درجات متفاوتی از پلیول ها چه تاثیری بر ویژگیهای پوششها،چسب ها،درزگیر ها و الاستومرها دارند؟
در مقالات پیشین در خصوص انواع پلیولها صحبت کردیم که عملکرد متناسبی دارند و برای دسترسی به عملکرد بهتر در مواد الاستومری و برای محصولات بسیار متمایز به کار برده می شوند. علاوه بر آنکه پلیول ها دارای دسته متفاوتی از دی ایزوسیانات ها می باشند، به فرمولاتور ها کمک می کنند تا بتوانند تنوع بسیار بالایی از روشهای فراوری و همچنین مزیت های عملکردی را به دست آورند. در این مقاله ما با ایجاد مقایسه‌ای بین ویژگی های اصلی هر یک از خانواده های مواد پلیول تمامی موارد نام برده شده را با یکدیگر مقایسه کرده تا در نهایت بتوانیم به کاربران کمک کنید تا در فرمول سازی پلیول ها به منظور دستیابی به انواعی از پوشش ها، چسبها، درزگیرها و الاستومرها عملکرد بهتری داشته باشند.
ویژگی های متناسب برای تولید محصولات متمایز
یکی از قدم های بسیار اساسی برای انتخاب درست پلیول ها تعیین ویژگی های اصلی برای محصول نهایی و محیطی است که در آن محصولات باید قرار بگیرند. به عنوان مثال قطعات ساخته شده از اورتان به دلیل استحکام، تنوع و دوام بالا به کار برده می شوند و بنابراین اهمیت زیادی دارد که مطمئن شویم ویژگی های اولیه مواد در گذر زمان از بین نخواهد رفت و این موضوع می‌تواند ناشی از شرایط سخت محیطی هم باشد. انتخاب یک پلیول ایده‌آل برای یک محصول ویژه می تواند همان تفاوتی باشد که تولید یک محصول بسیار با کیفیت و محصول با کیفیت و غیر موثر وجود دارد. همانطور که پیش از این نیز عنوان شد شرایط محیطی می‌تواند تاثیرات منفی و مخربی بر قطعات اورتانی داشته باشند و در نهایت می‌توانند تخریب آنها را تسریع کنند همانند آبکافت اورتان های مبتنی بر استر در محیط های مرطوب و یا حرارت دیده و علاوه بر آن از بین رفتن ویژگی هایی که مواد مبتنی بر اتر معمولاً با قرارگیری در برابر آب و هوای بسیار گرم و یا نور مستقیم خورشید از خود نشان می دهند. در صورتی که درک کاملی از ویژگیهای اصلی و ذاتی مناسب برای تولید محصولات متفاوت کسب کنید، میتوانیم از بروز مشکلاتی همانند کاهش ضریب ارتجاعی کششی و یا استحکام در برابر موارد مختلف به دلیل قرارگیری در برابر شرایط محیطی جلوگیری کنیم. پس از آن اطلاعاتی در خصوص ویژگی های هر یک از گروه های پلیول ارائه خواهیم کرد و در کنار آن ویژگی های اصلی و خواص فیزیکی، مقاومت آنها در برابر مواد شیمیایی و شرایط محیطی و مصارف معمول هر کدام از دسته های موجود را ارائه خواهیم کرد.
