مواد پلیمری
مواد پلیمری
در واقع پلیمرها موادی هستند که مولکول های آنها از واحدهای کوچکتری به نام منومر تشکیل شده است. این مواد دارای خواص فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد و جالبی هستند. به همین دلیل است که آنها را در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می دهند. بسیاری از پلیمرها از کربن و هیدروژن و یا به عبارتی هیدروکربن ها به وجود می آیند. اتم های کربن به صورت پیوسته ای در کنار یکدیگر قرار می گیرند و زنجیره های طولانی و تکراری را به وجود می آورند. از به هم متصل شدن این زنجیره ها به یکدیگر، پلیمرها ایجاد می شوند. به متصل شدن این زنجیره ها یا منومرها پلیمریزاسیون می گویند. امروزه با توجه به پیشرفت روزافزون علم و تکنولوژی، در صدد جایگزینی مواد پلیمری با سایر مواد مهندسی هستند.
همانطور که پیش تر نیز بیان شد پلیمرها و مواد پلیمری از ویژگی های منحصر به فرد و خاصی برخوردارند. از جمله این ویژگی ها می توان به سبک بودن آنها نسبت به فلزات و همچنین سرامیک ها اشاره کرد. این ویژگی پلیمرها موجب کاربرد بسیار فراوان آنها در صنایع مختلف شده است. پلیمرها دارای دمای ذوب پایینی هستند، از این رو فرایند تولید آنها نسبت به سایر مواد آسان تر است. استحکام مکانیکی بسیار بالا و فوق العاده و همچنین انعطاف پذیری از ویژگی های قابل توجه آنها است. این ویژگی سبب استحکام و مقاومت بالای مواد ساخته شده از پلیمر می شود. پلیمرها با توجه به قابلیت شکل پذیری بسیار مناسبی که دارند به راحتی شکل داده می شوند. بنابراین از آنها می توان برای ساخت و تولید قطعاتی که نیاز به رعایت جزئیات دارند استفاده کرد.
باید بدانید که این مواد را از روش های مختلفی تولید می کنند. از جمله روش های تولید و ساخت پلیمرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اکستروژن
- فرآیند قالب گیری تزریقی
- فرآیند قالب گیری تزریقی واکنشی
- فرآیند قالب گیری دمشی
- اکسترودرها
- ماردون
کاربردهای مواد پلیمری
همانطور که پیشتر نیز کرد این مواد با توجه به ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاصی که دارند در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله این صنایع و کاربردهای آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
صنایع غذایی: تولید ظروف یکبار مصرف و ماکروویوی و همچنین بسته بندی مواد غذایی، ساخت بطری های آب معدنی، نوشابه و آبمیوه و سرفه های یکبار مصرف
صنایع لوازم خانگی: تولید یخچال، جاروبرقی، سبدهای خانگی، قفسه های پلاستیکی و…
صنایع پزشکی: تولید تجهیزات پزشکی و تولید نانو پلیمرهایی که در مهندسی بافت و همچنین رهایش کنترل شده داروها مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین پوشش دهنده های زخم
صنایع برق و الکترونیک: ساخت تیرهای کامپوزیتی، سیم و کابل های برق و سایر پلیمرهای رسانای الکتریسیته، تولید لوله های کامپوزیتی به منظور عبور کابل
صنایع خودروسازی: ساخت قطعات خودرو مانند صندلی‌ها، داشبوردها، لوازم یدکی، کفپوش ها، سپر و تایرهای ماشین، قطعات کولر ماشین، درزگیرهای ماشین
صنایع نظامی: ساخت اسلحه های مختلف و همچنین جنگ افزارهای بزرگی همچون موشک ها و هواپیما
صنایع نساجی: تولید الیاف پلیمری، تولید لباس های محافظ، لباس های فضانوردی، تیشرت‌ها، پلیمرهای مقاوم و حرارتی، استفاده در صنایع چاپ
صنایع عمرانی: تولید قیر، آسفالت، تابلوها و علائم عبور و مرور، پلیمر های قابل استفاده در مهندسی سازه
صنایع حمل و نقل: استفاده در صنایع حمل و نقل عمومی، نظامی، ریلی و هواپیمایی
صنایع ساختمان سازی: تولید پوشش دهنده های ساختمانی به ویژه پوشش دهنده های ضد حریق، پوشش دهنده های عایق صدا و رطوبت با عملکرد عالی
صنایع پتروشیمی: ساخت و تولید تجهیزات مورد استفاده در صنایع پتروشیمی، رنگرزی و ساخت تجهیزات پوششی
انواع محصولات پلیمری
پلی اتیلن PE
به جرات می‌توان گفت که پلی اتیلن از جمله معروف ترین و مهمترین پلیمرهای ترموپلاستیک است یکی از پرتنوع ترین خانواده های پلیمری نیز به شمار می‌رود. این ماده را مطابق با ساختار مولکولی و چگالی دسته بندی می کنند. از پلی اتیلن در موارد زیادی از جمله تولید سیم و کابل، تولید درب بطری، صنایع بسته بندی، لوازم آرایشی، تولید مخازن آب، سبدهای پلاستیکی نایلون و غیره استفاده می شود.
