کتاب فوم های پلیمری, مکانیسم ها و مواد

کتاب های مهندسی پلیمر
Print Friendly

فوم جسمی است که از دو فاز مختلف گاز و جامد تشکیل شده است. پلیمرهای که در ساخت فوم استفاده میشود به طور کلی دو دسته گرما نرم و گرما سخت تقسیم می شوند و بسته نوع پلیمر به کار رفته در فوم نحوه تولید آن متفاوت خواهد بود. آنچه برای  فومهای مختلف اهمیت دارد  نوع پلیمر و گازی است که در آن تزریق میشود. پلی استایرن، پلی یورتان ، فنلیک،اوره فرمالدئیک ، پلی وینیل کلراید وینیل الکل –فرمالدئید، موادی هستند که بسته به نوع کاربردشان از انها فوم میسازند.

فوم در زبان انگلیسی به معنای کف است و در دانش پلیمر به کامپوزیت هایی اطلاق می شود که از یک ماده پلیمری به عنوان بستر و حباب های گازبه عنوان جز دوم کامپوزیت تشکیل شده است به طور کلی می توان فوم ها یا اسفنج ها را موادی با ساختار سلولی نامید که دانسیته آن از دانسیته دیگر مواد پایین تر است به عبارت دیگر یک فوم یا اسفنج پلیمری است که دانسیته آن به دلیل حضور یک گاز کاهش یافته است لذا می توان گفت یک فوم پلیمری کامپوزیتی است که حباب های گاز درون بستر پخش شده اند.حباب های فاز گاز معمولا کروی هستندوسلول نامیده می شوند.
در حقیقت فوم به عنوان یک ماده و فوم شدن به عنوان یک پدیده ای مطرح است که در آن یک فاز غلیظ کروی (عموما) یک فاز گازی را در بر گرفته است.
زمانی که گازی در یک محیط متراکم گنجانده می شود یک مادهویا یک پدیده جالب رخ می دهد.در طبیعت چوب پنبه وچوب وسنگ های متخلخل مصداق های مناسبی از این نوع محصولات هستند.در درختان فضاهای خالی با تاثیر مویینگی آب را از ریشه به طرف بالا می کشند که این پدیده به وضوح در فوم های خانگی(ابرها) دیده می شود.فوم در بخش های مختلف زندگی بشر تاثیر می گذارد.به عنوان مثال اسفنج طبیعی، با ساختار سلولی باز، یک محصول مفید برای جذب و دفع مواد مایع می باشد.بنابراین، فوم شامل ساختارهای حفره ای (حفرات گازی احاطه شده با یک فاز غلیظ یا یک کامپوزیت گاز-جامد) است. تفاوت های اساسی بین جامدات و گازها در طبیعت باعث می شوند که فوم ها ترکیباتی منحصر به فرد با خواص ویژه برای کاربردهای گوناگون باشند به عنوان مثال ، ساختمان سلولی می تواند به سرعت جریان نظم بخشد اغتشاش را برطرف می‌کند و سطح انتقال جرم را افزایش دهد.در قرن بیستم با استفاده روز افزون از محصولات پلیمری سنتزی و پیشرفت تکنولوژی پلیمرها و امکان انجام عملیات پیچیده تر ، افزودن مواد پف زا به راهی برای توسعه برای توسعه فرایندهای پلیمری تبدیل شده است.
با به کار گیزی قوانین شیمی و مهندسی ، فوم سازی در طول جنگ جهانی دوم در اروپا و آمریکا گسترش یافت.امروزه اکستروژن، قالب گیری تزریقی، قالب گیری معمولی، شبکه‌ای کردن، فوم سازی واکنشیو ژلاسین روش های مختلف ساخت فوم های پلیمری هستند و تولید فوم های پلیمری به یک شاخه رونق یافته در صنعت پلیمری تبدیل شده است. پلیمرها و خصوصا پلیمرهای ترموپلاستیک با طبیعت ویسکوالاستیک خود متمایز می‌شوند. آن‌ها وقتی که برای محدوده عملیاتی فوم سازی مناسب باشند ساختار سلولی انبساط یافته شان خواص جالبی را نشان می دهد.به هر حال هر پلیمری نمی تواند برای فوم انتخابی مناسب باشد.