(COPE)/(TPEE) کوپلی استرهای ترموپلاستیک
کوپلی‌استرهای ترموپلاستیک (COPE) که با نام الاستومرهای پلی‌استری ترموپلاستیک (TPEE) نیز شناخته می‌شوند، نوعی از الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) هستند که خواص مکانیکی پلاستیک‌های مهندسی را با انعطاف‌پذیری لاستیک ترکیب می‌کنند. این مواد از بخش‌های سخت بلوری پلی‌استری وبخش‌های نرم آمورف تشکیل شده‌اند، که تعادل بین استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت شیمیایی را فراهم می‌کنند.
ویژگی‌ها
کوپلی‌استرهای ترموپلاستیک (COPE) با ترکیب استحکام مکانیکی پلاستیک‌های مهندسی و انعطاف‌پذیری و خاصیت ارتجاعی لاستیک‌ها، عملکرد منحصربهفردی را ارائه می‌دهند.
✅ خاصیت ارتجاعی بالا – پس از تغییر شکل به حالت اولیه بازمی‌گردد.
✅ استحکام کششی و دوام زیاد – مقاومت بالا در برابر تنش‌های مکانیکی.
✅ مقاومت شیمیایی عالی – در برابر حلال‌ها، روغن‌ها و مواد شیمیایی صنعتی مقاوم است.
✅ پایداری حرارتی بالا – عملکرد مناسب در دماهای بالا و مقاومت در برابر پیری حرارتی.
✅ انعطاف‌پذیری در دماهای پایین – حفظ خواص در دماهای سرد.
✅ مقاومت در برابر سایش و ضربه – طول عمر بالا در کاربردهای پرتنش.
✅ فرآوری آسان – قابلیت قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و قالب‌گیری بادی را دارد.
ساختار
ساختار کوپلی‌استرهای ترموپلاستیک (COPE) شامل بخش‌های سخت و نرم متناوب است.
🔹 بخش‌های نرم: معمولاً از پلی‌اتر یا پلی‌استر آلیفاتیک تشکیل شده‌اند و خاصیت انعطاف‌پذیری و کشسانی را فراهم می‌کنند.
🔹 بخش‌های سخت: شامل بلوک‌های پلی‌استری بلوری هستند که استحکام مکانیکی، مقاومت حرارتی و دوام را بهبود می‌بخشند.
این ساختار کوپلیمر بلوکی باعث ایجاد خواص مکانیکی عالی مانند مقاومت کششی بالا، مقاومت در برابر ضربه و تحمل خستگی مکانیکی می‌شود. پیوندهای استری در بخش سخت، مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی را افزایش داده و بخش نرم، انعطاف‌پذیری در دماهای پایین را تضمین می‌کند.
کاربردها
🔹 صنعت خودروسازی: مجاری هوا، پوشش‌های سیم، گردگیرهای CVJ، بلوزها، واشرها و آب‌بندها با مقاومت حرارتی و شیمیایی بالا.
🔹 صنایع صنعتی و مکانیکی: تسمه‌های نقاله، شیلنگ‌ها، درزگیرها و ضربه‌گیرها با دوام و انعطاف‌پذیری عالی.
🔹 کالاهای مصرفی: کفی کفش، تجهیزات ورزشی و قطعات انعطاف‌پذیر گوشی‌های هوشمند با استحکام بالا و راحتی مناسب.
🔹 الکترونیک و برق: عایق کابل، اتصالات و پوشش‌های محافظ با خواص دی‌الکتریک برتر.
🔹 تجهیزات پزشکی: لوله‌های پزشکی، کاتترها و دستگیره‌های نرم با زیست‌سازگاری و مقاومت در برابر استریل شدن.
مزایای COPE
✔ خاصیت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری بالا – حفظ شکل و انعطاف‌پذیری تحت فشار.
✔ مقاومت حرارتی عالی – عملکرد بهتر در دماهای بالا نسبت به سایر TPEها.
✔ استحکام مکانیکی برتر – استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه و تحمل خستگی مکانیکی بالا.
✔ مقاومت شیمیایی خوب – در برابر روغن‌ها، حلال‌ها و بسیاری از مواد شیمیایی صنعتی مقاوم است.
✔ دامنه گسترده فرآوری – قابلیت قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و قالب‌گیری بادی.
✔ قابلیت بازیافت – گزینه‌ای سازگار با محیط‌زیست در مقایسه با الاستومرهای ترموست.
معایب COPE
✖هزینه بالا – گران‌تر از سایر الاستومرهای ترموپلاستیک (TPEها).
✖ انعطاف‌پذیری محدود در دماهای بسیار پایین – ممکن است در دماهای بسیار سرد نسبت به TPU انعطاف کمتری داشته باشد.
✖ جذب رطوبت – نیاز به خشک کردن قبل از فرآوری برای جلوگیری از نقص در تولید.
✖ چالش‌های فرآوری – نیاز به کنترل دقیق دما در قالب‌گیری و اکستروژن.
(TPO) پلی اولفین های ترموپلاستیک
ترموپلاستیک پلی‌اولفین‌ها (TPO) نوعی از الاستومرهای ترموپلاستیک بر پایه پلی‌اولفین هستند که خواص پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌اتیلن (PE) و الاستومرها را ترکیب می‌کنند. این مواد به دلیل دوام، انعطاف‌پذیری، مقاومت شیمیایی و سهولت در فرآوری، در صنایع مختلف به طور گسترده استفاده می‌شوند.
ساختار
ترموپلاستیک پلی‌اولفین‌ها (TPOs) دارای یک ساختار پلیمری ناهمگن هستند که از یک ماتریس نیمه‌بلوری پلی‌پروپیلن (PP) تشکیل شده و با نواحی الاستومری آمورف، معمولاً شامل اتیلن-پروپیلن-داین مونومر (EPDM) یا لاستیک اتیلن-پروپیلن (EPR)، ترکیب می‌شود. جزء پلی‌پروپیلن استحکام، پایداری حرارتی و سختی را تأمین می‌کند، در حالی که فاز الاستومری انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر ضربه و استحکام را افزایش می‌دهد. برخلاف کوپلیمرها، TPOs یک میکروساختار فاز جداگانه را حفظ می‌کنند که در آن ذرات لاستیک درون ماتریس PP پراکنده شده‌اند، بدون اینکه به‌طور شیمیایی به آن متصل شوند. این ساختار باعث می‌شود TPOها ترموپلاستیک باقی بمانند، به این معنی که می‌توان آن‌ها را ذوب و دوباره فرآوری کرد بدون اینکه دچار پیوندهای شیمیایی دائمی شوند. علاوه بر این، پرکننده‌هایی مانند تالک، الیاف شیشه یا دوده می‌توانند برای بهبود خواصی مانند سختی و دوام به فرمولاسیون آن‌ها اضافه شوند. تعادل بین نواحی بلوری PP و فاز الاستومری آمورف باعث می‌شود که TPOها ترکیبی منحصربهفرد از استحکام، انعطاف‌پذیری و قابلیت بازیافت داشته باشند، که آن‌ها را برای استفاده در قطعات خودرو، غشاهای سقفی و مواد بسته‌بندی انعطاف‌پذیر ایده‌آل می‌کند.
