وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 1
  • بازدید امروز: 177
  • بازدید ماه: 67,309
  • بازدید سال: 869,796
  • کل بازدیدکنند‌گان: 187,536
قیمت روز

بایگانی ماهیانه: فروردین ۱۴۰۰

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات (Polybutylene Terephthalate: PBT)

ساختمان و خواص شیمیایی

یک پلاستیک گرمانرم مهندسی است که به خانواده پلی‌استرهای اشباع حلقوی تعلق دارد و فاقد پیوند سیر نشده در واحد تکرار شونده ساختمان مولکولی خود می‌باشد.

نام صحیح‌تر این پلاستیک پلی‌(تترامتیلن‌ترفتالات) است زیرا چهار متیلن در واحد ساختمانی آن وجود دارد که در این صورت (PolyTetra Methylene Terephthalate) PTMT نیز خوانده می‌شود.

a

وجود عامل استری و گروه آلیفاتیک چهار متیلنی در واحد ساختمانی تکرارشونده این پلاستیک سبب می‌شود تا تعداد نسبتاً زیادی  از حلال‌های شیمیایی بتوانند به آن حمبه کنند و یا تماس با آن‌ها موجب تورم این پلاستیک خصوصاً در درجه حرارت‌های بالاتر از دمای انتقال شیشه‌ای آن خواهد شد.

پلیمر PBT مقاومت عالی در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مانند اترها، استرها، هیدروکربورها و محلول‌های غلیظ اسیدها و بازها دارد ولی در دمای بالا با آب به آرامی وارد واکنش می‌شود.

با وجودی که این پلی‌استر سیر شده از قابلیت جذب رطوبت کمی برخوردار است اما برای تماس دائم با آب داغ در حالت غوطه‌وری و یا محلول‌های غلیظ گرم، توصیه نمی‌شود.

اصولاً PBT و PET به آب جوش و حتی آب گرم دارای درجه حرارت بالاتر از ۶۰ درجه سانتی‌گراد حساسیت دارند و در اثر واکنش با آن سختی سطح و چقرمگی قطعه در اثر تخریب هیدرولیتیک کاهش می‌یابد.

با در نظر گرفتن این حقیقت که PBT مانند PET نسبت به هیدرولیز حساس و مستعد انجام این واکنش است بنابراین گرانول‌های آن قبل از فرآیند قالب‌گیری باید کاملاً خشک شوند.

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات از نظر مولکولی دارای ساختاری تخت، تقریباً خطی و نیمه بلوری است و واحدهای بلوری آن از نوع تری کلینیک (Triclinic) هستند.

در جدول زیر تعدادی از خواص شیمیایی و فیزیکی پلی‌بوتیلن‌ترفتالات ارائه شده‌اند.

b

تجربه نشان می‌دهد که تماس طولانی مدت این پلیمر با مواد شیمیایی اکسنده مانند کلر موجود در مخازن جمع‌آوری آب‌های شهرداری، موجب تخریب این پلاستیک‌ می‌شوند که در حال حاضر برای چنین کاربردهایی از آن استفاده نمی‌شود.

پلیمر PBT در برابر لکه‌هایی که از طرف برخی از مواد ایجاد کننده لکه به وجود می‌آیند مانند چای، آب انگور، قهوه، سس کچاپ و… مقاوم است.

اگر در ساخت قطعه‌ای از PBT یا PET استفاده شود، طوری که در حین خدمت و عمل‌کرد آن قطعه در معرض اشعه فرابنفش قرار گیرد لازم است که افزودنی جاذب اشعه فرابنفش مناسب با طول موجی که هر یک از این دو پلاستیک دچار تخریب فوتونی یا نوری می‌شوند، به آمیزه این پلاستیک‌ها اضافه شود.

خواص حرارتی

درجه حرارت انتقال شیشه‌ای پلی‌بوتیلن‌ترفتالات Tg=40-60 درجه سانتی‌گراد است و گسترده دمای ذوب آن Tm=221 می‌باشد.

اختلاف زیاد دمای بلورینگی و دمای انتقال شیشه‌ای باعث تشهیل بلوری شدن و سرعت این پدیده در فرآیند قالب‌گیری آن می‌شود. به عبارت دیگر رشد درجه بلورینگی در طول زمان کوتاهی از سیکل قالب‌گیری افزایش می‌یابد (دمای قالب حدود ۵۰ درجه سانتی‌گراد است)

PBT تا دمای ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد در برابر حرارت مقاوم است، این پلاستیک را می‌توان با اضافه کردن مواد افزودنی به تأخیراندازنده شعله به آمیزه آن، در مقابل شعله مقاوم‌تر کرد.

در جدول زیر خاصیت مهم حرارتی پلی‌بوتیلن‌ترفتالات بیان شده است.

c

در بالاتر از درجه حرارت ۲۷۰ این پلاستیک به سرعت تخریب می‌شود بنابراین فرآیند شکل‌دهی آن باید در درجه حرارت کم‌تر از این دما و در گستره ۲۷۰-۲۴۰ درجه سانتی‌گراد انجام گیرد.

گران‌روی گونه‌هایی از آن در حالت مذاب کم و به تبع جریان‌یابی این پلاستیک زیاد است که همین ویژگی فرآیندپذیری آن را آسان می‌کند.

اضافه کردن افزودنی‌هایی مانند تأخیرانداز شعله و یا تقویت‌کننده‌های مکانیکی به آمیزه این پلاستیک مو جب بهبود خواص و افزایش کارایی آن می‌شود.

خواص مکانیکی

پلی‌بوتیلن‌ترفتالات مانند بسیاری از پلاستیک‌های مهندسی دارای چند خاصیت برجسته  یا منحصر به فرد نیست بلکه آن چه سبب شده است این پلیمر در گروه پلاستیک‌های مهندسی پذیرفته شود در حقیقت موازنه چند ویژگی خوب این ماده است به این صورت که

الف) این پلاستیک چقرمگی بالای پلی‌کربنات را ندارد

ب) فاقد مقاومت در برابر سایش پلی‌آمیدهای خطی است

پ) جذب رطوبت بسیار کم PCTFE را ندارد

ث) از قابلیت پایداری حرارتی PEEk، PPSU، PPS بی‌بهره است.

با این وجود، خواص مکانیکی پلی‌بوتیلن‌ترفتالات را می‌توان به کمک الیاف شیشه و یا الیاف کربن بهبود بخشید و قابلیت‌های بسیار بهتری را از آن به دست آورد.

گونه‌هایی از PBT که با الیاف شیشه تقویت شده اند، نقطه نرمی آن‌ها افزایش پیدا می‌کند  و رفتار مکانیکی آن‌ها با پلی کربنات‌ها و پلی‌فنیلن‌اکسایدهای بهبودیافته قابت می‌کند.

این پلاستیک در مقایسه با نایلون‌ها و پلی‌استال‌ها در برخی از ویژگی‌ها، مزیت‌ها و برتری‌هایی دارد.

در مقایسه با نایلون‌ها، PBT خواص جذب آب کم‌تر، مدول بالاتر، پایداری ابعادی بیش‌تر و مقاومت در برابر ضربه کم‌تری دارد.

PBT در مقایسه با پلی‌استال‌ها، دارای جذب آب کم‌تر، مقاومت در برابر ضربه بالاتر، HDT کم‌تر در بار بیش‌تر و پایداری هیدرولیکی کم‌تر در دمای بالا (نسبت به پلی‌استال‌ها) می‌باشد.

رفتار مکانیکی PBT دلالت بر آن دارد که این پلاستیک قابلیت چقرمگی و برجهندگی بالایی دارد و از دو خاصیت مقاومت در برابر سایش و ضریب اصطکاک کم نیز برخوردار می‌باشد.

زنجیره‌ این پلیمر در مقایسه با PET نرم و انعطاف‌پذیرتر و میزان قطبی بودن آن نیز کم‌تر است. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند تا درجه حرارت ذوب و دمای انتقال شیشه‌ای آن کاهش پیدا کنند.

این پلاستیک به طور کلی تمایلی به ترک برداشتن، تحت تنش‌های وارده از شرایط و عواما محیطی را ندارد.

PBT در مقایسه با برخی از خواص پلاستیک‌های گرماسخت، دارای کارایی بالاتری است و از چند مزیت کلیدی مهم برخوردار می‌باشد، از آن جمله می‌توان به قابلیت فرآیندپذیری بهتر،  رنگ‌پذیری خیلی خوب و امکان کاربری در برابر عوامل محیطی پایداری بیش‌تری دارند و از مقاومت حرارتی  خواص مکانیکی بالاتری نیز برخوردار هستند.

در جدول زیر چند خاصیت مهم مکانیکی PBT ارائه شده است.

d

در جدول زیر خواص PET با PBT و PBT تقویت‌شده با ۳۰% الیاف شیشه با یک‌دیگر مقایسه شده‌اند.

e

 

آزمون‌های مختلفی که بر روی این پلیمر به عمل آمده نشان می‌دهند که ویژگی خاص و خیلی برجسته‌ای در خواص این پلاستیک‌ دیده نمی‌شود، به نظر می‌رسد دلیل اصلی قبول پلی‌بوتیلن‌ترفتالات از سوی صنایع مصرف‌کننده دربرداشتن مجموعه‌ای از خواص قابل مقایسه با پلاستیک‌های مهندسی است ضمن آن‌ که قالب گیری PBT آسان است. از نظر جریان مذاب و قالب‌گیری، با پلی‌استال در یک سطح است.

انواع و گونه‌های مختلف PBT

در یک طبقه‌بندی کلی انواع پلی‌بوتیلن ترفتالات به سه طبقه مهم تقسیم‌بندی می‌شود.

  • انواع رزین‌های پلی‌بوتیلن‌ترفتالات خالص: مانند گرانول‌های خالص و یا نمونه‌های دارای مصرف دربردارنده گران‌روی متوسط و گونه دارای گران‌روی زیاد.
  • آمیزه‌‌های بهبودیافته PBT: مانند آلیاژهای پلی‌کربنات/PBT و گونه مقاوم شده در برابر شعله
  • گونه‌های تقویت‌شده PBT با الیاف شیشه و الیاف کربن تقویت شده‌اند، تأثیر این تقویت‌کنندگی در جدول زیر نشان داده شده است.

f

 

نقاط ضعف PBT

در کاربرد پلی‌بوتیلن‌ترفتالات به سه مورد زیر باید دقت کرد:

  1. تقویت نشده در دمای بالا اگر زیر بار قرار گیرد، مقدار زیادی از خواص خود را از دست می‌دهد.
  2. این رزین در برابر حمله قلیاهای غلیظ، اسیدهای اکسیدکننده و اسید استیک حساس است.
  3. از آن‌جا که این رزین کمی رطوبت جذب می‌کند قبل از شروع فرآیند قالب‌گیری می‌باسیترطوبت جذب شده از پلاستیک گرفته شود، به عبارت دیگر پلیمر باید رطوبت‌گیری یا خشک شود.
  4. با وجودی که جذب آب PBT نسبتاً کم است (۰۹/۰) لاکن مانند نایلون‌ها قبل از فرآیند قالب‌گیری باید خشک شود.

 

کاربردها

از ابتدا برای ساخت قطعات قالب‌گیری و رقابت با دیگر پلاستیک‌های مهندسی طراحی و عرضه شد.

این پلاستیک‌ در چهار نوع کاربرد، ساخت قطعه، تهیه آلیاژهای آن، تولید الیاف، همچنین برای تهیه قطعات کامپوزیتی در سطح بسیار وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد همچنین الیاف منفرد و زیر که برای ساخت الیاف مورد نیاز مسواک و فرچه‌های رنگ به کار می‌روند.

