مقاله در مورد سازگاركننده ها براي آلياژهاي پليمري

 nx دارای 17 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : سازگاركننده ها برای آلیاژهای پلیمری كاربرد آلیاژهای پلیمری به دلیل ارائه موازنه ای مطلوب از خواص فیزیكی و شیمیایی همچنان به رشد سریع خود ادامه می دهد. سازگاركننده ها مكانیسمی جهت اختلاط این پلیمرهای غیر قابل امتزاج فراهم می آوردند. در این مقاله به روند اخیر استفاده از سازگاركننده ها برای آلیاژهای پلیمری نگاهی می اندازیم. استفاده از آلیاژهای پلیمری و به تبع آن سازگاركننده ها طبق پیش بینی كارشناسان، همچنان به رشد خود ادامه خواهد داد. بازار سازگاركننده ها، بدون در نظر گرفتن آن میزان كه در بازیافت استفاده می شود، در حدود 6/13 میلیون كیلوگرم (30 میلیون پوند) در سال 2000 تخمین زده شده است و انتظار می رود تا با سرعت رشد سالانه % 4/5 در سال 2005 به 6/18 میلیون كیلوگرم (40 میلیون پوند) برسد. كمپانی ارتباطات تجاری (BCC) كه یك كمپانی آمریكایی است این مطلب را در گزارش سال 2001 خود تحت عنوان “بهینه سازی پلیمر پس از پلیمریزاسیون” بیان كرده است. دو عامل خواص و قیمت، رشد آلیاژها را تضمین میكنند. آلیاژهای پلیمری جهت حصول موازنه مطلوب میان خواص فیزیكی و شیمیایی به طور وسیعی استفاده می شوند. گرایش به پلیمرهای با نقاط ذوب بالاتر و پایداری حرارتی بهتر منجر به كاربرد بیشتر آلیاژهای پلیمری شده است كه برای بهبود این پلیمرها كه نوعا شكننده تر هستند، به كار گرفته می شوند.تمایل دیگر، آلیاژ سازی سه ماده یا بیشتر با یكدیگر می باشد كه عمدتاً در اجزای قالب گیری شده محصول مورد استفاده مصرف كننده به كار می روند، كه از آن جمله می توان به لاستیك های با زیر دست نرم بر روی مسواك ها یا تیغ ها اشاره نمود. اجزای قالب گیری شده یك محصول از مخلوط پیچیده ای از پلیمرها تشكیل می شوند كه خواص فیزیكی مطلوب به همراه چسبندگی به زمینه را دارا می باشند. سازگاركننده ها در به دست آوردن این آلیاژها نقش كلیدی دارند.صنعت پلاستیك به طور مداوم به دنبال كاهش در هزینه ها می باشد. در برخی موارد كه یك پلیمر گران جهت كاربرد مشخصی مورد نظر می باشد، آلیاژ سازی با یك پلیمر ارزان تر با یك پركننده، با استفاده از سازگاركننده یا عامل اتصال (Coupling Agent) مربوط، هزینه ها را كاهش خواهد داد. راه حل دیگر اصلاح یك پلیمر ارزان مانند pp با استفاده از مواد افزودنی یا آلیاژسازی می باشد به طوری كه بتواند با مواد بهتر از لحاظ خواص رقابت كند.چگونگی عملكرد سازگاركننده ها سازگاركننده ها جهت تهیه آلیاژ از پلیمرهای غیر قابل امتزاج و خلق یك مخلوط همگون به كار می روند. مواد ناسازگار، مانند آب و روغن، هنگام اختلاط دو فازی می شوند. یك سازگاركننده مانند یك عامل سطح فعال عمل كرده و كشش بین سطحی دو پلیمر ناسازگار را كاهش داده و امكان تهیه آلیاژ از آن ها را فراهم می آورد.هر چند كه آلیاژ كماكان دو فازی است اما سازگاركننده، اختلاط و پایداری دو فاز را تا حدی كه آلیاژ به مثابه حالت امتزاج پذیر عمل كند، ممكن می سازد. سازگار كننده نوعاً شامل دو بخش است به طوری كه هر بخش می تواند با یكی از اجزای آلیاژ بر همكنش داشته باشد، سازگاركننده های غیر واكنشی پیوندی تشكیل نمی دهند اما عموماً با یكی از اجزا آلیاژ امتزاج پذیر می باشند. سازگاركننده ها نقش مهمی در خلق انواع مختلف آلیاژ داشته و به آمیزه سازان نیز تا حدودی آزادی عملكرد در جهت برآورد نیازهای مشخص می دهند. آلیاژهای پلیمری عموماً خواص ضربه یا خمشی، مقاومت شیمیایی، شكل پذیری حرارتی و قابلیت چاپ را تغییر می دهند، در برخی موارد بعضی از خواص آلیاژ سازگار شده از هر یك از اجزا به تنهایی پیشی می گیرد. سازگاركننده های *** از شركت