کاربرد پلاستیک‌ها در لوازم خانگی – بخش اول: پلیمر ABS و کامپاندهای آن
اکریلونیتریل بوتادی‌ان استایرن (ABS)
ساختار شیمیایی و خواص فیزیکی و مکانیکی ABS به صورت زیر است
خواص عمومی ABS
رزین‌های ABS مجموعه‌ای از خواص کاملاً موازنه و متعادل شده را برای قالب‌گیری قطعات با کنترل ابعادی دقیق فراهم می‌آورد به طوری که آن‌ها پرداخت سطح بسیار عالی و در حد مطلوبی دارند، مقاومت آن‌ها در برابر ضربه و نیز ویژگی‌های آب‌کاری فلزی خوبی دارند. رزین‌های ABS به خانواده بسیار گسترده‌ای از پلیمرهای ترموپلاستیک (بسپارهای گرمانرم) تعلق دارند. ABS از طریق ترکیب سه مونومر تولید می‌شود: اکریلونیتریل (AN)، بوتادی‌ان (BD) و استایرن (S). ساختار شیمیایی این مونومرها ایجاب می‌کند که هر مونومر جزء مهمی از رزین‌های ABS باشد به این معنی که هر مونومر، مسئول تأمین خاصیت ویژه‌ای از رزین‌های ABS است.
پلیمر ABS از نسبت‌های مختلفی از اکریلونیتریل، بوتادی‌ان و استایرن تشکیل می‌شوند. اکریلونیتریل مؤثر بر استحکام کششی، پایداری گرمایی و مقاومت شیمیایی می‌باشد. بوتادی‌ان بر چقرمگی، مقاومت ضربه و خواص دمای پایین تأثیرگذار است در حالی که استایرن مؤثر بر براقیت، صلبیت و فرآیندپذیری می‌باشد. با تغییر نسبت این مؤلفه‌ها، دامنه وسیعی از انواع مواد این مواد به وجود می‌آیند که دارای خواص ضربه‌پذیری بالا و متوسط، و قابلیت آب‌فلزکاری، مقاومت در برابر گرما و براقیت زیاد و کم می‌باشند.
مواد ABS ترکیب متعادلی از چقرمگی، استحکام کششی، پایداری ابعادی، صلبیت و خواص عایق‌کاری الکتریکی را از خود بروز می‌دهند. آن‌ها همچنین خواص ضربه‌پذیری عالی، عمل‌کرد دمایی وسیع و کیفیت سطح فوق‌العاده را دارا می‌باشند. مواد ABS توسط قالب‌گیری تزریقی (قطعات و اجزای یخچال و فریزر)، قالب‌گیری دمشی، اکستروژن (سینی‌های داخل یخچال)، قالب‌گیری اسفنجی و شکل‌دهی گرمایی (آستری در یخچال) فرآیند می‌شوند.
پلاستیک‌های ABS، سامانه‌های دو فازی می‌باشند. استایرن اکریلونیتریل (SAN) فاز پیوسته بستر پایخ یا زمینه (ماتریس) را تشکیل می‌دهد. فاز دوم از ذرات پراکنده شده یا پراکنش یافتته بوتادی‌ان تشکیل شده است که در آن لایه‌ای از SAN بر روی سطح پیوند خورده است. لایه ماتریس اتصال‌دهنده SAN، سبب می‌شود تا دو فاز تشکیل‌دهنده این پلیمر با هم کاملاً سازگار باشند.
