بایگانی ماهیانه: دی ۱۳۹۹

مواد پرکننده (Fillers)

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۹ | توسط فرا پلیمر شریف

پرکننده معمولاً به افزودنی‌های جامدی گفته می‌شود که خواص فیزیکی پلیمر را اصلاح می‌کنند. تعدادی از انواع پرکن‌ها معمولاً در صنعت پلیمر شناخته شده اند.

مواد پرکننده ذره‌ای

پرکننده‌های ذره ای به دو نوع پرکن‌های خنثی و پرکن‌های تقویتی تقسیم می‌شوند. پرکننده‌هایی که معمولاً به دلیل کاهش هزینه به آمیزه‌های پلیمری افزوده می‌شود را اصطلاحاً پرکننده خنثی می‌نامند و از میان آن‌ها می‌توان به کربنات کلسیم، خاک چینی، تالک و سولفات باریم اشاره کرد.

در کاربردهای عادی، مواد پرکننده باید در مایعی که پلیمر با آن تماس دراد، نامحلول باشند. خواص و شرایط ماده پرکننده می‌توانند خواص مختلفی را در آمیزه پلیمری حاصل ایجاد کند. تفاوت‌های زیر در این خصوص قابل ملاحظه اند:

متوسط اندازه و منحنی توزیع اندازه ذرات ماده پرکننده
شکل و تخلخل ذرات
طبیعت شیمیایی سطح ذره
ناخالصی‌ها و یون‌های فلزی همراه با ماده پرکننده

در استفاده از مواد پرکننده، معمولاً مشاهده می‌شود که هر چه اندازه ذرات ریزتر باشد، خواصی نظیر استحکام کششی، مدول و سختی، بالاتر خواهند بود. این پدیده به عنوان عامل تقویت شناخته می‌شود.

شکل ذره نیز مؤثر است. مثلاً ذرات صفحه‌ای نظیر خاک چینی، در طول فرآیند جهت‌گیری می‌کنند. در مقابل، ذرات دیگر سطحی ناهموار را فراهم می‌سازند و به سختی با پلیمر اصلی ممزوج می‌شوند. برخی از دیگر ذرات، متخلخل بوده و با جذب افزودنی های دیگر، آن‌ها را بی‌تأثیر می‌سازند.

طبیعت شیمیایی سطح نیز می‌تواند مؤثر باشد. به همین منظور برای اصلاح خاصیت خیس‌کنندگی و امتزاج‌پذیری با پلیمرها، معمولاً مواد پرکننده معدنی را آماده‌سازی می‌کنند. مثلاً کربنات کلسیم با اسید استئاریک آماده‌سازی می‌شود.

ناخالصی‌های پرکننده معدنی معمولاً اثراتی جدی و منفی بر پلیمر دارند. ذرات درشت ناخالصی، منجر به ایجاد نقاط ضعیف در پلیمرهای تهیه شده می‌شوند. مقادیر ناچیز مس، منگنز و آهن، بر پایداری اکسایشی پلیمر اثر منفی دارند.

پرکننده‌های ذره‌ای تقویتی، بسته به نوع و مقدار خود باعث افزایش استحکام و مقاومت پلیمر می‌شوند. ساز و کار تقویت به این صورت است که دانه های پرکن، زنجیره‌های پلیمر را بر روی خود نگه می‌دارد و اگر نیرویی به ماده پلیمری اعمال شود، مقداری از تنش بر روی ماده تقویت‌کننده و مقداری تیز روی ماده پلیمری توزیع می‌شود. مثلاً دوده باعث افزایش استحکام کششی PVC و افزایش در مدول، مقاوت پارگی و مقاومت سایشی لاستیکی نظیر SBR می‌شود.

در این آمیزه‌ها، اندازه‌ و ذرات و میزان افزایش تقویت‌کننده، عواملی مؤثر بوده و بعضاً ممکن است به جای تقویت خواص استحکامی، موجب ضعف این خواص نیز شوند. از پرکننده‌های ذره‌ای تقویتی می‌توان به دوده، سیلیس، هیدروکسید آلومینیوم، اکسید روی و سیلیکات کلسیم اشاره کرد.

پرکننده‌های لاستیکی

از پرکننده‌های لاستیکی، اغلب به منظور چقرمگی در ترموپلاستیک‌های بی‌شکل استفاده می‌شود. این مواد، به دو نوع واکنش‌پذیر و واکنش‌ناپذیر تقسیم شده‌اند. از نمونه‌های شناخته شده می‌توان به استفاده از SBR و پلی‌بوتادی‌ان در پلی‌استایرن، لاستیک‌های بوتادی‌ان‌آکریلونیتریل در PVC و لاستیک‌های اتیلن‌پروپیلن اشاره کرد.

رزین‌ها (پرکننده‌های پلاستیکی)

در صنعت لاستیک، اغلب از رزین های مصنوعی (پلاستیک‌‌ها) به عنوان پرکنندخ استفاده می‌شود. به طور نمونه، رزین‌های بوتادی‌ان-استایرن حاوی دست کم ۵۰% استایرن است که به منظور تولید آمیزه‌هایی برای تولید کفی کفش، با لاستیک آلیاژ می‌شوند. رزین‌های فنلی که در دمای فرآیند از ویسکوزیته کمی برخوردارند، باعث افزایش جریان و فرآیندپذیری آمیزه‌های لاستیکی می‌شوند و هم‌زمان در حین واکنش ولکانیزاسیون لاستیک شبکه‌ای‌شده، محصولی نسبتاً سخت را به دست می‌دهند.

پرکننده‌های لیفی

استفاده از پرکننده‌های لیفی نظیر خاک اره، خرده پنبه، الیاف کوتاه آلی مصنوعی نظیر الیاف نایلون می‌توانند استحکام ضربه‌ای و نیز سختی و چقرمگی آمیزه‌های قالب‌گیری شده را بهبود بخشند.

الیاف معدنی نظیر پنبه نسوز و الیاف شیشه نیز در ترمپلاستیک‌ها و ترموست‌ها در جایی که به ترتیب مقاومت گرمایی و استحکام مد نظر باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. پرکننده‌های لیفی، اغلب به شکل لایه‌ای قرار داده می‌شوند. الیاف مصرفی در مقایسه با پلاستیک‌هایی که در ان قرار می‌گیرند، از مدول بالاتری برخوردارند، به طوری که وقتی سازه‌ تولید شده با الیاف کشیده می‌شود، قسمت اعظم تنش وارده توسط لیف گرفته می‌شود. این امر منجر به افزایش استحکام و مدول در مقایسه با پلاستیک اصلاح نشده می‌شود.

از جمله معایب استفاده از پرکننده‌های لیفی این است که به شفافیت پلیمر لطمه زده و ممکن است ویسکوزیته پلیمر را در فرآیند افزایش دهند. هر چه الیاف طویل‌تر باشند، ویسکوزیته بیش‌تر شده، اما توانمندی کامپوزیت نیز تقویت می‌شود.

استحکام ایجاد شده در کامپوزیت‌های پلیمری الیاف‌دار به عوامل زیر بستگی دارد:

غلظت الیاف در شبکه پلیمر
جهت آرایش الیاف
نسبت طول به قطر الیاف مورد استفاده
سازگاری الیاف با پلیمر
میزان استحکام و مدول الیاف نسبت به پلیمر اصلی
استحکام پلیمر پایه

از جمله مهم‌ترین الیاف پرکننده در پلاستیک‌ها، می‌توان به انواع الیاف شیشه، الیاف پنبه، الیاف پلی‌استر، الیاف پلی‌وینیل‌الکل، الیاف پلی‌اکریلونیتریل و الیاف چتایی اشاره کرد. از دیگر پرکننده‌های لیفی، می‌توان به پرکننده‌های الیاف کربن/گرانیت اشاره کرد که کاربرد آن برای ساخت کامپوزیت‌هایی با استحکام بالا و وزن کم در صنایع است.

پرکننده‌ها و تقویت‌کننده‌ها

پرکننده‌ها مواد جامد نسبتاً ارزان هستند که در مقادیر نسبتاً زیاد به پلیمر جهت تنظیم حجم، وزن، هزینه، سطح، رنگ رفتار فرآورش (رئولوژی)، جمع‌شدگی، ضریب انبساط، رسانایی، نفوذپذیری و خواص مکانیکی افزوده می‌شوند.

آن‌ها می‌توانند به طور کلی به پرکننده‌های غیر فعال یا بسط‌دهنده ‌‌و پرکننده‌های فعال یا عاملی یا تقویت‌کننده تقسیم‌بندی شوند.

پرکننده‌های غیر فعال به طور همده برای کاهش هزینه به کار می‌روند، در حالی که پرکننده‌های فعال تغییرات ویژه در خواص ایجاد می‌کنند به طوری که ترکیب نیازهای مور تقاضای خود را برآورده می‌کند؛ اما درواقعیت، پرکننده‌ای وجود ندارد که کاملاً غیر فعال باشد و فقط هزینه‌ها را کاهش دهد.

تعدادی از پرکننده‌های تقویت‌کننده از طریق تشکیل پیوندهای شیمیایی با پلیمر عمل می‌کند. دیگر محصولات خواص مکانیکی را با افزایش حجم افزایش می‌دهند. آن‌ها به زنجیرهای پلیمرهای اطراف متصل می‌شوند، در حالی که تحرک زنجیره‌های پلیمر را کاهش و آرایش‌یافتگی پلیمر در سطح پرکننده افزایش می‌دهد.

تحرک کاهش یافته منجر به دمای انتقال شیشه‌ای بالاتر می‌شود. اثر دیگری که برخی پرکننده‌ها دارند بر روی تبلور با تقویت هسته‌گذاری است.