در ساخت کامپوزیت‌های دارای ماتریس پلاستیک گرمانذم PBT، قطعات ماشین‌های نساجی، نوارهای کاست، دنده، یاتاقان‌ها، قطعات اتومبیل، فیلم، دکمه‌های زینتی،محفظه پمپ‌های کوچک، عایق، دستگاه‌های آب‌پاش و موارد بسیار دیگر به کاربرذه می‌شود.

در جدول زیر خواص مختلف PBT خالص و دو گونه تقویت‌شده آن با الیاف شیشه با یکدیگر مقایسه شده‌اند.

g

 

تولیدکنندگان معتبر

شرکت‌های معتبر DuPont، ICI، Bayer، Eastman، Allied، DSM، GE از مشهورترین تولیدکنندگان این پلاستیک در سطح جهان محسوب می‌شوند.

 

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

ترکیب قالب‌گیری تزریقی با چاپ‌گر سه‌بعدی

 کاربرد پرینتر سه‌بعدی برای تولید و ساخت سریع موجب تولید مؤلفه‌هایی با هندسه‌های پیچیده مبتنی بر طراحی کامپوزیتی شده است. به دلیل خواص مکانیکی محدود و کارکرد بخش‌های پلیمری خالص پرینت شده، نیاز جدی به توسعه کامپوزیت‌های پلیمری با قابلیت پرینت با عمل‌کرد بالا احساس می‌شود. چاپ سه بعدی مزایای متعددی را در تولید کامپوزیت‌ها شامل دقت بالا، هزینه کم‌تر و هندسه سفارشی پیشنهاد می‌نماید. تکنیک‌های رایج پرینت سه‌بعدی مانند مدل‌سازی تجمع، سخت‌سازی لیزری انتخابی، پرینت سه بعدی جوهرافشان، استریولیتوگرافی و پلات سه بعدی معرفی خواهند شد.

پرینتر سه‌بعدی که از آن با عنوان تولید مواد افزودنی، کلیشه‌سازی سریع یا فرم آزاد و سریع یاد می‌شود، یک فرآیند اتصال مواد به یکدگر برای ساخت اشیایی از داده‌های مدل سه‌بعدی می‌باشد که معمولاً به صورت لایه‌لایه است. این فناوری اشیاء را با افزودن مواد به منظور کاهش ضایعاتی در حالی تولید می‌نماید که به دقت هندسی مطلوب و رضایت‌بخش دست پیدا می‌نماید. این شیوه با مدل کامپیوتری سه‌بعدی و سنجیده شده‌ای شروع به کار می‌کند که می‌توان به وسیله داده‌های تصاویر گرفته شده یا ساختارهای ایجاد شده در طراحی به کمک کامپیوتر آن‌ها را ایجاد کرد. فایل STL نیز عموماً ایجاد خواهد شد. داده‌های گروهی بعداً به فایل‌های ساختاری لایه‌های دو بعدی تقسیم‌بندی شده و به ماشین پرینت سه بعدی ارسال خواهند شد.

مواد پلیمر ترموپلاستیکی مانند اکریلونیتریل، بوتادی‌ان‌استایرن، پلی‌لاکیتک‌اسید، پلی‌آمید و پلی‌کربنات و همچنین مواد ترموست مانند اپوکسی رزین‌ها را می‌توان به وسیله این فناوری پردازش نمود.

بر اساس انتخاب‌های مختلف مواد، پرینت سه بعدی پلیمرها کاربردهایی در حوزه صنایع هوافضا برای ایجاد سازه‌های سبک و پیچیده، صنایع معماری برای مدل‌های سازه‌ای، حوزه‌های هنری برای تولید مصنوعات با آموزش و حوزه‌ پزشکی برای تولید بافت ها و اندام‌ها یافته است. با این وجود غالب محصولات پلیمری ساخته شده سه‌بعدی امروزه به عنوان کلیشه‌هایی مفهومی به جای مؤلفه‌های کاربردی استفاده می‌شوند زیرا محصولاتی که از پلیمر خالص تهیه می شوند و به این شیوه تولید می‌گردند فاقد مقاومت و کارکرده بود و نمی‌توان از آن‌ها به عنوان قطعات باربر و کاربردی بهره گرفت. چنین مشکلاتی موجب محدودیت کاربردهای صنعتی این پلیمرهای سه بعدی شده است. پرینت سه‌بعدی کامپوزیت‌های پلیمری این مسائل را با ترکیب ماتریس و تقویت به منظور تحقق سیستمی با ساختاری مفید یا خواص کارکردی بهتر حل کرده است. این خواص با استفاده از اجزای تشکیل‌دهنده دیگر به تنهایی قابل امکان نبود.

در همین راستا شرکت کانادایی فناوری چاپ سه بعدی Structur3d از سیستم Inj3ctor Platform خود رونمایی کرده است، یک سیستم قالب گیری تزریقی رومیزی که می ­تواند نظر طراحان و تولیدکنندگان صنعت کفش را به خود جلب کند. این سیستم برای تولید با استفاده از مواد الاستومری از جمله پلی­ یورتان ­ها و سیلیکون رابر مایع طراحی شده است.

Inj3ctor ترکیبی از قالب­ های چاپ شده­ سه بعدی و کارتریج­ های ماده برای مخلوط کردن و تزریق مواد انعطاف‌پذیر دو جزئی جهت تولید بچ­ های کوچک است. به گفته­ این شرکت، این پلت فرم قادر به غلبه بر مشکلات چاپ سه بعدی مواد لاستیکی با خواص مورد نظر است. هم­چنین، این امیدواری وجود دارد که بتوان از این فناوری در تولیدات سفارشی انبوه حوزه­ کفش و نیز سایر بخش­ ها استفاده کرد.

به گفته­ شرکت Strucure3d، توسعه ­دهندگان محصول می­ توانند با استفاده از نرم ­افزار استاندارد CAD یک قالب با جزئیات بسیار بالا طراحی کرده و قطعه ای با پلاستیک استاندارد، بادوام و یا قابل انحلال را به صورت سه بعدی چاپ کنند. سپس کاربران از بین ده ­ها هزار ماده­ لاستیک مایع موجود انتخاب کرده و آن را بر اساس میزان دوام، انعطاف‌پذیری، و زمان پخت تنظیم می­ کنند. در نهایت، پس از آنکه نسبت اختلاط و حجم تزریق در دستگاه برنامه‌ریزی شد، Inj3ctor قالب را پر کرده و یک محصول کاملاً سفارشی را ایجاد می ­کند.

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

 

کاربرد پلیمرها در صنعت نفت

این مقاله به جهت بزرگ‌داشت سال‌روز ملی شدن صنعت نفت ایران به کاربرد پلیمرها در این صنعت پرداخته است.

 یکی از رسالت‌های پژوهش‌گران فعال در زمینه پلیمر در این مرکز، بومی‌سازی مواد و فناوری‌های پلیمری مورد استفاده در صنعت نفت کشور است. در دو دهه اخیر که اقبال بیش‌تری به نتایج فعالیت‌های تحقیقاتی در کشور وجود داشته است، مراحل دست‌یابی به دانش فنی تولید و ساخت، افزایش مقیاس و خودکفایی در طیف قابل توجهی از مواد و ادوات وارداتی پایه پلیمری که در صنعت نفت کاربرد داشته اند، حاصل شده است.

امروزه پلیمرها در فازهای مختلف صنعت نفت از حفاری گرفته تا تصفیه نفت و گاز، در سطح جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد پلیمرها در صنایع بالادستی نفت و گاز در حوزه‌های زیر قابل دسته‌بندی است.

قطعات پلیمری: درزگیرها و آب‌بندی‌های قطعات مختلف حفاری، استخراج و انتقال نفت و گاز، میل‌گردها، پروفیل‌های کامپوزیتی و بتن‌های پلیمری مورد استفاده در ساخت تأسیسات نفتی از جمله سکوها و اسکله‌های نفتی، دکل‌های حفاری، سازه‌های مشبک و…

پوشش‌های پلیمری: پوشش‌دهی و تعمیرات سطوح داخلی و خارجی خطوط لوله و مخازن

لوله‌های پلیمری: انتقال سیالات نفتی

غشاهای پلیمری: تصفیه پساب‌های صنعتی، شیرین‌سازی گازهای ترش، راکتورهای غشایی

افزایه‌های پلیمری: پلیمرهای مختلف مورد استفاده در بهبود عمل‌کرد سیال و سیمان حفاری و عملیات اسیدکاری و سیلاب‌زنی، پلیمرهای کاهنده نیروی درگ، پلیمرهای بازدارنده رسوب و هیدرات

جاذب‌های پلیمری: رسوب‌گیرها و جاذب‌های نم‌زدا از گاز طبیعی، جاذب‌های فلز و آسفالتین از نفت خام، جاذب‌های لکه‌های نفتی، ژل‌های پلیمری مورد استفاده در کنترل تولید آب همراه مخازن.

استفاده از پلیمرها در صنعت نفت و گاز ابتدا با هدف بهبود عمل‌کرد فرآیندهای موجود و کاهش هزینه‌های مربوطه آغاز شد و امروزه تا مرحله جای‌گزینی قطعات و فناوری‌های پایه پلیمری در برخی حوزه‌های توسعه یافته است.

با توجه به قدمت نه چندان طولانی علوم و فناوری پلیمر در مقایسه با علوم پایه و براساس این روند رو به رشد آن، می‌توان دید که پلیمرها با تسهیل فرآیندهای نفت و گاز و کاهش هزینه‌های تولید نقش قابل توجهی در صنعت نفت داشته‌اند. جایگاه کنونی این پلیمرها در سبد تولید شرکت‌های عظیم تولید‌کننده‌های مواد شیمیایی ویژه برای صنایع نفت و گاز، اهمیت آن‌ها را آشکار می‌نماید.

با گسترش روزافزون و نیاز به انرژی، عملیات ازدیاد برداشت روی مخازن هیدروکربوری روشی است که با استفاده از موارد خارج از میدان نفتی انجام می‌شود و نفت خامی که استخراج آن از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست انسان را به این امر وا داشته است. ازدیاد برداشت شامل روش‌های گرمایی (بخارروبی، تحریک دوره‌ای با بخار آب، احتراق درجا)، روش‌های آب روبی، روش‌های شیمیایی (سورفکتنت‌ها، بازها و پلیمرهای مسیلی، رانش با پلیمرها)، روش‌های امتزاجی و سایر روش‌ها صورت می‌گیرد. محلول‌های پلیمری در آب و تزریق متناوب آن‌ها باعث افزایش ویسکوزیته نفت خام نمی‌شوند، بلکه مشکل انگشتی شدن گران‌روی در صنعت نفت را رفع می‌کنند. به عنوان نمونه‌ای از این پلیمرها می‌توان به پلیمر پلی‌وینیل‌الکل (C2H4O) اشاره کرد که یک پلیمر پلی‌هیدروکسی است و از طریق افزودن آلکیل به محلول شفاف الکلی پلی‌وینیل استات به وجود آمد است و به صورت تجاری از هیدرولیز پلی وینیل استات به وجود می آید. پلی وینیل استات باعث افزایش گران‌روی نفت سنگین در مخزن نمی‌شود و حتی در مواردی آن را کاهش می‌دهد. افزودن این محلول پلیمری با غلظت‌های مختلف باعث کاهش ویسکوزیته می‌شود و با افزایش درصد وزنی پلیمر در محلول تأثیر مثبتی در کاهش ویسکوزیته دارد.

