پلیمرهای ترموپلاستیک
ترموپلاستیک یا گرمانرم‌ها پلیمرهایی هستند که قابلیت ذوب‌شدن در شرایط دمای بالا و افزایشی را بدون تغییر شیمیایی ذوب دارند. از عمده مشخصه‌های این مواد عدم تغییر ساختاری در حین تبدیل‌شدن مکرر به حالت جامد و مایع است. در این مقاله از سایت فایبر گلاس نوین به بررسی کامل پلیمرهای ترموپلاستیک می‌پردازیم. با ما همراه باشید.
پلیمر ترموپلاستیک چیست؟
بهتر است قبل از تعریف ترموپلاستیک‌ها به بررسی اجمالی پلاستیک و الاستیک‌ها بپردازیم.
- پلاستیک: موادی هستند که در صورت افزایش طول به طور محدود بعد از را شدن می‌توانند به حالت اولیه خود بازگردند و در صورت اعمال کشیدگی بیش از حد این مواد حالت اولیه خود را ازدست‌داده و با پارگی تغییر شکل می‌دهند. پلاستیک‌ها با سختی نسبتاً بالا، فاقد چسبندگی به سطح هستند. مواد پلاستیکی قابلیت بازیافت دارند و فرایند تولید آن‌ها نسبتاً خوش زمان و کم‌هزینه است. پلاستیک‌ها به دودسته تقسیم می‌شوند، پلاستیک‌های نرم و پلاستیک‌های سخت. هرکدام از این دودسته پلاستیک‌ها دمای ذوب مخصوص خود را دارند و افزودنی‌های موجود در ترکیب پلاستیک‌ها باعث تمایز آن‌ها از هم می‌شود. این افزودنی‌ها که نرم‌کننده نام دارند باعث نرم‌تر شدن و انعطاف‌پذیر شدن پلاستیک‌ها می‌شوند. از کاربردهای پلاستیک‌های سخت می‌توان به دکمه‌های صفحه‌کلید کیبورد و از کاربردهای پلاستیک‌های نرم می‌توان به پلاستیک‌های دور سیم‌های یک کامپیوتر اشاره کرد.
- الاستیک: موادی هستند که در صورت کشیدگی چندبرابر بیشتر از طول ابتدایی با رهاشدن به حالت اولیه خود باز می‌گردند و هراندازه فشاری را می‌توانند تحمل کنند. الاستیک‌ها جنس نرمی دارند و چسبندگی آن‌ها به سطح بالاست. مواد لاستیکی قابلیت بازیافت ندارند به این دلیل که در فرایند تولید نیاز به پخته‌شدن دارند، همچنین فرایند تولید این مواد فرایندی زمان‌گیر با سختی و هزینه بالاست.
با وجود ویژگی‌ها و فرایند تولیدی که هر یک از مواد لاستیکی و پلاستیکی دارند، همواره دانشمندان به دنبال تولید موادی با خاصیت هم‌زمان لاستیکی و پلاستیکی بودند که در نتیجه تمام تلاش‌های آن‌ها محصولی به نام ترموپلاستیک حاصل شد. ترموپلاستیک‌ها با افزایش دما بدون هیچ‌گونه تغییر شیمیایی ذوب می‌شوند و می‌توان این مواد را به‌کرات ذوب و دوباره به حالت جامد تبدیل کرد. ترموپلاستیک‌ها تنوع و گستردگی بسیار زیادی دارند و همین باعث شده است که این مواد در بسیاری از موارد صنعتی جای پلاستیک و لاستیک را بگیرند. رفتار پلاستیک گونه ترموپلاستیک‌ها در دمای بالاتر از دمای خمیری و رفتار لاستیک گونه ترموپلاستیک‌ها در دمای پایین‌تر از دمای خمیری است. ترموپلاستیک‌ها مانند پلاستیک‌ها در برابر حرارت به‌راحتی قالب‌گیری می‌شوند.
خواص ترموپلاستیک‌ها
خواص ترموپلاستیک‌ها را از نظر فیزیکی و مکانیکی بررسی می‌کنند.
- دارای مناطق بلورینی و آمورف در دمای کمتر از نقطه ذوب.
- خاصیت کشسانی از نواحی آمورف به ترموپلاستیک‌ها می‌رسد.
- استحکام بالا از نواحی بلورینی به ترموپلاستیک‌ها می‌رسد.
- قابلیت بازیافت این پلیمرها به دلیل نوع فرایند تولید آن‌ها.
- پیوستگی در قرارگیری در فرایند ذوب و انجماد.
از مهم‌ترین معیارهای دسته‌بندی گرمانرم‌ها، بلورینگی است. از این منظر گرمانرم‌ها دودسته هستند:
- گرمانرم‌هایی که در نواحی بلورینگی قرار نمی‌گیرند و آمورف نام دارند. این مواد غالباً شفاف هستند و از مهم‌ترین نمونه‌های آن‌ها پلی‌استایرن، پلی‌کربنات و متیل متاکریلات هستند.
