سازگارکننده ها برای آلیاژهای پلیمری
مقاله ای مفید و کامل
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:19
چکیده :
کاربرد آلیاژهای پلیمری به دلیل ارائه موازنه ای مطلوب از خواص فیزیکی و شیمیایی همچنان به رشد سریع خود ادامه می دهد. سازگارکننده ها مکانیسمی جهت اختلاط این پلیمرهای غیر قابل امتزاج فراهم می آوردند. در این مقاله به روند اخیر استفاده از سازگارکننده ها برای آلیاژهای پلیمری نگاهی می اندازیم.
استفاده از آلیاژهای پلیمری و به تبع آن سازگارکننده ها طبق پیش بینی کارشناسان، همچنان به رشد خود ادامه خواهد داد. بازار سازگارکننده ها، بدون در نظر گرفتن آن میزان که در بازیافت استفاده می شود، در حدود 6/13 میلیون کیلوگرم (30 میلیون پوند) در سال 2000 تخمین زده شده است و انتظار می رود تا با سرعت رشد سالانه % 4/5 در سال 2005 به 6/18 میلیون کیلوگرم (40 میلیون پوند) برسد. کمپانی ارتباطات تجاری (BCC) که یک کمپانی آمریکایی است این مطلب را در گزارش سال 2001 خود تحت عنوان "بهینه سازی پلیمر پس از پلیمریزاسیون" بیان کرده است. دو عامل خواص و قیمت، رشد آلیاژها را تضمین میکنند. آلیاژهای پلیمری جهت حصول موازنه مطلوب میان خواص فیزیکی و شیمیایی به طور وسیعی استفاده می شوند. گرایش به پلیمرهای با نقاط ذوب بالاتر و پایداری حرارتی بهتر منجر به کاربرد بیشتر آلیاژهای پلیمری شده است که برای بهبود این پلیمرها که نوعا شکننده تر هستند، به کار گرفته می شوند.
تمایل دیگر، آلیاژ سازی سه ماده یا بیشتر با یکدیگر می باشد که عمدتاً در اجزای قالب گیری شده محصول مورد استفاده مصرف کننده به کار می روند، که از آن جمله می توان به لاستیک های با زیر دست نرم بر روی مسواک ها یا تیغ ها اشاره نمود. اجزای قالب گیری شده یک محصول از مخلوط پیچیده ای از پلیمرها تشکیل می شوند که خواص فیزیکی مطلوب به همراه چسبندگی به زمینه را دارا می باشند. سازگارکننده ها در به دست آوردن این آلیاژها نقش کلیدی دارند.
صنعت پلاستیک به طور مداوم به دنبال کاهش در هزینه ها می باشد. در برخی موارد که یک پلیمر گران جهت کاربرد مشخصی مورد نظر می باشد، آلیاژ سازی با یک پلیمر ارزان تر با یک پرکننده، با استفاده از سازگارکننده یا عامل اتصال (Coupling Agent) مربوط، هزینه ها را کاهش خواهد داد. راه حل دیگر اصلاح یک پلیمر ارزان مانند pp با استفاده از مواد افزودنی یا آلیاژسازی می باشد به طوری که بتواند با مواد بهتر از لحاظ خواص رقابت کند.
چگونگی عملکرد سازگارکننده ها
سازگارکننده ها جهت تهیه آلیاژ از پلیمرهای غیر قابل امتزاج و خلق یک مخلوط همگون به کار می روند. مواد ناسازگار، مانند آب و روغن، هنگام اختلاط دو فازی می شوند. یک سازگارکننده مانند یک عامل سطح فعال عمل کرده و کشش بین سطحی دو پلیمر ناسازگار را کاهش داده و امکان تهیه آلیاژ از آن ها را فراهم می آورد.
هر چند که آلیاژ کماکان دو فازی است اما سازگارکننده، اختلاط و پایداری دو فاز را تا حدی که آلیاژ به مثابه حالت امتزاج پذیر عمل کند، ممکن می سازد. سازگار کننده نوعاً شامل دو بخش است به طوری که هر بخش می تواند با یکی از اجزای آلیاژ بر همکنش داشته باشد، سازگارکننده های غیر واکنشی پیوندی تشکیل نمی دهند اما عموماً با یکی از اجزا آلیاژ امتزاج پذیر می باشند.
