پلیمر چیست؟
واژه پلیمر که از تکواژ پلی گرفته شده و به معنی چند است، ملوکولهایی هستند که از ترکیب واحدهای کوچکتری به نام مونومر تشکیل شده اند و شاید بتوان گفت از آغاز حیات، انسان ها بدون آگاهی از اینکه این مواد چه چیزی هستند از آنها استفاده می کردند. امروزه کاربردهای مختلف این مواد در صنایع گوناگون به گونه ای است که تقریبا هیچ صنعتی را نمی توان یافت که در آن ردپایی از این مواد نباشد و این امر تا حدی است که در برخی از صنایع، بکارگیری مواد پلیمری تحولات بسیار زیادی ایجاد کرده است و به کلی آن ها را با مدل سنتی همان صنعت متمایز کرده است و از این رو می توان گفت بکارگیری این مواد در برخی صنایع انقلابی بی سابقه در آن ها بوجود آورده است. در این مقاله می خواهیم به انواع پلیمر و کاربردهای آن در صنعت اشاره کنیم.
انواع پلیمر و کاربرد آن:
پلی استایرن :Polystyrene (PS)
پلی استایرن یکی از خاص‌ترین زنجیره‌های شیمیایی در صنعت پتروشیمی است. این زنجیره یکی از طولانی‌ترین صف‌های کربنی در مواد شیمیایی است و در دسته فنیل‌ها قرار می‌گیرد. پلی استایرن حاوی اکثر کربن‌ها و هیدروژن‌های عناصر شیمیایی است و با فرمول n(C8H8) شناخته می‌شود.
مهمترین ویژگی پلی استایرن تلفیق پیوند واندروالسی در کوتاه‌ترین مدت‌زمان ممکن در زنجیره‌های پلیمرهاست. هرچقدر که این زنجیره‌های کربنی طولانی‌تر شوند نیرو کششیان آنها هم بیشتر می‌شود و این موضوع دقیقاً همان نکته‌ای است که باعث کارآمد شدن پلی استایرن می‌شود. تمامی این توضیحات بیشتر از هر چیزی توضیحات علمی پلی استایرن هستند، اما به بیانی ساده‌تر، پلی استایرن ترکیبی پلیمری یا همان مواد اولیه پلاستیک بسیار سخت است. این ترکیب بر عکس تمام توضیحات پیچیده‌ای که در مورد آن گفتیم، بسیار ساده تولید می‌شود و یکی از کارآمدترین پلاستیک‌های ساخته شده توسط بشر است.
ویژگی:
- نوعی از آن که فاقد دانه هاي رنگیست، شفاف می باشد.
- نوع اصلاح نشده آن شکننده، داراي استحکام متوسط و تحمل دماي آن پایین
- تحمل دما و ،HIPS است.با ترکیب با سایر مواد ضربه پذیر مانند بوتادي ان
- چقرمگی آن بهبود می یابد.
- نوع فوم شده آن بعنوان عایق حرارتی و صوتی بکار گرفته می شود.
- ارزان، فرآیندپذیري آسان
- در عین ارزان بودن کارایی خوبی دارد.
کاربرد: لیوان یکبار مصرف، دستگیره، لوازم آشپزخانه، بدنه پرینتر، قطعات جاروبرقی
پلی کربنات :Polycarbonate (PC)
پلی کربناتها توسط واکنش پلی فنل با دی کلرومتان و فسژن تهیه می شود. منومر اولیه این ماده OC6H4C(CH3)2C6 H4COO است. پلی کربنات یک ترموپلاستیک خطی، با خاصیت کریستالیزاسیون پایین، شفاف و با جرم مولکولی بالا بوده وعموماً تحت نام تجاری Lexan شناخته می‌شود.
این پلیمر دارای مقاومت شیمیایی بالا در گریس کاری و روغن کاری بوده ولی دارای مقاومت پایین در برابر حلالهای آلی است. مقاومت فوق العاده بالای این ترموپلاستیک (۳۰ برابر شیشه ضربه گیر) به همراه مقاومت الکتریکی بالا راحتی ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (۹۰%) استفاده از این پلیمر را در بسیاری کاربردهای صنعتی توسعه داده است. وقتی یک پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسیار ضربه گیر مورد نیاز باشد، پلی کربنات انتخابی مناسبی است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسیار کوچک ماشین آلات – مخصوصاً ماشین آلاتی که دارای تجهیزات قالبگیری پیچیده هستند، پره های پمپ ها، کلاه های ایمنی و دیگر کاربردهایی که نیاز به وزن سبک و مقاومت ضربه گیری بالا دارد، استفاده از ترموپلاستیک‌های پلی کربنات رضایت بخش است. این مواد می‌توانند در دماهای بین 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گیرند.