ویژگی‌ها
ترموپلاستیک پلی‌اولفین‌ها (TPOs) دارای ترکیبی منحصر به فرد از خواص مکانیکی، حرارتی، شیمیایی و الکتریکی هستند که آن‌ها را برای کاربردهای گوناگون بسیار مناسب می‌سازد. از نظر مکانیکی، این مواد مقاومت بالایی در برابر ضربه، انعطاف‌پذیری مناسب و سختی متوسط دارند که به دلیل ترکیب یک ماتریس نیمه‌بلوری پلی‌پروپیلن (PP) با اجزای الاستومری مانند لاستیک اتیلن-پروپیلن (EPR) یا EPDM حاصل می‌شود. همچنین، این مواد مقاومت بسیار خوبی در برابر پارگی و سایش دارند و برای محیط‌های سخت مناسب هستند. از نظر حرارتی، TPOها می‌توانند دماهای تا 120–140 درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند، در حالی که نقطه ذوب نسبتا پایینی (~165 درجه سانتی‌گراد برای فاز PP) دارند که امکان فرآوری آسان آن‌ها را از طریق تزریق، اکستروژن و ترموفرمینگ فراهم می‌کند. از نظر شیمیایی، آن‌ها در برابر روغن‌ها، گریس‌ها، حلال‌ها، اسیدها و بازها مقاوم هستند. علاوه بر این، با تثبیت مناسب، در برابر اشعه ماورای بنفش (UV) و شرایط آب و هوایی مقاوم هستند که باعث می‌شود برای کاربردهای فضای باز مانند قطعات بیرونی خودرو و سازه‌های ساختمانی مناسب باشند. همچنین، این مواد جذب آب کمی دارند که باعث پایداری ابعادی در محیط‌های مرطوب می‌شود. از نظر الکتریکی، آن‌ها به عنوان عایق‌های مناسبی عمل می‌کنند و در برخی از کاربردهای سیم و کابل مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به ماهیت ترموپلاستیک آن‌ها، قابلیت ذوب و تغییر شکل دارند که آن‌ها را نسبت به لاستیک‌های ترموست سنتی، دوستدار محیط زیست‌تر می‌کند. علاوه بر این، TPOها سبک هستند که این امر باعث افزایش کارایی سوخت در صنعت خودروسازی و کاهش هزینه‌های مواد می‌شود. این ویژگی‌های ترکیبی باعث می‌شود که TPOها برای ساخت سپر خودرو، بسته‌بندی انعطاف‌پذیر، کالاهای مصرفی و مصالح ساختمانی ایده‌آل باشند.
کاربردهای ترموپلاستیک پلی‌اولفین‌ها
صنعت خودروسازی:
- سپرها و تزئینات خارجی
- پانل‌های داخلی و اجزای داشبورد
- نوارهای آب‌بندی و پوشش‌های زیر بدنه
- قطعات سبک‌وزن ساختاری برای افزایش بهره‌وری سوخت
صنعت ساختمان و بام‌سازی:
- غشاهای سقفی TPO (ضدآب و مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش)
- مواد ساختمانی انعطاف‌پذیر و پوشش‌های نما
- نوارهای آب‌بندی پنجره و درب
کالاهای مصرفی:
- تجهیزات ورزشی (مانند دستگیره‌های نرم و تجهیزات محافظتی)
- قطعات پزشکی (به دلیل مقاومت شیمیایی بالا)
- لوازم خانگی مانند جعبه‌های ذخیره‌سازی و قطعات مبلمان
صنعت بسته‌بندی:
- ظروف مواد غذایی سخت و انعطاف‌پذیر
- راه‌حل‌های بسته‌بندی صنعتی
الکترونیک و برق:
- عایق‌بندی سیم و کابل
- پوشش‌های محافظتی برای دستگاه‌ها
مزایای ترموپلاستیک پلی‌اولفین‌ها
✔ مقاومت بالای ضربه‌ای – به خوبی تنش‌های مکانیکی و ضربات را جذب می‌کند
✔ انعطاف‌پذیر و در عین حال مقاوم – تعادل بین خاصیت ارتجاعی و استحکام ساختاری
✔ مقاومت عالی در برابر شرایط آب‌وهوایی و اشعه UV – ایده‌آل برای کاربردهای فضای باز
✔ مقاومت خوب در برابر مواد شیمیایی و آب – در برابر روغن‌ها، حلال‌ها و رطوبت مقاوم است
✔ سبک‌وزن – کاهش هزینه‌های مواد و بهبود بهره‌وری سوخت در وسایل نقلیه
✔ فرآوری و قالب‌گیری آسان – قابل پردازش از طریق تزریق، اکستروژن و ترموفرمینگ
✔ ترموپلاستیک و قابل بازیافت – امکان بازیافت و استفاده مجدد، گزینه‌ای سازگار با محیط زیست
✔ مقرون‌به‌صرفه – هزینه تولید کمتر نسبت به لاستیک‌های ترموست
معایب ترموپلاستیک پلی‌اولفین‌ها
✖ محدودیت در مقاومت حرارتی – تنها تا دمای حدود 120–140 درجه سانتی‌گراد قابل استفاده است و برای کاربردهای دما بالا مناسب نیست
✖ سختی کمتر نسبت به برخی از پلاستیک‌ها – ممکن است برای استحکام ساختاری به تقویت‌کننده‌هایی مانند الیاف شیشه نیاز داشته باشد
✖ محدودیت در کیفیت سطحی – ممکن است نیاز به پوشش‌ها یا اصلاحات سطحی برای بهبود ظاهر داشته باشد
✖ چسبندگی دشوار با چسب‌ها – به دلیل انرژی سطحی پایین، به تکنیک‌های چسباندن خاصی نیاز دارد
✖ ممکن است در شرایط سرمای شدید شکننده شود – برخی فرمولاسیون‌ها ممکن است در دماهای بسیار پایین انعطاف‌پذیری خود را از دست بدهند
(TPS) کوپلیمرهای بلوک استایرنیک
کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) نوعی الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) هستند که از بخش‌های متناوب سخت و نرم تشکیل شده‌اند. بخش‌های سخت از پلی‌استایرن (PS) ساخته شده‌اند، در حالی که بخش‌های نرم شامل الاستومرهایی مانند پلی‌بوتادین (PB) یا پلی‌ایزوپرن (PI) هستند. این ساختار، به مواد TPS خاصیت کشسانی لاستیک را می‌دهد، در حالی که فرآیندپذیری آسان ترموپلاستیک‌ها را حفظ می‌کند.