پلی پروپیلن PP
PP نیز از جمله ترموپلاستیک هایی است که کاربردهای بسیار متنوعی در صنعت دارد. یکی از خصوصیات بارز پلی پروپیلن قابلیت بازیافت آن است. به همین خاطر از آنها برای تولید ظروف پلاستیکی و ماکروویوی، نوار بهداشتی، فرش، باتری، طناب و همچنین عایق کابل های الکتریکی استفاده می کنند. از دیگر کاربردهای این ماده می توان به ساخت برخی از تجهیزات پزشکی و اسباب بازی اشاره کرد چرا که جزو پلیمرهای غیر سمی قرار می گیرد. لازم به ذکر است که تولید پوشه های لوازم التحریر و همچنین جعبه های بسته بندی نیز با استفاده از این محصول انجام می شود.
پلی استایرن PS
پلی استایرن نیز یکی از پلیمرهای ترموپلاستیک به شمار می رود. این ماده به شکل های مختلفی تولید شده و کاربردهای متنوعی دارد. از پلی استایرن اغلب در ساخت لوازم خانگی مانند یخچال، ظروف یکبار مصرف و همچنین دیسک هایی مانند DVD و CD استفاده می کنند. فوم پلی استایرن یکی از اشکال پلی استایرن است که از آنها برای تولید مواد عایق، لیوان های نوشیدنی و مدل های مورد استفاده در معماری به کار برده می شود. از دیگر کاربردهای این ماده می توان به تولید روکش محصولات و همچنین اسباب بازی اشاره کرد.
پلی اتیلن ترفتالات PET
پلی اتیل ترفتالات یکی از رزین های پلی استر است که در گروه ترموپلاستیک ها قرار دارد. این گونه از پلیمرها دارای وزن اندکی بوده و بی رنگ هستند، به همین خاطر در گروه پلیمرهای شفاف قرار دارند. این دسته از پلیمرها به طور کلی غیر قابل شکستن هستند. استحکام و مقاومت پلی اتیل ترفتالات بسیار بالا و قابل توجه است. از این رو گزینه بسیار مناسبی برای تولید بطری های نوشیدنی، برخی از لوازم ورزشی و تجهیزات مورد نیاز برای حمل و نقل هستند. شفاف بودن و استحکام بالای این مواد، آنها را به یکی از کاربردی ترین و مناسب ترین مواد برای بسته بندی مواد غذایی تبدیل کرده است. یکی از ویژگی های مهم PET قابلیت بالای آن در ترکیب شدن با دیگر پلیمرهای ترموپلاستیک است. از جمله ترموپلاستیک هایی که برای ترکیب با این ماده مناسب هستند می توان به پلی کربنات ها، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی استایرن، اتیل وینیل استات اشاره کرد. اغلب از این ماده به منظور تولید الیاف پارچه، فیلم های عکاسی، طناب، کمربند ایمنی و بسیاری موارد دیگر استفاده می کنند.
پلی وینیل کلراید PVC
PVC یکی از انواع پلیمرهای بسیار خاص و ویژه به شمار می رود. در پایدارسازی این پلیمر از سرب بهره می برند. البته از روی و یا کلسیم استئارات نیز می توان به جای سرب استفاده کرد. از این پلیمر در صنایع مختلفی از جمله سیم و کابل، چرم مصنوعی، تولید کفش و… کی توان استفاده کرد.
