رزین ترموپلاستیک در برابر ترموست

دسته: مقالات منتشر شده در 06 مهر 1398
نوشته شده توسط Admin بازدید: 967

رزین های ترموپلاستیک در برابر انواع  ترموست: خواص و مقایسه

رزین های پلیمری ترموپلاستیک بسیار زیاد بوده و ما روزانه با این نوع از رزین ها در تماس هستیم. معمولا رزین های ترموپلاستیک تقویت نشده هستند. این بدان معنی است که فقط فرمی به انها داده میشود و در تولید انها از افزودنی های استحکام دهنده استفاده نمیشود.

تعدادی از ترموپلاستیک های معمول و مصارف اصلی انها عبارتند از :

در تعداد زیادی از ترموپلاستیک ها از فیبرهای غیر ممتد کوتاه به عنوان تقویت کننده استفاده میشود. بیشتر انواع فایبر گلاسها و فیبر کربن هم در همین دسته قرار میگیرند.این اقدام باعث بهبود خواص فیزیکی میشود و علاوه بر ان ماده را به ترکیبی تبدیل میکند که با فیبر ها تقویت شده اند. اگرچه استحکام بوجود امده کمتر از حالتی است که در ان از فیبرهای دائمی استفاده میشود.

 

آکریلیک و خواص ان

اکریلیک نوعی پلیمر است که با نام پلی متیل متاکریلات یا PMMA نیز شناخته میشود. نامهای تجاری ان نیز شامل Lucite, Perspex و Plexiglas میشوند. این ماده به عنوان جایگزینی ایده ال برای شیشه و در تولیداتی مانند اکواریوم، لبه فوقانی کلاه های موتورسواران، پنجره های هواپیما و لنز چراغهای خارجی خودرواستفاده میشود. همچنین این ماده کاربرد فراوانی در ساخت نشانهای مختلف مانند حروف و لوگو ها دارد. در علم پزشکی هم این ماده در تولید ساروج استخوانی نقش دارد و به جای لنزهای چشمی استفاده میشود. رنگهای اکریلیکی هم دارای ذرات این ماده هستند که در اب معلق میباشند.

 

اکریلونیتریل بوتادین استرین  و خواص ان

اکریلونیتریل بوتادین استرین که با نام ABS نیز شناخته میشود نوعی ترپلیمر است که از ترکیب استرین و اکریلونیتریل  به همراه پلی بوتادین بدست می اید. این ماده سبک بوده و مقاومت بالایی در برابر ضربه دارد و همچنین استحکام فیزیکی مطلوبی دارد. این ماده  در شرایط معمول خطرات خیلی کمی برای سلامتی انسان دارد. از اکریلونیتریل بوتادین استرین برای تولید محصولات پرمصرفی مانند اسباب بازیها، تجهیزات و تلفنها استفاده میشود.

 

نایلون و خواص ان

نایلون به گروهی از پلیمرها با نام پلی آمید ها تعلق دارد. این ماده به طور عمده جایگزین نخ، ابریشم و کنف در محصولاتی مانند چترنجات، کابل ها، بادبان ها و جلیقه های نجات و پوشاک شده است. نایلون ها در تولید پارچه، طناب، موکت و سایر موارد نیز کار برد دارد و این در حالی است که  نایلون در حجم بالا برای تولید بخش های مکانیکی مانند پیچ های خودرو، چرخ دنده و سایر قطعات  استفاده میشود.  مواد ترکیبی مقاوم در برابر گرما نیز در همین دسته قرار می گیرند.

 

پلی آکتیک اسید و خواص ان

پلی اکتیک اسید و یا پلی اکتیک نوعی ترموپلاستیک تجزیه شدنی است  که از منابع تجدید پذیر گرفته شده است مانند نشاسته ذرت در ایالات متحده امریکا،  نشاسته کاساوا، چیپس یا نشاسته در اسیا و نیشکر. از این ماده برای پرینت سه بعدی  و سایر تکنیک ها استفاده میشود.

