فرآیند های تولید ترموپلاستیک الاستومرها

  • فرآیند های تولید ترموپلاستیک الاستومرها

    فرآیند های تولید ترموپلاستیک الاستومرها آمیزه های TPV مزایای زیادی دارند و معمولاً فرآیندهای شکل دهی آنها بسیار ساده بوده و مراحل کم با مصرف انرژی پایینی می باشند. زمان شکل دهی ترموپلاستیک الاستومر TPE و TPV ها نیز بسیار کوتاهتر از الاستومرها می باشد. ضایعات TPE را می توان به شکل پودری در آورد، اما ضایعات گرماسخت ها غیر قابل بازیافت بوده و معمولاً به عنوان منبع سوخت استفاده می شوند. به طور کلی آمیزه های TPV را می توان با تجهیزات شکل دهی ترموپلاستیک ها همانند اکسترودر، قالبگیری تزریقی، فشاری و دمشی، غلطک رانی و شکل دهی با حرارت (Thermoforming) به اشکال متنوع درآورد. از اکستروژن برای تولید انواع قطعات TPV مثل لوله، صفحه، پروفیل های پیچیده و غیره می توان استفاده کرد. این آمیزه ها در صنایع الکترونیک، اتومبیل، معماری و ساختمان، لوله و ورقه، پزشکی و غذایی بکار می روند. البته از این آمیزه ها می توان در ساخت قطعات درزگیر نیز استفاده کرد.

    مکانیزم های پخت دینامیکی

    سامانه های پخت مورد استفاده برای TPV یا همان سامانه های معمول در پخت آمیزه های لاستیکی نظیر سامانه پخت گوگردی، رزین فنولیک و پراکسید می باشند.  

    1. سامانه پخت گوگردی

    ولکانیزاسیون EPDM و سایر الاستومر ها معمولاً در حضور فعال کننده ها(نظیر اکسید روی و اسید استئاریک) و شتاب دهنده ها (دی بنزوتیازول دی سولفاید و تترامتیل تیاروام دی سولفاید) انجام می گیرد. مکانیسم پخت EPDM تقریباً مشابه مکانیسم پخت الاستومرهای پلی دی ان است. با افزایش میزان گوگرد از صفر تا Phr 20 خواص الاستیک آمیزه PP/EPDM (40/60) به شدت افزایش می یابد به طوری که استحکام کششی از 9/4 تا Mpa 3/24، ازدیاد طول در نقطه شکست از 190 تا 530 درصد افزایش و میزان تغییر شکل برگشت ناپذیر از 66 به 16 درصد کاهش می یابد. اندازه ذرات فاز پخت شده در آلیاژهای دینامیکی پخت شده تأثیر بسزایی در خواص مکانیکی نمونه ها دارد.

    به طوری که با کاهش اندازه ذره، استحکام و ازدیاد طول در نقطه شکست افزایش می یابد. سامانه پخت گوگردی در TPV های تجاری PP/EPDM مطلوب نمی باشد، چرا که به علت دمای ذوب بالای PP، میزان اتصالات عرضی فاز الاستومری کاهش می یابد. به علاوه تولید و فرآیند این دسته از TPV ها در حضور سامانه پخت گوگردی متحمل بوی بد ناشی از مسمومیت گوگرد است. مهمترین سامانه های پخت متداول برای TPV های تجاری بر پایه PP/EPDM سامانه فنولی و پراکسیدی می باشد.  

    محصول پیشنهادی: مخزن پلی اتیلن

    2. سامانه پخت فنولی

    رزین های فنولیک از پلیمریزاسیون تراکمی فنول ها و آلدهیدها بدست می آیند. رزین های فنولیک به دو دسته اصلی رزول ها و نوالاک ها تقسیم بندی می شوند. این دو گروه دارای ساختار شیمیایی و واکنش پذیری متفاوت هستند، که خود ناشی از تفاوت در نسبت مولی فنول به فرمالدهید و نیز pH بکار برده شده برای تهیه رزین است. رزول ها معمولاً توسط گروه های فعال متیلول و دی متیلن اتر شناخته می شوند، در حالی که نوالاک ها گروه های فعال و واکنش دهنده متیلول ندارند و به موجب آن نمی توانند به عنوان یک عامل پخت کننده مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از رزول ها برای پخت فاز الاستومری در TPV ها منجر به خواص مناسب و قابل توجه حرارتی در محصول ترموپلاستیک الاستومر می گردد.