شکل و اندازه ذارت و نیز خصوصیات مشتق شده مانند سطح ویژه و فشردگی ذرات عمده‌ترین عوامل تأثیرگذار بر روی ویژگی‌های مکانیکی ترکیب است. علاوه بر این تخلخل و تمایل به کلوخه شدن (پیوند ضعیف) و/یا تجمع می‌تواند اثرات مهمی روی هر دو رفتار فرآورش و خواص مکانیکی داشته باشد. چگالی واقعی پرکننده به موفولوژی ترکیب‌‌بندی شیمیایی بستگی دارد.

پرکننده‌های سبک، نظیر کره‌های شیشه‌ای توخالی، چگالی ترکیب را کاهش می‌دهند، در حالی که پرکننده‌های سنگین آن را افزایش می‌دهند و می‌توانند برای مثال برای کاربردهای عایق‌سازی صدا به کار روند. اکثر پرکننده‌های تجاری چگالی بین ۵/۴-۵/۱ دارند. چون اکثر پرکننده‌ها به شکل پودر استفاده می‌شوند، چگالی توده یا چگالی شُل (loose density) به طور قابل توجه‌ای بر نحوه کار و خوراک‌دهی در حین فرآورش مؤثر است.

پرکننده‌های ریز می‌‌توانند چگالی بالک زیر (gr/cm³) 2/0 به دلیل گیرانداختن ها و بارهای الکتریکی ساکن داشته باشند، بنابراین در حالی که استفاده از آن‌ها در تجهیزات فرآورش مرسوم را محدود می‌کند.

این مشکلات را می‌توان به وسیله خوراک‌دهی چند قسمتی، گاز زدایی بهتر، و آماده‌سازی سطحی و/یا متراکم تر کردن پرکننده‌ها تا حدودی حل کرد.

مساحت سطح ویژه به این صورت تعریف می‌شود مجموع مساحت سطح به واحد وزن پرکننده. پرکاربردترین روش استفاده شده تعینن سطح ویژه استفاده از روش جذب نیتروژن BET است. روش ساده برای حصول ارقام مربوط به مساحت سطح ویژه تعیین جذب روغن است.

نتیجه به صورت مقدار سیال به میلی‌لیتر به ازای گرم فیلر داده می‌شود و تخمینی تقریبی از مقدار حداقل پلیمر مورد نیاز برای پراکنش فیلر ارائه می‌دهد.

خواص دیگر پرکننده‌ها و تقویت‌کننده ها که موثر است بر روی خواص ویژه ترکیبات هستند:

خواص نوری

سختی و سایندگی

خواص مغناطیسی و الکتریکی

حلالیت اسید

افت حرارتی loss on ignition

میزان رطوبت

خصوصیات تقویت‌کنندگی پرکننده را می‌توان از طریق عوامل اتصال‌دهند افزایش داد.

عوامل اتصال‌دهنده، معمولاً سیلان‌ها و تیتانات‌ها پیوند بین سطحی میان پرکننده و رزین را بهبود می‌دهند.

آن‌ها مولکول‌ه‌ای دو عمل‌کردی هستند، که در آن یک انتهای آن با مواد قطبی واکنش می‌دهد، مواد غیر آلی، در حالی که دیگری با مواد آلی، مواد غیر قطبی، واکنش می‌دهد. آن‌ها به عنوان پل‌هایی میان پرکننده و رزین عمل می‌کنند. عوامل اتصال‌دهنده موجود در بازار دارای گروه‌های مختلف عمل‌کردی متناسب برای رزین خاص هستند. اثر نهایی، چسبندگی بهبودیافته میان پرکننده و پلیمر است که منتج به افزایش خواص مکانیکی، نظیر استحکام کششی، مدول خمشی، استجکام ضربه و دمای انحراف گرمایی می‌شود.

الیاف شیشه (رشته خرد شده) تقویت کننده‌ای است که اغلب در ترموپلاستیک استفاده می‌شود. آن‌ها مقرون به صرفه هستند و می‌توان طیف وسیعی از خصوصیات فیزیکی را برای تعداد زیادی از کاربردها به دست آورد. تقویت کننده‌های الیاف شیشه رشته‌هایی از تارها هستند که به قطرهای مختلف بین ۳٫۸ تا ۱۸ میلی‌متر کشیده می‌شوند. تعداد تارها در هر رشته، آرایش رشته و نسبت طول به وزن الیاف می‌تواند بسته به خصوصیات مورد نظر متنوع باشد. رشته های خرد شده و ممتد در قالب‌گیری تزریقی در بارگذاری‌های ۳۰%-۵% استفاده می‌شوند. نمد می‌تواند از رشته‌های ممتد و خردشده ساخته می‌شود. رزین‌های تقویت شده با الیاف شیشه استحکام کششی، سفتی بالا و مدول خمشی، مقاومت خزشی بالا، مقاومت ضربه و HDT بالا دارند. علاوه بر این ، آنها از ثبات ابعادی عالی و CLTE پایین برخوردار هستند. بازده تقویت الیاف شیشه با استفاده از عوامل اتصال‌دهنده (به عنوان مثال، سیلان‌ها) می‌تواند ارتقای بیش‌تری پیدا کند.

به دلیل این که الیاف شیشه در جهت جریان در حین قالب‌گیری تزریقی آرایش می‌یابند، جمع شدگی تا حد زیادی در جریان کاهش می‌یابد. در جهت عرضی، کاهش جمع‌شدگی خیلی زیاد نیست. معایب الیاف شیشه تاب‌ برداشتن، مقاومت کم در خط جوش و کیفیت پایین سطح هستند.

به دلیل ساینده بودن آن‌ها، آن‌ها می‌توانند به ماشین‌الات و ابزار آسیب برسانند. پوشش‌های سخت شده بر روی محفظه‌ها (barrels)، پیج‌ها (screws) و ابزار می‌توان ساییدگی را به حداقل رساند.

الیاف کربن و الیاف آرامید از ویژگی‌های تقویت‌کننده استثنایی برخوردار هستند، اما به دلیل هزینه بالای آن‌ها فقط در کاربردهای تخصصی مانند هوافضا، دریایی، نظامی و پزشکی کاربرد دارند.

پرکننده‌های نانو به عنوان پرکننده‌هایی با اندازه ذرات در محدوده ۱۰۰-۱ نانومتر تعریف می‌شوند.

چنین پرکننده‌هایی، برای مثال، دوده، سیلیکا سنتزی، کربنات کلسیم رسوبی، برای مدت‌های طولانی پیرامون ما وجود داشته است. اما ذرات اولیه آن‌ها، ذرات ثانویه بزرگ‌تر و پایدارتر به واسطه انباشتگی تشکیل می‌دهند، بنابراین در نهایت آن‌ها نمی‌توانند به عنوان نلنوپرکننده طبقه‌بندی شوند.

اخیراً نانوپرکننده‌های مختلف، نظیر نانوکلی‌ها (montmorrilonite, smectite) و نانوویسکرهای سوزنی‌شکل به صورت تجاری در دسترس قرار گرفته اند.

نانورس‌ها ورقه‌ای ‌(Exfoliation) می‌شوند (به لایه‌های مجزا جدا می‌شوند) و ذرات اولیه تقویت کننده با نسبت‌های بسیار بالا (بیش‌تر از ۲۰۰) تشکیل می‌شوند.

لایه‌ها توسط آماده‌سازی سطح که بین لایه‌ای (intercalation) نامیده می‌شود، از طریق ترکیبات از جمله گروه‌های عاملی فسفونیوم یا آمونیوم افزایش می‌یابند.

این سطح را از آب‌دوستی به آلی‌دوستی تبدیل می‌کند.

مزایای این قبیل پرکننده‌ها این است که آن‌ها خواص مکانیکی خیبی خوب در بارگذاری‌های کم، مقاومت در برابر خراش، خواص ممانعتی بالاتر، خواص مقاومت در برابر آتش افزایش یافته، و عملکرد اعوجاج گرمایی بهبودیافته هنگام مقایسه با پلیمر خالص ایجاد می‌کند.

عمده‌تربن کاربرد فعلی فیلم‌های بسته‌بدی و ظروف سخت، قطعات صنعتی و خودرویی هستند.

تعدادی از پرکننده‌های تقویت کننده از طریق تشکیل پیوندهای شیمیایی با پلیمر عمل می‌کند.

پرکننده‌هایی که معمولاً در پلیمرهای ترموپلاستیک استفاده می‌شوند

پرکننده‌های مکعبی و کره‌ای

کربنات کلسیم طبیعی که بسته به منبع مواد اولیه خام به صورت گچ، سنگ آهک یا سنگ مرمر موجود است.

کربنات کلسیم طبیعی بدون تغییر چشم‌گیر در خصوصیاتش، هزینه یک ترکیب را کاهش می‌دهد.

کربنات کلسیم رسوبی معمولاً از سنگ آهک کلسینه شده (CaO) و دی‌اکسید کربن تهیه می‌شود. اغب سطحی که آماده سازی می‌شود با اسیدهای چرب، ارائه می‌شود.

به دلیل سطح ویژه بالایش (m²/gr20-40) تأثیر عمده روی خواص رئولوژیکی و خواص جذب دارد (پایدارکننده‌ها و نرم‌کننده‌ها). سولفات باریم به عنوان ماده معدنی طبیعی (باریت) و هم به عنوان تولیدات سنتزی (blanc fixe) موجود است.

آن بالاترین وزن مخصوص را در میان پرکننده‌های تجاری دارد، بی‌اثر، بسیار روشن و به آسانی پراکنده می‌شود.

سولفات باریم به طور گسترده‌‌ای برای کاربردهای عایق صوتی (فوم‌ها، لوله‌کشی)، در پشت فرش، کاشی کف، وسایل ورزشی، روکش ترمز و کلاچ، در محافظت در برابر اشعه و به عنوان رنگدانه سفید استفاده می‌شود.