ساختار
کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) دارای ساختار فاز جدا شده‌ای هستند که از بخش‌های متناوب سخت و نرم تشکیل شده‌اند. بخش‌های سخت شامل نواحی پلی‌استایرن (PS) هستند که استحکام، سختی و پایداری حرارتی را فراهم می‌کنند، در حالی که بخش‌های نرم از مواد الاستومری مانند پلی‌بوتادین (PB)، پلی‌ایزوپرن (PI) یا اتیلن-بوتیلن (EB) تشکیل شده‌اند که به انعطاف‌پذیری و کشسانی کمک می‌کنند. این کوپلیمرهای بلوکی یک شبکه اتصال فیزیکی ایجاد می‌کنند، به طوری که بلوک‌های پلی‌استایرن به صورت نواحی مجزا تجمع می‌یابند و به عنوان نقاط اتصال فیزیکی عمل می‌کنند، در حالی که بخش‌های لاستیکی به طور مداوم کشیده شده و خاصیت ارتجاعی ایجاد می‌کنند. این ساختار منحصربهفرد باعث می‌شود TPSها در دمای محیط مانند الاستومرهای ترموست رفتار کنند اما با گرم شدن، نرم شده و جریان پیدا کنند، که آن‌ها را به طور کامل ترموپلاستیک و قابل بازیافت می‌کند. جدایش فازی بین بخش‌های پلی‌استایرن و الاستومری، ترکیبی از استحکام، انعطاف‌پذیری و قابلیت پردازش را به TPS می‌بخشد و آن را برای کاربردهایی که نیاز به دوام و احساس نرم دارند، مناسب می‌سازد.
ویژگی‌ها
کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) به دلیل ساختار فاز جدا شده، ترکیبی منحصربهفرد از خاصیت کشسانی، استحکام و قابلیت پردازش را ارائه می‌دهند. این مواد دارای انعطاف‌پذیری عالی و خاصیت ارتجاعی مشابه لاستیک هستند، به طوری که بدون تغییر شکل دائمی، کشیده شده و به حالت اولیه بازمی‌گردند. از نظر مکانیکی، استحکام کششی و مقاومت به ضربه بالایی دارند که آن‌ها را برای کاربردهای مختلف بادوام می‌سازد. مواد TPS دارای مقاومت حرارتی متوسطی هستند و معمولاً در دماهای زیر ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد خوبی دارند. همچنین در برابر بسیاری از روغن‌ها، گریس‌ها و مواد شیمیایی مقاوم هستند که باعث افزایش پایداری آن‌ها در محیط‌های چالش‌برانگیز می‌شود. این مواد دارای چسبندگی بالایی به سایر مواد هستند و برای کاربردهای روکش‌گیری (Overmolding) مناسب هستند. برخلاف لاستیک‌های ترموست، TPSها ترموپلاستیک هستند، به این معنی که می‌توان آن‌ها را ذوب، تغییر شکل داده و چندین بار بازیافت کرد، که باعث افزایش بهره‌وری تولید و پایداری زیست‌محیطی می‌شود. همچنین احساس نرمی روی سطح ایجاد می‌کنند و برای دستگیره‌ها، ابزارها و سایر کاربردهای ارگونومیک ایده‌آل هستند. علاوه بر این، TPS دارای مقاومت خوبی در برابر شرایط جوی است و در برخی فرمولاسیون‌ها مانند SEBS، پایداری بالاتری در برابر اشعه UV و اکسیداسیون دارد. این ویژگی‌های ترکیبی باعث شده TPS در صنایع خودروسازی، پزشکی، کالاهای مصرفی و چسب‌ها به طور گسترده استفاده شود.
کاربردها
-
صنعت خودروسازی
- قطعات داخلی با پوشش نرم (داشبورد، پانل‌های درب)
- درزگیرها، گسکت‌ها و ضربه‌گیرها
- پدهای ضدلغزش و پوشش‌های محافظ
-
کالاهای مصرفی
- دسته‌ها و دستگیره‌های ابزار، مسواک و تیغ اصلاح
- تجهیزات ورزشی، زیره کفش و لوازم محافظتی
- بسته‌بندی انعطاف‌پذیر و فیلم‌های کششی
-
کاربردهای پزشکی
- لوله‌های پزشکی و پیستون‌های سرنگ
- تجهیزات پزشکی با روکش نرم
- قطعات انعطاف‌پذیر و زیست‌سازگار
-
چسب‌ها و درزگیرها
- چسب‌های فشاری (PSA)
- چسب‌های مذاب داغ برای بسته‌بندی و صنایع کفش
-
الکترونیک و برق
- پوشش‌های محافظ برای دستگاه‌های الکترونیکی
- عایق‌بندی سیم و کابل
مزایا
✔ انعطاف‌پذیری و کشسانی بالا – خاصیت کشسانی شبیه لاستیک را فراهم می‌کند.
✔ استحکام بالا در برابر ضربه و کشش – دوام و مقاومت سایشی را افزایش می‌دهد.
✔ ماهیت ترموپلاستیک – قابلیت ذوب، تغییر شکل و بازیافت آسان.
✔ ایجاد احساس نرم روی سطح – ایده‌آل برای دستگیره‌های ارگونومیک و روکش‌گیری.
✔ چسبندگی عالی به مواد مختلف – مناسب برای کاربردهای چند‌لایه و چند‌ماده‌ای.
✔ مقاوم در برابر روغن‌ها، گریس‌ها و مواد شیمیایی – عملکرد پایدار در محیط‌های سخت.
✔ وزن سبک – کاهش هزینه مواد و بهبود کارایی انرژی.
✔ مقاومت خوب در برابر شرایط جوی و اشعه UV – برخی فرمولاسیون‌ها مانند SEBS، دوام بیشتری در برابر نور خورشید دارند.
✔ فرآیندپذیری آسان – قابل استفاده در روش‌های قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و قالب‌گیری بادی.
معایب
✘ محدودیت دمایی – عملکرد ضعیف در دماهای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد.
✘ استحکام کمتر نسبت به برخی پلاستیک‌ها – ممکن است برای کاربردهای سازه‌ای نیاز به تقویت داشته باشد.
✘ احتمال چسبناک شدن در دماهای بالا – برخی گریدها ممکن است در دماهای بالا نرم شده و شکل خود را از دست بدهند.
✘ هزینه بالاتر نسبت به پلاستیک‌های استاندارد – گران‌تر از پلیمرهای رایج مانند پلی‌پروپیلن (PP) و پلی‌اتیلن (PE).
✘ محدودیت در تحمل بار سنگین – برای کاربردهای مکانیکی سنگین مناسب نیست.
کوپلیمرهای بلوکی استایرنی (TPS) به دلیل ترکیب منحصربهفردی از انعطاف‌پذیری، فرآیندپذیری، مقاومت به سایش و حس نرم، در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند و یکی از مهم‌ترین مواد در تولید محصولات نرم و الاستومری هستند.
آکریلونیتریل بوتادین استایرن
ساختار
ABS شامل زنجیره‌ای بلند از پلی‌بوتادیِن است که با زنجیره‌های کوتاه‌تری از پلی‌استایرن-کو-آکریلونیتریل درهم آمیخته شده‌اند.خواص
ترکیب پلیمرها ویژگی‌های خاصی به ABS می‌دهد که آن را برای کاربردهای مختلف بسیار مطلوب می‌سازد. مولفه آکریلونیتریل به مقاومت شیمیایی و حرارتی ماده کمک می‌کند، در حالی که مولفه بوتادیِن به استحکام ضربه‌ای و استحکام آن افزوده و آن را مستحکم‌تر می‌کند. در نهایت، مولفه استایرن سختی و فرآیندپذیری ABS را افزایش می‌دهد. مقاومت کششی ABS بین 30 تا 60 مگاپاسکال (MPa) است که استحکام ساختاری و توانایی تحمل بار را تضمین می‌کند. همچنین مواد ABS مقاومت خوبی در برابر طیف وسیعی از مواد شیمیایی، از جمله اسیدها، قلیاها و حلال‌های مختلف دارند.کاربردها
- صنعت خودروسازی: ABS به طور گسترده‌ای در صنعت خودروسازی برای تولید اجزای داخلی و خارجی خودرو استفاده می‌شود. مقاومت عالی در برابر ضربه، دوام بالا و سهولت پردازش این ماده را برای کاربردهایی مانند پنل‌های داشبورد، تریم درها، دستگیره‌های داخلی و قطعات بدنه خارجی مناسب می‌سازد.