تعادل یا موازنه خواص از طریق نسبت مونومرها و به وسیله ساختار مولکولی دو فاز، کنترل می‌شود. پایدارکننده‌ها، روان‌کننده‌ها، رنگین‌کننده‌ها و افزودنی‌های دیگر را می‌توان به سامانه افزود و این مسأله در حالی که تولید ABS را بسیار پیچیده می‌کند ولی از سوی دیگر انعطاف‌پذیری شگرفی را در طراحی خواص محصول پدید می‌آورد. در نتیجه موفولوژی و ریزساختار بی‌نظیر ABS، صدها محصول محتلف از ABS، بسط و توسعه یافته‌اند که به طور تجاری قابل دسترس می‌باشند. ۱- رزین‌های ویژه قالب‌گیری تزریقی و ۲- رزین‌های مخصوص اکستروژن. اختلاف اولیه میان این دو نوع تجاری، ویسکوزیته حالت مذاب آن‌ها می‌باشد که برای رزین‌های قالب‌گیری تزریقی، ویسکوزیته مذاب به طرز قابل توجه‌ای پایین‌تر است. در هر طبقه از پلیمرهای ABS، گروه‌های متناظری از انواع تجاری وجود دارند. انواع تجاری ABS استاندارد را می‌توان براساس استحکام ضربه‌ای به سه دسته استحکام ضربه‌ای متوسط، بالا و اانواع بسیار محکم در برابر ضربه تقسیم کرد. همچنین انواع ABSهای استاندارد را بر مبنای جلای سطح بنیز می‌توان به ۳ دسته طبقه‌بندی کرد ۱) جلای سطح کم ۲) جلای سطح بالا ۳) جلای سطح بسیار بالا. انواع ویژه ABS شامل موارد زیر می‌باشند. ABS با مقاومت حرارتی بالا، ABS ویژه آب‌کاری، ABS شفاف، ABS به تأخیرانداز شعله و ABS با انواع ساختارهای فومی.
انواع استاندارهای ABS معمولاً با سوختن آخسته (UL-94 HB) درجه‌بندی آزمایش‌گاهی مرجع ویژه صدور مجوز کیفیت، ساخت و فروش موسوم به UL را کسب می‌کنند. مواد به تأخیرانداز شعله در ضخامت‌های in 062/0، (UL-94 V0) و در ضخامت‌های in 125/0، (UL-94 5V) را دارند. در انواع ABS شفاف از MMA (متیل اکریلات) برای ایجاد خاصیت عبور معادل ۷۲% و میزان کدورت یا مه (Haze Leve) برابر ۱۰%، استفاده می‌کند. آلیاژهای ABS-PVC در انواع با جلای زیاد و با جلای کم ساخته و تولید شده‌اند که تجاری شده و دردسترس می‌باشند. آلیاژهای ABS-PC در انواع قالب‌گیری تزریقی و انواع ویژه آب‌کاری دردسترس می‌باشند. آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت ABS-SMA در انواع تجاری قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و ویژه آب‌کاری دردسترس می‌باشند. آلیاژهای ABS-PA نیز در انواع تجاری شده ویژه قالب‌گیری تزریقی در دسترس می‌باشند.
ABS انتخابی عالی برای استفاده در آلیاژها (Alloys) و مخلوط‌های چند آمیزه (Blends) می‌باشد. وقتی که پلاستیک‌ها با یک‌دیگر ترکیب می‌شوند، ویژگی‌ها و جنبه‌های مثبت هر یک را می‌توان حفظ و نگهداری کرد و حتی افزایش داد. در حالی که خصوصیات نامطلوب هر یک را می‌توان کاهش داد.
آلیاژهای ABS-PC و ABS-PVC آلیاژهایی هستند که به خوبی شناسایی شده و بر روی آن‌ها کار شده است و در عمل هم از آن‌ها استفاده می‌شود. نوآوری‌های اخیر آلیاژهای جدید از ABS را نیز معرفی نموده است که عبارتند از ABS-استایرن-مالئیک انیدرید (ABS-SMA) و ABS-پلی‌آمید (ABS-PA).
ABS مزایایی همچون توانایی فرآیند نمودن و ظاهر خوب و قیمت پایین را همراه با ترکیبی متعادل از خواص مهندسی مطلوب با خود به ارمغان آورده است. موازنه خواص، مهم‌ترین ویژگی ABS و آلیاژهای مربوطه به آن می‌باشد.
مزایای ABS
- مقاومت در برابر ضربه (چقرمگی) و خواص صلب، سخت و سفت مطلوب
- خزش پایین
- پایداری ابعادی خوب
- خواص فیزیکی و مکانیکی بالا که استحکام و قدرت بالا را به دنبال دارد.