دانه‌های شیشه و سرامیک به طور گسترده‌ای در سامانه‌های رزینی استفاده می‌شود. آن‌ها اغلب توسط سیلان برای افزایش پیوند میان رزین و ذارت آماده‌سازی می‌شوند یا توسط فلزات (نقره، مس) پوشش داده می‌شوند و به عنوان پرکننده رسانا مورد استفاده قرار می‌گیرند. پرکننده‌ای کروی مقاومت فشاری و پارگی، پایداری ابعادی، مقاومت در برابر خراش، و سختی ترکیبات را ایجاد می‌کنند.

دانه‌های شیشه‌ای توخالی چگالی ویژه ترکیب را کاهش می‌دهند و در فوم‌ها، فوم‌های سنتزی و در قطعات خودرو استفاده می‌شوند.

سیلیکای سنتزی اساساً دی‌اکسید سیلیکون آمورف با ذرات اولیه که محدوده قطر ۱۰۰-۱۰ نانومتر را دارند و انبوهه‌ها (بخش‌های ثانویه) را با اندازه ۱۰-۱ نانومتر را تشکیل می‌دهند.

محصولات سیلیکا بعد از فرآیند تولیدشان به صورت زیر نام‌گذاری می‌شوند:

Fumed، fused، precipitated، و مساحت سطح آن ها، بع فرایند استفاده شده بستگی دارد. می‌تواند متنوع از m²/g 800-50 باشد. سیلیکای سنتزی به عنوان پرکننده‌های نیمه‌تقویت‌کننده در ترموپلاستیک‌ها، الاستومرها، به عنوان افزودنی ضد انسداد برای فیلم‌ها، به عنوان تنظیم‌کننده‌های رئولوژی، و به عنوان عوامل مات‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سیلیکاهای سنتزی برای تقویت خواص تقویت کنندگی‌شان، توسط عوامل اتصال آماده‌سازی می‌شوند. به طور خلاصه، سیلیکاها عمل‌کردهای زیر را در ترموپلاستیک انجام می‌دهند.

کاهش جمع‌شدگی و تشکیل ترک، تقویت‌کننده، ممانعت ار انسداد فیلم، بهبود پایداری ابعادی تحت حرارت، کاهش ضریب انسبساط خطی، بهبود خواص الکتریکی، افزایش سفتی، کاهش تورم دای، تأثیردهنده رفتار رئولوژیکی.

از کربن سیاه عمدتاً به عنوان تقویت‌کننده در الاستومرها استفاده می‌شود. استفاده آن در ترموپلاستیک‌ها به رنگ‌دانه، محافظت در برابر uv، و رسانایی محدود می‌شود.

پرکننده‌های صفحه‌ای

تالک نرم‌ترین ماده معدنی با Mohs hardness دارای ۱، از لحاظ شیمیایی هیدرات سیلیکات منیزیم است. حداکثر تالک به ترکیبات پلی‌پروپیلن برای صنعت خودرو می‌رود.

تالک به طور مثبتی بر بسیاری از خصوصیات از جمله HDT، مقاومت در برابر خزش، جمع‌شدگی، و ضریب انبساط حرارتی خطی (CLTE) تأثیر می‌گذارد. میکا شبیه تالک یک سیلیکات ورقه‌ای با ساختار صفحه‌ای عالی است. مهم‌ترین انواع میکا muscovite و phlogopiteهستند. هر دو نوع نسبت منظر ۴۰-۲۰ دارند و در ترموپلاستیک‌ها جهت بهبود سختی، ثبات ابعادی و HDT به کار می‌رود.

میکا همچنینن خواص الکتریکی خوبی نشان می‌دهد و مقاوم در برابر اسید است. Muscovite سفید تا تقریباً بی‌رنگ به نظر می‌رسد، در حالی phlogopite یک رنگ ذاتی قهوه‌ای طلایی دارد. میکا سخت پراکنده می‌شود، بنابراین، سطحش توسط آمینوسیلان‌ها، واکس‌ها و یا آمینواستات‌ها آماده‌سازی می‌شود. از دیگر معایب میکا مقاومت ضعیف خط جوشش است.

کائولین و کِلی، انواع سیلیکات‌های آمینه شده، در درجه ای مختلف خلوص وجود دارد.

این ماده معدنی ساختار کریستالی ۶ ضلعی، ورق مانند با نسبت ابعاد حداکثر ۱۰ دارد. کم‌رنگ است و مقاومت شیمیایی عالی و خواص الکتریکی خوب دارد. اندازه متوسط ذرات محصولات تجاری بین ۱ تا ۱۰ میلی‌متر و سطح آن‌ها m²/gr 40-10 است.

کاربرد اصلی برای کائولین به عنوان پرکننده در صنعت لاستیک است، جایی که تشخیص بین خاک رس سخت و نرم تمایز قائل می شود.

کائولین اغلب به شکل کلسینه و آماده سازی‌های سطح ویژه (به عنوان مثال سیلان) استفاده می‌شود. در ترموپلاستیک‌ها، به بهبود مقاومت شیمیایی، خصوصیات الکتریکی و کاهش جذب آب کمک می‌کند. این تمایل به ترک را در کالای نهایی کاهش می‌دهد و مقاومت در برابر ضربه و کیفیت سطح را بهبود می‌بخشد. ساختار لایه‌ای منجر به بهبود در سفتی سطح محصولات نهایی شده می‌گردد.

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

ارسال شده در مقالات | برچسب‌شده Filler, پرکننده, پرکننده‌های صفحه‌ای, پرکننده‌های لاستیکی, پرکننده‌های لیفی, تالک, رزین‌ها, سولفات باریم, فیلر, کربنات کلسیم, مواد پرکننده ذره‌ای | پاسخ دهید:

جایگاه و اهمیت پلیمرها در صنعت پتروشیمی ایران

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۸ | توسط فرا پلیمر شریف

اهمیت صنعت پتروشیمی در اقتصاد ملی بر هیچ کس پوشیده نیست. از امتیازات مهم صنعت پتروشیمی ایران، تأمین مواد اولیه آن در داخل کشور است. صنعت پتروشیمی جزء صنایعی است که در کشور ما دارای مزیت نسبی است. ایران به ‌عنوان چهارمین تولیدکننده نفت جهان و داشتن دومین ذخایر بزرگ گاز دنیا، ۸۰% درآمدهای صادراتی خود را از نفت و گاز تامین می ‌کند و امیدوار است تا پایان دهه جاری ۱۴ درصد از بازار جهانی پتروشیمی را در دست بگیرد و ظرفیت تولید محصولات پتروشیمی خود را به ۲۳ میلیون تن در سال افزایش دهد. صنایع پتروشیمی (Petrochemical industry)، بخشی از صنایع شیمیایی است که فرآورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می ‌کند.

در اوایل قرن بیستم نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه برای تهیه بسیاری از ترکیبات مورد نیاز انسان، اهمیت حیاتی و روز افزونی پیدا کرده است. صنعت پتروشیمی تأمین کننده اصلی مواد مصرفی مورد نیاز در بیشتر صنایع شیمیایی، برق و الکترونیک، نساجی، پزشکی، خودروسازی، لوازم خانگی، غذایی و… می‌باشد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های صنعت پتروشیمی ارزش افزوده بسیار بالای آن است. بدین معنی که با تغییرات شیمیایی و فیزیکی بر روی هیدروکربورهای نفتی و گازی می‌‌توان ارزش محصول را به میزان ۱۰% تا ۱۵% افزایش داد. از ویژگی‌های دیگر این صنعت، تنوع محصولات آن و تأمین مواد اولیه هزاران کارگاه و کارخانه صنایع پایین دستی آن می‌باشد که از نظر اشتغال‌زایی و کسب درآمدهای ارزی و قطع وابستگی نقش بسیار مؤثری در اقتصاد کشور دارد.

کشور ایران با توجه به مزیت‌های بالقوه، پتانسیل مناسبی برای ارتقاء صنعت پتروشیمی کشور داراست.

صنعت پتروشیمی در یک تقسیم بندی کلی به ۲ دسته صنایع بالادستی و صنایع پیین‌دستی تقسیم می‌شوند.

صنعت پتروشیمی از جمله صنایعی است که منابع سوخت‌های فسیلی را به محصولات با ارزش افزوده بیش‌تر تبدیل می‌کند. بنا بر تعریف، پتروشیمی به صنایعی گفته می‌شود که در آن‌ها هیدروکربن‌های موجود در نفت خام و یا گاز طبیعی، پس از انجام فرآورش در فرآیندهای شیمیایی به فرآورده‌های جدید شیمیایی و پتروشیمیایی تبدیل می‌شوند.

اولین کاربرد گاز طبیعی در صنعت پتروشیمی کاربرد خوراک است که تنها در مجتمع‌های تولید اوره و متانول اتفاق می‌افتد.

اتیلن به عنوان یک محصول پایه، خوراک عمده بسیاری از محصولات نهایی می‌باشد. بیش‌ترین مصرف اتیلن در تولید پلی‌اتیلن است. اتیلن به همراه بنزن در تولید پلی‌‌استایرن نقش دارد. اتیلن همچنین دذ تولید پلیمرهای اساسی دیگر از جمله پلی‌وینیل‌کلراید، پلی‌اتیلن‌ترفتالات و اکریلونیتریل-بوتادی‌ان-استایرن نیز به کار می‌رود.