- کالاهای مصرفی: این ماده به طور معمول برای تولید لوازم خانگی مانند جاروبرقی، لوازم آشپزخانه و سیستم‌های سرگرمی خانگی استفاده می‌شود. استحکام، مقاومت در برابر ضربه و خواص عایق الکتریکی ABS آن را برای این کاربردها مناسب می‌سازد.
- پزشکی و بهداشت: مواد ABS به طور فزاینده‌ای در بخش پزشکی و بهداشت مورد استفاده قرار می‌گیرند. سازگاری زیستی، سهولت استریل‌سازی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی، این ماده را برای کاربردهایی مانند محفظه‌های تجهیزات پزشکی، دستگیره‌ها و سینی‌ها مناسب می‌سازد. پایداری ابعادی و دوام ABS تضمین می‌کند که دستگاه‌های پزشکی بتوانند در برابر فرآیندهای استریل مکرر بدون کاهش عملکرد مقاومت کنند.
- صنعتی و تولیدی: مواد ABS در صنایع و تولیدات مختلف کاربردهای زیادی دارند. این مواد معمولاً برای تولید تجهیزات حفاظتی، دسته‌های ابزار، قطعات ماشین‌آلات و محفظه‌های ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شوند. خواص مکانیکی عالی مانند مقاومت در برابر ضربه و پایداری ابعادی ABS آن را برای محیط‌های صنعتی سخت و دشوار مناسب می‌سازد.
مزایا
- هزینه‌های تولید معقول
- قابلیت تحمل گرما و سرمای متعدد
- مناسب برای بازیافت
- مقاومت بالا در برابر ضربه
- مقاومت شیمیایی
- استحکام و سختی بالا
معایب
- اشتعال‌پذیری
- مقاومت ضعیف در برابر شرایط جوی
- مقاومت حرارتی محدود
اتیلن وینیل استات / کوپلیمرهای VAC (EVA)
اتیلن وینیل استات (EVA) یک کوپلیمر متشکل از اتیلن و وینیل استات (VAC) است. ویژگی‌های EVA بسته به نسبت این دو ترکیب متغیر است، به‌طوری که مقدار وینیل استات معمولاً بین 1٪ تا 40٪ وزنی متغیر می‌باشد.
ساختار
اتیلن وینیل استات (EVA) یک کوپلیمر متشکل از مونومرهای اتیلن و وینیل استات است که ساختار آن شامل توزیع تصادفی واحدهای وینیل استات در یک زنجیره اصلی مشابه پلی‌اتیلن می‌باشد. نسبت وینیل استات در کوپلیمر تأثیر قابل‌توجهی بر ویژگی‌های آن دارد؛ به‌طوری که در مقادیر کمتر از 10٪، EVA ساختاری سخت و مشابه پلی‌اتیلن دارد، در حالی که در مقادیر بالای 40٪، ساختار آن نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر می‌شود. وجود وینیل استات باعث کاهش بلورینگی پلی‌اتیلن می‌شود و در نتیجه انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر ضربه و شفافیت آن افزایش می‌یابد. EVA تعادلی میان خواص ترموپلاستیک و الاستومری دارد که آن را برای استفاده در چسب‌ها، فوم‌ها، فیلم‌ها و کفش‌سازی ایده‌آل می‌کند. ساختار مولکولی آن استحکام بالا، مقاومت در برابر ترک‌های ناشی از تنش و چسبندگی عالی به سطوح مختلف را فراهم می‌کند، که باعث کاربرد گسترده آن در صنایع مختلف شده است.
ویژگی‌ها
کوپلیمرهای اتیلن وینیل استات (EVA) ترکیبی منحصربهفرد از ویژگی‌ها را ارائه می‌دهند که بسته به مقدار وینیل استات (VAC) متغیر است. این پلیمر انعطاف‌پذیری، کشسانی و مقاومت بالایی دارد و با افزایش مقدار وینیل استات، نرمی، شفافیت و مقاومت در برابر ضربه آن افزایش می‌یابد. EVA مقاومت خوبی در برابر دمای پایین دارد و حتی در دماهای زیر صفر نیز انعطاف خود را حفظ می‌کند. این ماده همچنین در برابر ترک‌خوردگی ناشی از تنش مکانیکی مقاوم بوده و وزن سبکی دارد. به دلیل چگالی پایین، چسبندگی بالایی به سطوح مختلف دارد و در تولید چسب‌ها و پوشش‌ها استفاده می‌شود. همچنین در برابر اشعه ماوراء بنفش و تنش‌های محیطی مقاوم است که به دوام آن در کاربردهای فضای باز کمک می‌کند. از نظر شیمیایی، EVA در برابر آب، روغن‌ها و برخی حلال‌ها مقاوم است، اما ممکن است در دماهای بالا یا قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض مواد شیمیایی قوی تخریب شود. این کوپلیمر غیر‌سمی است و در بسته‌بندی مواد غذایی و کاربردهای پزشکی استفاده می‌شود. علاوه بر این، خواص عایق حرارتی و الکتریکی آن، کاربردهای صنعتی، بسته‌بندی و تولید کفش را گسترش داده است.
کاربردهای کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA)
- کفش‌سازی: در لایه‌های میانی، کفی‌ها و زیره‌های کفش برای ایجاد نرمی و انعطاف استفاده می‌شود.
- چسب‌ها: در چسب‌های حرارتی برای بسته‌بندی، صحافی کتاب و نجاری کاربرد دارد.
- فوم‌ها: در تولید تشک‌های ورزشی، تشک‌های یوگا و مواد ضربه‌گیر استفاده می‌شود.
- بسته‌بندی: در فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی و فیلم‌های پزشکی کاربرد دارد.
- صنعت خودروسازی: در قطعات داخلی خودرو، عایق‌های صوتی و قطعات زیر کاپوت استفاده می‌شود.
- پنل‌های خورشیدی: برای محصورسازی سلول‌های فتوولتائیک به‌منظور دوام و عایق‌بندی کاربرد دارد.
- عایق سیم و کابل: در صنایع الکتریکی به دلیل انعطاف‌پذیری و ویژگی‌های عایق‌بندی استفاده می‌شود.
- اسباب‌بازی‌ها و کالاهای مصرفی: در تولید محصولات ایمن و انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود.
مزایای کوپلیمر EVA
- انعطاف‌پذیری و نرمی بالا: خاصیتی مشابه لاستیک با کشسانی بالا فراهم می‌کند.
- وزن سبک: باعث کاهش وزن کلی محصولات بدون افت دوام می‌شود.