سازگارکننده ها نقش مهمی در خلق انواع مختلف آلیاژ داشته و به آمیزه سازان نیز تا حدودی آزادی عملکرد در جهت برآورد نیازهای مشخص می دهند. آلیاژهای پلیمری عموماً خواص ضربه یا خمشی، مقاومت شیمیایی، شکل پذیری حرارتی و قابلیت چاپ را تغییر می دهند، در برخی موارد بعضی از خواص آلیاژ سازگار شده از هر یک از اجزا به تنهایی پیشی می گیرد.
سازگارکننده های *** از شرکت Crompton را می توان جهت تهیه ترکیبات پلی پروپلین با کارکرد بهینه، همچنین آلیاژهای پلی پروپلین یا بسیاری از گرما نرم های مهندسی مختلف به کار گرفت. جریان پذیری بهتر، دانسیته پایین تر، قالب پذیری و مقاومت شیمیایی بهتر، مقاومت به پیر شدن بهتر، مقاومت به خراش بهتر، شفافیت بالا و ماندگاری رنگ بهتر به علاوه کاهش وزن برای کاربردهای ویژه از مزایای استفاده از این مواد می باشد.
سازگارکننده های مورد استفاده در بازیافت
کاربرد مهم دیگر سازگارکننده ها در بازیافت مواد پلیمری می باشد، استفاده از مواد بازیافتی در فرایند گرما نرم ها معمول است. اگر مواد ضایعاتی شامل پلیمرهای ناسازگار، مانند آنچه در ساختارهای چند لایه مشاهده می شود، باشد، جزء ناسازگار به سطح خارجی ماده اکسترود شده مهاجرت خواهد نمود. سازگارکننده ها می توانند از وقوع این پدیده جلوگیری یا میزان آن را کاهش دهند. همچنین سازگارکننده ها امکان بازیافت تکه های فیلم های چند لایه ای را که حاوی پلیمرهای با اندیس جریان کاملاً متفاوت می باشند، فراهم می آورند.
آمیزه سازی با سازگارکننده ها
هنگام انتخاب یک سازگارکننده، آمیزه ساز ابتدا باید آن سازگارکننده ای را انتخاب کند که با پلیمرهای تشکیل دهنده آلیاژ همخوانی داشته باشد، سازگارکننده های واکنشی نیاز به یک گروه متضاد واکنشی دارند و سازگارکننده های غیر واکنشی باید از لحاظ گرانروی یا به طور ایده آل امتزاج پذیری، با یکی از اجزای آلیاژ تطبیق داشته باشند. آمیزه سازها همچنین باید به محدوده دمایی قابل استفاده برای سازگارکننده و اجزای آلیاژ توجه داشته باشند. آمیزه سازها باید مراقب هر گونه تاثیرات ناخواسته منفی حاصل از افزودن سازگارکننده نیز باشند. برای مثال در یک سیستم واکنشی پیوند زنی مالئیک انیدرید (MA) که پراکسید بسیار زیادی دارد، امکان شبکه ای شدن یکی از پلیمرها در حین فرایند وجود خواهد داشت. در سیستم های حاوی سازگارکننده های غیر واکنشی، آلیاژ سازگار شده باید از لحاظ خواص فیزیکی و خواص بلند مدت نظیر پیر شدن، حداقل به خوبی پلیمر ماتریس به تنهایی باشد. در سیستم های آلیاژی، آمیزه ساز باید به هر گونه لایه لایه شدن با توزیع ناهمگون ماده رنگزا یا افزودنی توجه داشته باشد. اگر یکی از پلیمرها در آلیاژ از دیگری آمورف تر باشد ممکن است که نسبت به ماده بلوری تر، ماده رنگزای بیشتری را در برگیرد. استفاده از سازگارکننده ای که اختلاط مناسب اجزای پلیمری را ممکن می سازد، می تواند توزیع ناهمگون ماده رنگزا را بر طرف سازد.
اختلاط برشی خوب در آلیاژسازی پلیمرها به خصوص هنگام سازگار سازی واکنشی، بسیار مهم می باشد، در برخی موارد میزان مورد نیاز سازگارکننده می تواند با بهبود شرایط اختلاط کاهش یابد. آلیاژهای با گرانروی بسیار متفاوت نیز نیاز به برش بسیار بالا دارند، اکسترودرهای دو پیچه همسوگرد به طور معمول برای اختلاط برشی به کار گرفته می شوند.
و...
دانلود مقاله سازگارکننده ها برای آلیاژهای پلیمری
