سیستم های ضد آب فایبر گلاس

دسته: مقالات منتشر شده در 25 اسفند 1399
نوشته شده توسط Admin بازدید: 94

سیستم های ضد آب ساخته شده از فایبر گلاس

فایبرگلاس همیشه به عنوان سیستم های ضد آبی با قابلیت بسیار بالا عمل کرده اند و این وضعیت در آینده نیز همچنان حفظ خواهد شد زیرا این دسته از مواد ترکیبی از ویژگی‌های مثبت متفاوتی برخوردار می باشند که آنها را از سایر مواد پوششی کاملاً جدا می‌کند و به منظور درک کامل فایبرگلاس بخش‌های بعدی با جزئیات کامل به ویژگی های این دسته از مواد و مواد تشکیل دهنده فایبرگلاس می‌پردازد.

 

رزین چیست؟

رزین ها دسته‌ای از پلیمرهای ترکیبی هستند که از واحدهای هیدروکربنی ساده ساخته شده‌اند و از یک گروه غیر ارگانیک تکی همانند نیتروژن، اکسیژن یا گوگرد تشکیل شده و دارای ذرات ریز بسیار زیادی نیز می باشند. به طور کلی این دسته از رزین ها به دسته هیدروکربنی، نفتی یا فنولیک تقسیم می‌شوند. همانطور که پیش از این نیز عنوان شد رزین ها از مزیت های متفاوتی برخوردارند همانند استحکام کششی، مقاومت در برابر خستگی و سایر موارد. در بخش بعدی مقایسه‌ای بین رزینهای ترموپلاستیک و ترموست را مشاهده می کنید به همراه مثال هایی از آنها:

 

رزین های ترموست همانند اپوکسی، پلی استر، وینیل استر و فنولیک

  •  ویژگی‌های مثبت: مقاومت در برابر تغییر شکل و حالت پایدار مکانیکی؛ قوی و دارای پیوند های شیمیایی بسیار بادوام
  •  معایب: مدت زمان طول عمر پایین به دلیل ایجاد واکنش های عرضی بسیار زیاد در ماده رزینی در هنگام حفظ و نگهداری، حساس در برابر نور و مواد شیمیایی و رطوبت، غیر قابل بازیافت و ظرفیت بسیار محدود برای تعمیر.

 

ترموپلاستیک ها همانند پلی اتر کتون، پلی اتیلن و پلی اورتان

  • مزایا: همانند قابلیت فرآوری سریع و ایجاد تغییرات ساده، عدم انجام واکنش های شیمیایی و مقاومت در برابر رطوبت.
  • معایب: همانند تجزیه و ذوب شدگی در برابر نور خورشید و یا سطح بالایی از اشعه فرابنفش، مقاومت بسیار پایین در برابر هیدروکربن ها و حلال های ارگانیک امکان چسبندگی پایین به سایر مواد.

 

رزین های پلی استری به چه موادی گفته می شود؟

رزین های پلی استری در حقیقت از مواد ترکیبی می‌باشند و دسته از رزینهای ترموست را نیز تشکیل می‌دهند که پس از تجزیه واکنش های شیمیایی داشته تا در نهایت شبکه سه بعدی از واکنش‌های شیمیایی را به وجود آورند و چنین برهمکنشهای یکی از بخش‌های مهم پیوندهای شیمیایی هستند که به تنهایی بسیار ضعیف اند ولی در کنار هم بسیار قوی عمل می‌کنند و پایه ‌ای برای ساختارهای بادوام را می سازند. مواد نام برده شده برای قالب گیری انواع قایق ها، سیستم های ضد آب، پوشش های حفاظت کننده و یا سقف های مسطح و علاوه بر آن کف سازی و سایر انواع حفاظت از بتن نیز به کار برده می شوند که می توانند از قابلیت جابجایی آب تا حفاظت از اتاق های مرطوب متفاوت باشد. رزین های پلی استری از سوخت‌های فسیلی گرفته می‌شوند و در واقع در صنعت شیمیایی نفتی قرار می‌گیرند. رزین های اولیه برای ایجاد پوشش با حوزه دمایی ویژه محدود شده و در این نما فرآوری می‌شدند و علاوه بر آن عدم قرارگیری در معرض هوا می تواند باعث ایجاد سطوح چسبناک در این نوع مواد شود.

 

الیاف شیشه به چه موادی گفته می شود؟

فیبرهای شیشه در واقع فاز ماتریکسی در فایبرگلاس را تشکیل می دهند و معمولا به شکل پارچه و یا پوشش های پارچه مانندی به کار برده می‌شوند که باعث تقویت ساختاری ماده خواهد شد. از طرف دیگر این مواد با نام فایبرگلاس شناخته می‌شوند و اسامی بسیار متفاوتی دارند. فایبرگلاس ابتدا توسط مصریان اختراع شده که با استفاده از آن ظروفی را به وجود می آوردند و حالتی بسیار ضخیم و خشن داشت. در سال ۱۸۷۰ فردی روشی برای تولید پشم های معدنی و در واقع ایجاد عایق سازی با استفاده از این مواد را پیدا کرده و در سال ۱۸۸۰ ماده‌ای ساخته شده است که ترکیبی از ابریشم و فابر گلاس بود. حتی بسیاری از مصارف امروزی فایبرگلاس ها نیز به طور کلی به صورت تصادفی شناخته شده اند همانند بسیاری از تحقیقات بسیار بزرگ علمی. این مواد امروزه در صنعت به صورت ترکیبی مورد استفاده قرار می‌گیرد و یکی از بزرگترین مصرف آنها به شکل مواد تقویت کننده ساختاری است که می‌تواند جایگزین بخش های فلزی سنگین تر شود. این در حالی است که الیاف شیشه در مقایسه با الیاف کربن بسیار سنگین تر می باشند، انعطاف پذیری زیادی دارند و استحکام و مقاومت آنها در برابر ضربه نیز بسیار بیشتر است به گونه ‌ای که در حقیقت نسبت کشیده تا پارگی در این موارد بسیار بالا می باشد.

 

فایبرگلاس چیست؟

فایبرگلاس به ترکیبی از رزین های پلی استری و نمد رشته ای خرد شده گفته می شود. در حقیقت این ماده حالت ترکیبی دارد و از دو یا تعداد بیشتری از فازهای فیزیکی و شیمیایی متمایز ساخته شده است که توسط یک میانجی از یکدیگر جدا شده اند. این دسته از مواد با نام پلاستیک های تقویت شده به کمک شیشه و یا پلی استر های تقویت شده به کمک شیشه شناخته می‌شوند و یا حتی در مواردی با آنها فایبرگلاس یا الیاف شیشه نیز گفته می‌شود ولی از طرف دیگر در مواردی هم این کلمات برای توصیف پارچه های ساخته شده از الیاف شیشه و یا سایر موارد مشابه مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار گرم جذب شده از این مواد پلی استری در هر واحد متر مربع برابر ۴۵۰ تا ۶۵۰ میباشد و رزین های پلی استری با استفاده از غلطک در داخل الیاف شیشه جذب می‌شوند که هوا را به بیرون می‌رانند زیرا هوا باعث می‌شود تا نوعی ضعف ساختاری برای الیاف شیشه و بسیاری از ترکیبات دیگر به وجود آید. این حالت باعث می‌شود تا نشتی و ترکهایی در ماده اصلی به وجود بیاید که براحتی بتواند به آن نفوذ کند و در نهایت خود در ضعف ساختاری ترکیب موثر خواهد بود. فایبرگلاس اولین بار به عنوان یک ساختار بسیار کاربردی یعنی یک قایق ترکیبی در سال ۱۹۳۷ ساخته شد و چندین سال طول کشید تا تولید این ماده به بهترین حالت خود دست پیدا کند و تا امروز نیز تحقیقات متفاوتی برای ایجاد ترکیبی از الیاف شیشه و رزین های پلی استر انجام گرفته است ولی به میزان بسیار کمی منتشر شده است. می ‌توان گفت که بیشترین کاربرد ها از نظر تجاری بسیار حساس بوده و خارج از حوزه تحقیقات آکادمیک می باشند. این موضوع بیشتر ناشی از ترکیبات مورد کاربرد بوده و این ترکیبات شامل ساختار های بسیار متفاوت و پوششهای متمایز می باشند. فایبرگلاس ها در گذشته بیشتر در حوزه خودروسازی، هوافضا، دریایی، ساخت و ساز، ارتشی و الکترونیک به کار برده می شدند. مواد تشکیل دهنده فایبرگلاس ها بسیار محدود می باشند زیرا پلی استر ماده ‌ای شکننده بوده و فایبرگلاس نیز بسیار نفوذپذیر است بنابراین به راحتی می‌توان به آن نفوذ کرد و یا ساختار آن را متلاشی کرد. این در حالی است که ترکیبی از چنین ماده باعث می‌شود تا ویژگی‌های بسیار منحصر به فردی به وجود آید و این مواد بسیار گسترده و متعدد می باشند. میزان استحکام، خاصیت ضد آب، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر ضربه و میزان انعطاف پذیری این مواد تقریباً سه برابر بیشتر از الیاف کربن است. بنابراین مواد نام برده شده در مقایسه با الیاف کربن ارزان تر میباشند به همین دلیل در اغلب موارد به جای الیاف کربن از فایبرگلاس استفاده می شود.

 

انواع فایبرگلاس کدامند؟

انواع بسیار متفاوتی از ترکیبات فایبرگلاس وجود دارد که به صورت رایج مورد مصرف قرار می‌گیرد و با توجه به مصارف موجود در ترکیبات تشکیل دهنده فایبرگلاس و ویژگی های آن و یا حتی ماده نهایی پوششی متفاوت خواهد بود.

  • انواع ضد اشتعال: ضد اشتعال به یک ویژگی اشاره می‌کند نه مواد شیمیایی اما این ویژگی در واقع ترکیبی از مواد شیمیایی می باشد که دارای قابلیت خاموش سازی آتش می‌باشند و میزان محبوبیت آنها در ساخت و ساز و صنایع فرآوری مواد شیمیایی در حال افزایش است.

 

  • انواع ضد لغزش: در مواردی لغزندگی زیاد کف مناطق مختلف می‌تواند باعث ایجاد بسیاری از آسیب دیدگی ها در محل کار شود و از طرف دیگر مقاومت در برابر لغزش را می‌توان ارزیابی کرد که یکی از ویژگی های بسیار مهم در بسیاری از محیط های کاری می باشد.

 

  • مقاومت شیمیایی یکی از دلایل اصلی مصرف بسیار زیاد فایبرگلاس ها مقاومت آنها در برابر مواد شیمیایی است زیرا رزین های پلی استری این مواد از نظر شیمیایی مقاوم هستند که این مواد می ‌توانند از اسیدها تا بسیاری از مواد معدنی متفاوت باشند و اسیدهای بسیار تهاجمی همانند اسید سولفوریک غلیظ، کلرین و الکل های ویژه می توانند به این نوع از مواد آسیب وارد کنند.

 

  • انواع ضد آب: فایبرگلاس نوعی ماده آب ترس می باشد و به همین دلیل زمانی که در معرض آب قرار می‌گیرد، آن را از خود دور می‌کند و باعث می‌شود تا قطراتی به روی آن شکل بگیرد. این موضوع ناشی از آن است که سطح ماده مولکول های آب را از خود دور می کند و در نهایت به عنوان نوعی ماده ی مقاوم در برابر آب و ضد آب برای بسیاری از سطوح و ساختارها رفتار می‌کند. در موارد بسیار زیادی بهبود فناوری های پوششی و علوم مهندسی مواد شیمیایی باعث شده است تا سطوح ضد آب و روغن با کیفیت بالایی تولید شود. استفاده از فایبرگلاس ها در حوزه دریایی، ساخت و ساز، هوافضا و سایر صنایع فقط ناشی از ویژگی آب ترسی در آنها نمی باشد بلکه آن‌ها می تواند این ویژگی را در طی چندین دهه نیز حفظ کنند زیرا بسیاری از موادی که خاصیت آب ترس در آنها ضعیف می باشد به مرور زمان حالت آبدوست پیدا می‌کنند و در نتیجه به میزان زیادی امکان نشتی خواهند داشت.

مترجم: ف. ال احمد