در گذشته دومین پلیمر پر مصرف در جهان پلی‌پروپیلن بوده است. امروزه به دلیل رشد بالاتر پلی‌اتیلن‌ترفتالات نسبت به پلی‌پروپیلن طی سال‌های اخیر سهم این دو پلیمر از مصرف جهانی تقریباً برابر می‌باشد. پیش‌بینی می‌شود در سال‌های آینده پلی‌اتیلن‌ترفتالات سهم بیش‌تری از مصرف جهانی را به خود اختصاص دهد. پلی‌وینیل‌کلراید، پلی‌استایرن و آکریلونیتریل-بودتادی‌ان-استایرن در رده‌های بعدی مصرف قرار دارند. در تولید حدود ۷۹% از پلیمرهای اساسی، مونومر اتیلن مصرف می‌شود که این موضوع اهمیت این مونومر در تولید پلیمرهای اساسی و نقش منطقه خاورمیانه از جمله ایران را نشان می‌دهد.

مزیت نسبی ایران دردسترسی به مواد اولیه و به ویژه مواد اولیه گازی در تولید محصولات اساسی الفینی، قابلیت رقابت کشور در تولید و صدور محصولات پتروشیمی نسبت به سایر مناطق افزایش می‌دهد. افزایش تولید مواد پایه در ایران، به خصوص اتیلن منجر به افزایش تولید محصولات پلیمری و صادرات بخش قابل توجهی از آن‌ها در سال‌های آتی خواهد شد. این مزیت نیازمند سرمایه‌گذاری و برنامه‌ریزی دقیق می‌باشد.

info@fara-ps.com

ارسال شده در مقالات | برچسب‌شده Petrochemical industry, بسپار, پلی اتیلن, پلی اتیلن ترفتالات, پلی استایرن, پلی پپروپیلن, پلی وینیل کلراید, پلی‌اکریلونیتریل-بوتادی‌ان-استایرن (ABS), پلیمر, صنايع شيميايی، برق و الكترونيک، نساجی، پزشكی، خودروسازی، لوازم خانگی، غذايی, صنعت پتروشیمی, هيدروكربورهای نفتی و گازی | پاسخ دهید:

سازگارکننده‌ای که امکان اختلاط PE و PP را فراهم می‌سازد!

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۷ | توسط فرا پلیمر شریف

پلی‌اولفین ها (مخصوصاً پلی اتیلن و پلی‌پروپیلن) امروزه به خاطر تنوع، هزینه‌های پایین و فرآیندپذیری عالی در زمینه ظرفیت تولید از مهم‌ترین مواد پلاستیکی هستند. بر اساس آمارهای تولید سالیانه ۸۵ تا ۹۵ تن پلی‌الفین در سراسر جهان تولید می‌شود.

در این راستا شرکت فرانسوی Imerys با تخصص در زمینه تولید و فرآورش مواد صنعتی، سازگار کننده‌ای را که اجازه اختلاط پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن ضایعاتی را برای استفاده مجدد فراهم می‌کند، توسعه داده است. به گفته مدیر بازرگانی شرکت Cyril Coppel چالش فعلی حفظ خواص مکانیکی مواد است چرا که فرآیند بازیافت افت خواص را به دنبال دارد. افزودنی جدید مبتنی بر مواد معدنی Imerlink نامیده می‌شود که سازگاری حقیقی را از طریق ایجاد پیوند شیمیایی با PE و PP فراهم می‌کند. مطابق گفته‌ این شرکت این نتایج در راستای بهبود خواص مکانیکی با بهینه سازی سختی و چقرمگی است، در حالی که مقرون به صرفه است. اکنون با استفاده از Imerlink مواد پلی‌الفینی بازیافت شده که دیگر سازگار نخواهند بود می‌توانند تا ۱۰۰% فرآیند شده و در کاربردهایی با ارزش بالاتر استفاده شوند. در فرآیند اکستروژن، از HDPE بازیافت شده به طور معمول برای لوله‌های دوجداره استفاده می‌شود. HDPE بازیافت شده در انواع مختلفی از ضایعات صنعتی (لوله‌های قدیمی) تا ضایعات خانگی نظیر بطری‌ها در دسترس است. هنگامی که میزان آلودگی (ناخالصی) PP در HDPE بازیافت شده بالای ۳-۵% باشد مشکلاتی پیش می‌آید. مطابق ادعای این شرکت، استفاده از این افزودنی امکان استفاده مجدد از ضایعاتی که به طور دقیق تفکیک نشده‌اند را فراهم می‌سازد.

منبع خبر: www.imerys.com

info@fara-ps.com

ارسال شده در اخبار | برچسب‌شده Compatibilizer, Cyril Coppel, Imerlink, Imerys, پلی اتیلن, پلی الفین, پلی اولفین, پلی پروپیلن, سازگارکننده, ضایعات | پاسخ دهید:

عوامل شبکه‌ای‌کننده (Crosslinking Agents/Curing Agents)

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۵ | توسط فرا پلیمر شریف

پلاستیک‌های ترموست یا لاستیک‌های ولکانیزه در فرآیند شبکه‌ای شدن تولید می گردند. برای این منظور، ابتدا بایستی پلیمر اصلی مواضع فعال شدن برای شبکه‌ای شدن را دارا باشند. لفظ عامل شبکه‌کننده یک عنوان عامل می‌باشد و مولکول‌هایی که بین دو مولکول پلیمر ایجاد پل می‌نمایند را شامل می‌گردد.

اولین نوع عوامل شبکه‌کننده، عوامل ولکانیزه کننده مانند گوگرد، سلنیوم برای لاستیک‌های دارای پیوند دوگانه (دی‌ان‌ها) می‌باشند. همچنین فرمالدئید برای فنل‌ها، دی‌ایزوسیانات‌ها برای واکنش با اتم‌های هیدروژن در پلی‌استرها و پلی‌اترها همین نقش را دارند. آغازگرهای شبکه‌کننده نیز جزء عوامل شبکه‌کننده محسوب می‌شوند. پراکسیدها از معروف‌ترین عوامل این دسته می‌باشند که می‌توانند به عنوان مثال پیوند دو گانه در پلی‌استرهای سیرنشده را به صورت شبکه‌ای درآوردند. دسته دیگر از عوامل شبکه‌کننده، انواع کاتالیزوری می‌باشند که از آن‌ها می‌توان به اسیدها برای رزین‌ها فنولی و آمینوپلاستیک‌ها و از برخی آمین‌ها در اپوکسی‌ها نام برد.

شبکه‌ای شدن می‌تواند با ایجاد مواضع فعالی در زنجیر پلیمر صورت گیرد که پراکسیدها می‌توانند این کار را انجام دهند. برای هر پلیمر، عامل شبکه‌ای‌کننده خاصی باید استفاده گردد. تقسیم‌بندی فوق در شکل زیر نشان داده شده است. در جدول زیر نیز برخی از عرضه‌کنندگان منتخب در زمینه تولید و عرضه مواد پراکسیدی مختلف داده شده است.

info@fara-ps.com

ارسال شده در مقالات | برچسب‌شده پراکسیدها, پلاستیک‌های ترموست, پلی‌اترها, پلی‌استرها, دی‌ایزوسیانات‌ها, فنل‌ها, لاستیک‌های ولکانیزه | پاسخ دهید:

انتخاب عوامل آنتی استاتیک (ضد الکتریسیته ساکن) مناسب برای پلیمرها

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۴ | توسط فرا پلیمر شریف

عوامل آنتی استاتیک با دو هدف کلی کنترل بارهای ساکن در طول مراحل مختلف فرآیند و تولید پلیمرها و یا ارائه یک محافظت طولانی مدت در برابر بارهای ساکن بر اساس کاربردهای نهایی، به کار گرفته می شوند. اما انتخاب یک افزودنی مناسب برای محصول مورد نظر از بین محصولات مختلف موجود در بازار بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله به بررسی جامع جنبه های مهم مربوط به مواد آنتی استاتیک و شیمی آن ها، همراه با عواملی که بر انتخاب آنتی استاتیک ها اثر می گذارند، از جمله سازگاری آنها با پلیمرهای مختلف مانند پلی اولفین ها، پلی استرها، پلی آمیدها، و موارد دیگر پرداخته شده است.

همه ما با پدیده الکتریسیته ساکن و تجمع آن در قطعات مختلف آشنا هستیم و همچنین تجربه تخلیه بار الکتریکی را داشته ایم. این پدیده در اصل به مقاومت الکتریکی مواد مربوط می شود. مواد پیرامون ما بر اساس مقاومت الکتریکیشان به چهار دسته رسانای الکتریسیته، اتلاف کننده الکتریسیته، آنتی استاتیک ها و عایق های الکتریسیته تقسیم می شوند.

با اینکه با اضافه کردن افزودنی های مناسب می توان به پلیمرهایی با میزان مقاومت الکتریکی متفاوت دست یافت، اما به طور کلی پلاستیک ها به لحاظ الکتریکی موادی عایق هستند و بسته به مقاومت سطحیشان می توانند در معرض تجمع و تخلیه بار الکتریکی قرار بگیرند.

آنتی استاتیک ها موادی هستند که تجمع بار الکتریکی ساکن را، به خصوص در سطح پلیمر، کنترل می کنند.

پدیده تجمع بار در سطح، ماده را مستعد تخلیه الکتریکی، جذب گرد و غبار، و نیز جذب اجسام و ذرات سبک می کند. اتلاف این بار ساکن (یا تخلیه الکترواستاتیک، ESD) مستلزم ایجاد شرایطی جهت دور کردن الکترون ها از سطح مورد نظر است.

