عرضه می کند. این گریدها به کمک تکنولوژی پلیمریزاسیون امولسیونی منومر اکریلیک با دیگر منومرها مانند اتیلن، تولید می شوند.

ACM Grades

مشخصات گریدهای تزریقی شامل ویسکوزیته مونی، نوع سایت های پخت و سختی Gehman در جدول زیر دیده می شود.

Grade Mooney Viscosity ML 1+4, 100°C [MU] Relative Density Cure Site Gehman T100 [°C]
HyTemp® 4051 46 – 58 1,1 Chlorine/Carboxyl –18
HyTemp® 4051EP 35 – 47 1,1 Chlorine/Carboxyl –18
HyTemp® 4051CG 25 – 37 1,1 Chlorine/Carboxyl –18
HyTemp® 4052 32 – 40 1,1 Chlorine/Carboxyl –32
HyTemp® 4052EP 25 – 35 1,1 Chlorine/Carboxyl –32
HyTemp® 4065 27 – 45 1,1 Chlorine/Carboxyl –30
HyTemp® 4053EP 23 – 31 1,1 Chlorine/Carboxyl –42
HyTemp® 4054 22 – 34 1,1 Chlorine/Carboxyl –41
HyTemp® PV04 37 – 47 1,1 None –27

 

مشخصات گریدهای تزریقی مناسب برای کاربری های در تماس با دمای بالا شامل ویسکوزیته مونی، نوع سایت های پخت و سختی Gehman در جدول زیر دیده می شود.

Grade Mooney Viscosity ML 1+4, 100°C [MU] Relative Density Cure Site Gehman T100 [°C]
HyTemp® AR12 28 – 38 1,1 Special – 30
HyTemp® AR12B 28 – 38 1,1 Special – 30
HyTemp® AR14 28 – 38 1,1 Special – 40
HyTemp® H570 30 – 40 1,1 Special –37

 

در ادامه در دو جدول زیر نیز مشخصات فنی گریدهای مناسب برای اکستروژن قرار داده شده است. جدول اول گریدهای معمولی ACM و جدول دوم گریدهای مناسب برای کاربری های در معرض دمای بالا را نشان می دهد.

Grade Mooney Viscosity ML 1+4, 100°C [MU] Relative Density Cure Site Gehman T100 [°C]
HyTemp® AR71 42 – 54 1,1 Chlorine –18
HyTemp® AR71L 29 – 41 1,1 Chlorine –18
HyTemp® AR715 27 – 39 1,1 Chlorine –24
HyTemp® AR72LF 28 – 36 1,1 Chlorine –28
HyTemp® AR74 29 – 36 1,1 Chlorine –40

 

Grade Mooney Viscosity ML 1+4, 100°C [MU] Relative Density Cure Site Gehman T100 [°C]
HyTemp® AR212HR 34 – 44 1,1 Special – 25
HyTemp® AR212XP 34 – 44 1,1
HyTemp® H310X 31 – 45 1,1 Special – 25
HyTemp® AR214 28 – 38 1,1 Special – 40

 

در بخش های بعدی با کاربردهای این گریدها آشنا خواهیم شد.

Slicone

پیچیدگی های فنی کامپاندینگ و شکل دهی سیلیکون، ساختارمند شدن سیلیکون (Structuralization)

