تهران، خیابان شریعتی، خیابان هویزه، پلاک 3، واحد 2
مشاوره رایگان با کارشناسان ولز
09129722169 - 02188740922

بخش سوم - پلیمرها و پلاستیک

مشخصات شیمیایی پلیمر

عبارت plastic از زبان یونانی و به معنای (شکل دادن) گرفته شده است. در طی برخی از مراحل تولید، پلاستیک را می توان به اشکال ساده یا پیچیده شکل داد که این اشکال می تواند کاملا انعطاف پذیر یا کاملا سخت باشد. تولیدکنندگان محصولات پلاستیکی می توانند با استفاده از انواع نامحدود افزودنی ها، پرکننده ها و مواد مقاوم کننده، خواص مشخص و گوناگونی را به قطعات تولیدی خود ببخشد.

پلیمرها که اجزای تشکیل دهنده مواد پلاستیک هستند، ترکیبات شیمیایی ارگانیک با وزن مولکولی بالا می باشند؛ این مواد طبیعی یا مصنوعی از تکرار یک یا چند نوع واحد مونومری ایجاد شده اند. تمامی این پلیمرها  به همراه افزودنی‌های مشخصی به کار گرفته می شوند تا در حین تولید و یا در قطعه تولید شده خواص لازم را ایجاد نمایند.

تمامی مواد (پلیمرها) که در صنعت قالب گیری بادی امروز به کار گرفته می شوند، ترکیبی از عناصر پایه هستند که در طی فرآیندهای گوناگونی از صنعت پتروشیمی به دست می آیند. این دسته از مواد «هیدروکربن» نامیده می شوند. هیدروکربن های متداول مانند اتیلن را می توان در حضور حرارت و کاتالیست های مخصوص به هم پیوند داد.

مواد پلاستیکی متفاوتی وجود دارند و طراحان در طی مراحل کاری خود با بسیاری از آن ها رو به رو می شوند. اما باید به این نکته توجه شود که افرادی که با دسته مشخصی از مواد سروکار دارند در هنگام استفاده در زمینه های دیگر، به مشکلاتی در تولید برمی خوردند.

پلیمرها

پلیمرها در طی فرآیندهای شیمیایی مختلفی که در حالت کلی پلیمریزاسیون نامیده می شود، تولید می شوند. در این فرآیندها، مولکول های بزرگتر و پیچیده تر از ترکیب یک یا چند مولکول ساده ایجاد شده اند. مهم تر اینکه این مولکول ها و زنجیره ها را می توان به گونه ای دلخواه تولید نمود تا موادی با سختی، مقاومت، رنگ، مقاومت در برابر اثرات جوی و یا خواص متفاوت دیگری ایجاد شود.

پلیمرهایی که تحت حرارت و فشار خاصیت شکل پذیری پیدا می کنند را «ترموپلاستیک» و پلیمرهایی که پس از اعمال فشار و حرارت و پس از طی فرآیند شیمیایی تغییر ساختار می دهند «ترموست» می نامند. ترموپلاستیک ها را می توان با حضور حرارت و فشار، بارها تغییر شکل داد و به صورت دلخواه قالب گیری کرد اما مواد ترموست در حین قالب گیری به صورت شیمیایی تغییر ساختار داده و در حرارت های بالا قبل از جدا شدن مولکول ها از هم، می سوزد و از بین می رود. این خصوصیت آنها باعث شده تا قطعات ساخته شده از ترموست ها در محیط های داغ کارایی بهتری داشته باشند. از جمله این کاربردها می توان به دستگیره ها، قطعات موتور خودرو، قطعات الکتریکی و قطعات صنایع هوایی نام برد.

خصوصیات فیزیکی

انتخاب و استفاده از پلیمرها به خصوصیات فیزیکی آنها بستگی دارد. از جمله خصوصیات تست شده رزین ها می توان به وزن مولکولی متوسط، سختی، انعطاف پذیری، استحکام کششی، جریان، میزان رطوبت و مقاومت در برابر ضربه نام برد. توضیح هریک از خصوصیات بیان شده در ادامه عنوان شده است:

  • وزن مخصوص: با انداختن یک تکه از پلاستیک درون آب می توان نوع آن و وزن مخصوص آن را تعیین نمود. وزن مخصوص را می توان نسبت به وزن حجم مشخصی از ماده به وزن آب هم حجمش تعریف نمود.
  • نرخ جریانی مذاب: نرخ جریانی مذاب یا شاخص مذاب یک ماده به ما این امکان را می دهد تا رفتار جریانی آن ماده را در حین پروسه تولید تخمین بزنیم.
  • رطوبت: رزین هایی که جاذب رطوبت هستند هیگروسکوپیک یا جاذب نامیده می شود. در مورد رزین های جاذب مانند PET و نایلون مقدار رطوبت جذب شده باید قبل از وارد شدن به پروسه تولید درنظر گرفته شود.
  • سختی: هنگام انتخاب یک پلیمر، سختی یک فاکتور مهم به شمار می آید. به بیان کلی، لفظ سختی به مقاومت در برابر خراش و سایش اشاره دارد و اغلب با سایر خواص در ارتباط است.
  • مقاومت کششی: مقاومت کششی به میزان استحکام پلاستیک در مقابل نیروهای کششی اشاره دارد. خصوصیات کششی ماده یکی از مهمترین نشانه های استحکام پلاستیک است. «نقطه تسلیم» نقطه ای است که تغییر شکل های غیرارتجاعی آغاز می شود و معمولا توسط دستگاه تست کششی تعیین می شود. مفهوم دیگری که در ارتباط با استحکام کششی است، «چقرمگی» است. این خصوصیت به صورت مقدار انرژی لازم جهت شکستن یک نمونه از ماده، تعریف می شود.
  • خزش: پدیده خزش به تغییرات ابعادی آهسته قطعه پلاستیکی اشاره دارد که در طی مدت زمان طولانی تحت اثر بارهای خارجی (نیروهای خارجی) قرار گرفته باشد.

خواص پلیمرهای مورداستفاده در فرآیند قالب گیری بادی

  • پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE):
    • استحکام ضربه ای بالا
    • چقرمگی در دمای پایین
    • مقاومت عالی در مقابل مواد شیمیایی
    • عایق مناسب در مقابل الکتریسیته
    • مقاومت کم در مقابل اشعه ماورا بنفش
  • آکریلونیتریل – بوتادین – استایرن (ABS)
    • ABS ماده ای سخت و چقرمه است.
    • مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد.
    • عایق خوبی در مقابل الکتریسیته است.
    • طیف وسیعی از مواد افزودنی، پرکننده ها و مستحکم کننده ها را قبول می کند.
  • پلی کربنات (PC)
    • مقاومت عالی در برابر حرارت
    • ماده سخت و چقرمه ای است.
    • شفافیت خوبی دارد.
  • پلی پروپیلن (P)
    • استحکام ضربه ای مناسب (در دمای پایین ضعیف است.)
    • مقاومت خوب در مقابل مواد شیمیایی
    • مقاومت بالا در برابر سایش
    • استحکام خوب مذاب
  • پلی فنیلین اکساید (PPO)
    • مقاومت شیمیایی مناسب
    • مقاومت ضربه ای خوب
    • در محیط های با درجه حرارت بالا خصوصیات مکانیکی خود را حفظ می کند.
  • پلی اتیلن ترفتالات (PET)
    • این ماده در پروسه تولید قالب گیری بادی – تزریقی برای تولید پریفرم استفاده می شود.

رنگ بندی مواد پلاستیک

در حالت کلی، مواد ترموپلاستیک را می توان در طیف وسیعی از رنگ ها قالب گیری نمود. رنگ های مورداستفاده می تواند به صورت پلاستیک از پیش رنگ شده و یا به صورت رنگدانه های جامد و یا مایع باشد که درست قبل از ذوب شدن مواد در ماشین به آن اضافه می شود. معمولا رنگ های قرمز در مقابل حرارت پایدارترند در حالی که رنگ های زرد و نارنجی در حد وسط قرار دارند. رنگ های تیره تر دماهای پروسه پایین تری نیاز دارند پایه رنگ هایی که رزین پایه رطوبت گیری دارند معمولا قبل از خشک شدن مخلوط می شوند.

استفاده مجدد

نحوه فرآیند تزریق بادی به گونه ای است که پلیسه زیادی در حین تولید ایجاد می کند. در برخی از قالب ها وزن قطعه تولیدی ممکن است با وزن پلیسه تولید شده برابر باشد. از لحاظ اقتصادی باید از این پلیسه ها مجددا استفاده شود. برای استفاده مجدد از این پلیسه ها باید آن ها را تمیز نگاه داشت.