Untitled

کاربرد پلیمرها در تهیه آسفالت پلیمری

امروزه با توجه به گسترش پروژه‌های عمرانی و صنایع مختلف از جمله راه و ساختمان، قیرهای پلیمری کاربرد ویژه‌ای در به سرانجام رسیدن این پروژه‌ها دارند. نقش این پلیمرها در اصلاح و کیفیت نهایی قیرهاست. اصلاح خواص قیر باعث بهبود کیفیت آن و بالارفتن طول عمر کیفیت مخلوط آسفالتی می‌شود. اصلاح خواص ذکر شده به دو صورت فیزیکی و شیمیایی صورت می‌گیرد، اما انجام واکنش‌های شیمیایی بر روی قیر منجر به تولید واکنش‌هایی پیش‌بینی نشده و ناخواسته می‌شود که در رسیدن به استاندارد ماده مورد نظر و خواص مطلوب مشکل ایجاد می‌کند. در مقابل روش‌های شیمیایی، روش‌های فیزیکی زیادی وجود دارند که می‌توانند خواص قیر از جمله چسبندگی آن را افزایش دهند. در ادامه به انواع متدوال این پلیمرها اشاره می‌شود.

پلیمر استایرن-بوتادین-استایرن (SBS): این پلیمر که دارای خصوصیات لاستیکی و ترموپلاستیکی است، قادر به ارائۀ خاصیت چسبندگی، مقاومت و ارتجاعی نسبت به قیر است و به افزایش دوام روسازی کمک می‌کند و ویسکوزیته آن در دمای اختلاط به ویسکوزیته قیر نزدیک است. این پلیمر نیاز به سرمای اولیه بالایی دارد، ولی این افزایش هزینه طول عمر بالای آسفالت را به همراه دارد و در به‌سازی دوباره از جمله لکه‌گیری و نیروی انسانی به صرفه است.

آلیاژ PS و SBR: افزایش آلیاژ پلی‌استایرن و کوپلیمر بوتادین-استایرن منجر به بهبود چسبندگی قیر در دماهای پایین و بالا می‌شود؛ به طور مثال افزایش درصد وزنی پلی استایرن تا ۳۰% افزایش نقطۀ نرمی و کاهش درجۀ نفوذ را به همراه دارد.

کاربرد پلیمرها برای بهبود خواص بتن پلیمری

استفاده از بتن های پلیمری با توجه به نیازها روزبه روز در حال افزایش است. از پلیمرهای گوناگون برای ساخت

بتن های پلیمری استفاده می شود که متداول ترین آن ها پلی استر و اپوکسی است. بتن های پلیمری که کامپوزیت هستند، گفته (PCC) در دو فاز جامد و ماده چسبنده اند و اگر ماده چسبنده شامل پلیمر و سیمان باشد به آن سیمان پرتلند می شود. از مزایای این بتن های پلیمری نسبت به بتن های سنتی، مقاومت کششی بالا، جلوگیری از ترک و افزایش عمق ترک در بتن و دوام بالا است به طوری که این دوام بالا در فصول سرد سال نمایان تر است.

کاربرد پلیمرها در شیرین‌سازی گاز طبیعی

گازهای اسیدی همراه با گاز طبیعی (متان) مانند دی‌اکسیدکربن و سولفید هیدروژن، باعث خوردگی لوله‌های انتقال می‌شود. یکی از روش‌های جداسازی این مواد، جداسازی با غشا است. اکثر غشاهایی که برای جداسازی و شیرین‌سازی گاز طبیعی به کار می‌روند غشاهای پلیمری اند که به دو دستۀ شیشه‌ای و پلاستیکی تقسیم می‌شوند. غشاهای پلیمری که برای جداسازی گازها مورد استفاده قرار می‌گیرند غشاهای پلیمری صفحه‌ای یا فیبر توخالی هستند. متداول‌ترین پلیمرهایی که در جداسازی دی اکسید کربن همراه با گاز طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرند پلی‌سولفون، از مخلوط حاوی گاز H2S پلی‌استایرن، پلی‌آمید (نایلون) و دیگر موارد است. استفاده دیگر این نوع پلیمرها در جداسازی طبیعی به وسیله پلیمرهای بلوکی پلی‌یورتان است.

کاربرد پلیمرها در گِل حفاری افزاینده‌های پلیمری

ترکیبات شیمیایی با مولکول‌های بزرگ هستند که از بسیاری واحدهای کوچک تکراری که مونومر نامیده می‌شوند، تشکیل شده‌اند. پلیمرها به هنگام اضافه شدن در گِل، تغییرات کم‌تری در محتویات جامد گِل ایجاد می‌کنند و به منظور کنترل صافی، اصلاح ویسکوزیته، لختگی و مقاومت شیلی به گِل اضافه می‌شوند.

سیال حفاری را می توان به عنوان هر گونه سیالی تعریف کرد که در طول عملیات حفاری درون چاه به گردش درمی‌آید و پس از عبور از رشته حفاری و مته از طریق فضای حلقوی به سطح برمی‌گردد.

پمپ‌های گِل نقطه آغاز گردش گِل می باشند که قدرت و نیروی لازم این پمپ‌ها از موتورها تأمین می‌گردد. در دکل‌های الکتریکی موتورهای گرمایی درون‌سوز با استفاده از انرژی مواد سوختی مثل گازوئیل، جریان الکتریکی مستقیم تولید می‌کنند، این جریان تبدیل به یک جریان متناوب می شود و در اختیار پمپ قرار می‌گیرد و نیروی لازم را برای عملیات پمپاژ فراهم می‌کند.

پمپ‌های گل حفاری از نوع پمپ‌های جابه‌جایی مثبت می‌باشند و قادر هستند تا ۵۰۰۰ پا فشار تولید کنند.

انتخاب پیستون ولاینر با سایز مناسب و همچنین نازل مته با اندازه، صحیح نقش اساسی در بهینه‌سازی سیستم

هیدرولیکی سیال حفاری و تأمین فشار و دبی خروجی از پمپ را دارد و موجب بهبود راندمان عملیات حفاری

می‌گردد.

حفاری به طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شود:

On shore یا دکل‌های خشکی

Off shore یا دکل‌های دریایی

 

وظایف گل حفاری و موارد مهم انتخاب آن

وظایف متعددی برای یک سیال حفاری در نظر گرفته شده است. کنترل فشارهای زیرزمینی، بالا آوردن کنده‌ها و پایداری چاه از مهم‌ترین وظایف یک سیال حفاری می‌باشد.

  1. پاکسازی کنده‌های حفاری از ته چاه و انتقال آن‌ها به سطح
  2. معلق نگه داشتن کنده‌ها و مواد وزن‌افزا در هنگامی که چرخش سیال متوقف می‌شود
  3. کنترل فشارهای زیرزمینی
  4. ۴٫ ایزوله کردن سیال از سازند (سازند (به انگلیسی Formation) مهم‌ترین واحد تقسیمات سنگ‌شناسی و واحد سنگی اصلی چینه‌شناسی است و شامل مجموعه لایه‌هایی است که صفات مشخص سنگ‌شناسی دارند. بالا و پایین یک سازند مشخص است ولی ضخامت آن حد معینی ندارد.)
  5. خنک‌کاری و روان‌کاری مته حفاری
  6. تحمل بخشی از وزن لوله‌های حفاری و لوله‌های جداری
  7. ارتقا سرعت نفوذ مته
  8. کنترل‌ کردن خوردگی
  9. محافظت از سازند
  10. داده‌گیری از حفره

سیالات حفاری اکثراً shear thin وthixotrope  هستند. تیکسوتروپ بدین معنا که با گذر زمان در حالت استاتیک خاصیت ژله مانند دارند و با تشکیل یک ساختار سه بعدی structure از ته نشین‌ شدن کنده‌ها و مواد وزن‌افزا در زمانی که چرخش در سیستم نیست، جلوگیری می‌کنند.

دسته‌بندی پلیمرها در سیالات حفاری

پلیمرها در سیالات حفاری به سه روش می‌توانند دسته‌بندی شوند. می‌توان آن‌ها را بر اساس

الف: شیمی آن‌ها همچون آنیونی یا کاتیونی بودن

ب: با توجه به نوع کاربرد یا خصوصیت آن‌ها به طور مثال عامل ویسکوزیته بودن یا اینکه افزاینده‌ای جهت کنترل هرزروی گل

ج: یا به صورت ساده بر اساس مبدأ و مبنای تولیدی، آنها را دسته بندی کرد. 

در زیر افزایندهای پلیمری از نظر مبنای تولیدی آن‌ها تقسیم‌بندی می‌شود‌:

۱- پلیمرهای طبیعی (نشاسته، صمغ زانتان)

۲- پلیمرهای طبیعی اصلاح یافته (برای سیالات حفاری، پلیمرهای طبیعی غیر یونی، همچون سلولز و نشاسته به صورت پلی‌الکترولیت‌ها اصلاح می‌یابند. مشتقات سلولز، مشتقات نشاسته،

۳- پلیمرهای مصنوعی (کوپلیمر پلی‌اکریل‌آمید، پلی‌اکریلات)

روش‌های برداشت ازدیاد نفت

تزریق پلیمر

این فرآیند که یک روش بازیابی ثانویه محسوب می‌شود، از پرکاربردترین روش‌های EOR برای بازیابی نفت پس از طی کردن مراحل معمولی است. برای انجام این عمل از تزریق پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا مانند پلی‌اکریل‌آمید، مواد قلیایی مانند سدیم‌هیدروکسید یا کاستیک استفاده می‌شود که آن را به همراه آب تزریق می‌کنند. در نتیجه ویسکوزیته این ترکیب بالا رفته و راندمان تبادل حجمی را ارتقاء می‌بخشد.

این مجموعه روش‌ها بر اساس نظریه نیروی موئینگی و کشش سطحی است که باعث نگه‌داری نفت در خلل و فرج سنگ مخرن می‌شود استوار است. در نتیجه برای کم کردن این عوامل باید موادی را برای تزریق انتخاب کنیم که این دلایل را به حداقل برساند. این مواد درآمیختگی بین نفت و سنگ مخزن را کاهش داده و باعث افزایش استخراج می‌شوند. استفاده از سورفکتانت‌ها نمونه خوبی برای کاربرد این نظریه در بازیابی استخراج نفت هستند.

معایب تزریق پلیمر

تقریباً نیمی از ذخایر زیرزمینی در طی استفاده از این روش دست‌نخورده خواهد ماند و تأثیری روی این دسته از ذخایر نخواهد داشت. بعد از استفاده مدوام از روش تزریق پلیمر مثلاً برای ۲ تا ۳ سال مخازن زیرزمینی چاه دچار آسیب‌های جدی مانند آلودگی تجهیزات استخراج خواهند شد. ملزومات پیچیده و قیمت نسبتاً بالای مواد باعث می‌شود این روش برای شرکت‌های کوچک و متوسط قابل اجرا نباشد.

روش‌های دیگر تزریق کردن دی‌اکسید مایع، روش‌ها‌ی فیزیکی (بازیابی حرارتی، تزیریق بخار، روش احتراق (احتراق به جلو، احتراق معکوس، مرطوب)، تزریق گاز.