به طور کلی پلیمرهای اتلاف کننده بار یا ESD باید دارای ویژگی های زیر باشند:

مقاومت سطحی در محدوده ۱۰^۵-۱۰^۶ تا ۱۰^۱۲ اهم
نیمه عمر تخلیه استاتیک کمتر از ۶۰ ثانیه

تجمع و تخلیه بارهای ساکن در موارد زیر شایع است:

فرآیندهای پیوسته تولید مانند تولید فیلم
تولید، نگهداری، و تعمیر لوازم الکترونیکی
بسته بندی مواد آلی با اندازه های ریز
لوازم نقلیه: تخلیه الکترواستاتیک در شلنگ های انتقال سوخت از باک به موتور می تواند منجر به آتش سوزی شود.
در صنایع هوانوردی: رعد و برق
در تمیز کردن لوازم و سطوح مختلف

عوامل آنتی استاتیک می توانند مایع، نیمه جامد، و یا جامد باشند. این مواد به طور معمول می توانند در سطح جسم یا قطعهمورد نظر، و یا در فرمولاسیون ماده اولیه قبل از تولید به کار برده شوند. حالت اول معمولاً مربوط به زمانی است که در طول مراحل مختلف تولید نیاز به کنترل بارهای ساکن باشد. در این حالت عوامل آنتی استاتیک به عنوان اجزایی با استفاده کوتاه مدت در نظر گرفته می شوند. حالت دوم، مربوط به زمانی است که در کاربرد نهایی محصول مورد نظر، نیاز به محافظت طولانی مدت در برابر بارهای ساکن وجود داشته باشد، مانند الیاف آنتی استاتیک فرش و برخی مواد کامپوزیتی که مستعد تولید بار ساکن هستند.

به علاوه، آب (رطوبت) نقش کلیدی در کمک به اتلاف بار از طریق رسانایی اش دارد. بدین معنی که رطوبت می تواند در نقش هادی الکتریکی عمل کرده و بار ساکن ذخیره شده در جسم را به زمین یا اجسام دیگر منتقل کند.

شیمی عوامل آنتیاستاتیک

آنتی استاتیک ها به طور کلی به دو زیرمجموعه آنتی استاتیک های آلی و آنتی استاتیک های معدنی تقسیم می شوند. در جدول زیر آنتی استاتیک های مختلف بر اساس نیازمندی های قطعه و نیز کاربرد نهایی آن دسته بندی شده اند:

عوامل آنتی استاتیک در پلیمرها

آنتی استاتیک های معدنی

نمک های معدنی و برخی عناصر آلی پایه می توانند به ماتریس پلیمر افزوده شده و برای مدت طولانی از تجمع بارهای استاتیک جلوگیری کنند. مثال هایی از این عوامل آنتی استاتیک عبارتند از:

کربنی که در الیاف فرش جهت تولید فرشهای آنتی استاتیک مورد استفاده قرار می گیرند.
کربنی که در بسیاری از دستمال های بی بافت، جهت استفاده در اتاق هایتمیز و کاربردهای مربوط به هوافضا به کار برده می شود.

اگرچه طبیعت یونی نمک ها برای کمک به اتلاف بار (جداسازی یون) در ماتریس پلیمری به آسانی قابل دسترس نیست، با اینحال نمک های گوناگون می توانند در ماتریس پلیمر به کار برده شده و خواص آنتی استاتیک از خود ارائه دهند.

آنتی استاتیک های آلی بیشتر موادی را که برای کمک به هدایت بار اضافی به دور از سطح پلیمر مورد استفاده قرار می گیرند، شامل می شوند. با اینکه بعضی از این مواد را می توان در ماتریس جامد نیز به کار برد، اما غالباً به صورت خارجی، جهت کنترل بارهای استاتیک در حین فرآیند و همچنین در کاربردهای نهایی استفاده می شوند.

آنتی استاتیک های آلی خود به چند دسته زیر تقسیم می شوند:

فسفات ها، معمولاً نمک پتاسیم یا سدیم اسید آزاد مربوطه
آمین های نوع چهارم (کاتیون آمونیوم نوع چهارم)
مواد نم بین غیر یونی، یعنی سورفکتانت های اتیلن اکساید و یا پروپیلن اکساید (نم بینی به توان یک ماده در جذب مولکول آب از فضای پیرامون و نگهداری آن گفته می‌شود.)

فسفات ها و آمین های نوع چهارم، آنتی استاتیک های اصلی، مولکول های آلی هستند که دارای یون های مثبت و منفی اند. لازم به ذکر است که هر چه اندازه یک جز کوچک تر باشد، دانسیته الکترون اطراف مولکول بزرگ تر بوده و در نتیجه توانایی اتلاف بار توسط آن ارتقا می یابد.

ترکیبات شیمیایی سولفاته و سولفوناته هم می توانند به عنوان عامل آنتی استاتیک مورد استفاده قرار بگیرند اما تأثیر آنتیاستاتیکی قوی ارائه نمی دهند. به عنوان مثال می توان به نمک پتاسیم دی اکتیل سولفوکسینات اشاره کرد که به عنوان یک سورفکتانت، خواص آنتی استاتیکی ضعیفی را ارائه می دهد.

سورفکتانت های غیریونی از طریق ویژگی نم بینی و جفت الکترون های ناپیوندی بر روی اکسیژن عمل می کنند به این صورت که، سمت آبگریز با سطح ماده و سمت آبدوست با رطوبت هوا برهمکنش می دهند. در نتیجه مولکول های آب در نزدیکی سطح ماده به دام می افتند. در اینجا هم، اثر آنتی استاتیکی ارائه شده در مقایسه با فسفات ها یا آمین های نوع چهارم کمتر است.

استرهای فسفات ( اسید یا نمک فلز)

این مواد عموماً از طریق واکنش یک الکل آلی (ROH) با P2O5 و یا PoCl3 تولید می شوند و در هر دو حالت، استرهای مونو و دی-اسید تشکیل می شوند. در هنگام استفاده، این استرهای اسیدی آزاد به نمک متناظرشان، ترجیحاً پتاسیم (+k ) تبدیل می شوند.

واکنش الکل آلی با P2O5 معمولا منجر به ایجاد نسبت ۵۵:۴۵ مونو/دی شده و واکنش با PoCl3 تمایل به تولید حدود ۵۰% تری-استر دارد که این ماده خواص آنتیاستاتیک بسیار ضعیفی را ارائه می دهد.

ویژگی ها

دارای خاصیت آنتی استاتیکی بسیار بالایی هستند.
طیف گستردهای از استرهای فسفریک اسید در دسترس هستند.
با افزایش وزن مولکولی میزان اثربخشی کاهش می یابد و نمک های فسفات با وزن مولکولی پایین تأثیر بیش تری نسبت به نمک های با وزن مولکولی بالا دارند.
استرهای فسفات تشکیل شده از P2O5 نسبت به PoCl3 ارجحیت دارند.
به کارگیری فسفات های جامد در فرمولاسیون مشکل است.
استرهای اسیدی خنثی نشده آنتی استاتیک های ضعیف تری هستند.
آنتی استاتیک های با وزن مولکولی پایین به میزان بیشتری به پلیمرها، خصوصاً به نایلون و اسپندکس جذب می شوند.
استرهای تولید شده با PoCl3 یون های هالید خورنده از خود بر جای می گذارند.

آمین های نوع چهارم

این دسته از آنتی استاتیک ها از طریق واکنش یک آمین مناسب با یک آلکیل هالید یا دیآلکیل سولفات ایجاد و یک نیتروژن پنج ظرفیتی با بار مثبت همراه با آنیون متناظرش تولید می شود.

ویژگی ها

به طور معمول در صنعت محصولات آرایشی استفاده می شود.
میزان رسوب آن و مشکلات مربوط به آن در آمین های نوع چهارم کم تر از فسفات هاست.
حتی در شرایط RH پایین هم ظرفیت آنتی استاتیک متوسطی دارد.
به آسانی در فرمولاسیون سیستم های روان کننده قرار می گیرد.
پذیرش محدود آنیون های انتخابی توسط EPA و REACH.
بیش تر آنیون ها خصوصاً متیل سولفات دارای مشکلات H&E (سلامتی و زیست محیطی) هستند.

سورفکتانت های غیر یونی

سورفکتانت های غیر یونی طیف وسیعی از مواد شیمیایی را شامل می شوند که می توانند شامل الکل های ساده تا ساختارهای پیچیده پلی هیدریک زیستی شوند. به دلیل همین گستردگی، تمرکز ما در این بخش بر موادی که در پلیمرها کاربرد دارند یعنی، سیستم های الکلی یا اسید اتوکسیله و یا اسید اتوکسیله/پروپوکسیله است.

این سیستم ها با جفت الکترون های موجود بر روی اتم های اکسیژن ماهیت متمایل به نم بینی دارند که به هدایت بار ساکن دور از سطح پلیمر کمک می کنند.

ویژگی ها

تعداد زیادی از محصولات این دسته در دسترس هستند.
در ایجاد خواص نم بینی برای ارتقای اثر آنتی استاتیک عالی عمل می کنند.
در مقایسه با فسفات ها و آمین های نوع چهارم اثر آنتی استاتیک کم تری دارند.
درصد زیادی از آن ها در فرمولاسیون نیاز است.
در فرمولاسیون های حاوی فسفات یا آمین نوع چهارم به امتزاج پذیری کمک و اثر منفی در اثر آنتی استاتیکی آن ها ایجاد نمی کنند.

بجز موارد گفته شده که دو دسته ی اصلی مواد آنتی استاتیک را تشکیل می دهند، برخی فیلرها و افزودنی های رسانا نیز وجود دارند که به طور گستردهای در ESD، محافظت از تداخل امواج الکترومغناطیسی (EMI)، و همچنین امواج رادیویی (RFI)، به کار می روند.

فیلرها و افزودنی های رسانا

این مواد منجر به تولید پلاستیک های رسانای حجمی می شوند که می توانند به عنوان رسانا الکترون ها را از دیگر مواد دارای بار ساکن دریافت و تخلیه کنند. تمامی پلاستیک هایی که به شکل مناسبی با فیلر پرشده اند می توانند برای حفاظت امواج رادیویی، الکترومغناطیسی، و نیز تخلیه بار استاتیک مورد استفاده قرار بگیرند:

پلاستیک های مورد استفاده در کالاهای مصرفی مانند PE، PS، PP.
پلاستیک های مهندسی مانند ABS، PA 6/6، PA 6، PC، POM، PBI، PPO، PPS.
پلاستیک های ویژه مانند PEI و PEEK
آلیاژهایی مانند PC/PMMA، PC/ABS.

