سوسپانسیون
پیویسی (PVC) گرید سوسپانسیونی یکی از پرکاربردترین پلیمرهای ترموپلاستیک است که از طریق فرآیند پلیمریزاسیون تعلیقی تولید میشود. این روش منجر به تولید ذرات ریز و روان میشود که میتوانند برای تولید محصولات متنوعی مورد استفاده قرار گیرند. پیویسی سوسپانسیونی (S-PVC) به دلیل تطبیقپذیری بالا، مقاومت شیمیایی، دوام و مقرونبهصرفه بودن، به انتخابی محبوب در بسیاری از صنایع تبدیل شده است.
ساختار
پیویسی (PVC) گرید سوسپانسیونی یک پلیمر ترموپلاستیک است که از طریق فرآیند پلیمریزاسیون تعلیقی تولید میشود. در این روش، مونومر وینیل کلراید (VCM) با کمک عوامل تعلیقکننده در آب پراکنده شده و با استفاده از آغازگرهای رادیکال آزاد پلیمریزه میشود. رزین PVC حاصل از این فرآیند شامل ذرات ریز، متخلخل و روان با وزن مولکولی نسبتاً بالا است که آن را برای طیف گستردهای از کاربردها مناسب میسازد. ساختار این پلیمر عمدتاً از واحدهای تکراری وینیل کلراید (–CH₂–CHCl–) تشکیل شده که زنجیرهای خطی با درجات مختلف پلیمریزاسیون ایجاد میکنند. پیویسی گرید سوسپانسیونی در تولید لولهها، اتصالات، فیلمها، ورقها، محصولات سخت و انعطافپذیر مورد استفاده قرار میگیرد، زیرا استحکام مکانیکی، دوام و مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارد. ویژگیهایی مانند اندازه ذرات، تخلخل و چگالی تودهای با کنترل شرایط پلیمریزاسیون تنظیم میشود که باعث میشود این ماده برای کاربردهای صنعتی مختلف قابل تطبیق باشد.
ویژگیها
پیویسی سوسپانسیونی دارای ترکیبی از خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی عالی است که آن را برای کاربردهای صنعتی بسیار مناسب میسازد. این ماده بهصورت پودری سفید و روان ظاهر میشود که چگالی تودهای آن در محدوده ۰.۴۵ تا ۰.۶۵ گرم بر سانتیمتر مکعب و اندازه ذرات آن معمولاً بین ۵۰ تا ۲۵۰ میکرون است.
✔ تخلخل بالا – به دلیل جذب بهتر نرمکنندهها، برای تولید محصولات سخت و انعطافپذیر مناسب است.
✔ استحکام کششی خوب – معمولاً بین ۴۰ تا ۶۰ مگاپاسکال است و دارای مقاومت ضربهای متوسط تا بالا است که میتوان با افزودنیها آن را بهبود داد.
✔ مقاومت شیمیایی بالا – در برابر اسیدها، بازها و بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم بوده و در محیطهای سخت دوام بالایی دارد.
✔ جذب آب کم – باعث پایداری ابعادی بالا و عملکرد مناسب در محیطهای مرطوب میشود.
✔ مقاومت پایین در برابر اشعه UV – در برابر نور خورشید تخریب شده و شکننده میشود، اما با افزودن پایدارکنندههای UV میتوان این مشکل را کاهش داد.
به دلیل این خواص منحصربهفرد، پیویسی گرید سوسپانسیونی برای تولید لولهها، پروفیلها، فیلمها و طیف وسیعی از محصولات سخت و انعطافپذیر ایدهآل است.
کاربردها
✅ صنعت ساختمان – لولهها، اتصالات، پروفیلهای پنجره، دربها، ورقهای سقف
✅ صنعت بستهبندی – فیلمها، ورقها، بطریها
✅ صنعت خودروسازی – تریم داخلی خودرو، داشبورد، عایق سیمها
✅ بخش پزشکی – لولههای پزشکی، کیسههای خون، محفظههای IV
✅ کاربردهای الکتریکی – عایقبندی کابلها، روکشها
مزایا
✔ دوام و استحکام بالا – برای استفاده طولانیمدت ایدهآل است.