پلی کربنات pc
پلی کربنات PC یک نوع پلاستیک شفاف و مقاوم است که برای تولید قطعات صنعتی، لوازم خانگی، وسایل الکترونیکی و اتومبیل‌سازی استفاده می‌شود. این پلاستیک در برابر شوک و ضربه مقاوم است و دارای خصوصیات مقاومت به حرارت، شعله‌گیری، اشعه UV و شیمیایی است. به دلیل خواص مذکور، پلی کربنات PC به عنوان جایگزین مناسبی برای شیشه و سایر پلاستیک‌ها به شمار می‌رود. در کاربردهای مختلف، این پلاستیک به عنوان یک جزء اصلی در ساخت قطعات صنعتی و مواد جانبی در سایر محصولات به کار می‌رود.
پلی آمید PA
پلی آمید عمدتا با نام نایلون شناخته می شود. این ماده در دسته ترموپلاستیک ها قرار می گیرد. از این محصول اغلب در تولید پارچه و همچنین برخی از لوازم و تجهیزات ورزشی استفاده می کنند. از جمله ویژگی های پلی آمید می توان به استحکام و مقاومت آن در برابر پارگی و سایش اشاره کرد.
پلی استال یا هوستافرم POM
پلی استال از جمله پلیمرهای گرمانرم و یا به عبارتی ترموپلاست به شمار می رود. از این نوع پلیمرها در ساخت و تولید پلاستیک های مهندسی استفاده می کنند. از دیگر نام های پلی استال می توان به هوستافرم، دراکن، دل رین، الترافرم و سلکن اشاره کرد. جالب است بدانید که صنایع الکتریکی و الکترونیکی از بزرگترین و عمده ترین صنایع مصرف کننده از این محصول در جهان به شمار می رود. از این ماده به منظور ساخت قطعات مختلف الکترونیکی، ماشین های اداری، پرینترها، دکمه های صفحه کلید، سوئیچ ها و بسیاری موارد دیگر استفاده می کنند. از دیگر صنایع مصرف کننده این ماده می توان به صنایع کشاورزی، ساختمان سازی و حمل و نقل اشاره کرد.
اتیلن وینیل استات EVA
این محصول یکی از ترموپلاستیک های بسیار قابل توجه و کاربردی به شمار می رود. EVA دارای قابلیت الاستیکی و سختی است که از وضوح و براقیت بالایی برخوردار است. از ویژگی های منحصر به فرد و خاص این ماده می توان به قیمت بسیار مناسب و مقرون به صرفه و همچنین چسبندگی عالی آن اشاره کرد. آب بندی مناسب، مقاومت بالا، انعطاف پذیری مناسب از دیگر خصوصیات این ماده کاربردی به شمار می رود. کوپلیمرهایی که حاوی 10 الی 30 درصد اتیلن وینیل استات هستند را در صنایع ساخت و تولید کالاهای پلاستیکی و همچنین صنایع بسته بندی مورد استفاده قرار می دهند. از دیگر کاربردهای EVA می توان به تولید کفش، چسب های حرارتی، اسباب بازی، لوله، عایق های سیم و کابل، چوب پنبه، برخی از قطعات خودرو، رنگ و پوشش های رزینی، لمینت شیشه و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد.
پلی متیل متاکریلات یا دگالون PMMA
پلی متیل متاکریلات یکی از انواع پلیمرهای شفاف و بدون رنگ است که با استفاده از روش های مختلفی همچون تزریق، اکستروژن و قالب گیری فشاری تولید می شود. PMMA از دیگر انواع پلیمر استحکام بیشتری دارد و دلیل آن را می توان وزن مولکولی نسبتا بالای آن دانست. یکی از ویژگی های قابل توجه این ماده، قابلیت بازیافت 100 درصدی آن است. پلی متیل متاکریلات ظاهری شفاف، واضح و درخشنده دارد و وزن آن تقریبا نصف شیشه است. در حالی که در برابر ضربه، مقاومتی 10 برابری نسبت به آن از خود نشان می دهد. از این نوع پلیمر اغلب در معماری و ساختمان سازی، خودرو سازی، حمل و نقل، صنایع الکترونیکی، تولید لوازم روشنایی و صنایع پزشکی و بهداشتی استفاده می کنند.