- چسبندگی عالی: به‌خوبی به سطوح مختلف می‌چسبد که آن را برای چسب‌ها مناسب می‌کند.
- مقاومت در برابر شرایط جوی و اشعه ماوراء بنفش: برای کاربردهای فضای باز مانند پنل‌های خورشیدی و کفش‌ها ایده‌آل است.
- مقاومت شیمیایی مناسب: در برابر بسیاری از مواد شیمیایی، روغن‌ها و حلال‌ها مقاوم است.
- عملکرد عالی در دماهای پایین: انعطاف‌پذیری خود را در شرایط سرد حفظ می‌کند.
- غیر‌سمی و ایمن: در بسته‌بندی مواد غذایی و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود.
معایب کوپلیمر EVA
- مقاومت حرارتی پایین‌تر: ممکن است در دماهای بالا تخریب یا تغییر شکل دهد.
- استحکام مکانیکی کمتر: در مقایسه با سایر ترموپلاستیک‌ها مانند پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن، مقاومت مکانیکی پایین‌تری دارد.
- فرسودگی و کاهش کیفیت در طول زمان: در معرض طولانی‌مدت اشعه ماوراء بنفش یا شرایط سخت محیطی، تخریب می‌شود.
- قابلیت اشتعال‌پذیری: به‌طور طبیعی ضد‌حریق نیست و نیاز به افزودنی‌های ضد‌آتش دارد.
- هزینه نسبتا بالا: در مقایسه با برخی پلاستیک‌های جایگزین مانند PVC، قیمت بالاتری دارد.
اتیلن وینیل استات (EVA) به دلیل انعطاف‌پذیری، چسبندگی بالا، مقاومت در برابر شرایط جوی و ایمنی، گزینه‌ای محبوب در صنایع مختلف از جمله بسته‌بندی، تولید کفش، خودروسازی و انرژی خورشیدی محسوب می‌شود.
پلی آمیدها (PA)
پلی‌آمید (PA) یک دسته از پلیمرهای مصنوعی است که دارای پیوندهای آمیدی (-CONH-) بوده و معمولاً با نام نایلون شناخته می‌شود. این ماده به دلیل استحکام مکانیکی بالا، پایداری حرارتی و مقاومت شیمیایی، به‌طور گسترده در صنایع خودروسازی، نساجی و کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود. پلی‌آمیدها را می‌توان از طریق روش‌هایی مانند قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن پردازش کرد که آن‌ها را برای تولید محصولات متنوع مناسب می‌سازد.
ساختار پلی‌آمید
پلی‌آمید دارای ساختار مولکولی متشکل از واحدهای تکرارشونده آمیدی (-CONH-) در طول زنجیره پلیمری است که از طریق پلیمریزاسیون تراکمی دی‌آمین‌ها و اسیدهای دی‌کربوکسیلیک یا پلیمریزاسیون بازشدن حلقه لاکتام‌ها تشکیل می‌شود. پیوندهای هیدروژنی بین گروه‌های آمیدی مجاور باعث افزایش استحکام مکانیکی، پایداری حرارتی و مقاومت در برابر سایش و مواد شیمیایی می‌شود. بسته به نوع پلی‌آمید، ساختار آن می‌تواند آلیفاتیک باشد، مانند نایلون 6 و نایلون 66، یا آروماتیک باشد، مانند آرامیدهایی نظیر کولار و نومکس، که استحکام و مقاومت حرارتی بیشتری دارند. این تنوع ساختاری، امکان استفاده از پلی‌آمیدها را در کاربردهای صنعتی و تجاری مختلف فراهم می‌کند.
ویژگی‌های پلی‌آمید
پلی‌آمید ترکیبی از خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی عالی را ارائه می‌دهد که آن را به ماده‌ای بسیار کاربردی تبدیل می‌کند. این ماده دارای استحکام کششی بالا، سختی و مقاومت در برابر سایش است که موجب دوام آن در شرایط سخت می‌شود. پیوندهای هیدروژنی قوی در ساختار آن، پایداری حرارتی بالایی را ایجاد می‌کند و امکان تحمل دماهای بالا بدون تخریب را فراهم می‌سازد. پلی‌آمید همچنین مقاومت شیمیایی خوبی در برابر روغن‌ها، گریس‌ها و حلال‌ها دارد، هرچند که قابلیت جذب رطوبت را دارد که می‌تواند بر خواص مکانیکی و پایداری ابعادی آن تأثیر بگذارد. علاوه بر این، پلی‌آمید دارای اصطکاک کم و خاصیت خودروانکاری است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به حرکت روان و کاهش سایش دارند، ایده‌آل می‌کند. همچنین خواص عایق الکتریکی خوبی دارد و از طریق روش‌هایی مانند قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن به‌راحتی پردازش می‌شود، که آن را برای استفاده در صنایع خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و کاربردهای صنعتی مناسب می‌سازد.
کاربردهای پلی‌آمید
قطعات خودرویی مانند چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها، لوله‌های سوخت و پوشش‌های موتور
قطعات الکتریکی و الکترونیکی از جمله کانکتورها، عایق سیم‌ها و قطع‌کننده‌های مدار
قطعات ماشین‌آلات صنعتی مانند نوار نقاله‌ها، غلتک‌ها و بست‌های مکانیکی
الیاف و منسوجات مورد استفاده در پوشاک، فرش، طناب‌ها و چترهای نجات
کاربردهای هوافضا مانند قطعات ساختاری سبک‌وزن و مواد عایق
محصولات مصرفی از جمله تجهیزات ورزشی، لوازم آشپزخانه و زیپ‌ها
کاربردهای پزشکی مانند نخ‌های بخیه و ایمپلنت‌های پزشکی
مزایای پلی‌آمید
استحکام مکانیکی بالا، سختی و دوام مناسب
مقاومت عالی در برابر سایش و خراش
پایداری حرارتی خوب و نقطه ذوب بالا
مقاومت در برابر بسیاری از مواد شیمیایی، روغن‌ها و حلال‌ها
اصطکاک کم و خاصیت خودروانکاری
خواص عایق الکتریکی مناسب
سبک‌وزن و فرآیندپذیری آسان برای تولیدات متنوع
معایب پلی‌آمید
جذب رطوبت که می‌تواند بر خواص مکانیکی و پایداری ابعادی تأثیر بگذارد
حساسیت به نور UV و احتمال تخریب در معرض نور خورشید در صورت عدم استفاده از پایدارکننده‌ها
آسیب‌پذیری در برابر اسیدها و بازهای قوی
دمای پردازش بالا مورد نیاز در تولید
هزینه بالاتر نسبت به برخی دیگر از پلیمرها
پلی اتیلن سبک فیلم
درجه فیلم پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE) به چندین نوع تقسیم می‌شود که شامل فیلم چندمنظوره، فیلم با شفافیت بالا، فیلم سنگین، فیلم شیرینگ و فیلم کاست است. این مواد دارای ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی برتر، همراه با پایداری شیمیایی بالا و عایق الکتریکی عالی هستند. همچنین نفوذپذیری کم در برابر بخار آب و قابلیت فرآوری فوق‌العاده‌ای دارند که آن‌ها را برای کاربردهای متنوعی ایده‌آل می‌سازد. فیلم‌های ساخته‌شده از این رزین‌ها شفافیت استثنایی و مقاومت بالایی در برابر فرسایش دارند که باعث دوام و عملکرد طولانی‌مدت آن‌ها می‌شود.