✔ مقاومت شیمیایی عالی – در برابر اسیدها، بازها و روغنها مقاوم است.
✔ مقرونبهصرفه – نسبت به بسیاری از پلیمرهای دیگر هزینه تولید کمتری دارد.
✔ جذب آب کم – باعث پایداری ابعادی بالا در شرایط مرطوب میشود.
✔ قابلیت پردازش آسان – میتوان آن را بهراحتی قالبگیری، اکسترود و شکلدهی کرد.
✔ قابلیت سفارشیسازی – با استفاده از افزودنیها میتوان ویژگیهای آن را تغییر داد.
معایب
✘ تخریب در برابر اشعه UV – در معرض نور خورشید شکننده میشود و نیاز به پایدارکنندههای UV دارد.
✘ انتشار گازهای سمی – در هنگام سوختن، گازهای مضر (مانند HCl) آزاد میکند.
✘ ملاحظات بهداشتی – برخی نرمکنندههای مورد استفاده در PVC انعطافپذیر ممکن است خطرات بهداشتی داشته باشند.
✘ غیرقابلتجزیه بودن – از نظر زیستمحیطی چالشهایی در بازیافت و دفع ضایعات ایجاد میکند.
✘ محدودیت در دماهای بالا – در برابر گرمای شدید تغییر شکل میدهد و مقاومت حرارتی بالایی ندارد.
نتیجهگیری:
پیویسی گرید سوسپانسیونی به دلیل دوام بالا، مقاومت شیمیایی عالی و هزینه پایین، مادهای ایدهآل برای کاربردهای ساختمانی، بستهبندی، خودروسازی، پزشکی و الکتریکی محسوب میشود. با این حال، نیاز به پایدارکنندههای UV، مشکلات زیستمحیطی و انتشار گازهای سمی در دماهای بالا از جمله محدودیتهای آن هستند که باید در نظر گرفته شوند.
قالب گیری دمشی
انواع قالبگیری دمشی
قالبگیری دمشی با اکستروژن مداوم (EBM)
فرایند:- پلاستیک مذاب به طور مداوم به صورت لولهای (پریسون) خارج میشود.
- یک قالب اطراف پریسون بسته میشود و آن را با هوا باد میکند.
- قطعه خنک شده و جامد میشود و سپس از قالب خارج میشود.
قالبگیری دمشی با اکستروژن مداوم متناوب (EBM)
انواع:- سیستم پیچ متناوب: پیچ به جلو و عقب حرکت میکند تا پلاستیک را جمع کرده و سپس آن را به قالب منتقل کند.
- سیستم سر جمعکننده: پلاستیک در یک جمعکننده ذخیره میشود و سپس به صورت یکجا به قالب منتقل میشود.
قالبگیری دمشی تزریقی (IBM)
فرایند:- ابتدا پلاستیک به صورت تزریقی به یک پیشفرم (شکل لولهای کوچک با گردن تمامشده) تبدیل میشود.
- پیشفرم سپس به قالب دمشی منتقل شده و باد میشود.
- شکل نهایی تشکیل شده، خنک شده و از قالب خارج میشود.
قالبگیری دمشی کششی تزریقی (ISBM)
فرایند:- مشابه با IBM است، اما شامل یک مرحله کشش قبل از باد کردن است تا استحکام و وضوح بهبود یابد.
- پیشفرم دوباره گرم شده، طولی کشیده شده و سپس به شکل نهایی دمیده میشود.
قالبگیری دمشی کششی اکستروژن (ESBM)
فرایند:- یک پریسون از پلاستیک اکسترود شده و در قالب بسته میشود.
- پریسون ابتدا به صورت محوری (طولی) و شعاعی (بیرون) کشیده میشود و سپس باد میشود.
مزایای قالبگیری دمشی
- تولید مقرون به صرفه: هزینه تولید پایین به خصوص در تولیدات انبوه.