- پلیول های پلی اتر: دو دسته اصلی در خانواده پلیول های پلی اتر با نام پلی تترا متیل اتر گلیکول و پلی پروپیلن گلیکول شناخته می شوند. مورد اول یکی از بهترین پلیمر های شناخته شده می باشد که برای تولید الاستومرهای پلی اورتانی با عملکرد و کارکرد بسیار خوب به کار برده می شود و تمامی پلی اورتان هایی که بر پایه این ماده ساخته می‌شوند مقاومت بیشتری در برابر آسیب‌های ناشی از آبکافت داشته و می‌توانند ویژگیهای فیزیکی خود را حتی در دمای بسیار پایین نیز نگه دارند. از سایر ویژگی های آن ها می توان به قابلیت ارتجاعی بالا، قابلیت فناوری بالا، ویژگیهای پویایی و مکانیکی بسیار ایده‌آل اشاره کرد. حالت بلورینگی در بخش های نرم این ماده و عدم کارکرد بسیار دقیق آن ها و ارزش اسیدی پایین تمامی مواردی هستند که به بهبود ویژگی های مکانیکی الاستومرهای پلی اورتای کمک خواهند کرد. پلی پروپیلن گلیکول ها دسته ای از پلیول ها می باشند که مقاومت بسیار زیادی در برابر آبکافت و دمای پایین دارند و زمانی که با مورد اول مقایسه شوند مشخص می‌شود که این دسته از مواد ویژگی های مکانیکی ضعیف تری دارند و احتمال تجزیه ناشی از اکسایش گرمایی در آنها نیز بالاتر می باشد. از طرف دیگر اگر این دسته از پلیول ها در حالت مایع در دمای اتاق قرار بگیرند می توانند گزینه بسیار ایده آلی را برای سیستم‌های مبتنی در دمای اتاق به وجود آورند. پلی اتر ها از دمای انتقال شیشه ای بسیار پایینی برخوردارند که می تواند ویژگی های فیزیکی را به خوبی در خود حفظ کند و علاوه بر آن مقاومت زیادی در برابر سرما یا دمای پایین خواهند داشت و به همین دلیل آنها گزینه مناسبی برای تولید انواعی از محصولات اورتانی هستند که باید در محیط هایی با دمای بسیار پایین و سرد قرار گیرند. اگرچه پلیول های پلی اتر پایداری هیدرولیک بسیار بالایی دارند اما مقاومت آنها در برابر حلال های هیدروکربنی و غیرقطبی بسیار پایین می باشد و نباید برای تولید محصولاتی به کار برده شوند که در معرض روغنهای معدنی قرار می گیرند. مواد نام برده شده در چنین محیط هایی می توانند آسیب بسیار زیادی را متحمل شوند به گونه‌ای که ویژگیهای آنها با سرعت بسیار بالایی از بین خواهد رفت. پلیولهای های دسته اول و یا مبتنی بر PTMEG بیشتر برای تولید محصولاتی به کار برده می شوند که در آنها چنین ویژگی هایی از اهمیت زیادی برخوردارند مانند قابلیت ارتجاعی بسیار بالا، پایداری هیدرولیکی در وضعیت مرطوب و سرد، ویژگی های پویایی بسیار عالی و تولید محصولاتی که باید در محیط هایی با دمای پایین قرار بگیرد. علاوه بر موارد نام برده شده PTMEG از قدرت چسبندگی پایینی برخوردارند و به همین دلیل به راحتی می‌توان آنها را فرآوری کرده و یا سایر مواد ترکیب نمود.
