افزودنی ها

پلیمرها در حالت طبیعی معمولا در برابر شرایط عملیات فرآوری و شرایط عملکرد مقاومت بالایی از خود نشان نمی دهند به عبارت دیگر در هنگام شکل دهی یک ماده خام پلیمری به محصول، به علت اعمال حرارت، تنش، فشار و باید انتظار تخریب، تغییر رنگ، کاهش خواص فیزیکی و برخی دیگر از مشکلات را داشت. لذا برای تولید یک محصول، از فرمولاسیون خاص از ماده خام پلیمری (ماده پایه و برخی از افزودنی ها استفاده میشود.

افزودنی(Additive) بر اساس تعریف IUPAC به مواد خاصی اطلاق می شود که در صنعت پلیمر به ماده خام (پایه) اضافه شده و عامل بهبود یک یا چند خاصیت می گردند. افزودنی ها دارای ساختار شیمیایی و فیزیکی بسیار متنوع بوده و بر خواص مختلف آمیزه پلیمری تاثیر می گذارند.

در حال حاضر افزودنی ها با بیش از ۱۶۰۰۰ نام تجاری از ۱۸۰۰ شرکت در سراسر جهان به بازار عرضه می شوند و در صنایع پلاستیک، لاستیک و رزین جایگاه ویژه ای پیدا نموده اند. بیشتر افزودنی ها هنگام فرآوری اکستروژن) به ماده خام اضافه می شوند ولی برخی از آنها پس از تولید محصول نهایی یا حتی حین کاربرد آن محصول به شرایط مختلف چون پوشش، لعاب و…. بر روی محصول اعمال می گردند. بعضی از این افزودنی ها برای بهبود خواص نهایی محصول بکار می روند.

در هنگام استفاده از افزودنی ها باید توازنی بین خواص مطلوب حاصل از افزودنی و برخی تغییرات در قیمت و کیفیت محصول نهایی ایجاد کرد. ذکر این موضوع نیز لازم است که برخی از افزودنی ها با یکدیگر سازگاری نداشته و خواص مورد نظر و طراحی شده در فرمولاسیون، در محصول نهایی ایجاد نمی گردد. به عنوان مثال آنتی اکسیدانت ها عامل افت و کاهش اثر افزودنی های شبکه ساز و فوم ها می گردند.

افزودنی ها باید علاوه بر خاصیت و ویژگی مطلوب مورد نظر دارای شرایط زیر نیز باشند تا در هنگام فرآیند یا پس از آن مشکلی ایجاد ننمایند.

۱. پایدار بودن در شرایط فرآیند اختلاط با پلیمر (همگن سازی با ماتریس آمیزه): عدم پایداری افزودنی درطول فرآیند اختلاط که معمولا در دما و تنش بالا صورت می گیرد منجر به تخریب ساختار شیمیایی واز بین رفتن تاثیر مطلوب آن و احتمالا اثر منفی بر پلیمر می گردد.

۲. عدم مهاجرت به سطح (روایی) افزودنی عامل دیگری است که بجز در تعداد محدودی از این ترکیباتمانند لیز کننده ها که اثر بر روی خواص سطحی می گذارند یک ویژگی نا مناسب برای افزودنیمحسوب می گردد.

٣. پایدار بودن در شرایط کار کرد نیز مانند پایداری در هنگام فرآیند اهمیت دارد.

۴. غیر سمی بودن و عدم داشتن طعم و بو برای افزودنی بخصوص در کاربردهایی که با آب و مواد غذاییسر و کار دارد بسیار مهم است.

۵. عدم تاثیر منفی بر خواص برجسته و مفید پلیمر

۶ قیمت مناسب: افزودنی ها دارای قیمت بالاتری نسبت به پلیمر پایه هستند ( به جز برخی از پرکنندهها) اما این قیمتباید با توجه به درصد استفاده از آنها و تاثیری که بر پلیمر می گذارند توجیه پذیرباشد.

