سوالات رایج درباره الاستومرهای ترموپلاستیک TPE

پاسخگویی به سوالات رایج در خصوص الاستومرهای ترموپلاستیک

• الاستومرهای ترموپلاستیک به چه موادی گفته می شود؟ الاستومر های ترموپلاستیک به طور کلی دستی از مواد با ضریب پایین و حالت انعطاف پذیر می باشند که می‌توانند به میزان دو برابر بیشتر از حد معمول خود در دمای اتاق کشیده شوند و پس از رفع فشار مجدد به حالتی مشابه با وضعیت اولیه بازگردد. یکی از اجداد الاستومرهای ترموپلاستیک با نام لاستیک های ترموست شناخته می‌شود اما خانواده گسترده ‌ای از الاستومرهای ترموپلاستیک با قابلیت قالب گیری توسط روش قالب گیری تزریقی جایگزین لاستیک های سنتی شده اند. الاستومرهای ترموپلاستیک در شکل اصلی خود به کار برده می شوند . مصارف بسیار گسترده‌ای به منظور تغییر در ویژگی های ترموپلاستیکها همانند سختی و استحکام دارند و باعث بهبود استحکام آنها در برابر ضربه می شوند و شما می توانید به خوبی این ویژگی را در تولید ورق ها و انواعی از قطعات الاستومرهای ترموپلاستیک قالب‌ گیری شده مشاهده نمایید. در سال ۱۹۹۶ انواع الاستومرهای ترموپلاستیک در 6 دسته اولیه طبقه بندی شده اند و به طور کلی دو طبقه ژنریک متفاوت دارند که عبارتند از: همبسپارهای بلوکی همانند استایرن ها، کو پلی استر ها، پلی اورتان ها و پلی آمید ها. دسته دوم را نیز ترکیبات الاستومرها و ترموپلاستیک ها و آلیاژ ها تشکیل می دهند که عبارتند از: پلی اولفین های ترموپلاستیک و ولکانش گرهای پلاستیک. علاوه بر این دسته از الاستومرها که به آن پرداختیم دو فناوری نوین نیز به وجود آمده اند که در واقع الاستومرها و پلاستومر های پلی اولفینی را تشکیل می دهند که توسط متالوسن کاتالیز شده اند و همچنین الاستومرهای پلی اولفین ترموپلاستیک واکنشگر نیز در همین دسته قرار می‌گیرد. الاستومرهای ترمو پلاستیک معمولاً با نام سیستم های دو فازی شناخته می شوند و به طور کلی از فاز سخت ترموپلاستیک و فاز نرم تشکیل شده اند که ویژگی‌های هر دو فاز را در خود دارد. دسته بندی سنتی الاستومرها عبارت است از: استایرنها، کو پلی استرها، پلی اورتان ها، پلی آمید ها، ترکیبات پلی الفین و آلیاژهای پلی اولفین. در دسته‌ بندی نوین الاستومرهای ترموپلاستیک چنین مواردی اضافه شده اند که عبارتند از ترکیبات پلی الفین واکنش گر، پلاستومر های پلی اولفین و الاستومرهای پلی اولفین. الاستومرها و پلاستومر های نوین پلی الفینی به طور کلی موادی با وزن مولکولی پایین می باشند و در دسته پلی اتیلن های خطی سبک وزن قرار می‌گیرند. پیشرفت های به وجود آمده در بسپارش فناوری‌های کاتالیزی باعث شده است تا این مواد توسعه یابند و در نهایت به بهبود فیلم های بسته‌بندی انعطاف‌پذیر کمک نمایند. اخیراً انواعی از پلی اتیلن های با انعطاف پذیری بسیار بیشتر به عنوان یک جایگزین لاستیکی بسیار کم هزینه برای تولید محصولات متفاوت به کار برده شده اند و در درجه اول محصولاتی قرار می گیرند که در معرض دمای زیاد، فشار، وزن و یا محیط های سخت قرار نمی گیرند. الاستومرهای ترموپلاستیک نوین بیشتر برای تولید محصولاتی به کار برده می شوند که در آنها به انعطاف پذیری کمی نیاز است و بهتر است به خاطر داشته باشید که این مواد الاستومرهای واقعی نمی باشد.