- بهرهوری بالا و تولید سریع: زمان تولید کم و امکان تولید با سرعت بالا.
- توانایی تولید اشکال پیچیده: امکان تولید قطعات با اشکال مختلف و پیچیده.
- محصولات سبک و بادوام: قطعات تولید شده سبک و مقاوم در برابر ضربه هستند.
- استفاده از مواد متنوع: امکان استفاده از انواع مواد برای تولید قطعات.
- مناسب برای محصولات کوچک و بزرگ: قابلیت تولید قطعات در اندازههای مختلف.
معایب قالبگیری دمشی
- محدود به اشکال توخالی: تنها میتوان اشکال توخالی تولید کرد.
- هزینههای اولیه بالای تجهیزات و قالب: هزینه راهاندازی تجهیزات و قالبها بالا است.
- ضخامت دیوار نامتعارف: ممکن است ضخامت دیوارهها یکنواخت نباشد.
- درزها و نقاط استرس ضعیف: درزها و نقاط استرس در قطعات ممکن است ضعیف باشد.
- دقت کمتر در مقایسه با قالبگیری تزریقی: دقت کمتری نسبت به قالبگیری تزریقی دارد.
- مصرف انرژی بالا: مصرف انرژی بالا در این فرایند وجود دارد.
کاربردهای قالبگیری دمشی
- صنعت بستهبندی: بطریها برای نوشیدنیها، لوازم آرایشی، داروسازی و محصولات خانگی.
- صنعت خودروسازی: مخزنهای سوخت، داکتهای هوا، مخازن مایع شوینده و مخازن خنککننده.
- ذخیرهسازی صنعتی و شیمیایی: بشکهها، مخازن IBC و بطریهای اسپری.
- صنعت پزشکی و داروسازی: بطریهای IV، ظروف دارویی و محفظههای دستگاههای تشخیص.
- کالاهای مصرفی: اسباببازیها، قطعات مبلمان، بطریهای آب و ظروف مواد شوینده.
- صنعت ساختمانسازی: مخازن آب، مخازن سپتیک، لولهها و کانالها.
- صنعت کشاورزی: ظروف سموم و کودها، آبیاری و قطعات تجهیزات آبیاری.
قالبگیری چرخشی
انواع قالبگیری چرخشی
- قالبگیری چرخشی مدل Clamshell
- از یک دستگاه تکدستگاهی با کوره و اتاق خنککننده ترکیب شده استفاده میشود.
- مناسب برای تولیدات کوچک یا نمونهسازی.
- کمتر کارآمد از دستگاههای چنددستگاهی اما فضای کمتری نیاز دارد.
- قالبگیری چرخشی مدل Rock and Roll
- طراحی شده برای تولید محصولات بلند و باریک مانند کایاکها و قایقها.
- قالب در یک محور میچرخد و در محور دیگری به جلو و عقب میرود.
- ایدهآل برای ساخت قطعات بزرگ و کشیده با ضخامت دیواره یکنواخت.
- قالبگیری چرخشی مدل Shuttle
- دارای دو بازو است که بین ایستگاههای حرارتدهی و خنککنندگی جابهجا میشوند.
- امکان قالبگیری و خنکسازی همزمان را فراهم میآورد و کارایی تولید را افزایش میدهد.
- مناسب برای تولیدات مقیاس متوسط تا بزرگ.
- قالبگیری چرخشی مدل Vertical
- از یک سیستم چرخشی عمودی به جای محور افقی سنتی استفاده میشود.
- کنترل بیشتری روی توزیع مواد فراهم میآورد.
- کمتر رایج است اما برای کاربردهای خاصی که نیاز به کنترل دقیق ضخامت دارند، مفید است.
- قالبگیری چرخشی مدل Carousel
- رایجترین و کارآمدترین نوع، معمولاً دارای سه تا چهار بازو.
- قالبها به طور مداوم بین ایستگاههای بارگذاری، حرارتدهی، خنککنندگی و تخلیه حرکت میکنند.