- پوشش‌های فلزی، چسبندگی عالی را به سطح ABS از خود نشان می‌دهند
- با استفاده از روش‌های ترموپلاستیک متداول، قابل تیدیل است و پلاستیکی است که وزن سبکی دارد.
محدودیت‌های ABS
- ABS در برابر اسیدها مقاوم است (به جز اسیدهای اکسیدکننده غلیظ)، همچنین در برابر قلیاها، نمک‌ها، روغن‌های اساسی و ضروری و محدوده گسترده‌ای از محصولات غذایی و دارویی مقاوم است. ولیکن از طریق بسیاری از حلال‌های شامل کتون و استر، به راحتی تحت حمله قرار می‌گیرد و در مجموع مقاومت آن‌ها در برابر حلال‌های آلی کم است.
- استحکام دی‌الکتریک یا عایقی پایینی دارد یعنی مقاومت آن در برابر عبور الکتریسیته کم است، عایق خوبی نیست.
- تغییر طول یا ازدیاد طول پایینی دارد و کشسان نیست.
- درجه حرارت کاری پیوسته پایین
- با این که خاصیت مکانیکی قطعه نهایی نسبت به رطوبت حساس نیست ولیکن وجود رطوبت در حین فرآیند نمودن می‌تواند منجر به ظهور مشکلاتی در ظاهر قطعه گردد. بیش‌ترین مقدار رطوبت مجاز و مناسب برای قالب‌گیری تزریقی ۰/۲% و برای اکستروژن ۰/۰۳% می‌باشد که می‌توان با استفاده از یک خشک‌کن هوایی رطوبت زدا، در عمل به این مقدار رسید.
به طور کلی پلیمر ABS در ساخت قطعات داخلی یخچال، پنل‌های کنترل لوازم خانگی و آشپزخانه، محفظه (جاروبرقی، غذاساز، چای‌ساز)، آسترهای یخچال، بدنه جاروبرقی، لباس‌شویی و قاب تلویزیون کاربرد دارد. کالاهای خانگی و مصرفی عمده‌ترین کاربردهای ABS است.
کاربردهای ABS در لوازم خانگی
- یخچال‌ها: برای درب‌ها و آسترها و فیلم‌های پلاستیکی که برای نگهداری مواد غذایی داخل یخچال از ABS استفاده می‌شود. اکستروژن‌های با مقاومت در برابر ضربه متوسط و انواع تجاری قالب‌گیری شامل ABS شفاف، در ظروف تازه نگه‌دارنده مواد غذایی، نوارهای درزگیر دور یخچال، پایه‌های قفسه، سینی‌های قطعات تبخیرکننده و حفاظ‌های پلاستیکی پایین درب یا در محل اتصال در با زمین استفاده می‌شود.
- بدنه‌های لوازم خانگی کوچک و کاربردهای ابزار برقی: این نوع لوازم و ابزارها شامل موارد زیر می‌باشند: سشوارها، اتوهای سنگی مخصوص فردادن مو، مخلوط‌کن‌ها، درب‌بازکن‌های برقی قوطی کنسرو، قهوه‌سازها، فرآیندکننده‌های مواد غذایی، فن‌ها یا پنکه‌های برقی، جاروبرقی‌ها، دریل‌های برقی، بادبزن‌های ورقه‌ای و پایه‌ها یا نگه‌دارنده‌های ماشین چمن‌زنی.
- کالاهای خانگی: فراپیش‌خوان‌های میز (وسایل یا لوازم خانگی رومیزی)، قسمت‌های مربوط به دور سینک و لوله، واحدهای تهویه مطبوع هوا که در پشت بام نصب شده‌اند.
- قطعات الکترونیکی تجاری و مخصوص مصرف‌کننده: نوارهای ویدئویی، تلویزیون‌ها، تجهیزات صوتی تصویری، بدنه‌های کامپیوترها، چاپ‌گرها و دستگاه‌های کپی.
سایر کاربردها
- خروج یا تخلیه: فاضلاب‌ها، لوله‌های تخلیه، اتصالات لوله و بدنه‌های صافی استخر و زوائد تزئیناتی.