• ویژگیهای کش سانی الاستومرهای ترموپلاستیک چگونه است؟ آزمونهای خواص کششی به بررسی هایی گفته می‌شود که به منظور تعیین نحوه عملکرد یک الاستومر پس از کشیدگی به کار برده می شوند و آزمون های متفاوتی اخیراً تعبیه شده اند تا بتوان ویژگیهای کشسانی الاستومرهای ترموپلاستیک را در شرایط نهایی مورد بررسی قرار داد. میزان کشش تا پارگی نیز با نام کشش نهایی شناخته می‌شود و در آزمونهای مربوط یک قطعه الاستومر تا جایی کشیده می‌شود که کاملاً پاره شود و میزان فشار مورد نیاز به منظور پارگی ماده مورد بررسی قرار می گیرد. واحد مورد نظر برای چنین فشاری در اغلب موارد بر اساس پوند بر اینچ مربع و یا مگا پاسکال بررسی می گردد. الاستومر هایی که از ویژگی های کششی بالاتری برخوردار هستند، پس از کشش زیاد در مقایسه با سایر الاستومرها با دشواری بسیار بیشتری پاره می شوند. میزان مقاومت الاستومرها در برابر کشش نسبت به نقاط متفاوتی سنجیده می‌شود این مورد معمولاً با توجه به طول اولیه الاستومری گزارش می‌شود همانند ۵۰ درصد و یا ۳۰۰ درصد. این امکان وجود دارد که ماده الاستومری در ابتدا مقاومت بسیار زیادی در برابر کشش داشته باشد ولی با افزایش طول این مقاومت کاهش پیدا کند. میزان ازدیاد طول هیچ ارتباطی با استحکام و انعطاف پذیری ماده مورد نظر در کشیدگی ندارد بلکه میزان طولی را می‌سنجد که برای پارگی الاستومر مورد نیاز است و معمولاً در درصدی از طول ماده مورد بررسی قرار می گیرد به عنوان مثال تعدادی از الاستومرهای نرم تا بیش از ۱۰۰۰ درصد از طول خود پیش از آنکه پاره شوند کشش خواهند داشت و الاستومرهای نرم ترموپلاستیک نیز در مقایسه با انواع سخت از میزان ازدیاد طول تا پارگی بیشتر برخوردارند. روشی وجود دارد که در آن پلاک های تست قالب بندی می شوند و جهت جریان تاثیر بسیار زیادی بر مقادیر مرتبط با کشش یک ماده دارد و به همین دلیل تعداد زیادی از الاستومرها در جهت جریان و عکس آن مورد آزمایش قرار می‌گیرند تا خواص کششی آنها مشخص شود. جهت جریان تعداد زیادی از ویژگی‌های مواد الاستومری تاثیر بسیار زیادی از جهت گیری مولکولهای ماده پلیمری در هنگام قالب گیری می‌پذیرد و این در حالی است که ویژگی های کششی می‌توانند با توجه به مواردی کاملاً متفاوت باشند به عنوان مثال این کشش می‌تواند در جهت جریان ماده پلیمری در تهیه قالب گیری انجام گیرد و یا در جهت عکس.

• آیا دمای کارکردی ویژه ای برای الاستومرهای ترموپلاستیک وجود دارد؟ دمای کارکردی به طور کلی برای تعریف بالاترین دمایی مورد استفاده قرار می گیرد که در آن یک ماده پلیمری می تواند مورد استفاده قرار گیرد و این وابستگی بسیار زیادی به فاکتورهای متفاوت دارد همانند نیازمندی های عملکردی، مدت زمان قرارگیری و وجود فشار و حتی طراحی قطعه مورد نظر. در موارد ویژه‌ای به دمای کارکرد بسیار بالایی نیاز است همانند لوله های هیدرولیک، خودروها و کابل‌های معدنی. محصولاتی که دمای کارکردی بالای نیازی ندارند عبارتند از محصولات خانگی همانند دستگیره ‌در، محصولات آرایشی بهداشتی، ابزراهای اشپزخانه و وسایل بازی

• سختی در الاستومرهای ترموپلاستیک چه معنایی دارد؟ به طور کلی نرمی و سختی نسبی یک ماده به عنوان اولین ویژگی در نظر گرفته می‌شود که در هنگام انتخاب الاستومرهای ترموپلاستیک به آن توجه می‌کنیم و از طرف دیگر سختی ارتباط بسیار زیادی با سایر ویژگی های مهم طراحی دارد همانند ضریب خمشی و کششی. روشهای بسیار متفاوت و مقیاس های متمایزی به منظور اندازه گیری سختی این مواد وجود دارد و رابطه آنها با سایر عوامل موردی است که می‌تواند گیج کننده باشد.