- ایدهآل برای تولیدات با حجم بالا و تولیدات مقیاس بزرگ.
مزایای قالبگیری چرخشی
- ابزار با هزینه پایین – هزینه قالبها نسبت به قالبگیری تزریقی یا قالبگیری بادی ارزانتر است.
- ضخامت یکنواخت دیوارهها – تضمین میکند که توزیع مواد یکنواخت بوده و نقاط ضعیف وجود ندارد.
- ساختارهای بدون درز و توخالی – قطعات یکتکه بدون درز یا جوش تولید میکند.
- انعطافپذیری در طراحی – امکان تولید اشکال پیچیده، شیارها و ویژگیهای یکپارچه را فراهم میآورد.
- محصولات قوی و بادوام – مقاومت بالای ضربه با گوشههای تقویت شده.
- محدوده وسیعی از مواد – میتوان از پلیاتیلن (PE)، پلیپروپیلن (PP) و نایلون استفاده کرد.
- کمترین ضایعات مواد – پلاستیک اضافی میتواند بازیافت و مجدداً استفاده شود.
- قابلیت تولید قطعات بزرگ – ایدهآل برای ساخت مخازن، ظروف و محصولات پلاستیکی بزرگ.
- فرآیند ثابت و قابل تکرار – تضمین یکنواختی در تولید انبوه.
- فرآیند دوستدار محیطزیست – مصرف انرژی پایینتر و مواد قابل بازیافت.
معایب قالبگیری چرخشی
- زمانهای چرخه طولانیتر – این فرآیند نسبت به قالبگیری تزریقی یا بادی کندتر است.
- هزینه بالای مواد – محدود به ترموپلاستیکهای خاص که ممکن است گرانتر باشند.
- محدودیت در قطعات توخالی – برای قطعات جامد یا قطعات کوچک با جزئیات زیاد مناسب نیست.
- دقت و تحمل پایینتر – دقت کمتری در کنترل ابعاد نسبت به قالبگیری تزریقی.
- محدودیت در اتوماسیون – فرآیند بیشتری نیاز به نیروی کار دارد که منجر به افزایش هزینههای تولید در تولیدات بزرگ میشود.
- محدودیت در ظاهر سطحی – ممکن است نیاز به پردازش پس از تولید برای سطح صاف یا براق باشد.
- کارایی پایینتر تولید – به دلیل زمانهای طولانیتر چرخه، برای تولیدات با حجم بالا مناسب نیست.
- نیاز به دیوارههای ضخیمتر برای استحکام – قطعات دیواره نازک ممکن است قدرت لازم را نداشته باشند.
- زمان خنکسازی طولانی – مدت زمان خنکسازی طولانیتر باعث افزایش زمان تولید کلی میشود.
کاربردهای قالبگیری چرخشی
- مخازن ذخیرهسازی – مخازن آب، مخازن سوخت و ظروف ذخیرهسازی مواد شیمیایی.
- قطعات خودرویی – مخازن سوخت، مجاری هوا، گلگیرها و سرپوشها.
- ظروف صنعتی – سطلها، هاپرها و ظروف حمل و نقل.
- تجهیزات پارک ها – سرسرهها، سازههای صعودی و وسایل بازی بیرونی.
- مبلمان – صندلیهای پلاستیکی مدرن، میزها و اقلام تزئینی.
- صنعت دریایی و قایقرانی – کایاکها، قایقها، شناورها و لنگرگاهها.
- تجهیزات پزشکی – محفظهها، پوششها و دستگاههای پشتیبانی بیماران.
- محصولات کشاورزی – سطلهای ذخیرهسازی خوراک دام، تشتهای آب و مخازن آبیاری.
- لوازم ورزشی – کلاه ایمنی، مخروطها و پوششهای حفاظتی.
- ایمنی جادهای و ترافیک – موانع، مخروطهای ترافیکی و علامتهای جادهای.
- کالاهای مصرفی – کولرها، جعبه ابزارها.