- مخابرات: بدنه‌های گوشی تلفن، گوشی تلفن‌های قابل حمل بدنه‌های ماشین تایپ و کلیدهای صفحه کلید کامپیوتر.
- وسایل و لوازم تفریحی: قالب‌گیری‌های موتورسیکلت، قایق‌ها، هواپیماها، چادرهای ویژه اردوگاه‌ها، چمدان با بدنه سخت و آسترهای دستگاه‌های سردکننده ویژه پیک‌نیک.
- کیف‌های اسناد، جعبه‌های ویژه لوازم آرایش، بسته‌بندی‌های خانگی، اسباب‌بازی‌ها و تجهیزات فتوگرافیک (عکاسی).
از آن‌جا که ABS هیچ ماده سرطان‌زای شناخته‌شده‌‌ای ندارد نسبتاً بی‌ضرر است و هیچ اثر سوئی بر سلامتی و در ارتباط با قرار گرفتن در معرض ABS وجود ندارد.
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
TPE با سختی کم برای کاربرد درزگیر هوا
ترموپلاستیک‌الاستومر یا TPE به ماده‌ای لاستیکی گفته می‌شود که خواص فیزیکی-مکانیکی یک ماده ترموپلاستیک را دارد ولی در عمل همانند یک لاستیک رفتار می‌کند. TPE ها را می‌توان با استفاده از تجهیزات یکسان و روش‌های ویژه ترموپلاستیک‌ها همانند اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و قالب‌گیری بادی فرآیند نمود. رزین‌های TPE، ترکیبی از خواص لاستیک‌ها و ترموپلاستیک‌ها را از خود نشان می‌دهند.
سختی آن‌ها توسط Shore A و Shore D جهت تشریح آن‌ها نشان داده می‌شود.
از مزایای TPEها سهولت فرآیندپذیری است که به طرز قابل توجهی سبب کاهش قیمت محصول نهایی می‌شود.
در همین راستا شرکت PolymaxTPE ترموپلاستیک الاستومر با سختی کم تحت عنوان درزگیر هوا را معرفی کرده است. این شرکت ادعا می‌کند این محصول مقاومت در برابر پارگی بالاتر، مانایی فشاری کم‌تر و مزایای اقتصادی را ارائه می‌دهد. گرید D6940 برای کاربرد درزگیر هوا با نیاز تنش تغییر شکل کم، رفتار بازیابی رابری مانند، مقاومت در برابر اشعه ماوراءبنفش و مقاومت در برابر لکه‌دار شدن مناسب است. با کاهش سختی به Shore A 40، TPE D6940 هنوز ۱۲% مقاومت در برابر پارگی بیشتر از TPV 60 shore A نشان می‌دهد. در حالی که مانایی فشاری کم %۱۴ در ۲۳ درجه سانتی‌گراد و ۳۶% را در ۷۰ درجه سانتی‌گراد را فراهم می‌کند. به گفته Tom Castile معاون فروش PolymaxTPE ، این TPE جدید مورد نظر ما، الاستومر با استحکام پارگی بالاتر همراه با مانایی فشاری کم در سختی پایین تا Shore A 40 را به دست می‌دهد. گرید جدید آخرین مورد اضافه شده به محصول خط درزگیر هوا شامل سختی Shore A 40 تا ۹۰ است.
منبع خبر
www.polymaxtpe.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
پلی‌متیل‌متاکریلات (Polymethyl Methacrylate)
ساختار شیمیایی اکریلیک و خواص عمومی اکریلیک پرنشده (آمیزه‌سازی نشده) در زیر آمده است:
پلیمرهای اکریلیک (پلی‌متیل‌متاکریلات) از خود خواص نوری و مقاوم در برابر آب و هواهای گوناگون بسیار عالی‌ای را نشان می‌دهند یعنی وقتی در معرض تماس با شرایط جوی قرار می‌گیرند مقاومت بالایی دارند و در برابر هوازدگی و شرایط محیطی (دما، فشار و رطوبت یا بخار آب) بسیار مقاوم می‌باشند. همچنین در محدوده رنگی بسیار متنوعی به رنگ‌های شفاف در برابر نور (Transparent) نیم‌شفاف (Translucent) و مات یا کدر (Opaque) می‌باشند.
