انواع پلیمرها
– پلیمرها را میتوان به پلاستیک ها و لاستیک ها از هم جدا کرد.
– از دید مهندسی مواد ، پلیمرها به سه دسته ی زیر تقسیم میشوند :
۱٫ پلیمرهای ترموپلاستیک
۲٫ پلیمرهای ترموست
۳٫ الاستومرها
ترموپلاستیک چیست؟
گرمانرم : ترموپلاستیک ها مواد آلی هستند که هنگامی که به آنها حرارت داده میشود ذوب می باشد.
ترموپلاستیک ترکیبی از یک پلاستیک و یک لاستیک می باشند. این آلیاژها با دارا بودن نقاط قوت لاستیک و پلاستیک دارای خواص فیزیکی مکانیکی ویژه‌ای هستند. از این مواد به شکل وسیعی در صنایع خودرو سازی و سایر صنایع استفاده میشود.
پلاستیک هایی که دارای فرمول یا ساختمان شیمیایی با زنجیر گسترده ، و یا زنجیر گسترده با شاخه های فرعی می باشند ، از خانواده ترموپلاستیک ها (گرمانرم ها ، و .) هستند تعداد پلاستیک های شناخته شده از این گروه شاید از دهها نوع تجاوز نکند و هر یک نیز مثل پلی اتیلن ، پلی پروپیلن و یا پلی استایرین در داخل خودشان هم قسمت بندی شده و مختلف هستند.
پلیمرهای ترموپلاستیک
– در دمای اتاق موادی جامد هستند اما زمانی که تنها چند صد درجه حرارت ببینند به مایعی چسبناک تبدیل میشوند.
– این ویژگی به آنها اجازه میدهد که به راحتی و به صرفه از لحاظ اقتصادی به محصولات شکل پیدا کنند.
– آنها میتوانند بارها و بارها در معرض گرمایش و سرمایش قرار بگیرند بدون تخریب قابل توجهی.
خواص مکانیکی ترموپلاستیک ها
• مدول الاستیسیته پایین (سفتی)
• مقاومت کششی پایین
• سختی بسیار پایین تر از فلزات و سرامیک ها
• انعطاف پذیری زیاد به طور متوسط
خواص فیزیکی ترموپلاستیک ها
• تراکم پایین تر از فلزات و سرامیک ها
• ضریب بسیار بالاتر از انبساط حرارتی
• درجه حرارت ذوب بسیار پایین تر
• خواص عایق الکتریکی
• استحکام تسلیم کششی
حداکثر تنش مهندسی در psi (یا Pa) که در آن تغییر شکل دائمی (تغییر شکل پلاستیک) در مواد ترموپلاستیک شروع میشود.
• نقطه تسلیم
نقطه ی تسلیم اولین نقطه ای است که بازده نمونه، که در آن سطح مقطع نمونه شروع به انقباض به طور قابل توجهی میکند ، یا که در آن فشار می تواند بدون افزایش در تنش افزایش است.
• مقاومت نهایی کششی
مقاومت نهایی کششی حداکثر تنش مواد گرمانرم که می تواند قبل از عدم تحمل، هر کدام در سطح استرس بالاتر رخ می دهد است.
• مدول کششی
مدول کششی یا مدول جوان نسبت تنش به کرنش در منطقه الاستیک منحنی تنش-کرنش قبل از نقطه عملکرد است.
تفاوت ترموپلاستیک ها و ترموست ها
• گسترده ی استفاده ی گرماسخت ها به اندازه ی گرمانرم ها نیست.
o یک دلیل این است که هزینه های پردازش آن بیشتر است.
• بزرگترین سهم بازار گرماسخت ها = رزینهای فنولیک با تقریبا ۶% از کل بازار پلاستیک
o در مقایسه با پلی اتیلن = تقریبا ۳۵% سهم بازار
• محصولات گرماسخت: کانتر، چسب تخته سه لا، رنگ، قطعات قالبگیری، تخته مدار چاپی و سایر الیاف
مزایا
– گرمانرم ها دارای طیف خوبی از خواص و انرژی کارآمد در ساخت و پردازش هستند.
– گرمانرم ها می تواند با تحمل وزن قابل توجهی جایگزین فلزات ، طراحی شوند.
– اکثر گرمانرم ها دارای خواص خستگی بهتر از فلزات هستند و تغییر شکل را بیشتر از فلزات تحمل کنند.