/0 دیدگاه /در , , /توسط

آمیزه کائوچوی سیلیکون از اختلاط سیلیکون خام با یک تقویت کننده استحکام بالای سیلیکایی آب دوست بدست می آید. این آمیزه ممکن است در حین انبارش به تدریج سخت تر و از خاصیت پلاستیسیته آن کاسته شود و در نتیجه به مرور زمان بازدهی فنی آن در فرایندهای اختلاط مجدد و شکل دهی از بین می رود. این پدیده را “ساختارمند” Structuralization شدن کائوچوی سیلیکون می نامند. دلیل این امر به برهمکنش گروه های Si-OH سطح سیلیکا با پیوند Si-O یا گروه های انتهایی Si-OH روی مولکول سیلیکون خام بر می گردد که می تواند پیوندهای هیدروژنی و حتی پیوند شیمیایی تشکیل دهد که ساختاری نیمه شبکه ای شده و نیمه الاستیک پدید می آورد و در پی آن انحلال پذیری کاهش و محتوی ژل افزایش می یابد. بر این پدیده می توان با اختلاط مجدد و اعمال یک نیروی برشی قوی روی کائوچوی سیلیکون ساختارمند شده توسط یک آسیاب دو غلطکه که امکان شکست پیوندهای هیدروژنی را دارد، غلبه کرد و پلاستیسیته را مجداً احیا نمود. میزان زمان اختلاط به شدت و درجه پدیده “ساختارمند” شدگی کائوچوی سیلیکون بستگی دارد.

Slicone

توصیه می شود تا از روغن سیلیکون بهنگام اختلاط مجدد سیلیکون روی آسیاب دو غلطکه استفاده شود. روش اختلاط زیر هم را هم می توان توصیه نمود:

1- افزایش فاصله بین دو رول آسیاب دو غلطکه به بیش از 8mm و بعد کاهش تدریجی آن تا اینکه آمیزه سیلیکون به دور رول های آن بچسبد.

2- با چاقو آمیزه خارج شده از بسته بندی را به دو یا چند قطعه کوچکتر تقسیم کرده و آن را به تدریج به فرآیند اختلاط مجدد اضافه نمود و این کار را تا تشکیل پوشش کامل دور رول غلطک ادامه داد.

3- پس از اختلاط مجدد، بخشی حدود 20% تا 25% آمیزه اصلاح شده را برای پرهیز از پراکنش نیافتن مواد مخلوط نشده نگه داشت.

ACM rubber

چقدر با دنیای رابرهای اکریلیکی (ACM Rubbers) آشنا هستیم؟

/0 دیدگاه /در , , /توسط

فرض کنید مهندس طراح یک قطعه لاستیکی (برای مثال اورینگ و واشر) برای یک مجموعه خودرویی یا صنعتی هستید. این قطعه در معرض دماهای بالا قرار دارد و در زمان کاربری سیال روغن از آن عبور می کند. مشخصا دمای سرویس قطعه مورد نظر شما حدود 150-170 C می باشد و پایداری در برابر روغن نیز بسیار اهمیت دارد. اگر به مرحله انتخاب مواد اولیه مناسب برای تولید این قطعه رسیدید، حتما ACM را در ذهن داشته باشید و با این بخش در خصوص معرفی فنی رابرهای اکریلیکی یا ACM (Alkyl Acrylate Copolymer) ها همراه باشید.

ACM rubber

اگر بخواهیم لیست کامل مزایای ACM را مرور کنیم، علاوه بر مقاومت بالا در برابر دما و روغن باید بگوییم ACM در برابر ازون پایدار است و نفوذ پذیری پایینی در برابر گازها دارد. هر چند همانند تمامی مواد اولیه معایبی نیز متوجه ACM است و در برابر رطوبت، اسیدها و بازها مقاومت کمی دارد. همچنین ACM را در تولید قطعاتی که در معرض دماهای کمتر از -10 C قرار می گیرند، نباید استفاده کرد. بیشترین کاربرد ACM در تولید قطعات لاستیکی در خودرو است که با سیالاتی مانند روغن هیدرولیک با دماهای بالا در تماسند.

گریدهای مختلف ACM در فرایندهای تزریق و اکستروژن به کار گرفته می شوند. از جمله قطعات تزریقی که با ACM تولید می شوند می توان به اورینگ و واشرهای مورد استفاده در سیستم های حاوی روغن با دمای بالا مانند حوضچه های روغن اشاره کرد. قطعات اکستروژنی ACM نیز شامل انواع شلنگ و تیوب مورد استفاده در موتورهای توربو و سیستم خنک کاری روغن می شوند.

در بخش های بعدی این نوشتار با گریدهای تجاری ACM، مشخصات فنی و کاربردهای آن ها آشنا خواهیم شد.

