شنبه 89/2/11  ساعت 9:53 عصر

معرفی الاستومرها

الاستومرها به صورت کلی به دو دسته ذیل تقسیم می‌شوند:

1. 
   
   
   ترموپلاستیک‌ها
   
   
   
2. 
   
   
   ترموست‌ها

ساختار

ترموپلاستیک الاستومرها، موادی هستند که وقتی گرم می‌شوند،‌ مکرراً نرم/ ذوب می‌شوند و وقتی سرد می‌شوند، سخت می‌گردند. در واقع، ترموپلاستیک‌ها در دمای مناسب ذوب شده و فرایند شکل‌دهی (به عنوان مثال قالبگیری یا اکستروزن) بر روی آنها اعمال شده و پس از سرد شدن، ‌شکل دلخواه را به خود می‌گیرند.

اغلب ترموپلاستیک‌ها، در حلال‌های مخصوص حل می‌شوند و تا برخی درجات می‌سوزند. دمای نرم‌شدگی یا ذوب با نوع گونه (گرید) پلیمر تغییر می‌کند. به خاطر حساسیت دمایی ترموپلاستیک‌ها می‌بایستی مراقب تخریب، تجریه و احتراق این مواد بود.

اغلب زنجیره‌های مولکولی در ترموپلاستیک‌ها را می‌توان مستقل و همانند رشته‌های درهم پیچیده اسپاگتی، در نظر گرفت (نمودار1).

نمودار1: زنجیره‌های ترموپلاستیک

این مواد،‌ وقتی گرم می‌شوند (مثلاً برای قالبگیری) لغزش زنجیره‌های منفرد آنها باعث جریان پلاستیک می‌شود و وقتی سرد می‌شوند زنجیره‌های مولکولی و اتمی،‌ مجدداً محکم نگه داشته می‌شوند.

خاصیت امکان تکرار چرخه ذوب و سخت شدن،‌ امکان بازیافت ترموپلاستیک‌ها را از قطعات تولیدی و نیز تبدیل مجدد آنها به محصول جدید را به وجود آورده است. البته با هر بار ذوب شدن، خواص کیفی محصول جدید،‌ افت خواهد کرد.

در تعداد چرخه‌های حرارتی و سرمایشی محدودیت‌هایی تجربی وجود دارد. این محدودیت‌ها را می‌توان قبل از اینکه خواص ظاهری و مکانیکی ترموپلاستیک‌ها تحت تاثیر قرار گیرند، به آنها اعمال کرد.

ترموست الاستومرها، فقط یک تغییر شیمیایی را تحمل می‌کنند. این امر باعث غیرقابل حل/ ذوب‌شدن دائمی آنها می‌شود. این فرایند ولکانیزاسیون یا پخت نامیده می‌شود که پس از شکل‌دهی از طریق اعمال حرارت،‌ شکل قطعه تثبیت می‌شود و به دلیل ایجاد اتصالات عرضی بین زنجیره‌های مولکولی،‌ امکان ذوب مجدد قطعه وجود ندارد.

تفاوت اصلی ترموست الاستومرها و ترموپلاستیک الاستومرها، نوع پیوندهای اتصالات عرضی در ساختار آنهاست. در واقع، اتصالات عرضی، عامل ساختاری بحرانی این مواد بوده و در خواص الاستیک آنها سهم بسزایی دارد. اتصالات عرضی در پلیمرهای ترموست، پیوند کووالانسی است که طی فرایند ولکانیزاسیون ایجاد می‌شود. اتصالات عرضی پلیمرهای ترموپلاستیک الاستومر، پیوندهای هیدروژنی،‌ یا دو قطبی ضعیف‌تر بوده و یا تنها در یکی از فازها وجود دارد.

از آنجا که مواد TPE می‌توانند قالبگیری یا اکسترود شده و مجدداً همانند ترموپلاستیک‌ها مورد استفاده مجدد قرار گیرند، از قابلیت بازیافت برخوردار بوده و مضافاً دارای خواص ویژه الاستیک رابرها نیز هستند که به دلیل دارا بودن مشخصات ترموستی، برگشت‌پذیر نیستند.

همانگونه که در نمودار 2 می‌توان دید،‌ هنگامی که ترموست‌ها سفت شده یا پخت می‌شوند، اتصالاتی عرضی بین مولکول‌های مجاور تشکیل می‌شوند و شبکه‌ای به هم پیوسته و پیچیده را به وجود می‌آورد.

نمودار2: شبکه به هم پیوسته ترموست الاستومر پس از پخت

این پیوندهای عرضی، از لغزش زنجیره‌های منفرد جلوگیری کرده و مانع از جریان پلاستیک به هنگام افزوده شدن دما می‌شوند.

اگر بعد از تکمیل پیوندهای عرضی، دمای بیش از اندازه به ترموست الاستومر داده شود، پلیمر بجای ذوب، تخریب خواهد شد.

فرایند

قابلیت تکرار فرایند در ترموپلاستیک الاستومرها، عمده‌ترین مزیت TPEها نسبت به ترموست رابرهاست. دیگر تفاوت‌های کلیدی فرایند، در جدول 1 ارائه شده است.

جدول 1: تفاوت‌های کلیدی فرایند

در نمودار 3، تفاوت مراحل فرایند بین تولید با TPE و رابرها نمایش داده شده است. براساس این نمودار، کاهش مراحل تولید، کاهش زمان تولید و بازیافت محصول، کاملاً مشهود است.

نمودار3: فرایند در ترموپلاستیک الاستومر و رابر

لیست کل یادداشت های این وبلاگ