ساختار LDPE
درجه فیلم LDPE یک پلیمر ترموپلاستیک است که از مونومرهای اتیلن (C₂H₄) از طریق فرآیند پلیمریزاسیون با فشار بالا تولید می‌شود. ساختار مولکولی آن دارای شاخه‌های زیاد است که ویژگی‌های منحصربهفردی به آن می‌بخشد.
ویژگی‌های کلیدی ساختاری:
🔹 پلیمر با شاخه‌های زیاد:
- LDPE دارای شاخه‌های کوتاه و بلند است که از تجمع فشرده زنجیره‌های پلیمری جلوگیری می‌کند.
🔹 ساختار آمورف و نیمه‌بلوری:
- به دلیل وجود شاخه‌ها، درصد بلورینگی LDPE پایین است (~۴۰–۵۰٪) که باعث نرمی و شفافیت آن می‌شود.
- انعطاف‌پذیری و قابلیت کشش بیشتری نسبت به پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) دارد.
🔹 توزیع وزن مولکولی کم:
- LDPE دارای توزیع وزن مولکولی گسترده‌ای است که باعث می‌شود استحکام ذوب و قابلیت فرآوری خوبی در اکستروژن فیلم داشته باشد.
ویژگی‌ها LDPE
LDPE درجه فیلم یک ماده بسیار انعطاف‌پذیر و سبک است که به دلیل کشش فوق‌العاده، مقاومت در برابر ضربه و شفافیت بالا شناخته شده است. با چگالی ۰.۹۱۵ تا ۰.۹۳۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب، وضوح خوبی دارد اما ممکن است کمی مات به نظر برسد.
✅ نقطه ذوب نسبتا پایین (۱۰۵–۱۱۵°C) دارد و حتی در دمای زیر صفر نیز انعطاف‌پذیری خود را حفظ می‌کند که آن را برای کاربردهای گوناگون مناسب می‌سازد.
✅ دارای استحکام کششی متوسط (۸–۱۷ مگاپاسکال) و کشش تا حد شکست عالی (۱۰۰–۶۰۰٪) است که دوام و مقاومت بالای آن را تضمین می‌کند.
✅ مقاومت خوبی در برابر رطوبت دارد اما مانع گازی ضعیفی است، بنابراین اجازه می‌دهد اکسیژن و CO₂ از آن عبور کنند.
✅ از نظر شیمیایی، در برابر اسیدها، بازها و الکل‌ها مقاوم است اما به هیدروکربن‌ها حساسیت دارد.
✅ ویژگی‌های عالی در مهروموم شدن با حرارت دارد که آن را برای بسته‌بندی‌های غذایی، فیلم‌های شیرینگ و کیسه‌های خرید ایده‌آل می‌کند.
✅ در کشاورزی، فیلم‌های محافظ صنعتی و مصارف پزشکی مانند کیسه‌های IV و لوله‌های پزشکی کاربرد دارد.
✅ LDPE معمولاً از طریق اکستروژن فیلم دمشی یا کاست پردازش می‌شود و در محدوده دمایی ۱۶۰–۲۲۰°C کار می‌کند.
✅ به دلیل حساسیت به تجزیه در برابر اشعه UV، اغلب تثبیت‌کننده‌هایی برای افزایش دوام در فضای باز به آن اضافه می‌شود.
✅ به‌طور کلی، LDPE درجه فیلم، ماده‌ای چندمنظوره و مقرون‌به‌صرفه است که به دلیل انعطاف‌پذیری، قابلیت مهروموم شدن و فرآوری آسان بسیار ارزشمند است.
کاربردها LDPE
۱. بسته‌بندی
- تولید فیلم‌های بسته‌بندی انعطاف‌پذیر (مانند کیسه‌های خرید، لفاف‌ها و پاکت‌ها).
- بسته‌بندی مواد غذایی، از جمله فیلم‌های بسته‌بندی، کیسه‌های فریزری و فیلم‌های شیرینگ.
- بسته‌بندی صنعتی برای پوشش مواد، محصولات و محافظت از آن‌ها.
۲. استفاده‌های کشاورزی
- فیلم‌های گلخانه‌ای برای ایجاد محیط محافظتی برای گیاهان.
- فیلم‌های مالچ برای پوشش خاک و کنترل علف‌های هرز.
۳. محصولات مصرفی
- کیسه‌های پلاستیکی برای فروشگاه‌ها، بسته‌بندی‌های خرده‌فروشی و کیسه‌های زباله.
- فیلم‌های استرچ و چسبنده برای حفظ مواد غذایی.
- لایه‌های یک‌بارمصرف برای انواع ظروف.
۴. صنعت ساختمان
- مانع بخار در ساختمان‌ها برای جلوگیری از نفوذ رطوبت.
- پوشش برای مصالح ساختمانی در حین ذخیره‌سازی یا حمل و نقل.
۵. استفاده‌های پزشکی
- بسته‌بندی استریل برای تجهیزات پزشکی و دارویی.
- روکش‌ها و پرده‌های پزشکی.
مزایا LDPE
✅ انعطاف‌پذیری بالا
- LDPE بسیار منعطف است و بدون شکستن کشیده می‌شود.
✅ شفافیت
- وضوح بالا دارد که آن را برای بسته‌بندی ایده‌آل می‌کند.
✅ مقاومت شیمیایی
- در برابر اسیدها، روغن‌ها و گریس‌ها مقاومت خوبی دارد.
✅ هزینه پایین
- ماده‌ای نسبتاً ارزان است که راهکاری مقرون‌به‌صرفه برای بسیاری از کاربردها ارائه می‌دهد.
✅ فرآوری آسان
- به‌راحتی با روش‌هایی مانند اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و دمشی پردازش می‌شود.
✅ سبک‌وزن
- حمل و نقل و جابجایی آن را آسان می‌کند و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
✅ مقاومت در برابر رطوبت
- خواص ضدآب دارد و محافظت خوبی در برابر رطوبت در بسته‌بندی ارائه می‌دهد.
معایب LDPE
✘ استحکام پایین
- دارای استحکام کششی کمی است و در برابر تنش یا بارگذاری به‌راحتی پاره می‌شود.
✘ مقاومت حرارتی محدود
- نقطه ذوب پایینی دارد که استفاده از آن را در محیط‌های با دمای بالا محدود می‌کند.
✘ اثر محیطی
- زیست‌تخریب‌پذیر نیست و در صورت عدم بازیافت، به آلودگی پلاستیکی کمک می‌کند.
✘ مقاومت ضعیف در برابر UV
- در معرض نور UV تجزیه می‌شود و به مرور زمان شکننده شده و رنگ آن تغییر می‌کند.
✘ ویژگی‌های ضعیف در برابر عبور گازها
- برای کاربردهای مانع گاز یا بخار مناسب نیست و نسبت به موادی مانند BOPP یا PET عملکرد ضعیف‌تری دارد.