 

پلی بنزی میدازول و خواص ان

پلی بنزی میدازول یا فیبر PBI نوعی فیبر ترکیبی با نقظه ذوب خیلی بالاست. این ماده پایداری شیمیایی و گرمایی خیلی خوبی دارد و به راحتی مشتعل نمیشود.

این ماده  اولین بار توسط یک شیمی دان امریکایی با نام Carl Shipp Marvel کشف شد و این در حالی بود که وی به دنبال ماده ای با پایداری برتر،  استحکام  دائمی و سختی زیاد در دماهای بالا بود.

از انجایی که این ماده در شرایط مختلف پایداری بالایی دارد، برای تولید تجهیزات حفاظتی خاص  مانند ابزارهای اتش نشانان، لباس های فضایی فضانوردان، دستکش های حفاظتی مقاوم در برابر گرما، تجهیزات جوش کاری و بدنه ی هواپیما استفاده میشود. ماده یاد شده در سالهای اخیر به عنوان لایه در سلولهای سوختی نیز به کار برده شده است.

 

پلی کربنات و خواص ان

ترموپلاستیکهای پلی کربنات که به صورت اختصاری با نام PC نیز شناخته میشوند، قابلیت فراوری و قالب گیری بالایی دارند و همچنین میتوان با گرما انها را به محصول دلخواه تبدیل کرد مانند قطعات الکتریکی، مواد ساخت  و ساز، تجهیزات ذخیره داده، بخش های خودرو و هواپیما و سایر موارد. این مواد دارای یک کد هویتی منحصر بفرد نیستند . ممکن است مواد ساخته شده از پلی کربناتها دارای مونومر بیسفنول آ باشند.

 

ترموپلاستیکها مزایا و معایبی در مقایسه با ترموست ها دارند که در این بخش به انها می پردازیم:

مزایای ترموپلاستیکها

این مواد دارای دو مزیت بزرگ و منحصربفرد هستند. اولین مزیت این است که ترموپلاستیکها در مقایسه با ترموستها دارای مقاومت خیلی بیشتری در برابر ضربه میباشند. حتی در مواردی این مقاومت به ده برابر بیشتر هم میرسد.

یکی دیگر از مزیت های خیلی ویژه ترموپلاستیکها توانایی انها در تغییر شکل است. ترکیبات ترموپلاستیکی خام در دمای اتاق به حالت جامد هستند و زمانی که این فیبر ها در معرض حرارت و یا فشار زیاد قرار میگیرند، نوعی تغییر فیزیکی رخ میدهد ولی در ترموستها در چنین وضعیتی یک واکنش شیمیایی رخ میدهد.

همین حالت باعث میشود تا ترموپلاستیکها تغییر شکل پیدا کنند و همچنین امکان بازیافت انها در پایان چرخه ی عمرشان بوجود می اید (به صورت تجاری ولی هنوز عملی نشده است).

معایب ترموپلاستیکها

از انجایی که رزین های ترموپلاستیک به طور طبیعی حالت جامد دارند، به کار گیری مواد تقویت کننده  برای انها با دشواری خیلی بیشتری صورت میگیرد. این نوع رزین باید تا دمای ذوب  در معرض حرارت قرار گیرد  و برای اشباع سازی فیبر به فشار نیز نیاز است. پس از ان نیز باید ترکیبها را تحت فشار خنک کرد. این کار پیچیده بوده و با روند کاربردی برای ترموستهای سنتی تفاوت زیادی دارد. در فراوری ترموپلاستیکها باید از تجهیزات، ابزارها  و تکنیکهای ویژه ای استفاده شود که تعدادی هزینه بر هستند. موارد یاد شده معایب اصلی ترموپلاستیکها بودند.

