کاربرد پلیمرها

هدف از ارائه این بخش این است که

نشان دهیم پلیمرها در کجای زندگی

روزمره یافت می‌شوند.و این که نقش

سکوی پرشی را برای هدایت شما به

دیگر بخش های “دنیای پلیمرها” به

منظور بحث عمیق‌تر ایفا کند.

آنالیز و شناسایی پلیمرها

این بخش به توصیف صفات اختصاصی

پلیمر می‌پردازد؛ یعنی این که چگونه

پلیمرها مطالعه می‌شوند. تکنیک‌های

مختلفی برای تشخیص مواردی از قبیل

جرم مولکولی، ساختار پلیمر، خواص

حرارتی و … ارائه شده است.

سنتز پلیمرها

این بخش به واکنشهایی می پردازند که

می توانند برای تولید پلیمرهای مختلف

به کار روند، مانند پلیمریزاسیون وینیلی

رادیکال آزاد؛ همین طور واکنش هایی

که به تولید پلیمر خاص مربوط می شوند.

الاستومر و پیشینه تاریخی آن میتواند جالب توجه باشد. اینکه بدانیم چه شد که الاستومرها به وجود آمدند و چرا اینقدر الاستومر ها مورد توجه قرار گرفتند؟

بومیان آمریکای جنوبی از درخت هوآ (Hevea) برای ضد آب کردن بند کفش هایشان استفاده می کردند.
کلمه rubber (لاستیک) از اولین کاربرد لاستیک ها سرچشمه گرفته است. زیرا rub به معنی تمیز کردن و پاک کردن می باشد. (مانند پاک کن های مداد)

در قرن هجدهم زمانی که لاستیک در اروپا ظاهر شد، از آن برای ساخت بند کفش و بند های لاستیکی استفاده می کردند.

همچنین انواع مختلف مواد را برای دادن خاصیت ضد آب به آن ها با لاستیک ها آغشته می کردند. اما عملکرد محصولات لاستیکی بسیار ضعیف بود چراکه با تغییرات دما خواص آن ها دچار نوسان می شد و حالت چسبناکی پیدا می کردند.

تا اینکه در سال 1839 چارلز گودیر، تقریبا بطور تصادفی پخت لاستیک ها (vulcanization) را کشف کرد.
پخت لاستیک سبب می شد لاستیک در یک وضعیت مشخص با ثبات بسیار بیشتری باقی بماند و با تغییر شرایط محیطی دچار تحولات اساسی نشود.

الاستومر چیست؟

اگر بخواهیم تعریف خوبی از الاستومر ارائه دهیم به عنوان یک تعریف کلی الاستومر ها دسته بسیار بزرگی از مواد هستند که در گروه پلیمر ها قرارا می گیرند، ویژگی بسیار بارز این مواد قابلیت ارتجاعی آن ها است.

و حتی نام این مواد از بخش "الاستو" تشکیل شده که از کلمه "الاستیک" به معنای ارتجاعی، گرفته شده است.
قابلیت ارتجاعی الاستومرها این امکان را برای این مواد فراهم می کند که بعد از اعمال نیرو به آن ها (به عنوان مثال کشش، فرض کنید الاستومری را از دو طرف بکشند) و حذف نیرو، قطعه الاستومر ی به حالت اولیه خود در اثر اندک زمانی باز گردد.

خواص الاستومر ها

منحنی تنش کرنش الاستومر ها در حالت رفت و برگشت نیرو (اعمال تنش و حذف آن) دارای اختلاف بسیار اندکی می باشد و این به معنای پایین بودن hysteresis یعنی اتلاف انرژی (بصورت گرما) بسیار پایین است، در حقیقت همین ویژگی سبب برگشت پذیر بودن مواد الاستیک و خاصیت ارتجاعی آن ها است.
اینکه الاستومر دقیقا چه خاصیتی داشته باشد وابسته به نوع لاستیک، اجزای کامپاند، روش اعمال نیرو و انجام تست، فرایند تولید و شکل و طرح محصول می باشد.

انواع الاستومرها

از میان انواع الاستومر ها به تعدادی از آن ها اشاره می نماییم:

نچرال رابر (NR)/ پلی ایزوپرن: نچرال رابر یا لاستیک طبیعی زمانی استفاده می شود که محصول نیازمند خواص ویژه حرارتی و ... نباشد.

این رابر دارای خواص مکانیکی بسیار خوبی بوده و فرایند پذیر می باشد و همچنین دارای قیمت مناسبی نیز می باشد.

از جمله دیگر رابر های مشابه که می توان نام برد SBR (استایرن بوتا دی ان رابر) می باشد.
بوتیل رابر(IIR)، کلرو بوتیل رابر (CIIR)،برومو بوتیل رابر(BIIR): دسته دوم رابر هایی که می توان نام برد لاستیک هایی هستند که مقاومت خوبی در برابر اوزون و هوا دارند و در برابر گازها و روغن های گیاهی نفوذ ناپذیرند یا مقاومت بالایی دارند.

نیتریل رابر(NBR): این الاستومر دارای مقاومت بالایی در برابر روغن ها هستند اما در برابر اوزون و اثرات محیطی مقاومت بالایی ندارند.

کلروپرن رابر(CR): این دسته از الاستومرها مقاومت خوبی در برابر روغن های گیاهی، روغن های نفتی و آلیفاتیک دارند، اما در برابر روغن های آروماتیک مقاومت بالایی ندارد.

سیلیکون رابر: مقاومت این الاستومر در برابر سرما، گرما و هوا بالا می باشد و اصطلاحا عایق حرارتی خوبی است اما دارای خواص مکانیکی بالایی نمی باشد.

کاربرد الاستومرها

الاستومر ها با خواص ویژه ای که دارند میتوانند کاربرد های متنوعی داشته باشند. از جمله این کاربرد های الاستومر ها عبارتند از استفاده از الاستومرها در:

درزبندی و عایق

ضربه گیر

لاستیک خودرو

فیلم ها، نوار ها و پوشش های ضد آب

لرزه گیر

شلنگ
واشر
لوله
بسته بندی

چرم مصنوعی

و...

کارخانه گاز لاستیک گنبد (GLG) در سال 1371 با پشتوانه قوی علمی و تحقیقاتی تأسیس شد. این کارخانه به عنوان تولید کننده دیافراگم شروع به فعالیت کرد.

رزین فنولیک یا رزین های فنول فرمالدهید پلیمرهای مصنوعی هستند که به وسیله واکنش فنول یا مشتقات آنها با فرمالدهید در حضور کاتالیزور به دست می آیند.

رزول و نوالاک دو نوع رزین فنولیک می باشند. رزین های فنولیک بدون فیلرها شکننده هستند و کاربرد فیلرها و سایر افزودنی ها به منظور ایجاد خواص مطلوب در آنها عادی است.

رزین های فنولیک به دلیل تفاوت های فیزیکی و شیمیایی کاربردهای متنوعی در صنعت دارند.

 

سنتز رزین فنولیک

پلیمریزاسیون فنول- فرم آلدهید به رزین نوالاک با حضور یک کاتالیست اسیدی انجام می شود.

اگزالیک اسید، هیدروکلریک اسید و سولفوریک اسید کاتالیست های مرسوم در این واکنش هستند.

نوالاک نرم است و می تواند قالب بندی شود. هگزا متیلن تترا آمین (HMTA ) به  عنوان هاردنر این پلیمر مورد استفاده قرار می گیرد.

رزین های رزول در حضور یک کاتالیست قلیایی مانند آمونیاک، کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم تولید می شوند. رزین های رزول پلیمرهایی گرماسخت محسوب می شوند.

کاربرد رزین های فنولیک

رزین فنولیک در صنعت عایق حرارتی و ضد آتش کاربرد دارد. این رزین علی رغم استحکام پایین نسبت به رزین اپوکسی دارای مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت است.

تولید لنت ترمز، دیسک های کلاج، چسب، انواع نمدهای صنعتی، مواد ساینده، لاک انواع قوطی، توپ های بیلیارد، پشم شیشه و صفحات آزمایشگاهی از دیگر کاربردهای رزین های فنولیک می باشد.

کاربردهای مرسوم از این مواد عبارتند از: سازه های عایق برای ولتاژ بالا، چرخ دنده ها،water lubricater bearing ، مغزی میز دکوری.

از دیگر کاربردهای رزینهای فنولیک، ساخت فوم است. البته فوم فنولیک در مقایسه با فوم پلی پورتان و پلی استایرن، گرانتر است ولی بدلیل خود خاموش کن بودن و سمیت پایین گازهای حاصل از سوختن، خواص برتری دارد.

دسته دیگری از رزینها با نام آمینو رزین نیز میتوانند همراه رزینهای فنولیک دسته بندی شوند. این رزینها کم مصرفند. رنگ سفید آنها باعث طرح امکان جایگزینی بجای فنولیکها شد. رزینهای فنولیک بدلیل تیرگی رنگ، فقط در ساخت قطعات تیره کاربرد دارند.

رزینهای آمینو، گرما سختهایی هستند که از واکنش گروه آمینو یک ماده با فرم آلدهید ساخته میشوند. دو آمینوی معروف و مرسوم اوره و ملامین و رزینهای حاصل اوره-فرم آلدهید و ملامین- فرم آلدهید میباشند.

در مقایسه با فنولیکها رزینهای اوره- فرم آلدهید ارزانترند و رنگ آنها روشنتر است. همچنین مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی الکتریکی بیشتر است ولی مقاومت حرارتی کمتری دارند.

محدوده کاربرد فیلرها معمولا محدود به فیلرهای سفید کننده برای پودر چوب و الیاف خرد سلولز و نیز امکان کاربرد تقویت کنندههای معدنی یا لیفی است.

رزینهای ملامین فرم آلدهید در مقایسه با فنولیکها و اوره-فرم آلدهید عملکرد بهتری دارند ولی گرانترند. ویژگیهای مطلوب آنها عبارتند از: جذب آب پایین، مقاومت حرارتی و لکه پذیری، سختی و عایق الکتریکی.