اکریلیک‌ها از پلیمرها و کوپلیمرهایی تشکیل شده‌اند که مونومرهای اصلی آن‌ها به دو خانواده استر-آکریلات‌ها و متکریلات‌ها تعلق دارند. ورقه‌های اکریلیک شفاف و سخت از متیل متاکریلات تهیه شده‌اند، همچنین رزین‌های اکستروژن و قالب‌گیری در یک محلول پیوسته از متاکریلات که با درصد کمی از اکریلات‌ها یا متاکریلات‌ها کوپلیمریزه شده است، ساخته می‌شوند.
متیل‌متاکریلات از طریق یک فرآیند دو مرحله‌ای که در طی آن استون و هیدروژن سیانید با هم واکنش می‌دهند تا استون سیانوهیدرین به دست آید، تولید شده است. سپس این ترکیب در حضور اسید سولفوریک غلیظ با متانول حرارت داده می‌شود تا مونومر MMA، به دست آید. مونومرهای اکریلیک از طریق فرایندهای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد که به وسیله آغازگرهای پروکسیدی شروع می‌شوند پلیمریزه شده و PMMA را به وجود می‌آورند. یک آغازگر مونومری فعال در دماهای بالاتر موجب پیشرفت واکنشی می‌گردد که بسیار شدید و گرمازاست به طوری که گرمای آزاد شده بایستی به نحوی از سامانه خارج و مهار گردد.
فرمولاسیون‌های گوناگون پلاستیک‌ها هم در وزن مولکولی و هم در خواص فیزیکی-مکانیکی اصلی همانند سرعت جریان پلیمر مذاب (MFI)، مقاومت حرارتی و چقرمگی با هم تفاوت دارند. فرمولاسیون‌های ویژه‌ای وجود دارند که سطوح مات و بی‌جلا را پدید می‌آورند و یا این که نور فرابنفش را جذب یا از خود عبور می‌دهند. آن‌ها همچنین در محدوده کاملی از رزین‌های رنگی به صورت‌های شفاف، نیمه‌شفاف و مات و کدر قابل دسترس می‌باشد.
انواع تجاری اکریلیک با مقاومت ضربه‌ای بالا برای قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن قابل دسترس می‌باشند این نوع ترکیبات از یک فاز سخت اکریلیک و یک اصلاح‌گر اکریلیک به عنوان فاز نرم تشکیل شده‌اند. پلیمرهای اکریلیک خواص نوری بسیار عالی و مقاومت در برابر هوازدگی و شرایط محیطی بالایی دارند. رزین اکریلک بی‌رنگ می‌تواند نور سفید را تا ۹۲% از خود عبور دهد. ۸% باقی‌مانده کاهش انعکاس و مقادیر کدورت را ۲%-۱% را به دنبال می‌آورد. اکریلیک‌ها مقاومت بسیار بالایی را در برابر تابش نور خورشید و تماس درازمدت و زمان‌دار با عناصر گوناگون از خود نشان می‌دهند.
ضریب نوری کرنش پایین اکریلیک‌ها همراه با توانایی‌شان برای قالب‌گیری تحت تنش بسیار پایین، آن‌ها را برای ساخت دیسک‌های ویدئویی به یک ماده ایده‌آل و بی‌نظیر تبدیل می‌کند. ورقه‌های اکسترود شده از یک نوع تجاری بر پایه اکریلیک که در برابر ضربه اصلاح شده‌اند خواص شکل‌دهی در حرارت بسیار عالی از خود نشان می‌دهند و آن‌ها را می‌توان با استفاده از پلی‌استر تقویت شده با شیشه سفت و سخت نمود به نحوی که قابل استفاده درسطح درونی وان‌های حمام گردند. نوع جریان بالا، بهترین شفافیت را دارد زیرا اکریلونیتریل (AN) ندارد که موجب می‌شود این پلیمر، برای کاربردهای پزشکی که در آن‌ها شفافیت بیش‌ترین درجه اهمیت را دارد مناسب‌ترین باشد.