 

ترموست به چه رزین های گفته میشود و چه خواصی دارند؟

ترکیبات پلیمری که به صورت سنتی تقویت شده اند  و با نام FRP نیز شناخته میشوند، از رزین های ترموستینگ به عنوان ماده اصلی استفاده میکنند. این مواد باعث میشوند تا فبیر ساختار محکمی داشته باشد. ترموست های معمول عبارتند از :

  • پلی اورتان: فوم های عایق، تشکها، پوشش، مواد چسبنده، بخش های خودرو،کف کفش ها، فیبر های ترکیبی و سایر موارد. پلیمرهای پلی اورتان یا PU از ترکیب دو مونومر یا الیگومر چند وظیفه ای یا دو وظیفه ای تشکیل میشوند.
  • هیبرید های پلی اورئا/پلی اورتان که برای تولید پوشش های ضد سایش و  ضد آب استفاده میشوند
  • لاستیک وولکانش شده
  • باکلیت، فنول-فرمالدهید که در عایق های الکتریکی و وسایل پلاستیکی استفاده میشود.
  • دوروپلاست که سبک ولی سخت میباشد و همانند باکلیت برای تولید بخش های خودرو به کار برده میشود.
  • رزین ملامین که برای تولید سطوحی استفاده میشوند که بروی انها کار میشود.
  • دیالیل فتالات که برای تولید رابط های برقی  و سایر ترکیبات استفاده میشود و معمولا با شیشه پر میشود.
  • اپوکسی رزین که به عنوان جز اصلی در تعداد زیادی از پلاستیکهای تقویت شده با فیبر استفاده میشود مانند پلاستیکهای تقویت شده با شیشه و پلاستیکهای تقویت شده با گرافیت، ریخته گری، کپسوله سازی الکتریکی، ساخت  و ساز،پوشش های محافظ، چسب،اتصالات و غیره.
  • رزین های نووالاک اپوکسی که برای برد مدارهای پرینت شده، کپسوله سازی الکتریکی، چسبها و پوشش فلزات استفاده میشوند
  • Benzoxazines که به تنهایی  مصرف شده ویا با رزین های اپوکسی و فنولیک هیبرید شده  و در قالب گیری مایعات استفاده میشوند
  • پلی ایمیدها و بیس مالیمیدها که در برد های مدار های پرینت شده و بدنه ی هواپیماهای مدرن، ساختار ترکیبی هواپیمایی و لوله های تقویت شده با شیشه استفاده میشوند.

امرزه ترموستهایی که بیشترین کاربرد را دارند به ترتیب پلی استر، ونیل استر و اپوکسی هستند. شهرت این رزین ها بدین دلیل است که بدون فراوری، در دمای اتاق به حالت مایع هستند. این حالت باعث میشود تا به خوبی بتوان فیبر های تقویت کننده مانند فایبرگلاس، فیبر کربن یا کولار را  در ترکیب با این مواد استفاده کرد. همانطور که پبش از این نیز گفته شد، به خوبی میتوان با رزین های مایع در دمای اتاق کار کرد. رزین های ترموست علاوه بر فراوری اسان، دارای خواص مطلوب زیادی به همراه هزینه پایین مواد خام میباشند.

خواص ترموستها عبارتند از :

  • مقاومت خیلی خوب در برابر حلالها و مواد خورنده
  • مقاومت در برابر گرما و دمای بالا
  • استحکام در برابر خستگی
  • قابلیت ارتجاعی مناسب
  • چسبندگی عالی

در یک رزین ترموست، مولکولهای رزین خام فراوری نشده با استفاده از واکنش های شیمیایی  کاتالیزوری، شبکه ای را می سازند. از طریق چنین واکنش شیمیای که در اغلب موارد اگسوترمیک است، رزین های پیوندهای خیلی قوی با یکدیگر ایجاد میکنند و حالت رزین از مایع به جامد تغییر پیدا میکند.

یک رزین ترموستینگ، زمانی که کاتالیزه شود نمیتواند به حالت قبلی خود باز گردد. این بدین معنی است که این رزین ها پس از شکل گیری ،نمیتوانند دوباره قالب گیری شوند و یا تغییر شکل دهند  و به همین دلیل بازیافت این ترکیبات نیز کاری بسیار دشوار است.

امرزوه شاهد پیشرفت دائمی ترموست ها و ترموپلاستیکها هستیم. هر کدام از انها برای مصارفی ویژه و در زمان خاص خود به کار برده میشوند و آینده هیچ یک بر دیگری برتری نخواهد داشت.