 

احیای مخازن پیر نفتی با پلیمر

با توجه به افت تولید طبیعی مخازن در کشور، برای دست‌یابی به اهداف بخش تولید نفت خام و همچنین تولید ۵ میلیون و ۱۰۰ هزار بشکه تا پایان برنامه پنج توسعه، باید به فکر روش‌های نوین برای ازدیاد برداشت بود. یکی از این روش‌ها که طی سال‌های گذشته در دستور کار قرار داشت تزریق آب معمولی به میدان‌های دریایی بود، اما چون آب، ویسکوزیته پایینی دارد، باید به آن یک پلیمر محلول اضافه شود که با این کار به دلیل ایجاد ویسکوزیته بالاتر، غلظت جاروب آب بیش‌تر می‌شود و می‌تواند با قدرت بهتری، در مخزن تزریق شده و نفت بیش‌تری را به سطح زمین بیاورد. تزریق پلیمر محلول به آب‌هایی که قرار است به چاه‌های نفتی تزریق شوند، می‌تواند عمل‌کرد آب را برای ازدیاد برداشت نفت چند برابر افزایش دهد. بر این اساس، ابتدا تزریق محلول پلیمری باید روی یک بستر شنی صورت گیرد، زیرا بستر شنی می‌تواند جزئیات بیش‌تری از محیط متحول را به پژوهش‌گران نشان دهد. اقدام بعدی دریافت مغزه‌های واقعی نفت از شرکت‌های عملیاتی و ارزیابی کارایی پلیمر به کار رفته است، سپس از شبیه‌سازهای معروفی مانند HP که میزان کارایی محلول را مشخص می‌سازد، استفاده می‌شود. نباید فراموش کرد که این پروژه تحقیقاتی، باید از سوی یک پیمان‌کار مجرب اجرا شود.

استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری

پژوهشگاه صنعت نفت ایران قصد دارد پلیمرهای سبک را جای‌گزین سازه‌های فلزی کند. این مواد، سبک و قابل فرآورش هستند و عایق‌های مناسبی محسوب می‌شوند، اما عدم استحکام بالا یکی از معایب اصلی آن‌هاست، بنابراین نمی‌توانند جای‌گزین سازه‌های فلزی شوند. برای تقویت این مواد، از کامپوزیت‌های پلیمری استفاده می‌شود که در پی آن، حدود ۳۰% الیاف شیشه‌ای تقویت‌کننده به این مواد اضافه می‌شود. این کار گرچه در بیش‌تر مواقع نتایج مطلوبی داشته است، اما باعث افزایش وزن مواد شده که البته فناوری نانو در اینجا به کمک آمده است.

تولید ژل‌های پلیمری با استفاده از فناوری نانو

معمولاً به همراه تولید نفت در میدان‌های نفتی، آب نیز تولید می‌شود. مقدار آب تولیدی تا کم‌تر از ۱۰% طبیعی است، اما برخی اوقات این مقدار به بالای ۲۰%  می‌رسد. در دنیا، برای جلوگیری از این مشکل، فناوری‌های متفاوتی به کار می‌رود که یکی از آ ن‌ها تزریق ژل است. هم‌اکنون با توجه به نوع تولید آب، ۴ تا ۵ نوع ژل برای تزریق وجود دارد. این فناوری از سال ۱۹۸۰ تاکنون در دنیا استفاده می‌شود، اما با توجه به شرایط ویژه مخازن نفتی و گازی ایران، همچون دمای نزدیک به ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و شوری حدود ۲۰۰ هزار، PPM ژل‌های معمولی نمی‌توانند کاربرد آن‌چنانی داشته باشند، از این رو پژوهشکده پلیمر پژوهشگاه صنعت نفت در قالب یک پروژه ۲ ساله توانست ژل‌های پلیمری تولید کند که بتوانند در مخازن ایران دوام بیاورند، در حالی که فناوری ساخت این نوع ژل، تنها در اختیار شرکت‌های بزرگی مانند شل و ماراتن اویل است.

شایان ذکر است، فناوری ژل پلیمر مقاوم در برابر آب‌های شور، از سوی ایران و به نام دکتر جمال اعلایی، محقق ایرانی در سطح بین المللی ثبت شده است. به گفته اعلایی، هم اکنون پژوهشگاه صنعت نفت ایران در حال مذاکره با شرک تهای بهر هبردار نفت و گاز ایران، همچون شرکت نفت فلات قاره، شرکت نفت مناطق مرکزی و سایر شرک تهاست تا با ارائه طرحی کلان در این زمینه، این فناوری‌ را بومی کند.

هزینه ژل‌های پلیمری این اختراع برای تزریق در چاه‌های نفتی، بسیار کم‌تر از ژل‌های معمولی است که این موضوع، اهمیت زیادی برای شرکت‌های نفتی فعال در این زمینه دارد. علاوه بر این، بر اساس مطالعات انجام شده و ظرفیت ها و نیاز صنعت نفت، درخت فناوری نانو کامپوزیت‌های پلیمری تهیه و طرح دست‌یابی به فناوری ساخت و به کارگیری نانو کامپوزیت‌های پلیمری در صنایع نفتی در چند فاز اجرا شد. در فاز اول این طرح، با استفاده از فناوری نانو، استحکام و کارایی هیدروژل‌های پلیمری برای به کارگیری در شرایط سخت مخازن نفتی افزایش یافت. در فاز دوم، غشاهای نانوکامپوزیتی برای فرآیندهای جداسازی و خالص‌سازی گازها تولید شد و در فاز سوم نیز تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری با خواص ویژه‌ای مانند مقاومت در برابر نفوذ گاز و مقاومت در

برابر رشد باکتری و زیست‌تخریب‌پذیر با استفاده از فناوری نانو مورد بررسی قرار گرفت. این محقق با اشاره به کاربرد نانو پلیمرهای کامپوزیتی اضافه می کند: این نوع مواد، قابلیت توسعه دارند، ضمن این که می‌توانند مقیاس و تولید صنعتی را افزایش دهند و در حوزه‌های مختلف صنعت نفت، همچون مدیریت آب چاه‌های نفتی و گازی، ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، خالص‌سازی و جداسازی گازها، سبک‌سازی و افزیش مقاومت در برابر شعله سازه‌های نفتی، تسهیل انتقال نفت خام و کاهش آلودگی‌های زیست محیطی قابل استفاده باشند.

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

 

کاهش ۵ درصدی فروش صنایع تبدیلی آلمان

GKV، یک سازمان نماینده در صنایع تبدیلی صنعت پلاستیک در آلمان است که اعضای آن در راستای هماهنگی فعالیت ­ها همکاری می­ کنند. به گزارش این سازمان، در سال گذشته گردش مالی در این حوزه بیش از ۵% کاهش یافته است.

طبق این گزارش، میزان فروش در سال ۲۰۲۰ به ۶۱٫۵ میلیارد یورو کاهش یافته است که نسبت به سال ۲۰۱۹، ۵٫۶ درصد کاهش را نشان می­ دهد. فروش داخلی نیز با مقداری مشابه به کمی بیش از ۳۸ میلیارد یورو کاهش یافت و صادرات با بیش از ۶% کاهش به کمی بیش از ۲۳ میلیارد یورو رسید.

علاوه بر کاهش در گردش مالی، حجم فرآوری نیز با افت تقریباً ۳% به ۱۴٫۲ میلیون تن پلاستیک رسید. در همین بازه­ی زمانی، نیروی کار این صنعت کاهشی ۴% را تجربه کرد به طوری که در پایان سال ۲۰۲۰ به حدود ۳۲۲،۰۰۰ نفر رسید. تعداد کارخانه­ های فرآوری نیز با اندکی کاهش به بیش از ۳۰۰۰ مرکز رسید.

با وجود آنکه آمار ارائه شده به فرآیندهای مختلف (مانند اکستروژن) تفکیک نمی­ شود، اما بخش بسته بندی، که به احتمال زیاد بیشتر فعالیت­ های اکستروژن فیلم و ورق را به خود اختصاص می ­دهد، بدون تغییر در مقدار ماده فرآیند شده (۴٫۴ میلیون تن) به خوبی نگه داشته شد. اما به گزارش GKV، در همین زمان، گردش مالی در این بخش نیز ۲٫۴% کاهش یافت و به حدود ۱۴٫۴ میلیارد یورو رسید.

در نظرسنجی GKV از اعضا، که در ابتدای سال جاری صورت گرفت، ۵۲% انتظار افزایش فروش در سال ۲۰۲۱ را دارند، و ۳۳% کاهش را پیش ­بینی می­ کنند. هم­چنین، یک سوم شرکت­ ها انتظار دارند سود در سال جاری افزایش یابد، در حالی که بیش تر اعضا انتظار کاهش سود در سال ۲۰۲۱ را دارند.

Untitled

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

پلی‌اکسی‌متیلن (پلی‌استال) (Poly Oxy Methylene, POM)

این پلاستیک در سال ۱۹۵۶ به وسیله R. N. MacDonald از محققین شرکت Dupont آمریکا کشف شد و در سال ۱۹۶۰ با نام تجاری Delrin به بازار عرضه گردید.

شایان ذکر است که در دهه ۱۹۲۰ پروفسور Hermann Studinger و همکارانش طی تحقیقات طبقه‌بندی شده‌ای که برای اولین بار منجر به دست‌یابی آزمایشگاهی ساختار مولکول‌هایی با جرم مولکولی نسبتاً بالا گردید، این پلیمر را تهیه کردند در حالی که قطعات ساخته‌شده از ان شکننده و ناپایدار در برابر حرارت بودند.

دکتر Hermann Studinger برنده جایزه نوبل شیمی سال ۱۹۵۳، دریافت که پلی‌‌اکسی‌متیلن‌هایی که با درجه پلیمریزاسیون ۵۰ تهیه می‌شوند از پایداری کمی برخوردارند در حالی جرم مولکول‌های بالاتر، دارای خواص بهتری هستند، (مانند درجه پلیمریزاسیون ۱۰۰۰، هر چند رسیدن با این عدد، توسط گروه محققین شرکت Dupont انجام گرفت و باعث بهبود خواص و پایداری حرارتی این پلاستیک گردید.)

ساختمان و خواص شیمیایی

پلی‌اکسی‌متیلن در گروه پلی‌اترها جای دارد، و در واحد ساختاری آن گروه عاملی اتری -O- مشاهده می‌شود. این پلاستیک ساده‌ترین عضو گروه پلی‌اترهای آلیفاتیک محسوب می‌شود.

Untitled

POM پلاستیک مهندسی است که از پلیمریزاسیون فرمالدئید HCHO به دست می‌آید، بنابراین گاه با نام پلی‌فرمالدئید نیز خوانده می‌شود. پلی‌استال نام مشهور دیگری برای گروه‌ رزین‌های پلی(اکسی‌متیلن) می‌باشد.

زنجیرهای مولکولی POM خطی هستند، جرم مولکولی آن نسبتاً بالا، و درجه پلیمریزاسیون متوسط آن

Untitled

می‌باشد. از آن جا که این پلیمر دارای گروه‌ و شاخه‌های جانبی نمی‌باشد، امکان کنار هم چیده شدن منظم زنجیرها یا قرار گرفتن مولکول‌ها در فاصله‌های کم برای آن فراهم می‌گردد. به همین خاطر پلی‌اکسی متیلن پلاستیکی با درجه بلوری زیاد می‌باشد، درجه بلورینگی POM بین (۸۵-۷۷)% است.

بالا بودن درجه بلورینگی باعث می‌شود امکان عبور نور از لابه‌لای زنجیرها میسر نباشد و پلاستیک به طور طبیعی رنگ سفید زیبایی داسته باشد.