ویژگی:
- چقرمگی و ضربه پذیري فوق العاده (مهمترین ویژگی)
- شفافیت بالا
- استحکام مکانیکی بالا
- مقاومت شیمیایی پایین به دلیل ساختار بی شکل
کاربرد: حفاظ قسمت تماشاگران هاکی، ضربه گیر، چراغ راهنمایی، چراغ عقب و جلوي اتومبیل، پنجره هواپیما، بطري آب
پلی آمید (نایلون) :Polyamide (PA)
ترموپلاستیک های پلی آمید از طریق چگالش واکنش کربوکسیل اسید (RCOOH) و یک آمین (RNH2) با حذف آب تهیه می شود. این رزین ها تحت نام تجاری نایلون، یکی از اولین محصولات رزینی استفاده شده بعنوان مواد مهندسی شناخته شده است.
خواص مکانیکی بسیار خوب بهمراه راحتی ساخت، رشد متداوم آنها را برای کاربردهای مکانیکی حتمی می‌کند.
استحکام بالا، سختی، مقاومت در برابر سایش و مدول یانگ بالا خواص بسیار با ارزش نایلون ها بوده و موارد استعمال آن را در کاربردهای مهم در تجهیزات عملیاتی مختلف نظیر چرخ دنده ها، اتصالات الکتریکی، شیرها، نگهدارنده ها، لوله گذاری و پوشش سیم‌ها توجیه می‌کند.
مقاومت حرارتی نایلون می‌تواند متغیر باشد، اما در محدوده دمایی 0C100، باید در نظر گرفته شود.
این پلیمر به عنوان یک ترموپلاستیک، به استثنای مقاومت ناچیز آن در تماس با اسیدهای معدنی قوی دارای مقاومت شیمیایی خوبی است. نظر به گوناگونی مشتقات یا کوپلیمرهای آغازگر، انواع تجاری متنوعی از رزین های نایلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلی آن، نایلون و نایلون ۶۶ است که دارای استحکام بالایی هستند. اخیراً ، انواع تجاری جدیدی از نایلون عرضه شده که بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدودیت‌های موجود، برتری دارد. این مواد شامل پلی آمیدهایی است که دارای یک گروه آروماتیک در منومر آنها بوده، و به همین دلیل آرامید رزین (آرومانتیک آمیدها) که تحت نام تجاری Kevlar و Nomex شناخته شده، نامیده می شود.
ویژگی:
- داراي انواع مختلفی مانند PA6، PA66 و …
- ضریب اصطکاك کم
- استحکام و چقرمگی مطلوب
- مقاومت به سایش خوب
- در برابر حلالها از مقاومت شیمیایی بالایی برخوردار است
- جاذب رطوبت
- انقباض بالا
کاربرد: بلبرینگ، چرخ دنده (کنتور آب، پرینتر و ..)، پیچ، چرخ اسکیت، نخ ماهیگیري،طناب، بوش، نساجی، پولی هرزگرد
پلی استال :Polyacetal (POM)
پلی استال که با نام پلی اکسی متیلن (POM) نیز شناخته می شود، از پلیمریزاسیون فرم‌آلدهید به‌دست می آید و پلیمری گرمانرم کریستالی با استحکام کششی و سختی بالا، ارتجاع پذیری خوب، مقاومت سایش عالی و جذب رطوبت پایین است. این پلیمر با دو نوع هموپلیمر و کوپلیمر در بازار موجود است و می تواند طیف وسیعی از کاربرد‌ها را پوشش دهد . علاوه بر این، POM دارای قابلیت حفظ خواص در دمای بالا در مدت زمان طولانی، مقاومت مکانیکی در برابر تنش های طولانی مدت، و مقاومت آب و هوایی است که آن را به انتخابی مناسب برای بسیاری از قطعات حساس مهندسی تبدیل کرده است.
هموپلیمر وکوپلیمر این رزین مقاومتی عالی در برابر حلالهای آلی از خود نشان می دهند. در بالاتر از 070 C این رزین‌ها مقاومت بسیار خوبی در برابر هیدروکربن‌های آلیفاتیک، آروماتیک، و کلرینه دارند. پلی استال ها مقاومت عالی در برابر آب داغ دارند و کوپلیمرهای آن در برابر قلیای داغ از مقاومت بهتری برخوردار هستند. همچنین در دماهای بالا، پایداری گرمایی و هیدرولیز بهتری داشته و راحت‌تر قالبگیری می شود ولی هموپلیمرهای آن ویژگی مکانیکی بهتری داشته و نقطه ذوب بالاتری نیز دارد.
ویژگی:
- مقاومت خزشی بسیار خوب
- استحکام کششی، صلبیت و سختی خوب
- ضریب اصطکاك و جذب رطوبت پایین
کاربرد: چرخدنده و بادامک (اصطکاك پایین و مقاومت سایشی خوب در برابر سطوح فلزي)، اجزا سیستم سوخت و کمربند ایمنی
