تست حرارتی راهی برای شناسایی پرکننده ها در پلیمرها

اخبار پلیمری تکنولوژی آزمايشگاه
Print Friendly

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :غذاهای فرآوری شده، مانند هات داگ، اغلب حاوی مقدار زیادی مواد پرکننده می باشد که اکثر مردم  دیدگاه خوبی نسبت به آن ندارند. پرکننده (fillers) در دنیای پلیمرها و پلاستیک ها نیز حضور پررنگی دارند که البته گاهی اوقات خوب و گاهی اوقات، نه چندان خوب است.

تعیین پرکننده در یک پلیمر راهی برای اطمینان از خواص مورد انتظار محصول تولید شده با آن است. پرکننده می تواند تعیین کننده ویژگی های بسیاری برای محصولات باشد. آنها می توانند رنگ پلیمر را تغییر دهند، آن را نسب به آسیب UV مقاوم تر نمایند، باعث افزایش انعطاف پذیری، کاهش سرعت تخریب و تجزیه و یا باعث سازگاری بیشتر با محیط زیست شوند. لذا با توجه به مجموعه ای اثرات پرکننده بر روی یک پلیمر، اندازه گیری و تعیین میزان دقیق استفاده از آن بسیار مهم میشود.

TGA (Thermogravimetric Analysis) شایع ترین روش مورد استفاده توسط دانشمندان برای تعیین مقدار پرکننده در یک پلیمر است. در این روش با حرارت نمونه در داخل یک کوره، تمام اجزای آلی آن می سوزد و آنچه باقی می ماند  پرکننده های غیر معدنی خواهد بود. در این روش علاوه بر کمک به تعیین درجه حرارت تخریب پلیمر، اجزای باقی مانده میزان نمونه پرکننده را به ما نشان می دهد که پس از آن می توان از طریق آزمایش SEM-EDS  (Energy Dispersive Spectroscopy) اجرا آن را شناسایی نمود.

پرکننده

در ابتدا پرکننده ها تنها به عنوان افزودنی جهت بهبود خواص مکانیکی در نظر گرفته می شده اند که به دلیل خصوصیات هندسی نامطلوب، مساحت سطح ویژه کم و یا شیمی سطح آنها، تنها می توانند مدول پلیمر را تا حد متوسطی افزایش دهند، هرچند استحکام کششی یا خمشی آن بدون تغییر باقی مانده و یا حتی کاهش می یابد.
مواد معدنی معمولاً جهت کاهش قیمت، از طریق جایگزینی و کاهش استفاده از پلیمرهای گران قیمت، در پلیمرها مصرف می شوند. استفاده از پرکننده های معدنی مزایای اقتصادی دیگری را نیز به همراه داشته است، از قبیل سیکل های قالب گیری سریع تر (به دلیل افزایش ضریب انتقال حرارت) و تعداد کمتر قطعه معیوب تاب برداشته.
بسته به نوع پرکننده ی مورد استفاده، دیگر خاصیت های پلیمر می تواند تحت تاثیر قرار بگیرد. به عنوان مثال ویسکوزیته ی مذاب می تواند بر اثر افزودن مواد لیفی به طور قابل توجهی افزایش یابد. همچنین یکی از تاثیرات رایج پرکننده های معدنی، کاهش جمع شدگی در قالب و انبساط گرمایی است.
در دو دهه ی اخیر تولیدکنندگان مواد معدنی، جهت افزایش کیفیت و عملکرد این مواد و بهبود خواص آنها از طریق کنترل توزیع اندازه ی ذرات و اصلاح سطح ذرات، تلاش های زیادی نموده اند.
هر دسته از انواع پرکننده ها بسته به اندازه ذرات، شکل و شیمی سطح، ویژگی های متفاوتی دارند. هنگامی که مواد معدنی به پلاستیک ها افزوده می شوند، عموماً چگالی و سختی سطح را افزایش می دهند، مقاومت دمایی را بهبود می بخشند و با کاهش ضریب انبساط حرارتی خطی، انقباض را کاهش می دهند.
مدول خمشی و مقاومت حرارتی دو خاصیت اساسی پلاستیک ها هستند که به دلیل عملکرد مواد معدنی افزایش می یابند. قسمت های خارجی خودرو، مواد ساختمانی، و اجزای لوازم خانگی، برخی از نمونه هایی هستند که از مدول خمشی بهبود یافته بهره مند شده اند. اجزای داخلی خودرو و قسمت های موتور، ظروف ماکروویو و رابط های الکتریکی از کاربردهایی هستند که نیاز به افزایش مقاومت گرمایی دارند. صنعت ساختمان نیز در رشد بالای مواد معدنی نقش دارد.
مواد معدنی مانند تالک می توانند روانکاری را افزایش دهند و فرایندپذیری را بهبود بخشند. استفاده از تاخیراندازهای شعله معدنی مانند آلومینیوم تری هیدرات، آنتیموان تری اکساید، منیزیم هیدروکسید، بورات ها و نانورس ها، به دلیل رشد سریعتر تاخیراندازهای غیر هالوژنی، سریعتر رشد می کند.
اصلاح سطح و یا استفاده از پوشش، پراکندگی ماده معدنی در بستر پلیمر را از طریق سازگار کردن آنها با پلیمرها، افزایش می دهد. استفاده از اسیدهای چرب مانند استئارات های فلزی و اسیدهای استئاریک، اختلاط و پراکندگی را بهبود بخشیده، ویسکوزیته ی پلیمر را کاهش داده و استحکام پلیمر را بهبود می بخشد.

منبع

0
telegram.png

نظر بگذارید