POM بیش‌تر به دو صورت هموپلیمر و کوپلیمر که تفاوت‌های زیادی از نظر خواص مکانیکی، حرارتی و قیمت با یکدیگر دارند، توسط مراکز تولید کننده به بازا عرضه می‌شوند، بنابراین لازم است مصرف‌کننده پیرامون اختلاف در خواص این مواد، اطلاعات کافی و از ویژگی‌های فنی آن مواد شناخت وافی داشته باشد تا امکان تحلیل دقیق کارشناسی، و پیش‌بینی خواص نهایی محصول مورد نظر فراهم گردد.

بررسی‌های به عمل آمده نشان می‌دهند که کونومر به کار رفته در ساختار مولکولی کوپلیمر این پلاستیک، ترکیب معمولاً اتیلن اکساید m(-CH2-CH2-O)- می‌باشد، به عبارت دیگر نام کامل این کوپلیمر (PoloxyMethylene-co-ethyleneoxide) است.

این گروه از کوپلیمرها از درجه بلوری کم‌تری برخوردارند و گستره ذوب آن‌ها نیز در حدود ۱۰درجه سانتی‌گراد پایین‌تر است. این دو ویژگی مهم کوپلیمرهای پلی‌اکسی‌متیلن، تفاوت‌های زیادی را در خواص مکانیکی، کاربردها، و مباحث رئولوژیک آن‌ها به وجود می‌آورد.

استحکام کششی هموپلیمر پلی‌اکسی‌متیلن ۱۵% و مدول آن نیز ۱۳% از کوپلیمر آن بیش‌تر است، بلورینگی بالاتر موجب بهبود خزش و خستگی این پلاستیک می‌شود. هموپلیمرها و کوپلیمرهای POM مقاومت شیمیایی خیلی خوبی را در مقابل حلال‌های آلی از خود نشان می‌دهند. بالا بودن درجه بلورینگی باعث می‌شود که حلال‌ها نتوانند به داخل سلول‌های بلوری این پلاستیک نفوذ کنند، به همین خاطر POM مانند تفلون در دمای اتاق دارای حلال نیست.

تماس POM با حلال‌های آلی که با آن دارای شاخص انحلال برابر می‌باشند موجب تورم آن می‌گردد. پلی‌اکسی‌متیلن در برابر حلال‌های آلیفاتیک، حلقوی و هیدروکربورهای کلره مقاومت عالی از خود نشان می‌دهند ولی در کاربرد با مواد شیمیایی معدنی مانند اسیدها و قلیاهای قوی و یا عوامل اکسیدکننده کاربرد آن توصیه نمی‌شود. آب باعث تخریب جدی این پلاستیک‌ از طریق هیدرولیز نمی‌شود، اما ممکن است باعث تورم آن گردد یا درون آن نفوذ کند. اختلاف در ماهیت گروه‌های انتهایی زنجیره باعث جلوگیری از تخریب زنجیر و کاهش جرم مولکولی و افزایش پایداری پلیمر می‌شود، همچنین دلیل اصلی مقاومت کوپلیمر در مقابل آب داغ و قلیاها در مقایسه با هموپلیمر به حساب می‌آید.

تماس این پلاستیک با مواد غذایی و خوراکی بلامانع است، ضمن آن که می‌تواند در ارتباط با آب نیز تا در دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد قرار گیرد. این پلاستیک خیلی کم‌تر از نایلون‌ها رطوبت جذب می‌کند، با این وجود پلی‌اکسی‌متیلن باید در محلی شایان ذکر است که POM هنگام افزایش زیاد دما (معمولاً از درجه حرارت ذوب به بالاتر) در حین فرآیند شکل‌دهی (تزریق و…) عمل‌کرد و یا سوختن بدون دود خود، گازهای سمی و خطرناک فرمادئید متصاعد می‌سازد، که به طور جدی باید از تماس و تنفس با آن‌ها اجتناب نمود. قرارگرفتن طولانی مدت این پلاستیک در معرض اشعه فرابنفش باعث گچی شدن سطح، و تردی و شکنندگی آن می‌شود.

افزودن جاذب اشعه فرابنفش مناسب، و یا دوده به آمیزه باعث کاهش تمایل تخریب فوتونی آن می‌شود. POM در برابر حمله قارچ‌ها، حشرات و جوندگان مقاوم است و مورد حمله قرار نمی‌گیرد.

خواص حرارتی

پلی‌اکسی‌متیلن دارای دمای انتقال شیشه‌ای (۷۵- درجه سانتی‌گراد) و گستره ذوب (۱۷۰ درجه سانتی‌گراد) می‌باشد، کوپلیمرهای این پلاستیک، دارای گستره ذوب کم‌تری از POM می‌باشند، (۱۷۳-۱۶۲ درجه سانتی‌گراد). در حقیقت پلاستیک هموپلیمر (POM)، استحکام و مقاومت حرارتی تحت فشار بیش‌تری از کوپلیمر پلی‌اکسی‌متیلن (POMC) دراد، در عوض از نظر شیمیایی مقاومت کم‌تری نسبت به قلیاها و هیدرولیز از خود نشان می‌دهد.

بیش‌تر رزین‌های پلی‌استال دارای افزودنی‌های مختلفی می‌باشند کانند جاذب نور فرابنفش و یا آنتی‌اکسیدان که در درجه حرارت‌های بالای فرآیند شکل‌دهی مانع از حمله اکسیژن به زنجیره اتری این پلیمر می‌شود. بعضی از شرکت‌های سازنده گونه ای از این پلاستیک را همراه افزودنی روان‌ساز آن تولید می‌کنند. در حین استفاده از PMO باید توجه داشت که درجه حرارت این پلاستیک از دمای ذوب آن بالاتر نرود زیرا در چنین حالتی پلیمر تجریه شده و کازهای سمی (به ویژه فرمالدئید) ایجاد می‌کند. بالا رفتن درجه حرارت از دمای ذوب این پلاستیک، باعث بد رنگ شدن محصول نهایی می‌شود.

شایان ذکر است فرمالدئید جزء معدود مواد آلی است که حضور آن در خارج از جو زمین ثابت شده است. تخریب حرارتی پلی‌استال از شیوه باز شدن یا کنده شدن بخش‌هایی از انتهای رنجیره اصلی پلیمر اتفاق می‌افتد، در اثر انجام این فرآیند فرمالدئید آزاد می‌شود، که ماده‌ای سمی، تحریک‌کننده با بویی بسیار تند و زننده است.

پایداری حرارتی پلی‌اکسی‌متیلن را می‌توان از طریق استری کردن گروه‌های پایانی هیدروکسیل به کمک انیدرید استیک افزایش داد. در جدول زیر به مهم‌ترین خواص فیزیکی و حرارتی POM اشاره شده است.

q

کوپلیمر این پلاستیک از پایداری حرارتی بالاتر و مقاومت شیمیایی بیش‌تری را در مقابل قلیاها نسبت به هموپلیمر پلی‌(اکسی‌متیلن) ا خود نشان می‌دهد.

در جدول زیر دو خاصیت حرارتی، از کوپلیمر و هموپلیمر POM با یکدیگر مقایسه شده اند.

w

POM در تماس با شعله، به سختی آتش می‌گیرد و درون شعله می‌سوزد، پس از بیرون آوردن آن از شعله این پلاستیک به آرامی و بدون دود، هم چنان به سوختن خود ادامه می‌دهد، رنگ شعله POM به زحمت با چشم قابل دیده شدن و تشخیص است.

خواص این پلاستیک مجموعه‌ای است از چقرمگی، مقاومت نسبی حرارتی و ویژگی عایق کافی که به آن اجازه می‌دهد در کاربردهای الکتریکی به کار رود، خواص عایق الکتریکی پلی‌(اکسی متیلن) خوب هست ولی خیلی برجسته و عالی نیست.

POM تحت شرایط گرم و مرطوب همچنان ثبات ابعادی خود را حفظ می‌کند. پایداری حرارتی POMC برای مصارف مداوم و درازمدت در معرض هوا ۱۰۴ درجه سانتی‌گراد است و برای عمل‌کرد کوتاه‌مدت، حداکثر درجه حرارت ۱۳۲ درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

خواص مکانیکی

پلی‌اکسی‌متیلن دارای ماهیتی سخت، محکم، چچقرمه و برجهنده است، سختی آن در مقیاس راکول R برابر با HRR120 می‌باشد. POM دارای خواص سایشی بسیار بالایی است و از استحکام و سفتی خوبی هم برخوردار می‌باشد.

هر قدر درجه بلورینگی این پلاستیک بالاتر باشد، تنش تسلیم و مدول الاستیک آن افزایش می‌یابد، ولی اگر شرایط رشد اسفرولایت‌ها فراهم شود، کاهش مقاومت در برابر ضربه آن را به دنبال خواهد داشت. به خاطر ثبات و پایداری ابعادی، POM در ساخت قطعاتی نیاز به تلورانس خیلی کم و دقیق دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در درجات بالای بلورینگی، نتایج به دست آمده از جمع شدگی پس از قالب‌گیری برابر  ۰/۰۲cm/cm می‌باشد.

شایان ذکر است که جمع‌شدگی پس از قالب‌گیری ۲% عدد بالایی در قالب‌گیری به حساب می‌آید و برای این پلاستیک به عنوان یک ضعف تلقی می‌گردد.

در جدول زیر به بعضی از مهم‌ترین خواص مکانیکی POM اشاره شده است.

Untitled

POM دارای مقاومت بالا در برابر خستگی (Fatigue)، ثبات ابعادی بسیار خوب، ضریب اصطکاک پایین، مقاوم در برابر شوک و ضربه حتی در درجه حرارت‌های پایین، خواص دی‌الکتریک خوب، جذب رطوبت بسیار کم، دارای خواص الاستیک، پایداری زیاد در مقابل پوسیدگی، قابلیت ماشین‌کاری بسیار عالی خصوصاً در ماشین‌های تراش اتوماتیک می‌باشد.

آلیاژ این پلاستیک با تفلون حداکثر تا ۲۵%، موجب کاهش ضریب اصطکاک تا ۰/۰۲ می‌شود، این بهبود سبب می‌گردد تا قطعه ساخته شده از این آلیاژ در شرایط کاری بسیار سخت‌تری بتواند در مقایسه با قطعه ساخته شده از POM خالص انجام وظیفه کند.

آمیزه‌های مختلفی از پلی‌اکسی‌متیلن تقویت‌شده با الیاف شیشه حداکثر تا ۳۰% دردسترس قرار دارند، تقویت‌شدن POM با الیاف شیشه موجب بهبود مقاومت در برابر خزش، افزایش مدول کششی و کاهش کرنش در نقطه شکست آن می‌شوند.

مهم‌ترین مشکلاتی که در ارتباط با کاربرد مواد تقویت‌شده پدید می‌آید، مقاومت در برابر ضربه پایین این مواد و ماهیت غیر همسان‌گرد قطعات ساخته شده از آن‌هاست.

انواع و گونه‌های پلی‌اکسی‌متیلن

امروزه انواع و گونه‌های متعددی از این پلاستیک با خواص گوناگون ساخته می‌شوند و به تناسب مصرف بهینه در صنایع مختلف به کاربرده می‌شوند.

این پلیمر به پنج صورت هموپلیمر، کوپلیمر، آلیاژ تقویت‌شده، بهبودیافته با برخی از مواد افزودنی به بازار عرضه می‌شود.

هر دو نوع هموپلیمر و کوپلیمر از نظر مشخصات عمومی تا حدی شبیه به هم می‌باشند و تفاوت آن‌ها در عمل‌کرد مربوط به خواص حرارتی، مکانیکی و هیدرولیز آن‌ها می‌باشد.