پلاستیک‌های اکریلیک را می‌توان با محلول‌هایی از اسیدهای معدنی، قلیاها و هیدروکربن‌های آلیفاتیک تمیز کرد و لیکن هیدروکربن‌های کلردار شده و آروماتیک و کتون‌ها، پلاستیک‌های اکریلیک را تحت حکمله قرار خواهند داد.
مزایای اکریلیک
شفافیت نوری عالی، سختی سطح عالی، قابلیت تحمل در برابر شرایط آب و هوایی گوناگون مقاومت عالی در براب هوازدگی و شرایط جوی مقاومت بالا در برابر نور خورشید، صلب و انعطاف‌ناپذیر همراه با استحکام ضربه‌ای خوب، پایداری ابعادی عالی و کاهش حجم و شرینگ یا انقباض درون قالبی پایین، شکل‌دهی گرمایی آن‌ها با چقرمگی دو محوری یا دو بعدی افزایش می‌یابد.
معایب و محدودیت‌های اکریلیک
مقاومت کم در برابر حلال به ویژه به وسیله کتون‌ها، استرها، کلروکربن‌ها، هیدروکربن‌های آروماتیک، قابل احتراق: دمای سرویس پیوسته یا درجه حرارت کاری مداوم به ۱۶۰ درجه فارنهایت محدود شده است. انواع تجاری انعطاف‌پذیر قابل دسترس نمی‌باشند. رطوبت موجب تغییرات ابعادی در قطعات قالب‌گیری شده می‌گردد.
کاربردهای نوعی اکریلیک
خودرو: چراغ‌ها یا نورهای عقب، عدسی‌های نوری پارکینگ، نشانه‌های تزئیناتی، پلاک‌های ماشین یا تابلوهای ویژه نوشتن اسم
لوازم خانگی: نگه‌دارنده‌ها، قالب لامپ‌هآ، قاب عکس‌ها، کالاهای تزئیناتی
کالاهای شفاف: قابل استفاده در رنگین کمانی از رنگ‌های درخشنده، ماده ایده‌آل برای بسته‌بندی جواهرات و نشانه‌ها
وسایل الکترونیکی: برای پوشش دادن تخته مدار چاپی استفاده می‌شود.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
- تفاوت در وزن مولکولی
- حضور یا (به صورت) یک ترکیب پلی‌هیدرولیکی
- تفاوت در مواد افزودنی
از گونه‌های صنعتی و تجاری بیس‌فنل A پلی کربنات می‌توان موارد زیر را نام برد:
- نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری تزریقی
- نمونه‌های مناسب برای فرآیند اکستروژن
- نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری دمشی
- نمونه‌های مناسب برای قالب‌گیری فوم‌های ساختاری
- 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
رشد روزافزون استفاده از TPEها در کاربردهای مرتبط با Covid-19
الاستومر ترموپلاستیک (کشپار گرمانرم) یا Thermoplastic Elastomer به ماده‌ای لاستیکی (Rubbery Material) گفته می‌شود که خواص فیزیکی-مکانیکی یک ماده ترموپلاستیک را دارد ولی در همل همانند یک لاستیک گرماسخت Thermoset رفتار می‌کند. TPEها را در عمل می‌توان با استفاده از تجهیزات یکسان و روش‌های ویژه ترموپلاستیک‌ها همانند اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و قالب‌گیری بادی فرآیند نمود. خانواده‌ها زیر از TPE تجاری در دسترس می‌باشند: ۱) الاستومرهای پلی‌یورتان ترموپلاستیک، ۲) الاستومرهای ترموپلاستیک کوپلیمر دسته‌ای استایرینیک، ۳) آلیاژهای الاستومر ترموپلاستیک [الاستومرهای ترموپلاستیک پلی‌الفینی، آلیاژ الاستومری ترموپلاستیک ولکانیزه شده (TPV) و لاستیک‌های فرآیندپذیر مذاب]، ۴) الاستومرهای ترموپلاستیک کوپلیمر استر دسته‌ای، ۵) الاستومرهای ترموپلاستیک پلی‌آمیدی.