کربن بلک

مقاومت ماده نهایی به موارد زیر بستگی دارد:

مساحت سطح کربن بلک و میزان یون بر روی سطح
میزان کربن بلک
گرید پلیمر یا، آلیاژ پلیمرها
روش اختلاط

کربن بلک خواص دیگر پلیمرها خصوصاً رنگ آنها را نیز اصلاح می کند.

الیاف رسانا

الیاف کربن و استیل مانند الیاف رسانای سلولز که به میزان بالا با کربن بلک پر شده باشند در صنعت برای رسانا کردن پلاستیک ها و کامپوزیت ها استفاده می شوند.

مقاومت ماده نهایی به موارد زیر بستگی خواهد داشت:

اندازه، نسبت منظر، و ماهیت شیمیایی الیاف
میزان الیاف
روش اختلاط

گریدهای ویژهای تحت عنوان افزودنی برای پلاستیک ها و رابرهای رسانا در بازار موجود است. با استفاده از این افزودنی ها، خواص دیگر مواد نهایی مانند رنگ، مدول، استحکام ضربه، و … نیز اصلاح می شوند.

گرافیت

مقاومت ماده نهایی به موارد زیر بستگی دارد:

نوع گرافیت: برخی گریدها به طور ویژه برای رسانایی الکتریکی شان تولید می شوند.
نسبت منظر
میزان گرافیت
گرید پلیمر
روش اختلاط

به علاوه، گرافیت دارای خواص روان کنندگی نیز هست. برخی تولیدکنندگان مدعی هستند که مقاومت ها می توانند در حد مقاومت به دست آمده توسط کربن بلک های رسانا، کم تر و یا بیش تر از آن باشند و این بستگی به گریدهای مورد استفاده دارد.

پودر فلزات

پودر آلومینیوم، مس، نیکل، و نقره برای افزایش رسانایی الکتریکی استفاده میشوند و مقاومت نهایی به عوامل زیر بستگی دارد:

شکل و اندازهی ذرات فلز
میزان پودر فلز
روش اختلاط

گریدهای خاصی از این مواد به صورت افزودنی برای پلاستیک ها و رابرهای رسانا در بازار موجود هستند. باید توجه داشت که نوع پلیمر بر انتخاب فلز تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ولکانیزاسیون گوگردی می تواند مشکلاتی را در فلزاتی مثل مس و نقره (در اثر حمله گوگرد) ایجاد کند.

استفاده از فلزات همچنین باعث اصلاح دیگر خواص مانند رنگ، مدول، استحکام ضربه، و … می شود.

برخی از گریدهای آلومینیوم و زیرکونیوم به طور ویژه جهت کاربرد در پلیمرها برای دستیابی به ESD تولید می شوند.

نانولوله های کربنی (CNT)

استفاده از نانولوله های کربنی در تولید انبوه به سرعت در حال رشد است. CNTها با وجود قیمت بالا هزینه تولید را به طور پیوست های کاهش می دهند. مقاومت بسیار کم نانولوله های کربنی امکان به دست آوردن پلیمرهای EMI را با میزان CNT کمتر از ۱% فراهم می آورد که این مقدار بسیار کم تر از میزان استفاده از کربن های سیاه رسانای رایج است.

پلیمرهای رسانای ذاتی (ICP)

ICPها از بهترین گزینه ها برای تولید انبوه و دستگاه های خاص هستند. آن ها به ویژه در لوازم الکترونیکی شفاف، فیلم های رسانای شفاف (TCF)، و فوتوولتائیک ها به کار می روند. به عنوان مثال، PEDOT، پلی آنیلین، و پلی الکترولیت یونومر (IPE) توسط بسیاری از شرکت های تولیدکننده پیشنهاد شده اند.

ICPها می توانند با بسیاری از پلاستیک های رایج از جمله ABS، آکریلیک ها، کامپوزیت ها، پلی آمیدها، پلی کربنات ها، پلیاسترها، رابرها، و TPEها آلیاژ شوند.

ارزیابی عملکرد آنتیاستاتیک

یکی از آزمون های متداول برای ارزیابی عمل کرد یک عامل آنتی استاتیک، آزمون مقاومت الکتریکی است. نتیجه این آزمون به صورت لگاریتم مقاومت بیان می شود. معمولاً عمل کرد آنتی استاتیک به صورت حداکثر LogR مجاز تحت شرایط خاص رطوبتی مشخص می شود. نمودار زیر دیدگاه خوبی از محدوده مقادیری که بیان گر اثر آنتی استاتیکی مطلوب هستند ارائه می دهد.

LogR را می توان با دستگاه های مختلفی از جمله Hayek-Chromey Wheel، Static Honestometer، به دست آورد. در مورد پلیمرها، استفاده از ولت متر استاتیک Rothschild رایج تر است.

معیارهای انتخاب عوامل آنتی استاتیک

انتخاب عوامل آنتی استاتیک به ماهیت پلیمر و شرایط فرآیند بستگی دارد. عوامل زیر می توانند بر عمل کرد اتلاف بار استاتیک تأثیر داشته باشند.

تأثیر رطوبت (RH%)بر رفتار آنتی استاتیک

آنتی استاتیک های غیر یونی کمتر تحت تأثیر رطوبت نرمال محیط تولید قرار می گیرند در حالی که فسفات ها و آمین های نوع چهارم به رطوبت حساس بوده و رفتارهای قابل توجهی را بر اساس میزان رطوبت نشان می دهند.

تأثیرگذاری فسفات ها به شدت با کاهش رطوبت کاهش می یابد. کاهش رطوبت از حدود ۶۰% تا ۷۰% به کمتر از ۴۰% در حین فرآیند پلیمر منجر به کاهش ۱۰ برابری در توانایی کنترل بارهای ساکن را به همراه داشته باشد.
آمین های نوع چهارم به طور کلی به میزان فسفات ها تحت تأثیر تغییرات رطوبت نیستند و با افزایش وزن مولکولی تأثیر غیرخطی از خود در اتلاف بار نشان می دهند.

اغلب پلیمرها به خوبی با عوامل آنتی استاتیک ترکیب می شوند. نمک های غیرآلی و کربن، در صورت امکان استفاده، به طور کامل در تمام سیستم های پلیمری امتزاج پذیرند. جدول زیر میزان توانایی عوامل آنتی استاتیک در اتلاف بار را نسبت به شکل فیزیکی و نوع پلیمر نشان می دهد (۵ عالی، ۵- بسیار ضعیف).

info@fara-ps.com

ارسال شده در مقالات | برچسب‌شده آمین های نوع چهارم, آنتی استاتیک ها, آنتی استاتیک آلی, آنتی استاتیک های معدنی, اتلاف کننده الکتریسیته, استرهای فسفات ( اسید یا نمک فلز), الیاف رسانا, انتخاب عوامل آنتی استاتیک (ضد الکتریسیته ساکن) مناسب برای پلیمرها, پلیمرهای رسانای ذاتی (ICP), پودر فلزات, تأثیر رطوبت (RH%)بر رفتار آنتی استاتیک, تخلیه الکترواستاتیک ESD, رسانای الکتریسیته, سورفکتانت های غیر یونی, عایق های الکتریسیته, عوامل آنتی استاتیک, عوامل ضد الکتریسیته ساکن, فیلرها و افزودنی های رسانا, کربن بلک, گرافیت, نانولوله های کربنی (CNT) | پاسخ دهید:

عوامل آنتی استاتیک (ضد الکتریسیته ساکن)

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۳ | توسط فرا پلیمر شریف

درکاربردهای جدید برای آن که در ماده پلیمری از انباشتگی الکتریسیته ساکن جلوگیری به عمل آید، موادی را به صورت روکش و یا به صورت لیف با پلیمر اصلی مورد استفاده قرار می‌دهند. کاربردهایی مانند وسایل الکترومغناطیسی و لزوم جلوگیری از اختلال در وسایل رایانه‌ای و نیز مسائل عدم جذب گرد و غبار بر پنجره‌های ساختمان‌های آسمان‌خراش اهمیت استفاده از این مواد را روز افزون نموده است. دسته‌بندی و برخی از عرضه‌کنندگان این مواد در جدول زیر معرفی شده اند.

به طور کلی ترموپلاستیک‌ها عایق خوبی بوده و به همین جهت جریان الکتریسته را هدایت نمی‌کنند. بار الکتریکی می‌تواند بر روی سطح ایجاد شود و منجر به مشکلاتی نظیر تجمع گرد و غبار، چسبندگی استاتیک در فیلم‌ها و پارچه‌ها و تخلیه الکتریکی که می‌تواند منجر شوک و آتش سوزی ایجاد کند و سبب آسیب به قطعات الکترونیکی شود. الکتریسته ساکن یا بار الکترواستاتیک کمبود یا زیادی الکترون است که در سطوح عایق و یا اجسام بدون اتصال به زمین رخ می‌دهد. این بار توسط بارهای تریبوالکتریک تولید می‌شود یعنی بارهای تولید شده توسط اصطکاک بین دو سطح، مانند حرکت کاغذ از دستگاه کپی یا چاپگر. توانایی یک ماده در تخلیه الکتریسته ساکن با توجه به مقاومت سطح آن طبقه می‌شود. نسبت ولتاژ جریان مستقیم به جریان عبوری از مربع مساحت سطح ( اهم بر متر مربع) است که در جدول زیر مشاهده می‌شود. مقاومت سطح مستقل از اندازه مربع یا واحد آن است. مواد با خواص ضد الکتریسیته ساکن قابل استفاده دارای مقاومتی بین ۱۰^۹ تا ۱۰^۱۲ohms/sq می‌باشند. سرعت واپاشی استاتیک یک پلیمر عایق با توانایی اتلاف بار القا شده بر روی سطح مرتبط است و در این مواد نسب به حالتی که با مواد اصلاح کننده ترکیب شده اند بسیار کندتر است.