افزایش کومونومر به واحد تکرارشونده پلی‌اکسی‌متیلن تغییرات زیادی را در خواص آن به وجود می‌آورد، تمایل کم‌تر کوپلیمر POMC به تخریب حرارتی از شیوه باز شدن یا کنده شدن بخش‌هایی از زنجیره، گستره ذوب و پایداری حرارتی پایین‌تر آن و بالاخره مقاومت شیمیایی بهتر کوپلیمرهای پلی‌اکسی‌اتیلن در برابر قلیاها و هیدرولیز در مقایسه با POM، از اثرات این کوپلیمریزاسیون است.

کوپلیمر پلی‌اکسی‌متیلن در برابر قلیاهای گرم تا حدی مقاوم‌تر است اما در مقابل اسیدها، نسبتاً ضعیف می‌باشد. افزودن الاستومر پلی‌یورتان به پلی‌اکسی‌متیلن موجب بهبود و مقاوم‌تر شدن این پلاستیک در برابر ضربه می‌شود در حقیقت حضور پلی‌یورتان در این آلیاژ سبب چقرمه‌شدن (Toughened) پلی‌اکسی‌متیلن می‌گردد.

هنگام کاربرد و استفاده از هموپلیمر و کوپلیمر این پلاستیک در شرایط معمولی، مواد سمی یا خطرات پوستی ایجاد کند.

در جدول زیر به بعضی از مهم‌ترین خواص هموپلیمر و کوپلیمرهای پلی‌استال اشاره شده است.

Untitled

خواص گونه‌هایی از این پلاستیک‌ها را به کمک افزودنی‌هایی مانند جاذب نور فرابنفش، و به تأخیراندازه شعله بهبود داده‌اند. آلیاژ پلی‌اکسی‌متیلن و پلی‌تترافلوئورواتیلن به نسبت (۲۵-۱۵)% باعث کاهش ضریب اصطکاک این آلیاژ، به کم تر از ۰/۰۲ می‌شود.

کاربردها

استقبال روزافزون صنایع مختلف از این پلاستیک‌ به دلیل شکل ظاهری زیبا، خواص خوب مکانیکی، ثبات و دوام در برابر رطوبت و بسیاری از حلال‌ها و مواد شیمیایی، شکل‌پذیری آسان و قابلیت ماشین‌کاری خوب آن می‌باشد.

مقاومت مطلوب POM در برابر ترکیبات آلی و مواد قلیایی سبب شده است تا از این پلاستیک جهت استفاده در اجزاء سازنده پمپ ها، فلنج‌ها و ماشین‌الات شیمیایی بهره‌برداری کنند.

POM جانشینی خوب برای فلزات است، به عنوان مثال برای انتقال نفت، روغن و گاز از لوله های ساخته شده از پلی‌اکسی متیلن استفاده می کنند.

پلی اکسی‌متیلن  به خاطر خصوصیات مکانیکی ویژه‌ای که دارد، در موارد متعددی جای گزین مناسبی برای فلزاتی مانند برنج، آلومینیوم، فولاد، روی، آهن ریخته‌گری و فلزات دیگر محسوب می‌شوند.

POM با کلیه فرآیندهای معمول و متعارف مانند اکستروژن، قالب‌گیری دمشی و تزریقی، قابلیت شکل‌دهی دارد.

از مصارف اصلی پلی‌اکسی‌متیلن به عنوان یک پلاستیک مهندسی، می‌توان به چند مورد مهم اشاره کرد:

  • اغلب به عنوان جای‌گزینی برای فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • پلاستیکی مناسب در ساخت لوله برای انتقال نفت و گاز قطعات و وسایل مورد استفاده خودروها، قطعات صنعتی، تجهیزات مخابراتی و ارتباطات، سخت‌افزار، ظروف نگه‌دارنده مواد آرایشی.

خیلی دقت باید کرد که در حین شکل‌دهی از افزایش درجه حرارت غیر مجاز اجتناب شود، زیرا حرارت بالاتر از درجه حرارت ذوب، باعث تخریب حرارتی این پلیمر و ایجاد فرم‌آلدئید که در درجه حرارت اتاق گازی سمیف تحریک‌کننده و بسیار بدبو است، خواهد شد.

سطح قطعات ساخته شده از پلی‌اکسی‌متیلن زا می توان با کروم آب‌کاری کرد.

تولیدکنندگان معتبر پلی‌اکسی‌متیلن

شرکت‌های دوپونت آمریکا، هوخست، BASF آلمان، صنایع شیمیایی آساهی ژاپن، Shell انگلستان و پلاستیک‌های LNP هلند از تولیدکنندگان معتبر پلی‌اکسی‌متیلن محسوب می‌شوند.

 

 

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

پلیمرهای ذاتاً رسانا

به وسیله دوپه کردن زنجیر اصلی یک پلیمر رسانا، زنجیری با الکترون‌های آزاد در پلیمر ایجاد می‌شود که می‌تواند بار را به شیوه‌ای همانند فلزات انتقال دهد. به عبارت دیگر این مواد بدون افزودن مواد و افزودنی‌های هادی، رسانای الکتریسیته هستند. این پلیمرها در ساختار مولکول خود پیوندهای ساده و دوگانه به صورت یک‌در‌میان دارند. برخی از این پیوندهای دوگانه آزاد می‌شوند و ابرهای الکترونی در طول زنجیر پلیمر تحرک پیدا می‌کنند. در این روش در زنجیر اصلی پلیمر، الکترون‌های آزادی وجود دارند که بارها را شبیه فلزات انتقال می‌دهند. این روش ویژه پلیمرهایی است که زنجیره اصلی یا گروه جانبی وظیفه تهیه و پخش حامل‌های الکتریکی را به عهده دارند. برتری بیش‌تر مواد تهیه شده از این روش تغییر رسانایی الکتریکی نمونه با کنترل میزان اکسایش و احیاست.

پلی‌استیلن نخستین پلیمری است که با به کارگیری این فرآیند رسانا شد. پلیمری که با به کارگیری این فرآیند رسانا شد، رسانایی تا یک میلیون برابر استیلن معمولی دارد. این در حالی است که در پلی‌استیلن، رسانایی الکتریکی ویژه می‌تواند به

Untitled

زیمنس بر سانتی‌متر (S/cm)  هم برسد. از آن‌جایی که این میزان رسانایی به حد رسانایی مس می‌رسد، این گونه پلیمرها را فلز مصنوعی نیز می‌توان نامید. پلیمرهای ذاتاً رسانای دیگر مانند پلی‌پارافنیلین، پلی‌آنیلین، پلی‌پیرول، پلی‌تیوفن که میزان رسانایی آن ها به چند درصد زیمنس بر سانتی‌متر می‌رسد نیز در خانواده مواد نیمه رسانا قرار دارند.

تا کنون فعالیت‌های زیادی بر روی پلیمرهای رسانا انجام گرفته است. در سال ۱۹۸۱ نخستین باتری با الکترودهای پلیمری مطرح شد تا آن که در سال ۱۹۸۷ رسانایی در پلیمر رسانا در تحقیق شرکت BASF آلمان به بیش‌ترین مقدار زمان خود و به اندازه رسانایی در مس رسید. کشف این نکته که پلی‌فنیلن نیز مانند پلی‌استیلن قابلیت رسانایی الکتریکی در اثر دوپه شدن را دارد، دنیای جدیدی را در پلیمرهای رسانا گشود و پس از آن مونومرهای آروماتیک دیگر مانند پلی‌فنیل‌سولفید، پلی‌پیرول، پلی‌تیوفن و پلی‌آنیلین که همگی مونومرهای آروماتیک هستند در جرگه پلیمرهای رسانا درآمدند.

پیش‌بینی می‌شد که کشف انقلابی پلیمرهای ذاتاً رسانا منجر به گسترش به کارگیری این مواد در صنعت شود ولی به چند دلیل این پدیده رخ نداد. مهم‌ترین دشواری، پایداری بسیار کم رسانایی الکتریکی این پلیمرها بود. برای نمونه در پلی‌استیلن، پس از چند هفته، رسانایی به اندازه توان‌هایی از ۱۰ کاهش می‌یابد. دلایل دیگر غیر قابل ذوب و نامحلول بودن این پلیمرها، فرآیندپذیری ضعیف، ویژگی‌های مکانیکی ضعیف و ناپایداری محیطی آن‌هاست. کامپوزیت‌های پلیمر ذاتاً رسانا از دیگر زمینه‌های جدید در پلیمرهای رسانا هستند. بیش‌تر فیلم‌های پلیمری ذاتاً رسانا بدون استفاده از بستر پلیمری ترمپلاستیک یا ترموست دیگر سخت و شکننده هستند و مواد افزودنی گونگونی برای بهبود ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی باید به آن‌ها اضافه گردد. با مجاور کردن یک الاستومر اشباع مانند پلی‌بوتادی‌ان یا پلی‌ایزوپرن در مجاورت گاز استیلن، یک سامانه کامپوزیت دو فازی از گستره‌های میکرونی پلی‌استیلن در الاستومر تولید می‌شود. این روند موجب افزایش پایداری محیطی و کاهش رسانایی در پلیمر می‌شود.

تفاوت پلیمرهای ذاتاً رسانا با پلیمرهای معمولی عبارتند از

شکاف انرژی آن‌ها کوچک است (تقریباً از ۱ تا ۳/۵ الکترون ولت) بنابراین برانگیختگی به انرژی کم‌تری نیاز دارد و همانند مواد رسانا رفتار می‌کنند.

می‌توان آن‌ها را با دوپه‌کننده‌های مولکولی یا اتمی اکسید یا احیا کرد.

جنبش حاملان بار در حالت رسانا به اندازه کافی زیاد است. به همین دلیل رسانایی الکتریکی در آن‌ها دیده می‌شود.

ویژگی‌های الکتریکی و نوری این گونه مواد به ساختار الکترونیکی و شیمیایی واحدهای تکراری در آن‌ها بستگی دارد.

پلیمرهای ذاتاً رسانا بدون افزودن مواد افزودنی رسانا، هادی جریان الکتریسیته هستند. در این گونه پلیمرها با فرآیند دوپه کردن، پلیمری ایجاد می‌شود که دارای زنجیر اصلی نیمه رسانا با پیوند دوگانه بک‌درمیان خواد بود.

به عبارت دیگر این پلیمرها در ساختار مولکولی خود پیوندهای ساده و دوگانه به صورت یک‌درمیان دارند. برخی از این پیوندهای دوگانه آزاد می‌شوند و ابرهای الکترونی در طول زنجیر پلیمر تحرک پیدا می‌کنند. در این روش در زنجیر اصلی پلیمر، الکترون‌های آزادی وجود دارند که بارها را مانند فلزات انتقال می‌دهند. این روش ویژه پلیمرهایی است که زنجیر اصلی یا گروه های جانبی وظیفه تهیه و پخش حامل‌های الکتریکی را بر عهده دارند.

این پلیمرها در گروهی متفاوت از مواد رسانا نسبت به آن‌هایی که عموماً مخلوط فیزیکی یک پلیمر با یک ماده رسانایی‌کننده نظیر فلز یا پودر کربن هستند قرار می‌گیرند. در ابتدا این پلیمرهای ذاتاً رسانا نه قابل فرآیند کردن و نه پایدار در هوا بودند ولی نسل‌های بعدی این پلیمرها قابلیت فرآیند کردن به صورت پودر، فیلم و الیاف از طیف وسیعی از حلال‌ها و همچنین پایدار در هوا شدند.