دانستن این نکته قبل از تشریح افزودنی های مختلف لازم است که در صنعت بخصوص صنعت پلاستیک، افزودنی به صورت مستربچ ( افزودنی آمیزه شده با پلیمر) عرضه می شود، که در استفاده از آن باید به دو عامل زیر توجه نمود. اما ابتدا به تعریف مستربچ می پردازیم: مستربچ به معنی نمونه تغلیظ شده ای از ترکیب است، به عبارت دیگر مستربچ به منظور یکنواخت سازی فرآیند اختلاط با ماده اولیه پلیمری و سازگاری بهتر آن با فرآیند های شکل دهی (اکستروژن و تزریق)، بجای مصرف مستقیم ماده به صورت ماده افزودنی (پودر افزودنی)می باشد.

۱. پایه پلیمری مستربچ چیست؟ و همخوانی این پلیمر با پلیمر مورد نظر چگونه است؟

٢. مستربچ شامل چند درصد افزودنی است؟

درباره سوال اول باید اشاره نمود به علت همخوانی پلی اتیلن با اکثر پلیمرها معمولا از این پلاستیک به عنوان

مستربچ استفاده می شود. لازم به ذکر است تهیه مستربچ بر پایه مواد دیگر نیز نظیرPOM، PP SAN ، ABS

نیز انجام می گیرد که توصیه می شود برای تولید هر محصول از مستربچ با پایه یکسان در فرآیند خود استفادهنمود.

آنچه در باره درصد افزودنی نیز باید بدانیم آن است که ((برای کارکرد مورد نظر ما در فرمولاسیون محصول چند

درصد افزودنی مورد نیاز است؟)) این درصد برای افزودنی های مختلف، با توجه به اثر بخشی آنها و شرکت های

سازنده انتخاب می گردد و سپس از روی میزان افزودنی داخل مستربچ، درصد مصرف مستربچ در فرمولاسیون قطعه محاسبه می گردد. به مثال زیر توجه کنید:

  • فرض کنید آنتی اکسیدانت شرکت الف برای تولید یک محصول با فرآیند تزریق انتخاب شده است:

شرکت سازنده آنتی اکسیدانت ذکر نموده برای جلوگیری از تخریب حرارتی در فرآیند تزریق استفاده از ۰/۱درصد (یک در هزار) از آنتی اکسیدانت او کافی است. لذا در صورتی که مستربچی که ما خریداری کرده ایم دارای ۵ درصد آنتی اکسیدانت آن شرکت باشد باید در فرمولاسیون قطعه ۲ درصد از مستربچ تهیه شده را استفاده کرد.(۰/۰۲×۰/۰۵=۰/۰۰۱۰) بعبارت دیگر اگر درصد مورد نیاز افزودنی در فرمولاسیون را A و درصد افزودنی موجود در داخل مستربچ را B بنامیم میزان مستربچ مصرفی با توجه به فرمول زیر محاسبه می گردد.

 

استفاده از پر کننده به صورت مستقیم در دستگاه های تولید نهایی قطعه چون سیستم تزریق باعث می شود پرکننده ها به صورت کلوخه ای یا خوشه ای در پلیمر قرار گیرند و توزیع مناسبی از آنها صورت نگیرد. که این امر منجر به شکنندگی قطعه و افت خواص مکانیکی و نوری آن می گردد. به همین جهت توصیه می شود در صورت انتخاب پر کننده درفرمولاسیون، از مستربچ های آن پر کننده که از شرکتی معتبر تهیه شده استاستفاده شود. در این باره بیشتر صحبت خواهیم کرد.

در ادامه به بررسی تعدادی از افزودنی های صنعت پلاستیککه بیشتر در صنعت تزریق مصرف میشوند، خواهیم پرداخت.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

کلیه حقوق مادی و معنوی برای این وبسایت محفوظ می باشد.