عوامل آنتی استاتیک می‌توانند یونی یا غیر یونی باشند. آنتی استاتیک آنیونی شامل ترکیبات کاتیونی مانند آمونیوم، فسفونیوم و نمک‌های سولفونیوم و ترکیبات آنیونی، معمولا نمک سدیم سولفونات‌ها، فسفات‌ها و کربوکسیلیک اسیدها هستند. آنتی استاتیک‌های غیر یونی شامل اسیدهای چرب استرهای گلیسیرین، آمین‌های سوم اتوکسیله شده هستند. آنتی استاتیک‌ها معمولا بین ۰/۵ تا ۱ درصد استفاده می‌شوند. سطح بارگذاری عمدتاً به دمای فرآیند پلیمر، وجود مواد افزودنی دیگر و الزامات کاربردی نظیر وضوح، قابل چاپ بودن و مطابقت با FDA بستگی دارد. به طور کلی با توجه به روش استفاده می‌توان عوامل ضد الکتریسته ساکن را به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم کرد. آنتی استاتیک داخلی به عنوان مواد افزودنی عوامل فعال سطحی (Surfactant) قبل و یا هنگام فرآیند به داخل توده پلیمر اضافه می‌شوند. سازگاری آن‌ها اغلب محدود است و عموماً به سطح ماده مهاجرت می‌کنند. آنتی استاتیک خارجی مستقیما به سطح قطعه نهایی اعمال می‌شود. این کار تحت عنوان اسپری یا فروشویی با یک ماده آبی یا الکل (غلظت ۱-۲)درصد انجام می‌شود. آنتی استاتیک داخلی و خارجی می‌توانند به عنوان آزاد ساز قالب و روان کننده عمل کنند.

مواد رسانای الکتریکی

الکتریسیته ساکن را می‌توان با اضافه کردن پرکننده رسانا مانند دوده و گرافیت اتلاف کرد. در چنین موردی الکترون‌ها از پلیمر هدایت شده و مقدار مقاومت کمتر از ۱۰^۸ ohm/sq است. این مقدار در درصدهای بالا از پرکننده‌های کربنی به ۱۰^۲ تا ۱۰^۳ می‌رسد. از سایر مواد رسانا نظیر فلزات نقره، مس، آلومینیوم، آهن، برنج و همچنین ذرات با روکش فلزی نظیر میکا کمتر استفاده می‌شود.

نیاز به عوامل ضد استاتیک در پلیمرها

به طور کلی پلاستیک ها مواد عایقی هستند که بسته به مقاومت سطح قطعه، در معرض تجمع و تخلیه الکترواستاتیک قرار می‌گیرند.

پلاستیک هایی مانند PP و PVC تمایل به جمع آوری الکترون و بار منفی دارند. آنتی‌استاتیک‌ها موادی هستند که تجمع بار الکتریکی ساکن را به ویژه در سطوح پلیمر کنترل می کنند. این تجمع بار در سطح ، مواد را مستعد تخلیه الکتریکی ، چسبندگی گرد و غبار و چسبندگی استاتیک می کند.

اتلاف بار استاتیک به ایجاد شرایطی برای دور شدن الکترون‌های ناخواسته از سطح بستگی دارد.

بیشتر مواد آنتى استاتیک از ساختارهای بار برای اتلاف بار تجمع یافته در ماده استفاده می کنند.

سایر آنتی‌استاتیک‌ها فقط به جفت‌های الکترونیکی الکترونی و/یا خواص رطوبت متکی هستند.

به طور کلی ، پلیمرهای اتلاف کننده یا ESD دارای:

مقاومت سطح در محدوده‌ای از ۱۰۵ یا ۱۰۶ تا ۱۰۱۲ اهم. ‌نیمه عمر تخلیه بار ساکن معمولاً کم‌تر از ۶۰ ثانیه است.

info@fara-ps.com

ارسال شده در مقالات | برچسب‌شده Antistatic Agent, آمونیوم, آمین‌های سوم اتوکسیله شده, آنتی استاتیک آنیونی, آنتی استاتیک کاتیونی, استرهای گلیسیرین, تخلیه الکتریکی, ترکیبات آنیونی, ترموپلاستیک‌ها, تریبوالکتریک, جریان الکتریسته, چسبندگی استاتیک, عایق, عوامل ضد الکتریسیته ساکن, غیر یونی, فسفات‌ها, فسفونیوم, کربوکسیلیک اسیدها, مواد رسانای الکتریکی, نمک سدیم سولفونات‌ها, نمک‌های سولفونیوم, یونی | پاسخ دهید:

تولید ماسک توسط شرکت Amcor

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۲ | توسط فرا پلیمر شریف

ماسک تنفسی وسیله‌ای پوشیدنی است که برای محافظت از فرد در برابر استنشاق مواد خطرناک و زیان‌آور از جمله ذرات مانند گرد و غبار و میکروارگانیسم‌های موجود در هوا و همچنین دودها، بخارها، گازهای خطرناک طراحی شده است.

ماسک جراحی که به نام ماسک پزشکی یا ماسک ساده صورت نیز شناخته می‌شود برای جلوگیری از خروج و پرتاب باکتری در قطرات مایع یا ذرات معلق در هوا از دهان و بینی طراحی شده و به کار می‌روند.

N: ماسک‌های تنفسی غیر مقاوم در برابر روغن. این نوع عنگامی که ذرات روغن وجود ندارند به کار می‌رود.

R: ماسک های تنفسی مقاوم در برابر روغن. در صورت وجود ذرات روغن به کار می‌رود.

P: ماسک‌های تنفسی ضد روغن. در صورت اشباع ذرات روغن به کار می‌رود و فیلتر می‌تواند برای بیش از یک نوبت به کار می‌رود.

در این راستا شرکت Amcor محصولات مراقبت بهداشتی نظیر ماسک صورت را توسعه می‌دهد. پس از اجرای آزمایشی برای استفاده‌ کارمندان، برای حمایت از مشتریان خود گسترش یافته است. مطابق گفته مرکز پیشگیری و کنترل بیماری استفاده از ماسک‌های صورت بسیار مهم و حیاتی است. به طور کلی الزامات ماسک‌های صورت سه لایه استفاده از لایه بیرونی و خارجی بافته نشده و لایه melt-blown در لایه میانی است. این شرکت می‌گوید خط مونتاژ را نصب کرده است. همچنین مواد لازم برای تولید را ساخته و در طراحی، کیفیت و بسته بندی سرمایه گذاری کرده است.

منبع خبر:

www.amcor.com

info@fara-ps.com

ارسال شده در اخبار | برچسب‌شده Amcor, melt-blown, ماسک تنفسی | پاسخ دهید:

معرفی فیلم پلی اتیلن ترفتالات با خواص سدگری بالا

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۱۰/۰۱ | توسط فرا پلیمر شریف

پلی‌اتیلن‌ترفتالات که معمولاً PET نامیده می‌شود، یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرهایی است که به روش پلیمریزاسیون مرحله‌ای تولید می‌شود. پلی‌اتیلن‌ترفتالات پلی‌استری از اسیدترفتالیک و اتیلن گلیکول با ساختار شیمیایی زیر است.

این پلیمر امروزه کاربرد وسیعی در صنایع مختلف مثل نساجی، ساخت الیاف با مقاومت بالا، ساخت نوارهای سمعی و بصری و بطری‌های نوشیدنی دارد. گریدهای مختلف آن درر طیف گسترده‌ای از اوزان مولکولی در صنایع مختلف به کار می‌روند و امروزه وسیع‌ترین زمینه کاربرد آن ساخت بطری‌های نوشیدنی است.

بطری‌های PET استحکام بالا، وزن کم و خاصیت گذردهی (CO2) کمی دارند. خاصیت مهم آن قابلیت استفاده در صنایع غذایی است (چون عوارض جانبی ایجاد نمی‌کند). مصرف جهانی PET اخیراً حدود ۱۳ میلیون تن در سال است: ۹/۵ میلیون تن در صنایع نساجی، ۲ میلیون تن در ساخت نوارهای سمعی و بصری و ۱/۵ میلیون تن در ساخت بطری‌ها.

PET صدمه مستقیمی به محیط زیست وارد نمی‌کند اما به خاطر حجم زیاد و مقاومت در مقابل تجزیه باکتری‌ها ماده زائد به حساب می‌آید و با توجه به گسترش روزافزون مصرف آن ملاحظات اکولوژیکی و اقتصادی بازیافت PET را ضروری می‌داند. ضایعات PET را می‌توان ذوب کرد و تغییر شکل داد. مجموعه‌ای از مشکلات و قیمت بسیار بالای بسیاری از فرآیندهای بازیافت‌ آن‌ها را محدود می‌کند.

در این راستا نماینده AMB، شرکت بین المللی ارائه دهنده محصولات منحصر به فرد بسته بندی مواد غذایی و غذا در ایتالیا می‌گوید که مفاهیم مربوط به بسته بندی تک لایه PET مناسب برای گوشت توسعه یافته است. همچنین اضافه می‌کند این PET با خاصیت سدگری بالا پایدار است و با استفاده از مواد قابل بازیافت که با دستورالعمل‌های بازیافت اتحادیه اروپا مطابقت دارد. این مواد شفافیت بسیار بالایی دارد و بدون استفاده از موادی نظیر EVOH سدگری بالایی را ارائه می‌دهد. این تک لایه قابلیت ترکیب با لایه دیگر PET و Peel film را دارد.