•  چه تفاوتی بین الاستومرهای ترموپلاستیک و ترموست وجود دارد؟ به طور کلی الاستومرها در دو دسته ویژه قرار می‌گیرند که عبارتند از ترموپلاستیک ها و ترموست ها. ترموپلاستیک به دسته‌ای از مواد گفته می‌شود که با قرارگیری در معرض حرارت ذوب و یا نرم شده و زمانی که دمای آن ها کم می شود حالت سخت و محکم پیدا می‌کنند و بیشتر ترموپلاستیک حالت محلول در انواعی از حلال ها دارند و می‌توان آنها را تا مقداری در معرض حرارت بالا قرار داد. دمای ذوب این دسته از مواد با توجه به نوع و درجه ماده پلیمری متفاوت است و از آنجایی که حساسیت به حرارت در میان ترموپلاستیک ها وجود دارد، بنابراین باید توجه کنید که از بروز تجزیه و تخریب و یا اشتعال ماده پرهیز نمایید. زنجیر های مولکولی ترموپلاستیک ها به عنوان رشته‌های به هم پیچیده و مستقلی در نظر گرفته می‌شوند که شباهت بسیار زیادی به اسپاگتی دارند و زمانی که در معرض حرارت قرار می گیرند (مانند قالب گیری) هر کدام از این زنجیره ها از یکدیگر باز می شوند و باعث جریان یابی در ماده پلاستیکی می شوند و بر عکس آن زمانی که خنک می شوند این زنجیره و مولکولهای آن یک بار دیگر به صورت محکم کنار یکدیگر قرار می‌گیرد. حرارت دهی مجدد به چنین پلاستیک هایی باعث جدا شدگی مجدد زنجیره خواهد شد و البته محدودیتی برای تعداد دفعات حرارت دهی و یا خنک سازی برای این دسته از ترموپلاستیک ها وجود دارد که قبل از ایجاد تغییر در ظاهر ماده و ویژگی‌های مکانیکی آن باید صورت گیرد. از طرف دیگر الاستومرهای ترموست در طی فرآوری نوع تغییر شیمیایی خواهند داشت و در نهایت حالتی غیر قابل انحلال و غیر قابل ذوب پیدا می کنند. پیوندهای عرضی شیمیایی همان موردی هستند که تمایز اصلی بین ترموست ها و ترموپلاستیک ها را به وجود می‌آورند. انواعی از لاستیک های ترکیبی و طبیعی همانند لاتکس، نیتریل و یا پلی اورتان ها، سیلیکون، بوتیل و نئوپرین که با استفاده از روشی به نام ولکانش ویژگی های خود را به دست می آورند، در دسته الاستومرهای ترموست قرار می‌گیرد. به طور کلی زمانی که ترموستها فرآوری شده و یا سخت می شوند انواعی از پیوندهای عرضی و شبکه ای در بین مولکول های مجاور به وجود می‌آید و در نهایت نوعی شبکه متصل و پیچیده را به وجود می‌آورد. علاوه بر آن پیوند های عرضی تشکیل شده باعث می شوند تا امکان لغزندگی هریک از زنجیره ه بروی هم از بین برود و از جریان یابی ماده پلاستیکی در معرض حرارت جلوگیری خواهد کرد. اگر پس از ایجاد اتصالات عرضی در ماده الاستومری حرارت بسیار زیادی به آن اعمال شود، ماده پلیمری به جای آنکه ذوب شود تچزیه خواهد شد و ویژگی های خود را از دست خواهد داد و این رفتار دقیقا مشابه با تخم مرغی است که پخته می شود و اعمال حرارت بالاتر به آن باعث سوختگی تخم ‌مرغ خواهد شد.

مترجم: ف. ال احمد