- گرمانرم‌هایی که در نواحی بلورینگی قرار می‌گیرند و استحکام بالایی دارند.
- گرمانرم‌هایی که توانایی بلورینگی هم دارند و هم‌زمان حاوی نواحی بلورین و آمورف هستند. به این دسته نیمه بلورین‌ها می‌گویند که مقاومت بیشتری در برابر حلال‌ها و مواد شیمیایی هم دارند. از جمله نمونه‌ای این ترموپلاستیک‌ها می‌توان پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌آمیدها و اتیلن ترفتالات را نام برد.
ترموپلاستیک‌ها به دلیل دارابودن ویژگی‌های پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها دارای خواص فیزیکی و مکانیکی خاصی هستند.
ویژگی‌های ترموپلاستیک‌ها
ترموپلاستیک‌ها به‌عنوان ماده‌ای ترکیبی از پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها دارای ویژگی‌های خاصی نیز هستند. برای مثال این مواد را می‌توان به‌دفعات با قراردادن در معرض حرارت بدون هیچ تغییر شیمیایی ذوب و با دورکردن از حرارت سرد و منجمد کرد. همچنین تمامی وسایل و قطعاتی که با استفاده از پلیمرهای ترموپلاستیک تولید می‌شوند را می‌توان به‌کرات به فرم‌های جدیدی در آورد. دقت کنید دستگاه‌هایی که برای گرمانرم‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند شامل اکسترودر، پرس، ماشین‌های بادی و تزریقی هستند. یکی دیگر از ویژگی‌های پلیمرهای ترموپلاستیک این است که با هر بار ذوب‌شدن و دوباره منجمدشدن هیچ تغییر شیمیایی ندارند؛ ولی درعین‌حال خواص مکانیکی خودشان را از دست می‌دهند. این ترکیب پلیمری دانسیته پایین و قابلیت انعطاف بالا در دماهای پایین را دارد. همچنین دارای قابلیت بهبودی و بازیافت است.
انواع پلیمرهای ترموپلاستیک
در این بخش انواع مختلفی از این پلیمرها که هرکدام جایگاه‌های متفاوتی در صنعت دارند را نام می‌بریم:
- الاستومر TPE
- تی پی وی TPV
- تی پی آر TPR
- تی پی اس TPS
- تی پی او TPO
- پی بی آر PBR
- اس بی اس SBS
- اس‌ای بی اس SEBS
- ای پی دی‌ام EPDM
- ای پی‌ام EPM
- ان بی آر NBR
- پلی‌آمیدها
- پلی‌اتیلن PE
- اتیلن ترفتالات PET
- اتیلن وینیل استات EVA
- اتیلن وینیل الکل EVOH
- پلی استال POM
- پلی‌استایرن PS
- پلی بوتیلن PB
- پلی‌پروپیلن PP
- سلولز استات
- و…
کاربردهای گرمانرم‌ها
این مواد پلیمری جایگاه‌های مختلف و متنوعی در صنعت دارد از جمله کاربردهای آن می‌توان اشاره کرد به:
- استفاده در تولید انواع فیلم‌های نازک
- کاربرد در صنعت خودروسازی
- بسته‌بندی وکیوم فرمینگ
- کابل‌های برق فشارقوی
- تولید لوله‌های چندلایه آب و لوله‌های منعطف
- تولید ظروف میان‌تهی
- تانکرهای حمل و نگهداری مایعات
- تولید رنگ و پوشش
- تولید چسب
- تولید قالب‌های صنعتی و کامپوزیت‌ها
- تولیدات قطعات الکترونیکی
- مصارف خانگی مثل تولید کف‌پوش خانه
- و…
پلیمرهای استفاده شده به‌عنوان پلاستیک
برخی از پلیمرها به‌عنوان و جایگزین پلاستیک در استفاده‌های صنعتی کاربرد دارند شامل:
- پلی‌اتیلن
- پلی‌پروپیلن
- پلی‌استایرن
- پلی‌استر
- پلی‌کربنات
- نایلون و…
نتیجه
گرمانرم‌ها یا پلیمرهای ترموپلاستیک به‌واسطه کاربردهای صنعتی متنوعی که دارند از مهم‌ترین پلیمرهای مرکب محسوب می‌شوند که هم‌زمان دارای ویژگی‌های پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها نیز هستند. این مواد دارای استحکام بالا و قابلیت ذوب‌شدن و منجمد شدن‌های مکرر بدون تغییر حالت شیمیایی است. در این مقاله به طور کامل به بررسی پلیمرهای ترموپلاستیک پرداختیم. نظرات کاربری خود را با ما به اشتراک بگذارید. سپاس از همراهی شما.
منبع: en. wikipedia. org
دیدگاهتان را بنویسید