- پلیول های پلی استری: پلیول های پلی استری قدیمی و سنتی معمولاً از طریق روش های واکنشی چگال بین دی کربوکسیلیک اسید و پلیولها به وجود می‌آیند و قطعات پلی استری در این مواد می توانند بلورین و یا کاملاً بدون شکل باشند. در صورتی که بخواهیم پلی اتر ها را با پلی استرها مقایسه کنیم متوجه می‌شویم که این مواد از استحکام بیشتری در برابر کشش و پارگی و برش برخوردارند و سایش آنها در برابر فشار کمتر بوده و می توان عنوان کرد که آنها در برابر خستگی نیز مقاومت بیشتری دارند. از طرف دیگر این مواد در برابر نفت، روغن، حلالهای غیرقطبی و اکسیژن نیز بسیار مقاوم هستند. بیشتر پلی استرهای گلیکول ای مبتنی بر آدیپات ها با توجه به قوانین سازمان غذا و دارو تولید می‌شوند و به همین دلیل می توان از آنها برای ساخت پر پلیمر و یا محصولاتی استفاده کرد که در معرض مواد غذایی قرار میگیرد. از طرف دیگر این دسته از پلیول ها نقطه ذوب بالاتر و چسبندگی بیشتری دارند و این در صورتی است که بخواهیم آنها را با پلی استرها و پلی کربنات ها مقایسه کنیم که روند فناوری شان با دشواری‌های همراه است. این مواد در مقایسه با پلی کربنات ها و اترها از دمای انتقال شیشه بالاتری برخوردارند و به همین دلیل از آنجایی که در چنین وضعیت هایی حالتی بسیار سخت پیدا می‌کنند و ضریب آنها افزایش پیدا می کند بنابراین می توان به راحتی از آنها برای شرایط آب و هوایی سرد بهره برد. میزان توزیع وزن مولکولی در پلی استرها بالاتر میباشد و حالت اسیدیته بیشتری نیز دارند که می‌تواند بر میزان واکنش گری کاتالیزوری آنها نیز بسیار موثر باشد.
دیول های پلی کربناتی: دیول های پلی کربناتی از نظر ساختاری موادی خطی بوده که دارای پلیول های آلیفاتیک با پیوندهای کربناتی می باشند و در آنها پایداری هیدرولیتیک بالاتری در مقایسه با انواعی از مواد پلی استری مشاهده می شود زیرا آنها مقدار کمتری از رطوبت را جذب می کنند و دی اکسید کربن را در رابطه آبکافت در دمای بالاتری آزاد می‌کنند بدون آنکه حالت اسیدی در آنها به وجود آید. بخش های اسیدی که در طی آبکافت پلی استر های سنتی به وجود می آیند، باعث می شوند تا مراحل آبکافت در بخش های نرم پلی اورتان های پلی استری با سرعت بیشتری انجام گیرد. دیولهای پلی کربناتی به عنوان نسل بعدی از دیول هایی با عملکرد بسیار بالا برای الاستومرهای پلی اورتانی به شمار می‌آیند و ترکیب ویژگیهای همانند مقاومت بالا در برابر حرارت، آب و هوا، آبکافت و سایش و پایداری در برابر سالخوردگی و ویژگیهای بسیار یکپارچه و دوام بسیار بالا در این مواد مواردی هستند که در سایر پلیول ها مشاهده نمی شوند.
دیول های پلی کربناتی برای توسعه بیشتر مواد پلی اورتانی به کار برده شده و از چنین ویژگی هایی برخوردارند:
- پایداری ایده آل در برابر آبکافت و جذب بسیار کم آب
- پایداری بالا در برابر هوای بسیار گرم و مواد شیمیایی
- پایداری در برابر تغییرات آب و هوایی و اشعه فرابنفش
- مقاومت بسیار بالا در برابر فشارهای ناشی از ترک برداری در محیط های ویژه
- عدم تغییر رنگ و حفظ شفافیت
- دوام بالا و مقاومت بسیار بالا در برابر سایش و ضربه
- ویژگیهای فیزیکی ایده آل
- ذخیره طولانی مدت ویژگی های طراحی شده حتی در شرایط اب و هوایی بسیار سخت.
- علاوه بر تمامی موارد عنوان شده دیول های پلی کربناتی در بازارهای بسیار متفاوتی به کار برده می شوند همانند حوزه نفت و تولید قطعات قالب گیری شده پلی اورتانی برای معدن، پوشش لوله و پوشش های خارجی، کپسول سازی، الکترونیکی و برقی ،پوششهای چرمی مصنوعی، دستگاه های پزشکی و نوری و ترموپلاستیک های پلی اورتان. غلطک های الاستومری و پراکندگی پلی اورتانی به وسیله آب نیز در همین دسته قرار می گیرد.
مترجم:ف. ال احمد