معایب
– گرمانرم ها ذوب میشوند.
– برخی تنزل ها تحت نور مستقیم خورشید یا UV بالا سطح نور.
– بسیاری از مواد دارای مقاومت ضعیف به هیدروکربن، حلال های آلی، و حلال بسیار قطبی هستند اما دیگران مقاومت عالی در برابر این مواد دارند.
– گرمانرم ها از خزش رنج می برند.
– بسیاری از مواد گرمانرم، به ویژه مواد مرکب، تمایل به شکست دارند.
ترموپلاستیک های مهندسی
– مواد مهندسی به طور کلی شامل نایلون، پلی، پلی کربنات، و غیره هستند.
– به طور کلی، مواد مهندسی دارای استحکام کششی بیش از ۷۵۰۰ PSI هستند.
مشخصات تروپلاستیک ها
ABS – اکریلو نیتریل بوتا دی ان استایرن
• قوی و سفت و سخت
• مقاوم در برابر اسیدها و بازها
• برخی از حلال ها و هیدروکربن های کلر ممکن است به این مواد آسیب برسانند.
• حداکثر دمای قابل استفاده از آنها ۱۶۰ درجه ی فارنهایت(۷۱ درجه ی سلسیوس) است.
PB – پلی بوتیلن
• لوله های قابل انعطاف
• استفاده برای سیستم های آب تحت فشار
PE – پلی اتیلن
• لوله های قابل انعطاف
• استفاده برای سیستم های آب تحت فشار – بارانی ..
• برای آب گرم قابل استفاده نیست
PEX –
• لوله های قابل انعطاف
• استفاده برای سیستم های آب تحت فشار – بارانی ..
PP – پلی پروپیلن
• بسیار سبک وزن
• درجه حرارت قابل استفاده تا ۱۸۰ درجه ی فارنهایت(۸۲ درجه ی سلسیوس)
• بسیار مقاوم در برابر اسیدها و بسیاری از حلال ها
• قابل استفاده در لوله کشی و آزمایشگاه
PVC – پلی وینیل کلرید
• قوی و سفت و سخت
• مقاوم در برابر اسیدها و بازها
• برخی از حلال ها و هیدروکربن های کلر ممکن است به این مواد آسیب برسانند.
• حداکثر دمای قابل استفاده از آنها ۱۴۰ درجه ی فارنهایت(۶۰ درجه ی سلسیوس) است.
CPVC – کلر پلی وینیل کلرید
• شبیه به PVC اما طراحی شده برای آب تا دمای ۱۸۰ درجه ی فارنهایت(۸۲ درجه ی سلسیوس) است.
PVDF –
• مواد قوی و بسیار سخت.
• مقاوم به سایش در برابر بیشتر اسیدها، بازها و حلال ها.
• قابل استفاده تا دمای ۲۸۰ درجه ی فارنهایت(۱۳۸ درجه ی سلسیوس) است.
• قابل استفاده در لوله کشی و آزمایشگاه
مواد ترموپلاستیک
جدول زیر برخی جزئیات مختصری در مواد مختلف گرمانرم مورد استفاده در قالب گیری تزریقی فراهم می کند.
این فهرست جامع نیست. در هر گروه از مواد پلاستیکی سطوح مختلف عملکرد در دسترس هستند.