پلی بوتیلن ترفتالات (PBT)
پلی‌بوتیلن ترفتالات (PBT) یک پلی‌استر ترموپلاستیک با عملکرد بالا است که به دلیل خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی عالی خود شناخته شده است. این ماده به دلیل استحکام، مقاومت شیمیایی و پایداری ابعادی، به طور گسترده در صنایع الکتریکی و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ساختار
پلی‌بوتیلن ترفتالات (PBT) یک پلی‌استر ترموپلاستیک است که ساختار مولکولی آن شامل گروه‌های عاملی استر تکرارشونده است. این پلیمر از طریق پلیمریزاسیون تراکمی ترفتالیک اسید یا دی‌متیل ترفتالات با ۱٬۴-بوتان‌دی‌ال سنتز می‌شود. ساختار حاصل شامل ماکرومولکول‌های زنجیره بلند با واحدهای آروماتیک ترفتالات و بخش‌های انعطاف‌پذیر بوتیلن است. این ترکیب باعث ایجاد تعادلی بین سختی ناشی از حلقه‌های آروماتیک و انعطاف‌پذیری ناشی از بخش‌های آلیفاتیک می‌شود. پیوندهای استری در این پلیمر به پایداری حرارتی و مقاومت شیمیایی آن کمک می‌کنند، در حالی که ساختار خطی آن باعث ایجاد کریستالیته مناسب شده و استحکام مکانیکی و پایداری ابعادی را افزایش می‌دهد. ماهیت نیمه‌بلورین PBT همچنین باعث ایجاد خواص عایق الکتریکی عالی و مقاومت در برابر جذب رطوبت می‌شود که آن را برای کاربردهای مهندسی مناسب می‌سازد.
خواص
پلی‌بوتیلن ترفتالات (PBT) یک پلی‌استر ترموپلاستیک نیمه‌بلورین است که به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی عالی خود شناخته می‌شود. این ماده دارای استحکام کششی بالا، سختی مناسب و مقاومت به ضربه است که آن را برای کاربردهای مهندسی سخت مناسب می‌سازد. PBT پایداری حرارتی خوبی دارد و می‌تواند دماهای بالا را بدون تغییر شکل قابل توجه تحمل کند. جذب رطوبت کم این ماده باعث پایداری ابعادی آن حتی در محیط‌های مرطوب می‌شود. این پلیمر همچنین در برابر مواد شیمیایی مختلف از جمله روغن‌ها، حلال‌ها و سوخت‌ها بسیار مقاوم است که دوام آن را در شرایط سخت افزایش می‌دهد. علاوه بر این، PBT دارای خواص عالی در زمینه عایق‌بندی الکتریکی است و در صنایع الکترونیکی و الکتریکی کاربرد گسترده‌ای دارد. برخی از گریدهای PBT دارای خاصیت بازدارندگی در برابر شعله هستند که ایمنی بیشتری را در کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر آتش دارند، فراهم می‌کنند. این ماده به راحتی از طریق روش‌هایی مانند قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن پردازش می‌شود که امکان تولید قطعات مختلف را فراهم می‌کند.
کاربردهای پلی‌بوتیلن ترفتالات (PBT)
• الکتریکی و الکترونیکی: کانکتورها، کلیدها، قطع‌کننده‌های مدار، قرقره‌های سیم‌پیچ و عایق‌ها.
• صنعت خودروسازی: محفظه‌های چراغ جلو، قطعات سیستم احتراق، قطعات سیستم سوخت و سنسورها.
• کالاهای مصرفی: بدنه لوازم خانگی، محفظه ابزارهای برقی، کلیدهای صفحه‌کلید و الیاف مسواک.
• قطعات صنعتی: چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها، محفظه‌های پمپ و قطعات مکانیکی که به مقاومت بالا در برابر سایش نیاز دارند.
• تجهیزات پزشکی: برخی از گریدهای PBT در دستگاه‌های پزشکی به دلیل مقاومت شیمیایی و پایداری بالا استفاده می‌شوند.
مزایای پلی‌بوتیلن ترفتالات (PBT)
• استحکام، سختی و مقاومت بالا، که دوام طولانی‌مدت را فراهم می‌کند.
• پایداری حرارتی عالی، امکان تحمل دماهای بالا را فراهم می‌کند.
• جذب رطوبت کم، که باعث حفظ پایداری ابعادی می‌شود.
• مقاومت شیمیایی بالا در برابر روغن‌ها، حلال‌ها و مواد شیمیایی مختلف.
• خواص عایق‌بندی الکتریکی عالی، که آن را برای کاربردهای الکتریکی ایده‌آل می‌سازد.
• پردازش آسان از طریق قالب‌گیری تزریقی و اکستروژن.
• برخی از گریدها دارای خاصیت بازدارندگی در برابر شعله هستند که ایمنی بیشتری را فراهم می‌کنند.
معایب پلی‌بوتیلن ترفتالات (PBT):
• مقاومت ضربه‌ای کمتر در مقایسه با برخی دیگر از پلاستیک‌های مهندسی.
• امکان تجزیه تحت تابش طولانی‌مدت اشعه ماورای بنفش، مگر اینکه با مواد افزودنی پایدارسازی شود.
• شکنندگی در دماهای بسیار پایین، که کاربرد آن را در محیط‌های سرد محدود می‌کند.
• استحکام و سختی کمی پایین‌تر در مقایسه با پلی‌اتیلن ترفتالات (PET).
• مستعد هیدرولیز در صورت قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض آب داغ یا بخار.
پلی‌استایرن انبساطی
ساختار
ساختار پلی‌استایرن منبسط (EPS) شامل دانه‌های فوم کوچک و سلول بسته است که از پلی‌استایرن ساخته شده‌اند. این دانه‌ها با استفاده از حرارت منبسط می‌شوند و باعث می‌شوند که آن‌ها تا 50 برابر اندازه اصلی خود گسترش یابند. همچنین هر دانه حاوی حفره‌های هوایی است.خواص
پلی‌استایرن منبسط (EPS) به عنوان هسته پلیمر بیشتر در کاربردها استفاده می‌شود. این به این دلیل است که این ماده سبک وزن، مقاوم در برابر رطوبت است و عمر طولانی دارد. تحقیقات نشان داده‌اند که نرم شدن EPS زمانی آغاز می‌شود که دما بین 100°C تا 120°C باشد. در فرآیند انفجار، EPS در دمای حدود 160°C ذوب شده و سپس بخار می‌شود و در دمای 275°C گازهای سمی تولید می‌کند. EPS یک ترموپلاستیک هیدروکربنی غیر فعال با چگالی کم است که شامل دانه‌های کروی است که 2 درصد آن پلی‌استایرن و 98 درصد آن هوا است.کاربردها
ساختمان و ساخت و ساز EPS به طور گسترده‌ای در صنعت ساخت و ساز به دلیل خواص عایق‌بندی آن استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند به کار رود:- به عنوان سیستم‌های پانل عایق برای نما، دیوارها، سقف‌ها و کف‌ها در ساختمان‌ها.
- به عنوان ماده شناوری در ساخت ماریناها و پل‌ها.
- به عنوان پرکننده سبک در ساخت جاده‌ها و راه‌آهن.