در این راستا شرکت‌هایی از سراسر جهان به درخواست United Soft Plastics به تولید اقلام جهت پاسخ‌گویی به تقاضای مراقبت‌های پزشکی ناشی از همه‌گیری جهانی نزدیک شده‌اند. TPEها در طیف وسیعی از کاربردهای مرتبط با Covid-19 از جمله تجهیزات محافظت شخصی و قطعات ونتیلاتور پذیرفته شده‌اند. Benedict Herbst معاون اجرایی و مدیر مالی USP گفت: USP پیش‌بینی می‌کند که این تقاضا به تدریج تا انتهای ۲۰۲۱ کاهش یابد، اما هنوز پشتیانی بیش‌‌تری را نسبت به قبل از همه‌گیری ویروس نیاز دارد؛ به خصوص به دلیل استفاده از ترکیبات ضد میکروبی، ضد ویروس و آنتی بیوتیک. Herbst افزود: ما می‌بینیم که بخش عمده‌ای از مصرف‌کنندگان نسبت به بیماری‌های عفونی و توانایی‌های ما در جهت جلوگیری از شیوع بیماری با انتخاب مواد مناسب آگاه‌تر می‌شوند. همچنین در پاسخ به ادامه رشد بیان کرد: USP کارهای گسترده‌ای را در زمینه توسعه محصول انجام داده و اکنون سبد گسترده‌ای از محصولات را ارائه می‌دهد. خط تولید این شرکت شامل گریدهای استاندارد چسبنده به PP و درجه‌های خاص چسبندگی برای کاربردهای پوششی با بسترهایی مانند: PC، ABS، نایلون، PBT، PS، PPO و PMMA است. سایر مواد ابتکاری برای تأمین نیازهای نظارتی ویژه در FDA، تماس غذایی اتحادیه اروپا، REACH، NSF تولید شده‌اند. طیف وسیعی از محصولات شامل TPEها جدید مبتنی بر آکریلیک است که پروفیلی فوق‌العاده شفاف و سطح صاف با بهبود مقاومت شیمیایی را ارائه می‌دهد. مواد TPE این شرکت برای تولید قطعات قالب‌گیری تزریقی، اکسترود شده و قالب‌گیری بادی استفاده می‌شوند.
منبع خبر:
www.unitedsoftplastics.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
طراحی سبک‌ترین بطری ۹۰۰ میلی‌لیتری از جنس PET
پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET)، پلیمری متنوع است که در مقیاس گسترده‌ای در الیاف سینتتیک، فیلم‌های صنعتی و بسته‌بندی، قالب‌گیری تزریقی، قالب‌گیری بادی و شکل‌دهی حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تولید محصولات با استحکام امکان‌پذیر است که این امر به علت آن است که این ماده توانایی جهت‌دهی و بلوری شدن را در خود دارد. مذاب‌های پلیمری جهت داده نشده از PET، در حیت تولید به آهستگی کریستالیزه یا سخت می‌شود. بیش‌ترین سرعت بلورینگی وقتی رخ می‌دهد که دمای ماده مذاب به ۴۹۰-۴۸۲ درجه فارنهایت می‌رسد.
PET در حالت بی‌شکل یا آمورف خود، در دمای اتاق، می‌توانند شکننده باشد، سپس آن در بالاتر از دمای انتقال شیشه‌ای خود ۱۵۸ درجه فارنهایت شروع به نرم شدن می‌کند. PET مذاب در معرض تجزیه و تخریب توسط آب قرار دارد و در نتیجه بایستی قبل از فرآیند نمودن در حالت مذاب، کاملاً خشک شده باشد. بیش‌ترین مقدار رطوبت مجاز، ۰٫۰۲% توصیه شده است.
مزایای PET مقاومت عالی در برابر آب تا دمای ۱۲۲ درجه فارنهایت، مقاومت در برابر محلول‌های آب‌نمک، مقاومت در برابر اسیدها و بازهای ضعیف، بنزین و محلول‌های تمیزکننده. PET به وسیله بیشتر روغن‌ها و گریس‌ها مورد حمله قرار نمی‌گیرد.
