آلیاژ پلیمری چیست؟ و عوامل موثر بر خواص آلیاژ

آلیاژ پلیمری چیست؟ و عوامل موثر بر خواص آلیاژ

از آنجا که پلیمرهای موجود قابلیت برآوردن نیازهای روز افزون صنعت را دارا نمیباشند ، تولید مواد و ترکیبات جدید همواره مورد توجه بوده است. در این راه ، دستیابی به خواص مورد نظر از طریق تولید یک ماده پلیمری جدید، عموما نیازمند تحقیقات گسترده و هزینه های بالایی جهت تدارک ماشین آلات و تجهیزات میباشد.در کنار این مطالعات، استفاده از ترکیب مواد پلیمری (موجود) جهت رسیدن به خواص مورد نظر راهکاری است که اثر بخشی خود را طی سال های گذشته نشان داده است.هر چند شاید یک پلیمر به تنهایی قابلیت جوابگویی به خواص مورد نظر را نداشته باشد ، ولی با استفاده از چند پلیمر که هریک بخشی از این خواص را برآورده می کنند، میتوان به مجموعه آن خواص دست یافت .

آلیاژ ترکیبی از مواد است که در حوزه مهندسی و تولید پلیمر ، به معنی ترکیب پلیمرها با هدف ایجاد خواص مطلوب در آن ها است.آلیاژهای پلیمری به دلیل سهولت فرآیند، وزن کم، قیمت مناسب و نسبت خواص به وزن مناسب خود از اهمیتی ویژه برخوردارند.آلیاژ سازی در پلیمر ها دارای مزایای زیر است:

  • آلیاژ سازی ، نیازمند تولید پلیمر جدید نیست و با استفاده از ترکیب مواد موجود میتوان به خواص مورد نظر دست یافت. لذا این روش مشکلات هزینه و زمان بالای تحقیق و توسعه را ندارد.
  • آلیاژسازی ، نافذ پیچیدگی موجود در سنتز مواد جدید بوده و از لحاظ تکنولوژیک ، روش ساده وآسان به شمار میآید.
  • با تغییر درصد ترکیب مواد موجود در آلیاژ ، طیفی وسیع از خواص و کاربردها به دست میآید.این در حالی است که در پلیمرهای سنتزی جدید ، ترکیب درصد موجود ، ثابت بوده و گستردگی خواص وجود نخواهد داشت.

 

طی دو دهه گذشته، تولید آلیاژها رشدی سریع داشته و پیشبینی میشود که در دهه آینده، مصرف این مواد، با رشدی 8 الی 10 درصدی مواجه باشند.عمده موارد مصرف آلیاژها، در صنایع خودرو، بسته بندی ، و لوازم خانگی است.

 

عوامل موثر بر خواص آمیزه های پلیمری

عوامل متعددی بر خواص آلیاژ یل آمیزه پلیمری تاثیر دارند که عبارتند از:

نوع پلیمر تشکیل دهنده آلیاژ

از آنجا که خواص آلیاژ ، ترکیبی از خواص اجزای آن است،این عامل، یکی از مهمترین مورد موثر در تعیین خواص آلیاژ است.

جدول زیر تاثیر پلیمرهای افزوده شده برای اصلاح خواص پلیمرهای اصلی را نشان میدهد(مثلا برای بهبود مقاومت گرمایی مربوط به ABS از PC یا همان پلی کربنات استفاده میشود)

پلیمر انتخابی(جهت اصلاح خواص پلیمر اصلی)

          پلیمر اولیه(اصلی)

         خواص  بهبود یافته

SMA/SAN/SBS/ASA/ABS/PO

/EPDM/EPR/HIPS/MBA

PC/PE/PP/PVC/,PEST/PPE/PA

           استحکام ضربه

PPE/PEI/PEST/PSO/PC

PA/PC/SAN/ABS         

دمای تغییر شکل حرارتی(HDT) و سفتی(STIFFNESS)

CPE/PVC/PSO/و پلی آمید آروماتیک

PMMA/ABS/PC/PA       

   بهبود خواص شعله پذیری

        پلی فسفات و PEST

PPE/PA/PC            

مقاومت در مقابل حلال و مواد شیمیایی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ترکیب درصد اجزای تشکیل دهنده

این مورد نه تنها تعیین کننده میزان اثر هر جز در خواص نهایی آلیاژ است بلکه در مورفولوژی حاصله(که تعیین کننده خواص است) نیز تاثیر دارد.

میزان سازگاری اجزای تشکیل دهنده آلیاژ و چسبندگی میان فازها

خواص اجزای تشکیل دهنده آلیاژ،گرچه تعیین کننده عملکرد آن است، اما اگر سازگاری (چسبندگی) مناسبی میان اجزا وجود نداشته باشد،آلیاژ حاصل نمیتواند مجموعه خواص مورد نظر را بر آورده ساخته و عملکردی ضعیف را از خود نشان می دهد. گفتنی است که این سازگاری در تعیین موفولوژی ، اندازه ذرات پخش شده در آلیاژ و نوع آلیاژ حاصله(تک فاز یا دو فاز بودن)نیز موثر خواهد بود.در صورت عدم سازگاری میان اجزای آلیاژ ، از روش سازگارسازی استفاده میشود.این سازگارسازی ، اثر بسیار زیادی بر خواص به دست آمده خواهد داشت.

 

مورفولوژِی آلیاژ

پیوسته بودن هر دو فاز آلیاژ یا  متفرق بودن یک فاز در خواص نهایی به دست آمده، تاثیرگذاری بسیاری دارد.گرچه نوع موفولوژی به ترکیب درصد اجزا وابسته است،اما نوع و شرایط فرآیند نیز بر این امر تاثیر می گذارد.از این رو، تحقیقاتی گسترده در زمینه کنترل مورفولوژی آلیاژ ها در حال انجام است.عوامل موثر بر مورفولوژی آلیاژ (شکل،اندازه،و توزیع ذرات) به اثر متقابل ویسکوزیته و الاستیسیته فازها ، خواص بین سطحی و ترکیب درصد آلیاژ و شرایط فرآیند (نوع دستگاه،شدت نیروی برش اعمالی ، دما) بستگی دارد.

جرم مولکولی و ویسکوزیته اجزای مورد مصرف

اگرجرم مولکولی اجزای آلیاژ بسیار بالا باشد، آلیاژسازی آنها دشوار خواهد بود. اگر ویسکوزیته اجزا بسیار متفاوت باشد ، رسیدن به مورفولوژی بهینه از نظر فرآیندی ،کاری بسیار دشوار بوده و در برخی موارد غیر قابل دستیابی است.

 

ترکیب درصد کوپلیمر موجود در یک جز تشکیل دهنده آلیاژ

اگر از یک جز که خود کوپلیمر است(نظیر ABS)   برای آلیاژسازی با پلیمر دیگر استفاده شود ، ترکیب درصد کوپلیمر مورد استفاده، بسیار  مهم است . مثلا ، در آلیاژ سازی PVC/NBR (الاستومر (اکریلو نیتریل-بوتادین)/پلی وینیل کلراید) ، اگر درصد اکریلونیتریل موجود در کوپلیمر NBR بسیار کم باشد(مثلا 10درصد) آلیاژسازی انجام نخواهد شد.

امتیاز مقاله: 1

عضویـت در خبــرنامـه پلیمــر

از آخرین خبر ‌های ما مطلع باشید :

تمامی حقوق برای پلیمرمال محفوظ می باشد