پلی بوتیلن ترفتالات PBT
پلی بوتیل ترفتالات یا PBT یکی از مواد ترموپلاستیک است که به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردش، در صنعت خودروسازی، الکترونیک، تولید لوازم روشنایی، لوازم خانگی و غیره استفاده می‌شود. این ماده دارای مقاومت بالا در برابر شوک و ضربه، مقاومت به حرارت و سایش، پایداری در برابر UV و مواد شیمیایی است. همچنین، این پلاستیک ضد آب و ضد خش است و در برابر رطوبت و حرارت نیز مقاومت بالایی دارد. علاوه بر این، PBT به دلیل اینکه می‌تواند به‌راحتی با مواد دیگری مانند پلی‌کربنات، پرکندها و رنگ‌ها ترکیب شود، در تولید محصولاتی با خواص ویژه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استایرن بوتادین استایرن SBS
SBS لاستیکی با ظاهر سخت و بسیار مقاوم است که از آن برای تولید برخی از لوازم مانند کفی کفش، عاج تایر و بسیاری موارد دیگر استفاده می کنند. این ماده قابلیت لاستیکی خود را از بوتادین به دست می آورد.
پلی اورتان PU
پلی اورتان ها از جمله ترموست هایی هستند که مقاومت بالایی در برابر اسیدها، بازها و همچنین بسیاری از حلال ها دارند. به همین دلیل از آنها به منظور کاربردهای مختلفی مانند بسته بندی مواد استفاده می کنند. علاوه بر این از نوع سخت آن نیز برای ساخت و تولید عایق های حرارتی و همچنین انتقال سیالات کرایوژنیک بهره می برند.
پلی یورتان TPU
برخلاف سایر انواع پلیمرها، از یورتان در صنایع بسیاری استفاده می شود. پلی یورتان از قابلیت شکل پذیری بسیار بالایی برخوردار است و با استفاده از آن می توان طرح و اشکال پیچیده ای تولید کرد. این ماده دارای دقت ابعادی بالایی بوده و ضخامت آن قابل تنظیم است. همچنین سطح صاف و هموار آن را به یکی از بهترین و کاربردی ترین پلیمرها تبدیل کرده است. اغلب از این نوع پلیمر برای ساخت دیواره های عایق صدا استفاده می کنند. زیرا این ماده از سیستم های چند لایه توسعه یافته تشکیل شده است که میزان صدای انتقالی را تا حد زیادی کاهش می دهد.
لاتکس کائوچو Natural Rubber
کائوچو یکی از موادی است که با نام های لاستیک طبیعی و یا لاستیک هندی نیز شناخته می شود. از این نوع از لاستیک به طور بسیار گسترده ای در صنایع مختلف استفاده می کنند. این نوع ماده در شیره ی درختی به نام هوا وجود دارد. معمولا این ماده از پلیمر شدن هیدروکربن هایی به نام ایزوپرون و متیل تولید می شود. لاستیک طبیعی به دلیل برخورداری از خواص و ویژگی های خاص و کشسانی فوق العاده ای که دارد در تولید تجهیزات بیمارستانی، اسباب بازی ها و حتی لوازم خانگی به کار برده می شود. از دیگر کاربردهای این ماده می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت قطعات اتومبیل های مسابقه
- تولید نوارهای پلاستیکی
- تولید چسب
- تولید سیمان های لاستیکی
- تولید مواد تثبیت کننده خاک
- استفاده در ساخت پایه های ضد لرزش
استایرن بوتادین رابر (SBR)
استایرن بوتادین رابر (SBR) یک پلیمر سینتتیک است که از استایرن و بوتادین تشکیل شده است. این پلیمر به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، انعطاف پذیری، مقاومت در برابر شکستگی و مقاومت در برابر آتش و حرارت، در بسیاری از صنایع مانند خودروسازی، لاستیک، نساجی و صنایع الکترونیکی استفاده می شود. همچنین، این پلیمر به عنوان یک بستر برای تولید چسب ها، رنگ ها و مواد شیمیایی دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد. استایرن بوتادین رابر یکی از پرکاربردترین پلیمرهای سینتتیک است که به دلیل ویژگی های بی نظیرش، در صنایع مختلف به کار می رود.
نیتریل بوتادین رابر (NBR)
نیتریل بوتادین رابر یا NBR یک نوع پلیمر در صنعت نفت و گاز است که در پوشش لوله‌های چاه نفت، برای افزایش کیفیت و عملکرد آنها استفاده می‌شود. این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، روغن، سوخت و سایر مواد شیمیایی، جزو مواد پرکاربرد در صنعت نفت و گاز به شمار می‌رود. استفاده از NBR در پوشش لوله‌های چاه نفت، قابلیت حفاظت بیشتری را در برابر خوردگی و فرسایش فلزات دارد و باعث افزایش عمر مفید لوله‌ها می‌شود.