Untitled

پلی‌استیلن Polyacetylene

با نام آیوپاک پلی‌اتین، ساده‌ترین عضو پلیمرهای رسانا ست و از دیگر پلیمرهای رسانا بیش‌تر بررسی شده است. پایین بودن پتانسیل اکسایش پلی‌استیلن موجب ناپایداری آن در هوا شده است. این پلیمر بیش‌ترین رسانایی الکتریکی را در میان پلیمرهای رسانا نمایش می‌دهد. پلی‌استیلن یک زنجیر پیوسته کربن است که یک اتم هیدروژن به هر کربن متصل است. اتم‌های کربن به طور یک‌درمیان پیوندهای دوگانه دارند که این پیوندها متناوباً جای خود را عوض می‌کنند و به کربرن بعدی منتقل می‌گردند و یک جابه‌جایی بین پیوندهای ساده و پیوندهای دوگانه صورت می‌گیرد که همین موجب رسانایی الکترون می‌شود. پلی‌استیلن ساده‌ترین پلیمر ذاتاً رسانا است. پلیمری است که بیش‌ترین بررسی بر روی آن و دوازده مشتق پلیمری دوپه شده آن (برای رسانایی الکتریکی آن‌ها انجام شده است.

این پلیمر آرایش مزدوج دارد به طوری که در ساختار آن اتم‌های کربن از طریق پیوندهای یگانه و دوگانه یک‌درمیان به یک‌دیگر متصل شده‌اند. مکان این پیوندها پیوسته با یکدیگر جابه‌جا می‌شود و حدی واسط بین پیوندهای مذکور به وجود می‌آید. از اکسایش ناقص پلی‌استیلن با ید و دیگر واکنش‌گرها می‌توان فیلم‌های پلی‌استیلنی تهیه کرد که ۱۰ مرتبه رساناتر از پلی‌استیلن اولیه باشند.

Untitled

پلی‌پیرول Polypyrrole

از اکسایش پیرول با H2O2 پلیمریزه شد. در بین پلیمرهای رسانا، به پلی‌پیرول به علت زیست‌سازگاری، آسانی پلیمریزه شدن و پایداری شیمیایی بیش‌تر از پلی‌استیلن توجه شده است.

ویژگی شیمیایی ساختار پلی‌پیرول توانایی خاص و پاسخ به اختصاصی بودن آن است. این ویژگی‌ها نشان می‌دهند که پلیمر رسانا با مواد دیگر در ساختار تداخل می‌کند و مواد کامپوزیتی را تشکیل می‌دهد.

Untitled 1

پلی‌آنیلین Polyaniline

از میان پلیمرهای رسانا، پلی‌آنیلین به دلیل ویژگی‌هایی مانند سنتز آسان، قیمت پایین، کاربرد گسترده و کارایی بالای پلیمریزه شدن نگاه‌ها را به خود جلب کرده است. ویژگی‌های الکتریکی، الکتروشیمیایی و نوری پلی‌آنیلین آن را به ماده‌ای جذاب برای کاربرد در صنایع الکترونیکی پوشش‌های ضد الکتریسیته ساکن و پوشش‌های ضد خوردگی تبدیل کرده است. پلی‌آنیلین از اکسایش آندی آنیلین روی الکترود پلاتین تهیه شد.

پلی‌آنیلین‌ها گروهی از پلیمرها با ساختار عمومی زیر و شامل تکرار گروه‌های احیا شده فنیل‌دی‌آمین و گروه‌های اکسیدشده کینوییددی‌ایمین هستند. مقدار y می‌تواند از حالت ۱ (کاملاً احیا شده) تا صفر (کاملاً اکسید شده) باشد.

Untitled

پلی‌تیوفن Polythiophene

تیوفن یک ترکیب هتروسیکل آروماتیک است که شامل چهار اتم کربن و یک اتم گوگرد می‌باشد. آنالوگ‌های تیوفن شامل فوران و پیرول می‌باشند که در آن‌ها اتم گوگرد جای‌گزین اکسیژن و نیروژن شده است. در حقیقت وقتی یک آروماتیک تحت اکسایش الکتروشیمیایی ناجورحلقه قرار بگیرد اغلب ایجاد فیلم پلیمری با خاصیت رسانایی الکتریکی در سطح الکترود منجر می‌شود. تاکنون از مولکول‌های آلی زیادی از جمله تیوفن و پیرول فیلم‌های رسانای پلیمری تهیه شده است. رسانایی پلی‌تیوفن و پلی‌پیرول به ضخامت فیلم پلیمری بستگی دارد، هر چه ضخامت بیش‌تر باشد میزان رسانایی نیز بیش‌تر خواهد بود. معمولاً پلی‌تیوفن را با به کارگیری اکسیدکننده‌های مناسب تهیه می‌کنند.

اکسایش الکتروشیمیایی ناجورحلقه‌های آروماتیک، بنزن‌مانندها و نابنزن‌مانندها اغلب به عنوان فیلم پلیمری با خاصیت رسانایی الکتریکی در سطح الکترود منجر می‌شود.

فیلم‌های نازک پلیمری هنگامی که روی الکترود کشیده می‌شوند می‌توانند به صورت الکتروشیمیایی بین حالت‌های اکسایش (رسانا) و خنثی (نیمه‌رسانا) چرخش کنند. فیلم‌های ضخیم‌تر را می‌توان در حالت اکسید، به عبارت دیگر حالت رسانا، تهیه و سپس از الکترود جدا کرد. تاکنون از مولکول‌های گوناگون فیلم‌های رسانای پلیمری گوناگون تهیه شده‌اند. ناجور حلقه‌هایی مانند پیرول، تیوفن، ایندول، تیانفتالن و کاربازول از ان جمله‌اند. فیلم‌های پلیمری رسانا هم‌چنین از بنزن‌مانندهای چند حلقه‌ای و هیدروکربن‌های نابنزن‌مانند آزولن، فلورین، تری‌فنیلن، و پیرول نیز تهیه شده‌اند.

Untitled 4

پلی‌فوران Polyfuran

همان‌گونه که ذکر شد از چند سال گذشته به ترکیبات پلیمرهای ناجورحلقه آروماتیک (پلی‌هتروآروماتیک) بیش‌تر توجه شده است. زیرا این ترکیبات رسانایی الکتریکی زیاد، پایداری شیمیایی خوب و هم‌چنین واکنش‌پذیری مناسب دارند. در حقیقت این پلیمر جزء دسته‌ای جدید از پلیمرهاست که با روش الکتروشیمیایی ساخته می‌شوند. از جمله این پلیمرها افزون بر پلی‌پیرول، پلی‌تیوفن، پلی‌فوران و پلی‌آزولن می‌توان به پلی‌سلنوفن و پلی‌ایندول نیز اشاره کرد. در اثر پلیمریزه شدن شیمیایی فوران به کمک کاتالیزور اسیدی، فیلم‌های نازک و شکننده تولید می‌شوند که درجه مزدوج بودن پلیمر در آن‌ها کم است. این پلیمر واحدهای فوران هیدروژن‌دار شده گوناگون دارد و نمی‌توان آن را به حالتی با رسانایی زیاد دوچه کرد. مقدار حلقه‌گشایی فوران در شرایط سنتز، به دلیل خصلت آروماتیکی کم‌تر (انرژی بیش‌تر) آن از پیرول و تیوفن بیش‌تر است. بنابراین ساختار پلی‌فوران به دست‌آمده با ساختار قابل انتظار زیر سازگاری ندارد.

Untitled 5

کاربرد پلیمرهای ذاتاً رسانا

کاهش الکتریسیته ساکن و ایجاد سپری در برابر میدان‌های مغناطیسی دو زمینه مهم از کاربردهای پلیمرهای رسانا در گذشته بوده‌اند.

Untitled

Untitled

 

سایر کاربردها

  • کاربردهای پزشکی
  • کاربردهای نظامی (کلاه‌خودهای نظامی، انحراف امواج رادار)
  • حفاظت از تخلیه بار الکتریسیته ساکن (کامپوزیت‌های آنتی‌استاتیک، اتلاف‌کننده‌های استاتیک، کامپوزیت‌های پلیمری رسانا، سپرهای محافظتی در برابر تداخل امواج الکترومغناطیس و رادیویی)
  • حس‌گرها (حس‌گرهای گازی، زیست‌حس‌گرها)
  • دیودهای نور گسیل و الکتروکرومی (نورافشانی فوتونی، نورافشانی کاتدی، نورافشانی الکتریکی)
  • سلول‌های خورشیدی
  • رساناکننده جریان
  • باتری‌های قابل شارژ
  • ذخیره اطلاعات
  • کاربردهای ضد خوردگی
  • وسایل الکنروکرمیکی
  • ابرخازن‌ها

در مقالات بعدی درباره کاربردهای پلیمرهای ذاتاً رسانا به تفصیل ذکر خواهد شد.

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

بازیافت ضر‌به‌گیر‌های پلاستیکی اتومبیل می‌تواند از میلیون‌ها پوند زباله جلوگیری کند!

انجمن صنعت پلاستیک و بازیافت‌کنندگان پلاستیک Ultra-Poly Corp فرآیند جمع‌آوری و بازیافت پوشش‌های سپر اتومبیل ساخته شده از پلاستیک را با موفقیت آزمایش کردند. طبق مطالعه منتشر شده در ۱۱ اسفند (۱ مارس)، این فرآیند می‌تواند سالیانه ۱ میلیون پوند پلاستیک را از دفن شدن باز دارد. ترموپلاستیک‌الاستومرهای بازیافتی پایه الفینی (rTPO) %85 تا ۹۰% از انعطاف‌پذیری و الاستیسیته موجود در مواد خام را از خود نشان می‌دهند و آن‌ها را برای استفاده‌های فراوان در محصول نهایی، ایده‌آل می‌کنند. فناوری Ultra-Poly به جمع‌کننده‌ها و پردازنده‌های شخص ثالث برای جمع‌آوری و پیش‌فرآیند پوشش سپر خودرو متکی نیست. به گفته‌ کوین کرونین مدیر تحقیق و توسعه Ultra-Poly، این پروژه نشان می‌دهد که مواد بازیافتی تنها در حاشیه جمع آوری نمی‌شوند و توسط امکانات بازیافتی پیش پردازش می‌شوند. همچنین می‌توان آن‌ها را مستقیماً تولید کرد که باعث کاهش اثر کربن و تولید محصولات بازیافتی سازگارتر شود. این مطالعه برای تعمیرگاه‌های تخصصی بدنه اتومبیل، بازیافت کنندگان، تولید کنندگان و محیط زیست یک پیروزی به حساب می‌آید. Tony Radoszewski مدیر عامل Plastics گفت: ما مفتخریم که شرکت‌های نوآور نظیر Ultra-Poly را در خارج داریم. ما به دنبال روش‌های جدید برای از بین بردن زباله‌های پلاستیکی، تهیه منابع جدید مواد ارزشمند و گسترش قابلیت‌ها که به معنای مشاغل بیش‌تر در بخش بازیافت است، هستیم.

شرکت Ultra-Poly واقع در پنسیلوانیا، دارای پنج مکان است که طیف وسیعی از پلاستیک‌های ساخته شده از پلی اتیلن و پلی پروپیلن بازیافتی را ارائه می‌دهد. این شرکت همچنین خدمات بازفرآیند ضایعات کارخانه‌ای را در چندین صنعت مختلف ارائه می‌دهد. سپس از این پلاستیک‌های بازیافتی در کاربردهایی مانند کیسه‌های پلاستیکی، قطعات قالب‌گیری تزریقی، اجزای اکسترود شده و قطعات ساختاری بزرگ استفاده می‌کند.

Ultra-Poly با ظرفیت تولید سالانه بیش از ۲۵۰ میلیون پوند در ۵ کارخانه، یکی از بزرگ‌ترین بازیافت‌کنندگان پلاستیک در آمریکای شمالی است.