- تولید ظروف خدمات غذایی مانند فنجان‌های نوشیدنی، سینی‌های غذا و ظروف تاشو.
مزایا
- سبک وزن
- مقاوم در برابر آب
- آسان برای تولید
- انرژی کارآمد
- دوام و طول عمر بالا
معایب
- آسیب‌پذیری در برابر فشار
- مقاومت محدود در برابر آتش
- غیرقابل تجزیه‌پذیر
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.
نایلون 6
نایلون 6 یک ترموپلاستیک مهندسی مصنوعی است که به خانواده پلی‌آمیدها (PA) تعلق دارد. این ماده به دلیل استحکام بالا، دوام، مقاومت حرارتی و پایداری شیمیایی، به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. نایلون 6 از یک مونومر واحد به نام کاپروالکتام از طریق پلیمریزاسیون باز شدن حلقه سنتز می‌شود که تولید و فرآوری آن را آسان‌تر می‌کند.
ویژگی‌ها
نایلون 6 یک ترموپلاستیک مهندسی قوی، سبک و بادوام است که به دلیل خواص مکانیکی و حرارتی عالی شناخته می‌شود. این ماده دارای استحکام کششی بالا، سختی و مقاومت در برابر ضربه است که آن را برای کاربردهای سنگین مناسب می‌سازد. همچنین، مقاومت بالایی در برابر سایش، اصطکاک کم و مقاومت عالی در برابر خراش دارد که به طول عمر آن در قطعات مکانیکی کمک می‌کند. نقطه ذوب نایلون 6 حدود 220 درجه سانتی‌گراد است و در محدوده دمایی وسیعی پایداری خود را حفظ می‌کند. این ماده در برابر روغن‌ها، گریس‌ها و بسیاری از حلال‌ها مقاومت شیمیایی خوبی دارد، اما نسبت به اسیدها و بازهای قوی حساس است. یکی از ویژگی‌های قابل توجه آن جذب رطوبت بالا است که می‌تواند بر استحکام مکانیکی و پایداری ابعادی آن تأثیر بگذارد. نایلون 6 همچنین دارای خواص عایق الکتریکی خوبی است که آن را برای کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی مفید می‌سازد. علاوه بر این، این ماده به راحتی از طریق قالب‌گیری تزریقی، اکستروژن و ریسندگی الیاف پردازش می‌شود که باعث استفاده گسترده آن در منسوجات، قطعات خودرویی و کاربردهای صنعتی شده است.
ساختار
نایلون 6 یک پلیمر مصنوعی از خانواده پلی‌آمیدها است که با واحدهای تکرارشونده مشتق شده از کاپروالکتام از طریق فرایند پلیمریزاسیون باز شدن حلقه مشخص می‌شود. ساختار مولکولی نایلون 6 شامل زنجیره‌ای خطی از پیوندهای آمید (–CONH–) است که با بخش‌های آلکیلی شش‌کربنی متناوب شده‌اند و این ترکیب منظم و متقارن به استحکام مکانیکی بالا، پایداری حرارتی و مقاومت شیمیایی آن کمک می‌کند. برخلاف نایلون 6,6 که از دو مونومر مختلف سنتز می‌شود، نایلون 6 از یک مونومر واحد یعنی ε-کاپروالکتام تولید می‌شود که از طریق باز شدن متوالی حلقه لاکتام، یک زنجیره پلیمری پیوسته را تشکیل می‌دهد. پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره‌های پلیمری مجاور، تعاملات بین‌مولکولی را تقویت کرده و منجر به بلورینگی بالا و بهبود خواص کششی می‌شوند. این ساختار باعث می‌شود نایلون 6 دارای انعطاف‌پذیری بالا، دوام و مقاومت در برابر سایش باشد که آن را برای کاربردهای مهندسی پلاستیک، منسوجات و صنایع صنعتی ایده‌آل می‌سازد.
کاربردهای نایلون 6
- منسوجات و پارچه‌ها: نایلون 6 در صنعت نساجی برای تولید محصولاتی مانند جوراب، لباس شنا، پوشاک ورزشی و لباس‌های زیر به دلیل کشسانی، استحکام و بافت نرم آن استفاده می‌شود.
- کاربردهای صنعتی: استحکام کششی بالا و مقاومت در برابر سایش، نایلون 6 را برای تولید طناب‌ها، تورهای ماهیگیری، نوار نقاله و نخ‌های تایر مناسب می‌سازد.
- قطعات خودرویی: در تولید قطعات مختلف خودرو از جمله چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها و قطعات زیر کاپوت به دلیل دوام و پایداری حرارتی آن استفاده می‌شود.
- کالاهای مصرفی: اقلام خانگی مانند برس دندان، شانه و لوازم آشپزخانه اغلب از نایلون 6 ساخته می‌شوند، زیرا در برابر ضربه مقاوم بوده و به راحتی قالب‌گیری می‌شوند.
- پلاستیک‌های مهندسی: از نایلون 6 در تولید پلاستیک‌های مهندسی برای کاربردهایی مانند چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها و سایر قطعات مکانیکی به دلیل استحکام و مقاومت سایشی آن استفاده می‌شود.
مزایای نایلون 6
✔ استحکام و دوام بالا: نایلون 6 استحکام کششی فوق‌العاده‌ای دارد که آن را برای محصولات با عملکرد طولانی‌مدت مناسب می‌کند.
✔ انعطاف‌پذیری و کشسانی: این ماده انعطاف‌پذیری خوبی دارد و پس از کشش به شکل اولیه خود بازمی‌گردد که برای کاربردهای نساجی مفید است.
✔ مقاومت شیمیایی: نایلون 6 در برابر طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی، از جمله روغن‌ها و حلال‌ها مقاوم است که آن را برای بسیاری از کاربردهای صنعتی مناسب می‌کند.
✔ مقاومت حرارتی: با داشتن نقطه ذوب بالا، نایلون 6 می‌تواند دماهای بالا را تحمل کند و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر گرما دارند مناسب است.
✔ سبک‌وزن: نایلون 6 از بسیاری از فلزات سبک‌تر است که این امر در کاربردهایی که نیاز به کاهش وزن دارند، مزیت محسوب می‌شود.
معایب نایلون 6
✘ جذب رطوبت: نایلون 6 یک ماده رطوبت‌دوست (هیدروفیل) است و می‌تواند رطوبت محیط را جذب کند که منجر به تغییرات ابعادی و کاهش احتمالی خواص مکانیکی آن می‌شود.
✘ حساسیت به UV: قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض نور فرابنفش می‌تواند باعث تخریب نایلون 6 شود که منجر به تغییر رنگ و کاهش استحکام آن خواهد شد.
✘ مقاومت پایین در برابر ضربه: در مقایسه با برخی دیگر از پلاستیک‌های مهندسی، نایلون 6 ممکن است مقاومت ضربه‌ای کمتری داشته باشد که می‌تواند استفاده آن را در کاربردهای با ضربه بالا محدود کند.
✘ چالش‌های فرآیندی: نایلون 6 نیاز به کنترل دقیق در طول فرآوری دارد، زیرا به رطوبت حساس است و در صورت عدم خشک شدن مناسب قبل از قالب‌گیری، می‌تواند دچار تجزیه شود.