با در نظر گرفتن فاکتورهایی، از جمله سازگاری با گاز ، شرایط فرایند، توانایی نگه داشتن حالت فوم در شرایطی دینامیکی و پایداری در طول زمان جایگزینی گاز، تعدادی کم از پلیمرها در فهرست به جا می مانند.به طرزی تعجب آور این فوم های پلیمری منحصر به فرد به علت خواص ویژه خود در کاربردهایی که به مقاومت نیاز دارند نیز به کار رفته اند.حفرات گازی پراکنده در بستر پلیمری به طور آشکار خواص، مورفولوژی و ساختار پلیمرها را دگرگون می‌کنند.دانسیته پایین ترشان سبب شده از سال ۱۹۴۰ کاربردی تجازی بیابند.همچنین به علت ساختار سلولی خود در عایق بندی، که بازار چشم گیری نیز دارد، به کار می روند.
از یک دیواره سلولی با الاستیسیته کافی می توان به فراوانی ذز صنایع ورزشی و لوازم منزل استفاده کرد.سایر صنایع مانند پزشکی، بسته بندی و خودروسازی با استفاده از فوم های پلیمری توسعه یافته اند.تنوع کاربردها و میزان استفاده از فوم های پلیمری رو به گسترش است.مکانیسم های تولید و مواد اولیه متغیرهای اولیه هستند که مستقیما بر روی تشکیل ساختار تاثیر می گذارند.زمانی که این ها با گاز بافی مانده ترکیب می شوند.وابستگی این عوامل به هم در نمودار زیر نشان داده شده است.
فوم پلیمری را می توان از جهات مختلفی همچون اجزا تکنولوژی و محصولات بررسی کرد. محصولات این مواد را می توان با توجه به بعد، دانسیته حفره، مورفولوژی و خواص طبقه بندی کرد به عنوان مثال، قطعه در مقابل فیلم، دانسیته بالادر مقابل دانسیته پایین، میکروسلولی در مقابل حفره ای، سلول باز در مقابل سلول بسته و نرم در مقابل سخت.تکنولوژی تولید این مواد را نیز می‌توان اساسا به فوم سازی محلولی و فوم سازی واکنشی یا فوم سازی فیزیکی و فوم سازی شیمیایی طبقه بندی کرد. همچنین فومرا می‌توان همانند مواد پلیمری به فوم ترموست و ترموپلاستیک گروه بندی کرد.
امروزه فوم های پلیمری در صنایع کاربردهای روز افزونی دارند. در حقیقت فوم ها را مواد چند منظوره می نامند زیرا میتوان از آن ها در صنایع گوناگون استفاده کرد.فوم ها می توانندبسیار نرم باشند که کاربرد آن ها در صنایع پوشاک، مهندسی اتومبیل، لرزه گیرهاو…است. فوم های سختی نیز وجود دارند که در بسته بندی و صنایع نظامی کاربرد دارند. همچنین از فوم ها می توان به عنوان عایق گرمایی و
صوتی نیز استفاده کرد
.
عوامل رشد تجاری فوم ها عبارتند از : سبکی، ارزانی، هدایت حرارتی کم، محدوده وسیع فرم.لاسیون از فوم سخت تا فوم قابل ارتجاع ، انواع فرایند، تولید راحت قطعات بزرگ، عدم استفاده ار فشار در بعضی از روش های تولید، بالاتر بودن نسبت استحکام به جرم در مقایسه با بقیه خانواده پلیمرها و
ضربه گیری عالی.
معایب فوم های پلیمری عبارتند از :
• زمان فرآیند یا تثبیت شکل فوم طولانی است
• بعضی از روش های، مانند روش مذاب داغ، تجهیزات پیچیده می خواهند
• کنترل یکنواختی سطح محصول مشکل است
• در بیشترروش ها گاز یا بخارات سمی در محیط پراکنده می شوند
• عمر اکثر فوم ها نسبت به بقیه خانواده پلیمرها کمتر است

کتاب فوم های پلیمری , مکانیسم ها و مواد ها را برای اطلاعات بیشتر می توانید از لینک ذیل دانلود نماید

Polymeric Foams Mechanisms and Materials

 

0
 
telegram.png

نظر بگذارید