    EPDM موجود در TPV ها، عموماً توسط رزین فعال آلکیل فنولیک با ناو تجاری (Bchenectady sp 1045) و آمیزه های حاوی گروه های هالوژنی پخت می شود. هالیدهای فلزی مشتق از اسیدهای کمپلکس برونستد نظیر کلرید قلع هیدراته، کلرید آهن و یا کلرید روی به عنوان کاتالیست مورد استفاده قرار می گیرند. در ابتدا پل اتری شکافته شده و واحدهای تکی فنولیک حاوی کاتیون بنزیلیک تولید می گردند. سپس این کاتیون هایبنزیلیک با گروه های غیر اشباع الاستومر EPDM وارد واکنش می شوند تا واکنش پخت را پیش ببرند. Fath و Abdou-Sabet نشان داده اند که خواص الاستومری TPV های برپایه PP/EPDM با استفاده از عامل پخت کننده دی متیلول اکتیل فنول بهبود می یابد.

    مقاله پیشنهادی: دریچه منهول کامپوزیت

    فرآیندپذیری، مقاومت در برابر روغن و مانایی فشاری در نمونه ها نیز بهبود قابل ملاحظه ای می یابد. این بهبود در خواص می تواند مربوط به ایجاد یک کوپلیمر ناشی از پیوند بین ذرات الاستومر و ماتریس PP باشد. در این زمینه با توجه به اینکه سامانه پخت فنولی معایب خاص خود را دارد، می توان یکی از بزرگترین مشکلات آن جذب رطوبت (حتی در دمای محیط) را نام برد. به طوری که قبل از فرآیندهای شکل دهی مراحل خشک کردن باید در دمای بالا صورت پذیرد. از دیگر مشکلات آن وجود رنگ قهوه ای تیره است که بعضاً پوشاندن آن مشکل بوده و باید از دو یا چند رنگدانه برای رسیدن به رنگ دلخواه استفاده نمود.  

    3. سامانه پخت پراکسیدی

    ولکانیزاسیون الاستومرها توسط سامانه پخت پراکسیدی و استفاده از بنزوئیل پراکسید و دی کیومیل پراکسید برای استفاده تجاری محصولات الاستومری بسیار متداول می باشد. مکانیسم ایجاد اتصالات عرضی در الاستومرها توسط پراکسیدها از پیچیدگی کمتری نسبت به سامانه گوگردی برخوردار است.

    در حالت کلی پخت الاستومرهای با جرم مولکولی بالا توسط پراکسید به سه مرحله متوالی تقسیم بندی می شود. در مرحله اول شکست متقارن در پراکسید رخ داده و رادیکال های آزاد ایجاد می شوند. این مرحله تعیین کننده سرعت اصلی و کلی واکنش است. در مرحله دوم رادیکال آزاد به زنجیر پلیمر حمله کرده و اتم هیدروژن را از آن جدا می کند، که این خود منجر به تولید یک ماکرورادیکال پلیمری می شود.

    محصول پیشنهادی: مخزن پلی اتیلن

    در مرحله نهایی دو ماکرورادیکال پلیمری توسط اتصال عرضی کربن-کربن (C-C) به هم متصل می شوند. گاهی اوقات واکنش های غیر مطلوب نظیر تسهیم نامتناسب و یا شکست زنجیر نیز در طی واکنش پخت روی می دهند. هنگامی که پراکسید به آلیاژ PP/EPDM افزوده می شود دو واکنش رقابتی رخ می دهد. فاز پیوسته PP تمایل به تخریب توسط مکانیزم شکست زنجیر را دارد، در حالی که فاز EPDM توسط عامل پراکسیدی پخت می گردد.

    با به کار بردن سامانه پخت مناسب و استفاده از آمیزه های مختلف می توان واکنش تخریب را به حداقل رسانده و راندمان پخت را به حداکثر میزان خود رساند. مهمترین پارامترهایی که راندمان پخت سامانه پراکسیدی را برای EPDM تعیین می کنند عبارتند از نوع و میزان ترمونومر، نسبت اتیلن به پروپیلن، جرم مولکولی پلیمر و توزیع جرم مولکولی آن. به طور مثال با افزایش نسبت اتیلن به پروپیلن، میزان دانسیته اتصالات عرضی در EPDM افزایش می یابد.

    محصول دیگر: مستربچ زیست تخریب پذیر

تماس با ما
در صورت هر گونه سوال و یا مشکل از طریق فرم، با ما در تماس باشید
aparat