Crompton را می توان جهت تهیه تركیبات پلی پروپلین با كاركرد بهینه، همچنین آلیاژهای پلی پروپلین یا بسیاری از گرما نرم های مهندسی مختلف به كار گرفت. جریان پذیری بهتر، دانسیته پایین تر، قالب پذیری و مقاومت شیمیایی بهتر، مقاومت به پیر شدن بهتر، مقاومت به خراش بهتر، شفافیت بالا و ماندگاری رنگ بهتر به علاوه كاهش وزن برای كاربردهای ویژه از مزایای استفاده از این مواد می باشد. سازگاركننده های مورد استفاده در بازیافتكاربرد مهم دیگر سازگاركننده ها در بازیافت مواد پلیمری می باشد، استفاده از مواد بازیافتی در فرایند گرما نرم ها معمول است. اگر مواد ضایعاتی شامل پلیمرهای ناسازگار، مانند آنچه در ساختارهای چند لایه مشاهده می شود، باشد، جزء ناسازگار به سطح خارجی ماده اكسترود شده مهاجرت خواهد نمود. سازگاركننده ها می توانند از وقوع این پدیده جلوگیری یا میزان آن را كاهش دهند. همچنین سازگاركننده ها امكان بازیافت تكه های فیلم های چند لایه ای را كه حاوی پلیمرهای با اندیس جریان كاملاً متفاوت می باشند، فراهم می آورند.آمیزه سازی با سازگاركننده هاهنگام انتخاب یك سازگاركننده، آمیزه ساز ابتدا باید آن سازگاركننده ای را انتخاب كند كه با پلیمرهای تشكیل دهنده آلیاژ همخوانی داشته باشد، سازگاركننده های واكنشی نیاز به یك گروه متضاد واكنشی دارند و سازگاركننده های غیر واكنشی باید از لحاظ گرانروی یا به طور ایده آل امتزاج پذیری، با یكی از اجزای آلیاژ تطبیق داشته باشند. آمیزه سازها همچنین باید به محدوده دمایی قابل استفاده برای سازگاركننده و اجزای آلیاژ توجه داشته باشند. آمیزه سازها باید مراقب هر گونه تاثیرات ناخواسته منفی حاصل از افزودن سازگاركننده نیز باشند. برای مثال در یك سیستم واكنشی پیوند زنی مالئیك انیدرید (MA) كه پراكسید بسیار زیادی دارد، امكان شبكه ای شدن یكی از پلیمرها در حین فرایند وجود خواهد داشت. در سیستم های حاوی سازگاركننده های غیر واكنشی، آلیاژ سازگار شده باید از لحاظ خواص فیزیكی و خواص بلند مدت نظیر پیر شدن، حداقل به خوبی پلیمر ماتریس به تنهایی باشد. در سیستم های آلیاژی، آمیزه ساز باید به هر گونه لایه لایه شدن با توزیع ناهمگون ماده رنگزا یا افزودنی توجه داشته باشد. اگر یكی از پلیمرها در آلیاژ از دیگری آمورف تر باشد ممكن است كه نسبت به ماده بلوری تر، ماده رنگزای بیشتری را در برگیرد. استفاده از سازگاركننده ای كه اختلاط مناسب اجزای پلیمری را ممكن می سازد، می تواند توزیع ناهمگون ماده رنگزا را بر طرف سازد. اختلاط برشی خوب در آلیاژسازی پلیمرها به خصوص هنگام سازگار سازی واكنشی، بسیار مهم می باشد، در برخی موارد میزان مورد نیاز سازگاركننده می تواند با بهبود شرایط اختلاط كاهش یابد. آلیاژهای با گرانروی بسیار متفاوت نیز نیاز به برش بسیار بالا دارند، اكسترودرهای دو پیچه همسوگرد به طور معمول برای اختلاط برشی به كار گرفته می شوند.شركت *** پلیمرهای *** را توسعه داده كه بر پایه فناوری جدید SBC می باشند كه بسیاری مزایای فرایندی و طراحی را ارائه می دهند.سازگاركننده های واكنشی پلی الفین های پیوند خورده با مالئیك انیدرید (MA) عموماً به عنوان عوامل اتصال برای سیستم های حاوی پركننده یا تقویت كننده استفاده می شوند، اما همچنین می توانند به عنوان سازگاركننده های واكنشی برای آلیاژ پلی الفین ها با پلیمرهایی نظیر نایلون و EVOH كه با M A واكنش می دهند، به كار گرفته شوند. PE یا PP پیوند خورده با MA تهیه شده توسط شركت Crompton امكان تهیه آلیاژهای نایلون – PP را برای كاربردهایی نظیر قطعات سیستم سرمایش ماشین ها می دهند. خواص مناسب نایلون در دماهای بالا مورد نیاز می باشد، اما PP نیز به عنوان كاهش دهنده جذب رطوبت كه باعث تخریب نایلون می گردد، لازم است. MA-g-PP را همچنین می توان به عنوان لایه میانی (Tie Layer) سازگاركننده در فیلم های بسته بندی چند لایه PP با EVOH كه مانع نفوذ اكسیژن است، به كار برد. سازگاركننده های پیوند خورده با MA در بازیافت فیلم های چند لایه كه ممكن است حاوی نایلون و PP باشند، سودمند خواهند بود. خط محصول Dupont Pusabound محدوده وسیعی از پلیمرهای پیوند خورده با MA را تولید می كند.سایر سازگاركننده های واكنشی شامل ترپلیمر اتیلن – بوتیل اكریلات – گلیسیدیل متیل اكریلات (E-BA-GMA) مانند PTW Dupont Elvaloy می باشند كه می توانند برای سازگار سازی آلیاژهای پلی بوتیلن ترفتالات PA/ PBT, PP (PBT) و پلی اتیلن ترفتالات (PET) پلی الفین به كار روند. یك كاربرد برای این ترپلیمرها در سیم و كابل های مقاوم حرارتی می باشد.كوپلیمرهای Kraton PG، كوپلیمرهای بلوكی Kraton G می باشند كه با MA پیوند زنی شده اند. از آنجا كه هر مولكول دارای دو جزء است، این كوپلیمرها با محدوده وسیعی از پلیمرها شامل نایلون، PS و پلی الفین ها سازگار می باشند. این مولكول ها در آلیاژهای حاوی سه پلیمر یا بیشتر نیز كاربری مناسبی خواهند داشت.پلیمرهای Kraton A را می توان جهت تولید موادی كه استحكام، كشسانی، مقاومت حرارتی، نرمی و ظاهر اصلاح شده ای دارند استفاده كرد و استفاده آن ها را در كاربردهای مختلف نظیر فیلم، اسباب بازی، بسته بندی، خودرو، لوازم ورزشی، تجهیزات ساختمانی و محصولات قالب گیری و اكسترود شده تسهیل نمود.سازگاركننده های غیر واكنشیكوپلیمرهای اتیلن – اتیل اكریلات (EEA) می توانند به عنوان سازگاركننده های غیر واكنشی برای آلیاژ پلیمرها یا افزودنی های قطبی با پلی الفین ها به كار گرفته شوند. EEA می تواند در خطوط بازیافت حاوی نایلون و PP به عنوان جایگزین ارزان تر برای پلی الفین های پیوند خورده با MA در مواردی كه نیاز به مقاومت ضربه بالایی نیست یا حین تولید تحت برش بالا قرار نمی گیرد، به كار گرفته شود. Amplity EA از شركت Dow در محدوده وسیعی از اندیس های مذاب موجود می باشد تا با گرانروی اجزا در خط بازیافت همخوانی داشته باشد. EEA همچنین می تواند جهت امكان پذیر نمودن استفاده از مواد افزودنی به میزان بسیار زیاد در مستریج های PE استفاده گردد. افزودنی هایی نظیر آنتی آكسیدانت ها، رنگ دهنده ها یا آنتی استاتیك ها بسیار قطبی بوده و در پلی الفین های معمول انحلال پذیری پایینی دارند. افزودن EEA % 30-5 به مستریچ اغلب امكان افزایش دو برابر ماده افزودنی را به آمیزه ساز خواهد داد در حالی كه از مهاجرت نابهنگام جلوگیری می نماید، خط تولید Dupont Elvaloy AC شامل كوپلیمرهای EEA، اتیلن – بوتیل اكریلات (EEA) و اتیلن – متا كریلات (EMA) می باشد كه به عنوان سازگاركننده برای گونه های مختلفی از پلیمرهای *** از شركت Crompton كه در سال 2002 از Basell خریداری شد، كوپلیمرهای پلی متیل متاكریلات (PMMA) یا پلی استایرن (PS) پیوند خورده بر روی پلی پروپیلن (PP) میباشند. PMMA-g-PP می تواند به عنوان سازگاركننده غیر واكنشی برای آلیاژسازی PP غیر قطبی با رزین های مهندسی قطبی نظیر MMA، استایرن – اكریلونیتریل (SAN)، اكریلونیتریل – بوتادین – استایرن (ABS)، اكریلونیتریل – استایرن – اكریلات (ASA)، پی وینیل كلراید (PVC) یا پلی كربنات (PC) به كار رود. این آلیاژها جهت حصول خواص مشخصی نظیر مشخصات جریان یا جذب رطوبت مورد نیاز استفاده می شوند. آلیاژهای سازگار شده PP با پلیمرهای مهندسی در كاربردهای خودروسازی در حال رشد هستند. محرك های این رشد، قیمت پایین تر PP و قابلیت بازیافت PP و آلیاژهای حاوی سازگاركننده می باشند. PS g PP جهت سازگارسازی آلیاژهای پلی فنیلن اتر (PPS) و PP مورد استفاده قرار می گیرد زیرا PS و PPE از معدود پلیمرهایی هستند كه كاملاً امتزاج پذیر می باشند. PS g PP همچننی می تواند بازده اصلاح ضربه كوپلیمرهای بلوكی استایرنی (SBC) راكه به عنوان اصلاح كننده ضربه PP به وسیله سازگار نمودن PP و SBC به كار می روند، بهبود بخشد. SBC ه ا خود به عنوان سازگاركننده استفاده می شوند. SBC ها می توانند آلیاژ پلی فنیلن اكایرد (PPO) و نایلون را سازگار نموده و باعث چقرمگی آن شوند. این آلیاژ تركیبی از خواص بهینه را دارا می باشد: مقاومت حرارتی و ضربه به همراه سفتی و مشخصات سطحی عالی، SBC های مختلف جهت سازگار نمودن آلیاژهای استایرنی و الفین ها استفاده می شوند، پلیمرهای استایرنی شامل رزین ABS, HIPS, PS, K و غیره می باشند. سازگار كننده های این آلیاژها شامل كوپلیمرهای چند بلوكی استایرن – بوتادین (SB)، استایرن – بوتادین – استایرن (SBC)، استایرن – اتیلن – بوتیلن – استایرن (SBES) و استایرن – ایزوپرن – استایرن (SBS) می باشند، جزء لاستیكی پلی دی ان (بوتادین یا ایزوپرن) سازگار كننده با جزء الفینی آلیاژ پلیمری امتزاج پذیر می باشد. برخی مواد تنها سه بلوكی هستند (استایرن – دی ان – استایرن) در حالیكه بقیه شامل مقادیر مشخصی از كوپلیمر دو بلوكی می باشند (استایرن – دی ان). كوپلیمرهای سه بلوكی استحكام را افزایش داده و محدوده دمایی كاربری آلیاژ را وسعت می بخشند. كوپلیمرهای دارای اجزای دو بلوكی را می توان در كاربردهایی كه جریان آسان تر، سختی كمتر و چسبندگی بیشتر مورد نیاز است (مانند لایه های میانی در فیلم های چند لایه)، به كار گرفت. آلیاژهای استایرن- الفین سازگار شده در محدوده ای از كاربردها استفاده می شوند. برای مثال HDPE و یك سازگار كننده SBC را می توان با HPES آلیاژ نمود تا مقاومت شیمیایی آن در عین حفظ شكل پذیری حرارتی افزایش یابد. Kraton G SBC كه دارای بلوك رابری هیدروژنه میب اشد، حساسیت برشی بسیار بالا با گرانروی بی نهایت در برش صفر دارد. این خاصیت برای قالب گیری تزریقی و در انتهای چرخه قالب گیری كه برش برابر صفرمی باشد مناسب است. در این مقطع از فرایند، كوپلیمر فازهای آلیاژ را تثبیت كرده و از جدایی آن ها طی زمان جلوگیری می كند. SBC ها به طور گسترده ای برای سازگار سازی مواد بازیافتی استفاده می شوند. Kraton G با مقاومت تخریب خوب در بازیافت PVC كه می تواند طی چرخه های حرارتی متعدد به محصولات جانبی تخریب گردد، سودمند بوده و دارای مزیت است. مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد كه كوپلیمرهای SIS خطی سه بلوكی حاوی مقادیر متوسط یا بالای استایرن، مشخصاً در كاربری های مربوط به بازیافت كه در معرض چندین فرایند در حالت مذاب هستند، موثر می باشند. استفاده از این كوپلیمرهای SIS در آلیاژهای HPES و HDPE نسبت به كوپلیمرهای چند بلوكی SB و كوپلیمرهای سه بلوكی SBS دارای مزایایی از نظر سرعت جریان مذاب (MFR) و خواص فیزیكی میباشند.روندها و فناوری های جدید در حالی كه آلیاژهای پلیمری به طور متداول در اكسترودهای دو پیچه كه برش بالا و اختلاط مناسبی فراهم می كنند، فرایند می گردند، بیشتر آمیزه سازان تمایل به استفاده از تجهیزات دیگری نظیر اكسترودهای تك پیچه در مراكز فعالیت خود دارند. محصولات جدید Kraton G و Kraton A طراحی شده اند تا آلیاژسازی در ماشین آلات با برش كمتر به سهولت انجام گیرد. Kraton G حاوی جزء رابری اصلاح شده ای است كه جهت آلیاژ نمودن بهتر با PP طراحی شده است. Kraton A كه در سال 2003 معرفی شد جهت آلیاژسازی بهتر با استایرن ها طراحی شده است. فناوری های سازگار سازی در آینده ممكن است احتیاج روز افزون به راندمان بهبود یافته را محقق سازند. سازگار سازی بهتر جهت تحقق دستیابی به قطعات نازك تر و چرخه های فرایند سریع تر كه نتیجه تمایل به كاهش هزینه های تولید می باشد، در آینده مورد نیاز خواهد بود. سازگار كننده های جدیدی نیز در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده اند كه در آینده نیاز به تولید آن ها در مقیاس صنعتی خواهد بود. برای مثال آلیاژهای سازگار شده پلیمرهای بلور مایع (LCP) با PE تقریبا در مقابل تمام گازها عبور پذیری بسیار پایینی را به دست می دهند. برعكس EVOH، این آلیاژ در شرایط مرطوب نیز خواص عبوردهی خوبی دارد. همچنین برای كاربردهای با عبور پذیری مناسب، آلیاژهای PVA/ PE جایگزینی با قیمت پایین تر برای EVOH می باشند. تحت شرایط آمیزه سازی مشخص این آلیاژهای سازگار شده می توانند خواص نوری بهتری نسبت به EVOH داشته باشند.چند آلیاژ پلیمریآلیاژ پلی آمید / پلی الفینهنگامی كه پلی امید (نایلون) به طور كامل خشك گردد و یا در محیطی با دمای پایین قرارگیرد . استحكام ضربه ای آن به صورتی قابل توجه كاهش می یابد. برای غلبه بر این ضعف، تولیدكنندگان و آمیزه كاران پلی آمید با استفاده از مواد سازگار ساز متفاوت، گونه هایی بسیار گوناگون از آلیاژهای این ماده ی پلیمری را تولید می كنند.به طور معمول از دو اكسترودر دو مارپیچ برای ساخت این آلیاژها استفاده می شود. در اكسترودر دو مارپیچ اول، یك مونومر اسیدی روی پلی الفین پیوند شده می شود. كه نقش سازگار ساز را دارد در اكسترودر مارپیچ دوم، پلی الفین اصلاح شده با پلی آمید مخلوط می شود.اما نقطه قابل انتقاد در این فرآیند، تولید دو مرحله ای آلیاژ با استفاده از دو اكسترودر دو مارپیچ و همچنین تخریب گرمایی ماده به واسطه ی دو بار اكستروژن است. اگر قرار باشد این آلیاژ با الیاف شیشه و یا دیگر پركننده های معدنی تقویت شود، آلیاژ می بایست گرمای تخریب گر بیشتری را در اكسترودر دو مارپیچ سومی تحمل كند.اما با استفاده از اكسترودر آمیز ساز دو مارپیچ “TEX” می توان سه مرحله آمیزه كاری توصیف شده در بالا را در یك مرحله انجام داد. تصاویر (1) و (2) چگونگی تولید یك – مرحله ای پلی آمید اصلاح شده و همچنین پلی آمید تقویت شده را نشان می دهند.در این مقاله چگونگی آمیزه كاری چند آلیاژ پلیمری در اكسترودرهای آمیزه ساز دو مارپیچ هم – چرخش مدولار توصیف می شود.نخست، ماده ی پلی الفین (پلی اتیلن – پلی پروپیلن و امثال آن) و مونومر اسیدی در بخش A اكسترودر دو مارپیچ با هم مخلوط می شوند تا پلی الفین پیوندی تولید گردد. در بخش B اكسترودر پلی الفین اصلاح شده و پلی آمید با هم مخلوط می شوند تا آمیزه ای كه ذرات 1/0 تا یك میكرومتری پلی الفین در ماتریس پلی آمیدی پخش شده اند، شكل گیرد. در بخش C اكسترودر آمیزه ساز دو مارپیچ در تصویر (1). مواد فرار نظیر هوا و مونومر اسیدی كه واكنش نكرده اند. تحت خلا از اكسترودر خارج می شوند.در بخش C اكسترودر دو مارپیچ در تصویر (2) الیاف شیشه به آمیزه ی مذاب پلی آمید / پلی الفین افزوده می شود و در بخش D دستگاه آمیزه ساز. مواد فرار تحت خلا از اكسترودر خارج می گردند.آلیاژ پلی آمید / PPOآلیاژ پلی آمید و پلی فنیلن اكساید (PPO) در كاربردهایی نظیر بدنه ی خارجی خودرو بسیار مورد توجه قرار گرفته است و كاربردهای آن در حال افزایش است.به هنگام تولیدآلیاژ پلی آمید / PPO به طور معمول از ماده ی كمكی “سازگارساز” برای بهبود استحكام ضربه ای آلیاژ حاصله در دماهای پایین، از یك الاستومر استفاده می شود تا ویژگی های ضربه ای بهبود یابد.این آلیاژ سه جزیی، ساختاری ویژه دارد. فاز الاستومر به صورتی همگن در فاز “PPO” پخش می گردد. در حالی كه خود “PPO” در ماتریس پلی آمید پخش می شود. برای دست یابی به این ساختار، به ساز و كار اختلاط بسیار پیچیده ای نیاز است. چگونگی آرایش آمیزه ساز برای تولید آلیاژ پلی آمید / PPO / لاستیك در تصویر (3) آمده است.در بخش آمیزه كاری A از آن جا كه پودر “PPO” بسیار ریز است. به دلیل وجود هوا در میان ذرات آن، برخی مشكلات در انتقال این ماده در طول مارپیچ رخ می دهد مارپیچ می بایست آن چنان طراحی گردد تا انتقال روان مواد جامد در طول اكسترودر را در پی داشته باشد.در بخش آمیزه كاری B مذاب “PPO” و پلی آمید در هم مخلوط می شوند و به خوبی در هم پخش می شوند. در بخش های ابتدایی این مرحله، مواد پلی آمید در زمینه “PPO” پخش می شود. همچنان كه فرآیند پخش به جلو می رود. گرانروی (ویسكوزیته) پلی آمید كاهش می یابد. در این مرحله بسیار مشكل است تا مشخص گردد كه كدام یك از اجزای پلی آمیدی یا “PPO” نقش فاز پیوسته و دیگری نقش فاز پخش شده را ایفا می كنند.در بخش C اكسترودر آمیزه ساز. جزو سوم آلیاژ، یعنی الاستومر به مواد پلیمری مذاب قبلی افزوده می شود و مخلوط می گردد. همچنان كه فرآیند پخش به جلو می رود، الاستومر در پلیمر “PPO” پخش می گردد و تغییر فازی رخ می دهد. در مرحله ی نهایی، پلیمر “PPO” در زمینه پلی آمید ی پخش می گردد و ساختار معروف به سالامی شكل می گیرد.چكیدهبتن های پلیمری تركیباتی هستند كه با جایگزینی كامل ماتریس سیمانی بتن های معمولی با یك حامل پلیمری تهیه می گردد. بتن های پلیمری علیرغم داشتن خواص بسیار مطلوب و مزایای فراوان نسبت به بتن های سیمانی، به علت بالا بودن هزینه تهیه و كاربرد، تا كنون نتوانسته است جایگاه خود را در كشور پیدا كند و نیاز به تلاش های تحقیقاتی و كاربردی بیشتر برای استفاده از مواد داخلی و بومی كردن فناوری ساخت بتن های پلیمری در سالهای اخیر همواره احساس شده است.در این تحقیق به منظور كاهش نسبی هزینه های تولید، از رزینهای ساخت داخل به عنوان پایه پلیمری استفاده شده است كه این رزین ها با استفاده از مواد افزودنی ارزانقیمت برای كاربردهای مورد نظر اصلاح شده است.پس از انتخاب مواد و تعیین تركیب بندی مناسب و روش فراورش مطلوب با توجه به تجهیزات معمول، كه پس از انجام آزمایش های منظمی بر اساس طرح آزمایش تاگوچی به دست آمده است، بتن پلیمری با خواص فیزیكی و مكانیكی بسیار بالاتر از بتن های رایج تهیه شده است كه اهم خواص اندازه گیری شده آن عبارت است از: مقاومت فشاری Mpa 7/94، مقاومت خمشی Mpa 2/16، مقاومت كشش غیر مستقیم (برزیلین) Mpa 5/7 مدول الاستیسیته دینامیكی Gpa 29، نفوذ آب تحت فشار برابر صفر، چسبندگی به بتن معمولی Mpa 2/12، مقاومت بسیار خوب در انواع محیطهای خورنده مانند: سولفات سدیم، اسید كلریدریك، اسید سولفوریك، اسید نیتریك، سود سوزآور، بنزین و آب دریاچه ارومیه در ضمن، هزینه تمام شده محصول به میزان بیش از 70 درصد كاهش را نسبت به بتن های پلیمری تهیه شده از رزین های وارداتی نشان می دهد در حالی كه خواص مكانیكی تنها در مواردی به میزان 35-15 درصد كاهش داشته است.مقدمهتركیبات بتنی تهیه شده از سیمان، آب و مصالح سنگی، عمده ترین مواد برای ساخت سازه های مختلف به شمار می روند. این تركیبات غالباً خواص فیزیكی و مكانیكی خوبی دارند وبه طور گسترده ای در صنایع مختلف ساختمانی استفاده می گردند. ولی بتن های سیمانی به دلیل داشتن برخی خواص ضعیف در كاربردهای خاصی مانند سدها و سازه های دریایی، محیطهای خورنده صنعتی و همچنین در جاهای غیر همسطح و كاربردهای دیگری كه نیاز به سرعت عمل بیشتر دارند، با مشكلات عدیده ای همراه هستند. عمده ترین موارد ضعف بتن در این كاربردها، مقاومت سایشی كم، نفوذ پذیری بالا، زمان گرایش زیاد، مقاومت كم در برابر مواد شیمیایی و پدیده هایی مانند كاویتاسیون و خوردگی ناشی از نفوذ كار و همچنین مقاومت كم در برابر یخبندان است.بتن به خاطر ساختمان حفره دار خود كه ناشی از خروج آب ایجاد شده در واكنش ئیدراتاسون است در مقابل آب و یون های كلر و گاز (مانند CO2) نفوذپذیر است و هر كدام از این عوامل به نوعی باعث خوردگی میلگردها و ایجاد تنش و در نتیجه ترك برداشتن و از هم پاشیدگ بتن می شود.یكی از راه هایی كه برای رفع مشكلات ناشی از ضعف بتن در كاربردهای خاص مطرح شده است، استفاده از كامپوزیت های پلیمر – بتن است. كامپوزیت های پلیمر – بتن تركیباتی هستند كه با جایگزین، كامل سیمان در بتن با مواد پلیمری با استفاده از تركیب سیمان و پلیمر به دست می آیند. اگر حامل (Binder) سیمانی بتن بطور كامل با یك پلیمر جایگزین گردد، تركیب حال را بتن پلیمری (Polymer Cncrete) می نامند.بتن های پلیمری بر پایه پلیمرهای آلی ترموست هستند كه پس از اختلاط با مصالح سنگی در دمای اتاق پلیمریزه می شوند. پلیمرهایی كه عموما استفاده می شوند عبارت است از: اپوكسیها، فورانها، اكریلیكها، پلی استرهای غیر اشباع و وینیل استرها، از این گروه، بسته به كارایی مورد نظر و قیمت پلیمرها، سیستم پلیمری برای كاربرد مورد نظر انتخاب می گردد. مصالح سنگی مورد استفاده نیز عمدتاً از مصالح سنگی قابل قبول برای بتن سیمانی، انتخاب می شود. اكثر مصالح سنگی كه مطابق استاندارد ASTM C 33 دارای مشخصه های مطلوب است، كارایی خوبی نیز در بتن های پلیمری دارند در ضمن، بتن های پلیمری را می توان با تقویت كننده هایی شامل میله ها و الیاف تقویت نمود كه در این مورد نیز سازگاری بسیار خوبی با انواع مواد مانند میلگردهای آهنی و الیاف فلزی، شیشه ای و پلیمری دارند.در مقایسه با بتن های سیمانی، بتن های پلیمری خیلی قویتر و بادوام تر هستند و استحكام خمشی، فشاری و كششی بسیار بالاتری دارند. همین امر باعث می شود كه در سازه های حاصل از بتن های پلیمری مواد كمتری مصرف گردد و در نتیجه این سازه ها در مقایسه با سازه های بتنی مشابه سبكتر هستند. علاوه بر آن این مواد دارای مزایای مهم دیگری مانند زمان گیرایش كم در دمای محیط و حتی در دماهای پایین، مقاومت سایشی بسیار بالا، نفوذ پذیری بسیار كم در برابر آب و نمك های محلول و گازها، مقاومت بسیار بالا در چرخه های انجماد و نیز سهولت فراورش و اجرا هستند.بتن های پلیمری كاربردهای گسترده ای در سازه های مختلف پیدا كرده اند كه مهمترین كاربردها شامل موارد زیر است:– سازه های ئیدرولیكی مانند سدها، تونل ها، كانالها و سازه های دریایی– تعمیرات جاده ها، كف پلها و پوشش پلها– سازه های زیرزمینی– قطعات پیش ساخته ساختمانی مانند دریچه های فاضلاب و دریچه های بازدید در مخازن و سیلوها– تونل های خطوط كابل مخابرات، برق، گاز و فاضلاب– پایه و بدنه ماشین ابزار – سدها و مخازن آب های اسیدی، مخازن نگهداری اسید و محفظه های دفن زباله های اتمی و رادیواكتیودر سال های اخیر كارهای تحقیقاتی چندی در مورد بتن های پلیمری، در كشور اجرا شده است كه عمدتاً در حد تحقیقاتی و آزمایشگاهی بوده اند و در كاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار نگرفته اند. در گروه پلیمر دانشگاه تربیت مدرس نیز از اوایل سال 75 كارهای تحقیقاتی منظمی در مورد بتن های پلیمری در قالب طرح پژوهشی صورت گرفته است كه علیرغم نتایج آزمایشگاهی و نیمه صنعتی بسیار خوب، به علت استفاده از رزین های خارجی و بالا بودن هزینه تمام شده، در بخش صنعت با استقبال خوبی روبرو نشده است و تا كنون در مقیاس صنعتی، تنها در ساخت پایه ماشین ابزار خاص با ارتعاشات زیاد، استفاده شده است.به همین دلیل از اوایل سال 78 تحقیقات جدیدی به منظور كاهش نسبی هزینه های تولید و استفاده از منابع داخلی و همچنین بومی كردن فناوری ساخت بتن های پلیمری طرح ریزی و اجرا شد كه مراحل تحقیقات و نتایج حاصله به طور مختصر در این مقاله گزارش می شود.در این تحقیق، پس از انتخابمواد شامل رزین های پلیمری ساخت داخل و مصالح بستگی و مواد افزودنی مناسب، تركیب بندی بهینه ای كه در كارهای تحقیقاتی قبلی براساس طرح آزمایش تاگوچی تعیین شده بود، متناسب با مواد جدید اصلاح شد و روش فراورش مناسب با توجه به تجهیزات معمول نیز با انجام آزمایش های كیفی و تجربی تعیین گردید. پس از آن نمونه های مختلف تهیه شده و مورد آزمایش قرار گرفت كه آزمایش های انجام گرفته و نتایج در ادامه ذكر می شود.تجربیمواد: از رزین پایه پلی استر غیر اشباع از نوع اورتو فنالیك به عنوان حامل (Binder) استفاده شده است. رزین استفاده شده بر پایه یكی از محصولات ساخت داخل كشور بوده است كه با تغییرات اندكی برای استفاده در بتن پلیمری اصلاح شده است از محلول متیل اتیل كتون پراكسید (MEKP) به عنوان آغازگر و محلول كبالت به عنوان شتاب دهنده همراه با رزین استفاده شده است كه این مواد نیز ساخت داخل هستند.مصالح سنگی و فیلرهای مورد استفاده از نوع مصالح مرغوب شسته شده با سایش كم و درصد شكستگی بالا انتخاب شده اند كه با توجه به كارهای تحقیقاتی قبلی در محدوده استانداردهای ASTM و استاندارد سازمان برنامه و بودجه به شرح ذیل است: 200 # 30 # 8 # 4 # 8/”3 2/”1 4/”3 اندازه ذرات یا مش11 27 51 67 88 97 100 درصد رد شده از الك درصد رد شده از الك مش 200 مربوط به پركننده (Filler) مورد استفاده است كه از كربنات كلسیم محصول شركت با ریت فلات ایران برای این منظور استفاده گردیده است.آزمایش ها:با توجه به این كه آزمایش های استاندارد ملی و حتی جهانی كمی برای بتن های پلیمری وجود دارد و در كشورهای مختلف از آزمایش های متفاوتی برای این منظور استفاده می شود، محققان غالباً از آزمایش های مربوط به بتن های معمولی برای آزمایش بتن های پلیمری استفاده میكنند، به همین دلیل و همچنین برای فراهم نمودن امكان مقایسه بتن پلیمری با بتن معمولی، در این تحقیق نیز از آزمایش های استاندارد مربوط به بتن معمولی برای آزمایش بتن پلیمری استفاده شده است كه آزمایش های انجام شده و شماره استاندارد مربوط در زیر قید می گردد. آزمایش شماره استاندارد محل انجام آزمایشتعیین چگالی و حجم خالی قابل نفوذ ASTM C 642 دانشگاه تربیت مدرس-آزمایشگاه پلیمرمقاومت فشاری BS 1881 دانشگاه تربیت مدرس-آزمایشگاه سازهمقاومت خمشی ASTM C 78 مركز تحقیقات سازختمان و مسكن-آزمایشگاه بتنمقاومت كششی غیر مستقیم (برزیلین) ASTM C 496 دانشگاه تربیت مدرس-آزمایشگاه سازهمقاومت سایشی —– مركز تحقیقات سازختمان و مسكن-آزمایشگاه بتنمقاومت در برابر نفوذ آب تحت فشار DIN 1048 مركز تحقیقات سازختمان و مسكن-آزمایشگاه بتنجذب سطحی ASTM C 413 دانشگاه تربیت مدرس-آزمایشگاه بیوتكنولوژیمدول الاستیسیته دینامیكی ASTM C 215 مركز تحقیقات سازختمان و مسكن-آزمایشگاه بتنسرعت پالس ماوراء صوت ASTM C 597 مركز تحقیقات سازختمان و مسكن-آزمایشگاه بتنمقاومت در محلول های شیمیایی خوردنده ASTM C 267 دانشگاه تربیت مدرس-آزمایشگاه پلیمرمقاومت در محلول اشباع سولفات سدیم ASTM C 88 دانشگاه تربیت مدرس-آزمایشگاه زمین شناسی مهندسی هر یك از آزمایش های مذكور با تكرار پذیری 2 انجام شده است یعنی متوسط جواب دو نمونه مشابه تعیین شده است كه نتایج حاصله در ادامه ذكر می گردد.در آزمایش تعیین مقاومت نمونه ها در برابر خوردگی ناشی از محلول سولفات سدیم اشباع، از نمونه های استوانه ای 1 1 اینچ استفاده شده است كه نمونه ها به مدت 16 ساعت در محلول اشباع و پس از آن 4 ساعت در دمای C ْ 110 قرار می گیرند، این چرخه 5 بار تكرار شده است و تغییر وزن نمونه و وضعیت ظاهری نمونه بررسی شده است. ادامه خواندن مقاله در مورد سازگاركننده ها براي آلياژهاي پليمري

نوشته مقاله در مورد سازگاركننده ها براي آلياژهاي پليمري اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.