PPS Impact Modifier

افزایش ضربه پذیری PPS

/0 دیدگاه /در , , /توسط

پلی فنیلن سولفون با نام اختصاری PPS (Polyphenylene Sulphide) سوپر پلاستیک مهندسی است که تنها در کاربردهایی استفاده می شود که پایداری ابعادی، یکپارچگی ساختار و استحکام مکانیکی بالایی در دماهای بالا نیاز دارند. قطعات بسیاری در سیستم های تاسیساتی و صنعتی دیده می شود که به کمک PPS ساخته شده اند. باید در نظر داشت با وجود اینکه PPS مزایای بیشماری دارد، اما در برخی از کاربردها به مقاومت ضربه بالاتری نیاز دارد. این مقاله یک راه حل صنعتی را به منظور افزایش ضربه پذیری PPS ارائه خواهد داد.

همیشه یکی از راه های افزایش ضربه پذیری ترموپلاستیک ها افزایش الاستومرها به ترموپلاستیک مورد نظر به منظور بهبود عملکرد ضربه پذیری می باشد. انتخاب الاستومر مناسب برای این کار بر اساس ماهیت شیمیایی ترموپلاستیک، فرایند شکل دهی و میزان ضربه پذیری مورد نیاز صورت می گیرد. Lotader AX8820 کوپلیمر ویژه ای بر پایه اتیلن و GMA (گلیسیدیل متاکریلات) است که به منظور بهبود سازگاری شیمیایی حاوی گروه های اپوکسی نیز می باشد. Lotader AX8820 قادر است ضربه پذیری PPS را بر اساس مقدار غلظت استفاده از آن افزایش دهد.

PPS Impact Modifier

از جمله دیگر کاربردهای Lotader AX8820 می توان به استفاده از آن برای بهبود ضربه پذیری PET, PBT و اصلاح قیر اشاره کرد. پایداری حرارتی Lotader AX8820 بسیار بالا است و در دماهای شکل دهی PPS عملکرد مناسبی دارد، اما باید در نظر داشت پس از استفاده از این گرید و چنانچه قرار است دستگاه اکسترودر خاموش شود، بهتر است شستشوی کامل سیلندر اکسترودر صورت گیرد. AX8820 در کیسه های 25 کیلوگرمی عرضه می شود و در صورت انبارداری مناسب (در جای خشک و خنک) و بسته بودن درب کیسه می توان تا دو سال از آن استفاده کرد.

Mitsui Carbon Fiber

روش نوآورانه و سبز میتسوئی کمیکال برای تولید الیاف کربن

/0 دیدگاه /در , /توسط

به تازگی میتسوئی کمیکال و Microwave Chemical ژاپنی روش جدید و سازگار با محیط زیستی برای تولید الیاف کربن توسعه داده اند. این روش بر اساس استفاده از مایکرویو برای حرارت دادن به الیاف در مراحل اکسیداسیون و کربن سازی است. این روش تا 50 درصد انرژی کمتری برای تولید نیاز دارد و همچنین زمان تولید را در مقایسه با روش های معمول تولید کاهش می دهد و با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر مجموع انتشار CO2 را در فرایند تولید الیاف کربن کاهش می دهد.

Mitsui Carbon Fiber

میتسوئی کمیکال در همکاری مشترک با Microwave Chemical توانست به کمک ارزیابی چرخه عمر الیاف کربن، مراحل اثر گذار بر انتشار CO2 و مصرف کننده بالای انرژی را شناسایی و آون و کوره های مورد استفاده در تولید را با انواع مشابه مایکرویوی جایگزین کند. چنین رویکردهایی می تواند توسعه دهنده اقتصاد چرخشی در بخش های مختلف صنعتی باشد.