منبع خبر: www.ambpackaging.com

info@fara-ps.com

ارسال شده در اخبار | برچسب‌شده AMB, EU recycling, EVOH, high-barrier PET, Mono-PET, Peel film, PET, اتیلن گلیکول, اسیدترفتالیک, اکولوژیکی, بازیافت PET, بطری‌های PET, پلی‌اتیلن‌ترفتالات, پلیمریزاسیون مرحله‌ای, خاصیت سدگری, خاصیت گذردهی (CO2), ضایعات PET | پاسخ دهید:

کاربرد پلیمرها و کامپوزیت‌های پلیمری در صنعت حمل و نقل – قسمت چهارم: حمل و نقل هوایی

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۰۹/۲۹ | توسط فرا پلیمر شریف

امروزه به استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری در صنایع هوا-فضا به دلیل وزن بسیار کم و استحکام سازه‌ای مطلوب، توجه بسیاری شده است. همچنین این مواد در برابر عوامل تحریک بیرونی، ایمنی بالاتری دارند و به خوبی از محتوای پوشانده شده خود، محافظت می‌کنند. اپوکسی، استرهای سیاناتی، بیسمال ایمیدها، پلی‌اترکتونها و… ماتریس‌های پلیمری انتخابی هستند. در حالی که الیاف پلی‌آرامید و کوپلیمر آکریلونیتریل بر پایه الیاف کربن بیش‌ترین کاربرد را به عنوان تقویت‌کننده در این صنعت دارند. پرمصرف‌ترین رزین در ساخت موتور هواپیما، اپوکسی استو این ماده حداکثر دما را بین ۱۰۰ تا ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد محدود می‌کند. در تهیه و ساخت روکش داخلی هواپیما، پنجره‌های هواپیما و… نیز از پلیمرها استفاده می‌شود.

پلاستیک های مورد استفاده برای ساخت قطعات هواپیما ویژگی هایی برابر با فلزات گران قیمت دارند. به عبارتی این مواد نسبت به فلزاتی با خواص مشابه، مقاوم تر و ارزان تر هستند. از طرفی صرف انرژی بسیار پایین تر برای تولید قطعات پلاستیکی، موجب شده است این مواد بیشتر مورد توجه قرار بگیرند.

صرفه جویی انرژی برای تولید این قطعات و بازیافت آن‌ها، اقدامی موثر و مفید است که به سود شرکت های تولید کننده و محیط زیست خواهد بود. وزن ماده‌ی مورد استفاده برای ساخت قطعات هواپیما تاثیر زیادی در انتخاب نوع ماده خواهد داشت.

پلاستیک ها با خواص عایق حرارتی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی، بهترین گزینه برای ساخت برخی قطعات هواپیما هستند. برخلاف فلزات، پلاستیک ها در معرض خطر خوردگی قرار ندارند که این امر بر عمر قطعات پلاستیکی افزوده است.

حداکثر چگالی پلیمرهای مورد استفاده در صنایع هوایی ۱٫۳ g/〖cm〗^۳ است. این عدد در مقایسه با چگالی آلومینیوم ( ۲٫۷ g/〖cm〗^۳) چشم‌گیر است. مجموعه این ویژگی های پلیمرها سبب شده است کمپانی های هواپیماسازی پلیمرهای مستحکم و سبک را جایگزین قطعات فلزی کنند.

(PCTFE) Polychlorotrifluoroethylene

پلی کلروتریفلوورواتیلن پلاستیکی بادوام بالا در برابر سرما و گرمای شدید است. این مواد به هیچ عنوان تحت تأثیر عوامل خورنده قرار نمی‌گیرند. محدوده دمای کاری این ماده از دمای “-۲۴۰” تا “۲۰۴” درجه‌ سانتی‌گراد می باشد.

از دیگر ویژگی های جالب توجه این پلیمر مقاومت در برابر آتش و مواد شیمیایی است. PCTFE هرگونه خسارت ناشی از نفوذ آب را به حداقل مقدار ممکن می رساند.

POLYAMIDEIMIDE (PAI)

پلی آمید ایمید با نام تجاری تورلون، قابلیت بازدارندگی شعله را داشته و خواص خود را تا ۲۶۰ درجه‌ سانتی‌گراد به خوبی حفظ می کند. عدم انتشار دود در حین سوختن در صنایع هواپیماسازی اهمیت ویژه‌ای دارد. چرا که این مسئله خطر پخش مواد شیمیایی خطرناک در محیط و استنشاق دود در شرایط بحرانی را برطرف می‌کند.

Polytetrafluoroethylene (PTFE)

بدون شک همه ما با واژه‌ تفلون آشنا هستیم. تفلون یا پلی‌تری‌فلورواتیلن به عنوان پوشش بسیاری از کابل‌ها و سیم‌ها که از اجزای حیاتی تجهیزات هوایی هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم‌ها که به عنوان شریان‌های حیاتی قطعات اصلی هواپیما را به یکدیگر متصل می کنند، باید در شرایط مختلف، تحت محافظت قرار بگیرند.

سیم‌ها و کابل‌ها به منظور محافظت در برابر پارگی و سوختگی، با استفاده از پوشش تفلون عایق بندی می‌شوند. PTFE قابل اشتعال نیست و مقاومت بالایی در برابر سایش و پارگی دارد. از این رو گزینه‌ مناسبی برای حفاظت کابل های موجود در هواپیما است.

Polyetheretherketone (PEEK)

از دیگر پلاستیک‌های بادوام که مورد توجه شرکت های سازنده‌ قطعات هواپیمایی قرار گرفته است، پلی اتر اتر کتون یا (PEEK) است. محدوده‌ دمایی این مواد بسیار گسترده است و حرارتی بالغ بر ۲۰۴ درجه‌ سانتی‌گراد را تحمل می کند.

اهمیت این مواد به دلیل مقاومت عالی در دماهای زیر صفر و هوای نامناسب است. (PEEK) در چرخ دنده های پمپ و دریچه‌ی سوپاپ در هواپیما کاربرد زیادی دارد. این مواد با مقاومت بالایی که در برابر هیدرولیز دارند، مانع از نفوذ آب و بخار می شوند.

info@fara-ps.com

ارسال شده در مقالات | برچسب‌شده PEEK, اپوکسی, استرهای سیاناتی, الیاف پلی‌آرامید, بیسمال ایمیدها, پلی آمید ایمید, پلی کلروتریفلوورواتیلن, پلی‌اترکتونها, پلی‌تری‌فلورواتیلن, حمل و نقل هوایی, کاربرد پلیمرها و کامپوزیت‌های پلیمری در صنعت حمل و نقل, کوپلیمر آکریلونیتریل | پاسخ دهید:

کاربرد پلیمرها و کامپوزیت‌های پلیمری در صنعت حمل و نقل – قسمت سوم: حمل و نقل دریایی

منتشر‌شده ۱۳۹۹/۰۹/۲۸ | توسط فرا پلیمر شریف

کاربردهای کامپوزیت‌های Fiber Reinforced Polymer در شناورهای دریایی، در ابتدا با برظرف کردن نیازهایی از قبیل سبکی، استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و افزایش طول عمر قایق‌های نیروی دریایی ایالات متحده شکل گرفت. همچنین بسیاری از کاربردهای اولیه به واسطه غلبه بر مشکلات خوردگی ناشی از آلیاژهای آلومینیوم و فولاد یا تخریب محیط زیست به دلیل استفاده از چوب به وجود آمدند. دلیل دیگر استفاده از کامپوزیت‌ها کاهش وزن به خصوص وزن بالای عرشه کشتی ها بود. همچنین خاصیت آکوستیک بالای کامپوزیت‌ها باعث استفاده از آن‌ها در رادار کشتی‌ها و سونار (Sonar) زیردریایی‌ها گردید. دانش به کارگیری کامپوزیت‌ها در چنین کاربردهایی، باعث شد شناورهای دریایی که از این روش ساخته می‌شدند، افزایش یابد. مواد FRP پیشرفته شامل الیاف کربن و کولار با زمینه‌های وینیل‌استر یا رزین‌های اپوکسی به طور متداول برای کاربردهای سازه‌ای با عمل‌کرد بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال، سازه‌های اولیه ساخته شده با کامپوزیت شامل موارد زیر است:

مین‌روب، انواع ناو‌های کوچک، قایق‌های شخصی، سونار زیردریایی‌ها

از دلایل استفاده از مواد کامپوزیتی Glass Fiber Reinforced Polymer مقاومت خوردگی بسیار خوب، وزن سبک که سبب کاهش مصرف سوخت می‌شود، تعمیر آسان و ساده، قابلیت جذب صدا و دفع ارتعاشات که باعث آسانی سوار شدن در قایق‌های موتوری می‌شود و کاهش هزینه‌ها است. بیش‌ترین نوع کامپوزیت‌های مورد استفاده در سازه‌های فراساحل، Glass Fiber Reinforced Polymer و کامپوزیت‌های فنولیک می‌باشند که نوع دوم به دلیل مقاومت بسیار خوبشان در برابر آتش مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسیاری از کاربردهای کنونی مواد Glass Fiber Reinforced Polymer شامل موارد زیر است:

لوله‌های کم فشار، مخازن نگه‌داری موتور دیزل (موتورخانه)، مخازن روغن و مخازن عمومی، سینی کابل‌ها و آب‌بندی درها، پوشش محافظ، بلبرینگ و…

info@fara-ps.com

ارسال شده در مقالات | برچسب‌شده Fiber Reinforced Polymer, Glass Fiber Reinforced Polymer, حمل و نقل دریایی, کاربرد پلیمرها و کامپوزیت‌های پلیمری در صنعت حمل و نقل | پاسخ دهید: