تبلیغات
برترین وبلاگ شیمی ایران - پلاستیكها و لاستیكها
چهارشنبه 30 آذر 1384

پلاستیكها و لاستیكها

   نوشته شده توسط: مندلیف    نوع مطلب :صنایع شیمیایی ،

لاستیكها

از ویژگی برجسته لاستیكها مدول الاستیسیته پایین آنها است همچنین  مقاومت شیمیایی و سایشی و خاصیت  عایق بودن آنها باعث كاربردهای بسیار در زمینه خوردگی میگردد . مثلا لاستیكها با اسید كلریدریك سازگارند و به همین دلیل لوله ها و تانكهای فولادی با روكش لاستیكی سالهاست مورد  استفاده قرار میگیرند .

نرمی لاستیكها نیز یكی دیگر از دلایل كاربرد فراوان  این مواد میباشد مانند شیلنگها، نوارها و تسمه ها ، تایر ماشین ‍‍و …

لاستیكها به دو دسته تقسیم میشوند :

1  . لاستیكهای طبیعی                     2 . لاستیكها ی مصنوعی

بطور كلی لاستیكهای طبیعی دارای خواص مكانیكی بهتری هستند مانند مدول الاستیسیته پایینتر ، مقاومت در برابر بریدگی ها  و توسعه آنها  اما در مو رد مقاومت خوردگی  لاستیكهای مصنوعی دارای شرایط بهتری هستند.

لاستیكها ی طبیعی

لاستیك دارای مولكولهای از ایزوپرن ( پلی ایزوپرن ) می باشد و به صورت یك شیره مایع از درخت  گرفته می شود ، ساختمان كویل شكل آن باعث  الاستیسیته بالای این ماده می شود (100 تا 1000 درصد انعطاف پذیری).

محدودیت حرارتی لاستیك نرم حدود 160 درجه فارنهایت است ، این محدودیت با آلیاژ سازی تا حدود 180 درجه فارنهایت افزایش می یابد. با افزایش گوگرد و حرارت دادن لاستیك سخت تر و ترد تر می شود. اولین با ر در 1839 چارلز گودیر این روش را كشف كرد و آن را ولكا نیزه كردن نامید ، حود 50% گوگرد باعث  جسم سختی بنام ابونیت میگردد كه برای ساخت توپ بولینگ مورد استفاده قرار می گیرد . مقاومت خوردگی معمولا با سختی نسبت مستقیم دارد .

مدول الاستیسیته برای لاستیكها ی نرم و سخت بین 500 تا 500000 پوند بر اینچ متغیر است.


لاستیكها ی مصنوعی

در جنگ جهانی دوم وقتی منابع اصلی لاستیكها بدست دشمن افتاد نیاز شدیدی برای جایگزینی آن توسط یك ماده  مصنوعی احساس می شد. در اوایل دهه 1930 نئوپرن توسط دوپنت بدست آمد ،این ماده پنجمین ماده استراتژیك در جنگ جهانی بود. امروزه لاستیكها ی مصنوعی زیادی شامل تركیباتی با پلاستیكها وجود دارند.

فیلرهای نرم كننده و سخت كننده مختلفی برای بدست آوردن خواصی چون  الاستیسیته ، مقاومت در برابر خوردگی و  مقاومت در برابر حرارت با هم تركیب می شوند كه در ادامه به معرفی چند تا از این مواد میپردازیم :

1 . نئوپرن و لاستیك نیتریل  در مقابل نفت و گاز مقاومند. یكی از اولین كاربردهای آن در شیلنگهای پمپ بنزین است .

2 . لاستیك بوتیل  :  خاصیت برجسته این لاستیك عدم نفوذ پذیری در مقابل گازهاست این خاصیت باعث استفاده آن در لوله های داخلی و تجهیزات  كارخانجات مواد شیمیایی  مثلا آبندی تانكرهای  حمل  گاز می باشد. همچنین این لاستیك مقاومت خوبی در برابر محیطهای اكسید كننده مانند هوا و اسید نیتریك رقیق دارد .

3 . لاستیك سیلیكون : مقاومت حرارتی این لاستیك  در حدود 580 درجه فارنهایت می باشد .

4 . پلی اتیلن كلرو سولفاته شده : دارای مقاومت عالی در محیطهای اكسید كننده مثل 90% اسید نیتریك در درجه حرارت محیط میباشد .

لاستیكهای نرم در مقابل سایش بهتر عمل می كنند . روكشها می توانند از لایه های سخت و نرم تشكیل شوند.

 پلاستیك ها

در 15 سال اخیر كاربرد پلاستیك ها  بشدت افزایش یافته است . یكی از انگیزه های اولیه برای بدست آوردن این مواد جایگزینی توپهای عاجی بیلیارد بوسیله یك ماده ارزانتر بود.

پلاستیك ها توسط ریختن در قالب ، فرم دادن ، اكستروژن و نورد تولید می شود و به صورت قطعات توپر، روكش، پوشش، اسفنج، الیاف و لایه های نازك وجود  دارند  . پلاستیك ها مواد آلی با  وزن  مولكولی  بالا  هستند كه می توانند  به شكلهای مختلف در آیند .بعضی از آنها به صورت طبیعی یافت می شوند ولی اكثر آنها به صورت مصنوعی به دست می آیند .

بطور كلی پلاستیك ها در مقایسه با فلزات و آلیاژها خیلی ضعیفتر ، نرمتر ، مقاومتر در برابر یونهای كلر و اسید كلریدریك ، مقاومت كمتر در برابر یونهای اكسید كننده مثل اسید نیتریك  ، مقاومت كمتر در برابر حلالها و دارای محدودیت حرارتی پایینتر می باشد . خزش در درجه حرارتهای محیط یا سیلان سرد از نقطه ضعفهای پلاستیك ها بویژه ترموپلاستها می باشد. 

پلاستیك ها :  ترموستها و ترموپلاست ها     

ترموپلاست ها با افزایش درجه حرارت نرم می شوند و موقعی كه سرد می شوند به سختی اولیه باز می گردند . اكثر آنها را می توان ذوب نمود .

ترموست ها با افزایش درجه حرارت سخت می شوند و با سرد شدن سختی خود را حفظ می كنند و با حرارت دادن تحت فشار شكل می گیرند و تغییر شكل مجدد آنها ممكن نیست ( قراضه آن قابل استفاده نیست ) .

خواص پلاستیكها را می توان با افزودن مواد نرم كننده ، سخت كننده و فیلر بطور قابل ملاحظه ای تغییر داد .  پلاستیكها مانند فلزات خورده نمی شوند .

در جداول زیر به مقایسه ترموپلاست ها و ترموست ها از نظر خواص فیزیكی و مكانیكی میپردازیم.

ترمو پلاستها

نام ماده استحكام كششی انعطاف پذیری %سختی راكول مدول الاستیسیته وزن مخصوص
Pvc سخت 600020 - 2 1104004/1
نایلون1000045 11040014/1
فلورو كربنها 2500250-100 706013/2
متیل متا اكرپلات 8000 5 22042019/1
پلی پروپیلن 5000700-10 9020091/0


ترموستها

نام ماده استحكام كششی انعطاف پذیری %سختی راكول مدول الاستیسیته وزن مخصوص
اپوكسی1000009010001/1
فئولیكها7500012510004/1
پلی استر ها 4000010010001/1
سیلیكونها 3500089 1200 25/1
اوره 700001151500 48/1


حال به توضیح سه مورد از هر جدول میپردازیم :

1 . ترمو پلاستها

فلورو كربنها :

تفلون و كل اف  و فلورو كربنها فلزات نجیب پلاستیكها هستند به این معنی كه تقریبا در تمام محیطهای خورنده تا دمای 550 درجه فارنهایت مقاوم هستند . اینها از كربن و فلور ساخته شده اند اولین تترا فلوراتیلن توسط دوپنت تولید شد و تفلون نام گرفت .تفلون علاوه بر مقاومت خوردگی  ، دارای ضریب اصطكاك كمی است كه می تواند مانند یك روغن كار سطح فلزاتی كه بر روی هم سایش دارند   از خورده شدن در اثر اصطكاك (خوردگی فیزیكی) محافظت كند.

پلی ونیل كلراید(پی .وی .سی )  :

این ماده اساسا سخت است ولی با اضافه كردن مواد نرم كننده و وینیل استات میتوان آنرا نرم نمود . كاربرد این ماده در لوله ها و اتصالات ، دودكشها ، هواكشها، مخازن و روكشها می باشد .

 پلی پروپیلن :

پلی پروپیلن ، پرو فاكس و اسكان برای اولین بار در ایتالیا بوجود آمدند و دارای مقاومت حرارتی و خوردگی  بهتری نسبت به پلی اتیل بوده و همچنین از آن سخت تر هستند .برای ساخت والو ها ، بطریهایی كه توسط حرارت استریل       می شوند و لوله و اتصالات به كار می رود.

  2 . ترموستها

سیلیكونها :

سیلیكونها دارای مقاومت حرارتی بسیار خوبی هستند . خواص مكانیكی با تغییر درجه حرارت تغییر كمی میكند .یكی از مواد تشكیل دهنده این ماده سیلیسیم است كه دیگر پلاستیكها چنین نیستند. سیلیكونها بعنوان  تركیبات قالبگیری ، رزینهای ورقه ای  و بعنوان عایق در موتورهای برقی استفاده           می شود اما مقاومت آنها در مقابل مواد شیمیایی كم است.

پلی استرها  :

پلاستیكهای پلی استر ، داكرون ، دیپلون و ویبرین  دارای مقاومت خوردگی شیمیایی  ضعیفی هستند .مورد استفاده اصلی پلی استر ها در كامپوزیتها بصورت الیاف  می باشد . مثلا كامپوزیت پلی استر تقویت شده و شیشه دارای   چنا ن مقاومتی میشود كه در بدنه اتومبیل و قایق مورد استفاده می گردد.

فنولیكها :

مواد فنولیكی(باكلیت) ،دارز ، رزینوكس از قدیمی ترین و معروفترین پلاستیكها هستند .این مواد عمدتا بر اساس فنول فرم آلدئیدها هستند. كاربردهای آن عبارتند از : بدنه رادیو ، تلفن ، پریز  ، پمپ ، سر دلكو و غلطكها.