 

TPE Application

آشنایی با نام های خلاصه شده TPE ها

/0 دیدگاه /در , , /توسط

TPE ها را باید یک خانواده جدید پلیمرها در کنار ترموپلاستیک ها (یا همان پلاستیک ها) و الاستومرها (با نام دیگر رابر و لاستیک) دانست و در واقع بر اساس رفتار مکانیکی پلیمرها به این سه گروه تقسیم می شوند. TPE ها که خلاصه شده عبارت Thermoplastic-Elastomer هستند با رفتار و خواص مکانیکی مشابه الاستومرها و فرایندپذیری و شکل دهی مانند پلاستیک ها نسل جدید پلیمرها هستند که گروه های متنوعی دارند و در واقع وقتی از TPE نام می بریم باید بدانیم مخاطب ما طیف گسترده ای از پلیمرهای مختلف هستند که این نوشتار شما را با نام و ساختار شیمیایی آن ها آشنا خواهد کرد.

در یک نگاه کلی TPE ها شامل 7 گروه اصلی زیر هستند:

  • TPA
  • TPC
  • TPO
  • TPV
  • TPU
  • TPS
  • TPZ

TPE Application

TPA گروهی از TPE های بر پایه پلی آمید می باشد که حاوی گروه های سخت آمیدی در کنار گروه های اتر/استری نرم است. گروه بعدی TPC ها هستند که بر پایه کوپلیمرهای پایه استری می باشند. اما TPO ها ترموپلاستیک الاستومرهای پایه الفینی (مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن) و الاستومرها هستند. گروه دیگر TPE ها که مشابه TPO ها هستند، با نام TPV شناخته می شوند. در TPV ها بخش الاستومری به صورت پخت شده است و برخی خواص مکانیکی آن مانند مانایی فشاری مطلوب تر از TPO ها است. TPU پلیمر دیگری است که در گروه TPE ها قرار می گیرد و حاوی بخش های یورتانی و اتر/استری است. TPS حاوی بخش های استایرنی است و یکی از پر مصرف ترین TPE های امروزی است. در این گروه بخش های پلی استایرنی در کنار گروه های ایزوپرن، بوتادی ان، اتیلن و … قرار می گیرند. اما گروه آخر TPE ها با نام TPZ شناخته می شوند. در واقع این گروه شامل TPE هایی است که در هیچ یک از گروه های نامبرده شده در بالا قرار نمی گیرند.

در بخش بعدی با گروه های زیر مجموعه و کاربردهای هر یک از TPE های نامبرده در این مقاله آشنا خواهیم شد.

ESBO PVC

معرفی ESBO، نرم کننده و پایدارکننده همزمان

/0 دیدگاه /در , , , /توسط

افزودنی هایی که همزمان بتوانند چند خاصیت یک پلیمر را بهبود دهند، همواره مورد توجه بوده اند. یکی از این افزودنی ها این ماده است که همزمان به عنوان نرم کننده (Plasticizer) و پایدار کننده حرارتی در فرمولاسیون های پایه PVC به کار می رود. ESBO مخفف شده Epoxidized Soybean Oil است و گاها ESO نیز نوشته می شود.

ESBO PVC

ESBO در کامپاندهای PVC به عنوان استابلایزر ثانویه (در کنار استابلایزر اصلی) به کار می رود، نقش نرم کننده و همچنین لوبریکنت نیز دارد. در واقع به پایداری حرارتی کمک می کند و جریان پذیری کامپاند را بهبود می دهد. علاوه بر این دو مزیت، استفاده از ESBO باعث افزایش پایداری قطعات تولیدی در برابر نور خورشید و به خصوص اشعه فرابنفش آن می شود.

این ماده بر پایه روغن سویا تولید می شود و مخلوطی از اسیدهای چرب است که در یک مرحله اپوکسیده می شوند. با اپوکسیده شدن بخش های غیر اشباع ساختار به گروه های اپوکسی تبدیل می شوند. کیفیت گریدهای مختلف ESBO در گرو انتخاب صحیح اسیدهای چرب و فرایند اپوکسیده کردن می باشد. ESBO با شکل فیزیکی مایع و با رنگ زرد عرضه می شود و محدوده غلظت مصرفی این ماده برای کامپاندهای مختلف در بازه 3-5 phr پیشنهاد می شود.

در بخش بعدی با جزئیات بیشتری در خصوص انتخاب و استفاده از ESBO آشنا خواهیم شد.