کاربردهای نوعی PET
- کاربردهای خودرویی: پوشش بدنه، اسپویلرها، دست‌گیره‌های در، در دلکو، روتورها، قطعات جرقه‌زنی خودرو، چراغ‌های جلو و برف‌پاک‌کن شیشه جلوی خودرو.
- کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی: کلیدها، رله‌ها، بدنه‌های موتور، سوکت‌های لوله، بدنه‌های بالاست (راه‌اندازی لامپ‌های نئون)، قاب‌های نگهداری فیوز، حامل‌های تراشه و رابط‌ها
- کاربردهای مصرفی: بطری‌ها، قطعات جاروبرقی، فن‌ها، دنده‌ها، اثاثیه منزل و مبلمان، قسمت‌های خارجی پیرامون اتو، بدنه‌های مو خشک‌کن، قهوه‌سازها.
سبک‌سازی بسته‌بندی به سرعت ادامه دارد؛ زیرا شرکت‌ها به دنبال کارایی بالاتر در فرآیند پلاستیک و پایداری بیشتر هستند. Amcor توسعه‌دهنده جهانی و تولیدکننده بسته‌بندی مواد غذایی، نوشیدنی، دارو و… سبک‌ترین بطری ۹۰۰ میلی‌لیتری PET را برای مشتری‌اش در برزیل طراحی کرده است. بطری به صورت سفارشی برای تولید کننده مواد غذایی Bunge مستقر در سائوپائولو طراحی شد که ۲۲% سبک‌تر از بطری‌های قابل رقابت است، در حالی که بهره‌وری بیشتر و پایداری را افزایش می‌دهد. بطری جدید نشان دهنده ورود Amcor به بازار روغن خوراکی در برزیل است. این بطری جدید قابل استفاده مجدد و بازیافت با استفاده از فناوری‌های موجود از جمله بازیافت مواد شیمیایی است. Amcor با توسعه بطری ۱۴ گرمی که در حقیقت ۴ گرم از بطری استاندارد سبک‌تر است به چالش Bunge پاسخ داد. ایوان آسنکو، هماهنگ‌کننده فرآیند تحقیق و توسعه Amcor گفت: این بطری جدید یک موفقیت بزرگ فنی است زیرا ما توانستیم شکل و مشخصات فعلی بطری را با وزن کم‌تر تکرار کنیم. وی افزود: این یک پروژه سه ساله متمرکز بود، علاوه بر طراحی جدید یک بطری با پلاستیک کم‌تر، فناوری جدید پر کردن باید توسط Bunge توسعه داده شود تا با طرح جدید منطبق شود.
منبع خبر
www.amcor.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
عرضه گسترده پلیمرهای فوق مهندسی توسط شرکت Conventus Polymers
یکی از پلیمرهای فوق مهندسی پلی اتراترکتون PEEK است که دارای مقاومت حرارتی بسیار بالا و استحکام کششی فوق العاده است؛ به طوری که استحکام کششی آن حدود ۱۰۰ مگاپاسکال می‌باشد، یعنی حدود ۱/۵ برابر پلی کربنات. این پلیمر در قطعات هواپیما و بدن انسان کاربرد دارد.
ماه گذشته شرکت Conventus اعلام کرد که گرید خاصی از این پلیمر را به طور گسترده در تمام کاربردهای صنعتی برای کشورهای آمریکا و کانادا عرضه می‌کند. همچنین مسئولیت تأمین گریدهای ویژه پلی‌آمید بر عهده این شرکت است.
گفته می‌شود این گرید از پلی‌اتراترکتون ترکیبی از خواص شیمیایی، حرارتی، مقاومت در برابر سایش، سختی بالا، وزن کم و فرآیندپذیری متنوع را ارائه می‌دهد.
هدف اول این شرکت جای‌گزینی قطعات فلزی غیر خودرویی با قطعات قالب‌گیری تزریقی است، به طوری که مقاومت شیمیایی و چقرمگی مناسب را فراهم کند.
منبع خبر:
www.conventuspolymers.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 📧