| ماده |
مخفف |
خواص |
برنامه های کاربردی نمونه |
| پلی پروپیلن |
PP |
مقاومت شیمیایی خوب |
بسته بندی، ظروف |
| PP Homopolymer |
HPPP |
نیمه سفت و سخت، با دوام |
لوازم کوچک داخلی به عنوان مثال کتری |
| PP کوپلیمر |
CPPP |
براق خوب، بافت ممکن، هزینه کم |
قطعات بزرگ خودرو، بشقاب و فنجان برای کودکان و پیک نیک |
| پلی اتیلن |
PE |
مقاومت شیمیایی خوب، انعطاف پذیر و یا نیمه بسته به درجه سفت و سخت. رطوبت، خوب عملکرد در دمای پایین. غیر سمی است. کم هزینه |
تراکم کم -. تراکم بالا – جعبهها، بشکه های مواد شیمیایی، گاز / آب لوله و اتصالات، لوازم آشپزخانه |
| تراکم کم PE |
LDPE / LLDPE |
| تراکم بالا PE |
HDPE |
| پلی استایرن |
PS |
شکننده، شفاف است. ثبات UV پور. سالن احیا تا شده ۷x مقاومت به ضربه GPPS |
GPPS – اسباب بازی، بسته بندی، بسته بندی لوازم آرایشی و بهداشتیHIPS – کابینت تلویزیون، واشر یخچال و فریزر، صندلی توالت |
| هدف عمومی |
GPPS |
| تاثیر بالا |
HIPS |
| آکریلیک |
PMMA |
سفت و محکم، روشن، براق، مقاومت در برابر آب و هوای خوب |
لنزهای ها، علائم، نور دفسرس، نقطه نمایشگرهای خرید |
| اکریلو نیتریل بوتا دی ان استایرن |
ABS |
سفت و محکم، مات، سخت، براق خوب، بافت ممکن |
لوازم خانگی، خودرو، کامپیوتر |
| نایلون (پلی آمید) |
PA |
سفت و محکم، سخت، |
چرخ دنده، بلبرینگ، قطعات خودرو کلاه سر گذاشتن تحت |
| استال |
POM |
سفت و محکم، سخت، ، پوشاک و لباس خوآب و خواص الکتریکی |
دریچه های آئروسل، قطعات ساعت، قطعات پرینتر کامپیوتر |
| پلی کربنات |
PC |
سفت و محکم، شفاف، مقاومت به ضربه بسیار عالی، مقاومت در برابر آب و هوای خوب، ثبات ابعادی خوب |
نمای سر در پشت کلاه ایمنی تصادف، خرابکاری لعاب اثبات، سپر ضد شورش، لنز چراغ جلو ماشین، کلاه ایمنی، بطری های نوزادان |
| Acrylate استایرن اکریلو نیتریل |
ASA |
سفت و محکم، مات، سخت، مقاومت در برابر UV خوب |
محوطه، تلفن، آینه درب خودرو و شبکه های رادیاتور |
| استایرن اکریلو نیتریل |
SAN |
سفت و محکم، شفاف، سخت، به استرس مقاوم در برابر ترک خوردگی |
لنزهای، تمبلرس آشامیدنی، آشپزخانه و پیک نیک انبار، را پوشش می دهد سیستم Hi-Fi |
| پلی وینیل کلرید |
پی وی سی |
نمرات سفت و سخت یا انعطاف پذیر، ، غیر قابل اشتعال، مقاومت به ضربه خوب و عایق الکتریکی |
دردسترس، عایق کابل، کفپوش، سقف، |
| پلی ¬ اورتان |
PUR |
انعطاف پذیر، روشن، نفوذ ناپذیر |
کف کفش و پاشنه، مهر و موم، مهر و موم، غلطک، چرخ |
| پلی |
PBT، PET |
سفت و محکم، روشن، بسیار دشوار است، مقاومت در برابر طیف دمایی گسترده |
بطری آب، ماشین آلات کسب و کار، قطعات ترانسفورماتور |
| Polysulphone |
PES، PSU،PEEK |
عالی ثبات درجه حرارت بالا، سفت و سخت یا نمرات قابل انعطاف در دسترس است. هزینه بالا |
کوره مایکروفر (مایکروویو)، دستگاه های شیمی درمانی، تجهیزات جراحی، سلول های سوختی |
| پلی سولفید |
PPS |
سفت و محکم، مات، غیر سوزش، مقاومت شیمیایی خوب در دمای بالا |
پمپ های شیمیایی، تجهیزات پزشکی و دندان پزشکی، قطعات ترانسفورماتور، پایگاه عنصر گرم |
| Polyvinylidene فلوراید |
PVDF |
قوی، مواد سخت با مواد شیمیایی بسیار عالی و مقاومت در برابر حرارت |
سوپاپ، پمپ، یاتاقان در صنعت فرآیند شیمیایی |
| پلی اکسید |
PPO |
سفت و محکم، مات، براق، ثبات ابعادی بسیار عالی |
مکان های تلویزیون، محوطه ابزار خودرو |
| اتیلن وینیل استات |
EVA |
انعطاف پذیر (مانند لاستیک)، خوب انعطاف پذیری در دمای پایین، مقاومت شیمیایی خوب |
مدتها دسته، سینی مکعب یخ، شلنگ |