منبع خبر:

www.ultra-poly.com

 

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

پلی‌کربنات Polycarbonate

ساختمان و خواص شیمیایی

پلی‌کربنات‌ها در حقیقت پلی‌استرهای گرمانرم آمورف و خطی هستند که از واکنش اسید کربنیک با دی‌اُل‌های آروماتیک به دست می‌آیند.

اطلاعات کمی در زمینه پلی‌کربنات‌های آلیفاتیک، سیکلوآلیفاتیک، آلیفاتیک آروماتیک وجود دارد در حالی که پلی‌کربنات‌های آروماتیک به ویژه پلی‌کربنات‌های ساخته شده از بیس‌فنل A به طور وسیعی مطالعه شده‌اند.

بیس‌فنل A پلی‌کربنات از ترکیبات اسید کربنیک با فسژن به دست می‌آید.

پلی‌کربنات غیر خورنده است، قابلیت آتش‌گیری دارد ولی پس از خارج ساختن آن از شعله، خودش را خاموش می‌کند.

این پلاستیک در حلال‌های هیدروکربورهای کلره حل می‌شود، توسط هیدروکربورهای حلقوی و قلیاهای قوی مورد حمله قرار می‌گیرد، در الکل‌های خطی نامحلول و در برابر اسیدهای معدنی پایدار می‌باشد.

میزان جذب رطوبت پلی‌کربنات کم و در برابر گازن اُزُن، هوا، اشعه ماوراء بنفش و شرایط محیطی مقاوم است. در جدول زیر برخی از خواص مهم شیمیایی پلی‌کربنات نشان داده شده است.

q

 

سال‌ها تصور می‌شد قطعات ساخته شده از پلی‌کربنات غیرسمی هستند و تماس آن‌ها با مواد غذایی مشکلی ایجاد نمی‌کند، لاکن تحقیقات چند سال اخیر دلالت بر آن دارد که پلاستیک‌هایی که در ساختار مولکولی آن‌ها بیس‌فنل A وجود دارد سمی و خطرناک هستند زیرا ورود این مواد به چرخه غذایی باعث جذب این ترکیب توسط مغز انسان می‌شود که یکی از عوارض آن بیماری آلزایمر خواهد بود.

خواص حرارتی

پلی‌کربنات صلبیت خود را تا ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد و چقرمگی خود را تا دمای ۲۰- درجه سانتی‌گراد حفظ می‌کند.

پلی‌کربنات‌های ساخته شده از بیس‌فنل A تنها در دماهای کم‌تر از ۱۰۰- درجه سانتی‌گراد حالت شکننده پیدا می‌کند همچنین مقاومت خود را تا ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد حفظ می‌نمایند.

این پلاستیک‌ دارای پایداری ابعادی بسیار بالایی است، درجه حرارت واپیچی گرمایی (HDT) قطعات ساخته شده از پلی‌کربنات‌های بیس‌فنل A در گستره حرارتی (۴۳-۱۳۴ درجه سانتی‌گراد) قرار می‌گیرد. این دما با استفاده از تقویت‌کننده‌های الیاف شیشه تا حدود (۱۵ درجه سانتی گراد) افزایش می‌یابد.

این پلاستیک‌ها در تماس با شعله آتش‌گیر است ولی پس از خروج از شعله قابلیت خوداطفایی دارد. پلی‌کربنات قابلیت عمل استریل شدن با بخار آب را دارد.

به آسانی و با انوع مختلف روش‌های متداول صنعتی قابلیت شکل‌دهی دارد.

در جدول زیر تعدادی از خواص مهم حرارتی پلی‌کربنات نشان داده شده است.

r

خواص مکانیکی

پلی‌کربنات‌های آروماتیک (مانند بیس‌فنل A پلی‌کربنات) با دوام و سخت هستند و این خصوصیات را در محدوده نسبتاً زیادی از دما حفظ می‌کنند.

خصوصیات مکانیکی پلی‌کربنات‌های آروماتیک به وزن مولکولی آن‌ها بستگی دارد.

مقاومت در برابر ضربه بسیار زیاد این پلاستیک از برجسته‌ترین خواص مکانیکی آن در مقایسه با تمام پلاستیک پرمصرف صنعتی و مهندسی است، همچنین از مقاومت بالایی در برابر سایش برخوردار می‌باشد. در جدول زیر تفاوت خواص و کاربردی چهار نوع کربنات با جرم مولکولی مختلف ارائه شده است.

s

محصولاتی که متوسط وزن مولکولی آن‌ها کم‌تر از ۱۰۰۰۰ است قابلیت تشکیل فیلم را ندارند اما با افزایش وزن مولکولی بین ۱۰۰۰۰ تا ۱۸۰۰۰ خصوصیات مکانیکی آن‌ها در حد ضعیف قرار می‌گیرند.

جرم مولکول‌های کم‌تر از ۲۰۰۰۰ عموماً رفتار مکانیکی مناسبی ندارند، لاکن با افزیش وزن مولکولی تا ۲۵۰۰۰ رفتارهای کششی و ضربه‌ای بهتر می‌شود.

تهیه جرم مولکول‌های بالای ۵۰۰۰۰ این پلاستیک دشوار است. این پلاستیک از پایداری ابعادی بسیار خوبی برخوردار است، ضریب انبساط خطی پلی‌کربنات‌های تهیه شده از بیس‌فنل A در مقایسه با سایر پلاستیک‌ها، بسیار پایین‌تر است، این مقدار با استفاده از تقویت‌کننده الیاف شیشه، تا حدود ۲/۳% مقدار اولیه کاهش می‌یابد.

از تقویت‌شده این پلاستیک با الیاف شیشه، می‌توان به عنوان جای‌گزینی مطمئن برای برخی کامپوزیت‌ها مانند پلی‌فنل‌فرم‌آلدهید استفاده کرد، فرآیند شکل‌دهی آن ساده‌تر و اقتصادی‌تر است و در بسیاری از موارد خواص بهتری نیز در مقایسه با رزین‌های فنلی از خود نشان می‌دهد.

پلی‌کربنات پلاستیکی بسیار شفاف و خوش‌نما است و ۹۰% نور را از خود عبور می‌دهد، ولی در طول زمان از شفافیت آن کمی کاسته می‌شود.

در جدول زیر تغییر شفافیت بیس‌فنل A پلی‌کربنات در ابتدای زمان تولید، و سه سال پس از زمان ساخت آن نشان داده شده

است.

t

پلی‌کربنات بیس‌فنل A درای ضریب دی‌الکتریک بسیار پائینی است، بنابراین از خواص بالایی از نظر عایق بودن برخوردار می‌باشد.

در جدول زیر برخی از مهم‌ترین خواص مکانیکی و الکتریکی این پلاستیک ارائه شده است.

u

 

انواع و گونه‌های مختلف PC

تنوع گونه‌های تجاری پلی کربنات در سال‌های اخیر افزایش زیادی یافته است، کاربرد محصول و فرآیند شکل‌دهی دو گزینه مهم انتخاب مواد و گونه‌های این پلاستیک به شمار می‌آیند.

انواع متعدد پلی‌کربنات موجود در بازار عبارتند از هموپلیمر، آلیاژ تقویت‌شده و بهبود یافته با افزودنی‌های ویژه.

هموپلیمرهای آن در ساخت فیلم، ورق و قطعه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع دیگری از این پلاستیک مانند آلیاژهای آن، از قبیل آمیخته‌های PC/ABS و PC/PBT را می‌توان نام برد که در صنایع خودروسازی به نحو گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع بهبودیافته، مانند مقاوم شده در برابر شعله، یا نوع پایدار شده در مقابل ترک‌های ناشی از تنش‌های محیطی.

انواع تقویت‌شده با الیاف شده با الیاف شیشه که با درصدهای وزنی ۲۰% و ۳۰% کاربردهای فراوانی دارند و از آن‌ها قطعات محکمی ساخته می‌شود.

نوع شاخه‌ای پلی‌کربنات برای کاربردهایی که مذاب باید استحکام زیادی داشته باشد، مناسب است.

مهم‌ترین تفاوت بین گونه‌ها عبارتند از

  1. تفاوت در وزن مولکولی
  2. حضور یا (به صورت) یک ترکیب پلی‌هیدرولیکی
  3. تفاوت در مواد افزودنی

از گونه‌های صنعتی و تجاری بیس‌فنل A پلی کربنات می‌توان موارد زیر را نام برد:

  1. نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری تزریقی
  2. نمونه‌های مناسب برای فرآیند اکستروژن
  3. نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری دمشی
  4. نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری فوم‌های ساختاری
  5. نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری حرارتی تحت خلأ

پلی‌کربنات با تمام روش‌های شکل‌دهی مانند قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن، ترموفورمینگ، فشاری و… با کیفیت عالی شکل‌دهی می‌شود.

کاربردها

صنایع الکترونیک یکی از بزرگ‌ترین بازارهای مصرف را برای پلی‌کربنات فراهم نموده‌اند.

این پلاستیک در ساخت محفظه کامپیوترهایی که خواص مکانیکی، الکتریکی و مقاومت در برابر آتش بالاتری از آن‌ها در نظر باشد، همچنین سایبان خلبانان هواپیمای مافوق صوت به کار برده شود.

همچنین در ساخت محصولات قالب‌گیری، فیلم‌های اکسترود شده، لوله، شیشه‌های نشکن، پنجره، حباب چراغ‌های خودروها و خیابان‌ها، مصارف خانگی، حباب کلاه ایمنی فضانوردان، شیشه‌های مقاوم در برابر گلوله‌ بانک‌ها، سپر پلیس ضد شورش و اتومبیل‌های زره‌دار مورد استفاده قرار می‌گیرد.‌

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

همکاری چندین شرکت بزرگ در راستای ساخت پوشش‌های چندلایه گوشت از پلاستیک‌های بازیافتی

شرکت‌های Sabic ،DSM و شرکای دیگر پوشش سدگر چند لایه را با استفاده از پلاستیک‌های پسا مصرفی (بازیافتی) توسعه داده اند. پوشش‌های ارائه شده توسط Viscofan از چندین لایه مختلف پلیمرهای پایدار تشکیل شده است. DSM پلی‌آمید (Akolun) را تأمین می‌کند در حالی که Sabic پلی اتیلن را از نمونه Trucircle فراهم می‌کند. هر دو محصول براساس پلاستیک‌های پسا مصرفی هستند که در غیر این صورت دفن یا سوازنده می‌شوند. استفاده از این پلاستیک‌ها سبب تبدیل آن به مواد اولیه جدید با کیفیت شده که پس از آن برای ایجاد محصولات جدید وارد زنجیره تولید می‌شوند. به گفته‌ی Jason Zhang، DSM با معرفی Akolun CRC-MB قدم بعدی را در راستای پایداری خود بر می‌دارد. از شرکای بالادستی Cepsa است که مواد فنول و فیبرانت (Fibrant) تضمین شده که از مواد پیش ماده برای پلی‌آمید است را تولید می‌کند. OsCar Ponz رئیس کسب و کار پلاستیک در ویسکوفان افزود: در این برنامه در کنار دستاورد به دست آمده ما در موقعیتی برای ارائه‌ گزینه‌های زیستی هستیم. فیلم‌های سدگر چند لایه با ارائه‌ مزایای قوی به کاهش دور ریز غذا کمک می‌کند که ۸% از انتشار گاز گل‌خانه‌ای جهان حساب می‌شود.

منبع خبر

dsm.com/sabic.com

 

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