ترموپلاستیک

ترموپلاستیک، نوعی پلاستیک است که از زرین‌های پلیمری تشکیل شده است و هنگام گرم‌شدن به یک ماده نرم تبدیل می‌شود و هنگام سرد شدن، سخت می‌شود. پلیمر ترموپلاستیک خیلی راحت بازیافت می‌شود و هرچقدر هم که سردوگرم شود، بازهم خاصیت شیمیایی خود را از دست نمی‌دهد. اما وقتی آن گرم می‌شود، ویژگی فیزیکی آن تغییر کرده، تبدیل به یک ماده همگن شده و می‌تواند تغییر شکل و اندازه دهد. در سمت دیگر، ترموالاستیک‌ها را داریم با حرارت دیدن سخت شده و امکان بازیافت ندارند. از تلفیق این دو ماده نیز، ترموپلاستیک الاستومر (TPE)ها ساخته شده‌اند که تحول شگرفی در صنعت پلاستیک ایجاد کرده‌اند. در این مقاله درباره انواع مواد ترموپلاستیک، ویژگی‌ها و کاربردهای آن بیشتر صحبت خواهیم کرد.

پلاستیکهای گرمانرم ، زنجیره های دراز مولکولی با نیروهای ضعیف واندوالسی در کنار یکدیگر قرار می گیرند . می توان یک کلاف درهم پیچیده پشمی را برای تصور مولکولی این مواد در نظر گرفت . وقتی به این مواد حرارت داده می شود ، این نیروها ی ضعیف بین مولکولی ضعیفتر می شوند وانعطاف پذیرونرم می شوند ولی براثرسرما دوباره به حالت اول برمی گردند . نرم شدن براثرگرماوجامد شدن براثر سرما را می توان بارها وبارها تکرار کرد ، همانند شمع که به دفعات در اثر حرارت ذوب ونرم شده وبا سرد شدن جامد می شود . مانند : پلی اتیلن ، پلی وینیل کلراید ، پلی استایرن ، نایلون ، استات سلولز ، استال ، پلی کربنات ، پلی متیل متا کریلات و پلی پروپیلن . پلاستیکهای گرمانرم بر اساس ساختارشان به دو دسته تقسیم می شوند: بلوری و بی شکل

انواع ترموپلاستیک

الاستومر (TPE) : جایگاه ثابتی در صنایع مختلف دارد .
تی پی وی (TPV)
تی پی آر (TPR)
تی پی اس (TPS)
تی پی او (TPO)
پی بی آر(PBR)
اس بی اس(SBS)
اس ای بی اس(SEBS)
ای پی دی ام(EPDM)
ای پی ام(EPM)
ان بی آر (NBR)

مزیت‌های ترموپلاستیک ها

به راحتی قابل بازیافت
طیف گسترده ای از خواص مکانیکی
وزن سبک در مقایسه با فلزات
مقاومت شیمیایی خوب
پردازش کارآمد انرژی

مثال ها و کاربردهای ترموپلاستیک ها

ترموپلاستیک ها انواع مختلفی دارند که کاربردهای منحصر به فرد خود را دارند. نمونه هایی از پلیمرهای ترموپلاستیک عبارتند از:

1. پلی اتیلن
   پلی اتیلن پرمصرف ترین پلاستیک در جهان است. این در واقع خانواده ای از مواد است که دارای طیف وسیعی از چگالی ها و ساختارهای مولکولی هستند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. نام های تجاری عبارتند از: آلاتون، بورستار، داولکس، التکس، فیناتن، هوستلن، لاکتن، لوپولن، ریگیدکس و وستولن A. قوی و مقاوم در برابر اکثر مواد شیمیایی، پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE) برای ساخت قطعات ماشین های متحرک، یاتاقان ها استفاده می شود.

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) برای ساخت اقلامی مانند مخازن شیمیایی، لوله های گاز و آب، اسباب بازی ها، بطری های شامپو و وان مارگارین استفاده می شود. MDPE یا پلی اتیلن با چگالی متوسط برای لوله های گاز و آب، فیلم بسته بندی و آستر حوض استفاده می شود. پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE) برای کیسه های پلاستیکی و مواد غذایی استفاده می شود. به عنوان نرم ترین و انعطاف پذیرترین این مواد، پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) برای ساخت بطری ها، گونی ها و ورق های فشرده استفاده می شود.

2. پلی پروپیلن
   دومین پلیمر کالایی پرمصرف در جهان است. در طیف گسترده ای از صنایع برای ایجاد اقلامی از جمله ظروف غذای قابل استفاده مجدد، محصولات بهداشتی، تجهیزات پزشکی مقاوم در برابر حرارت، طناب، فرش، باتری ماشین، عایق کابل، سطل های ذخیره سازی و حتی اسکناس استفاده می شود. نام های تجاری عبارتند از Adstif، Clyrell، Hifax، Hostalen، Inspire، Isoplen، Moplen، Novolen و Vestolen.
3. پلی وینیل کلراید
   پلی وینیل کلراید (PVC) که به عنوان وینیل نیز شناخته می شود، سخت، سبک وزن و مقاوم در برابر اسیدها و بازها است که توسط صنعت ساختمان برای مواردی از جمله لوله های آب، لوله های تخلیه، ناودان ها و ورق های سقف استفاده می شود. نام های تجاری عبارتند از Astraglas، Benvic، Vestolit و Vinnolit.

PVC همچنین می‌تواند با افزودن نرم‌کننده‌ها انعطاف‌پذیرتر شود، جایی که از آن برای شیلنگ‌ها، لوله‌ها، عایق‌های الکتریکی، پوشاک، اثاثه یا لوازم داخلی و محصولات بادی مانند بسترهای آبی و اسباب‌بازی‌های استخر استفاده می‌شود.

2932112754dc3c13e7267784fdc49eeb

4. پلی (اتیلن ترفتالات)
   پلی (اتیلن ترفتالات) (PET) یا پلی استر ترکیب خوبی از خواص مکانیکی و حرارتی، مقاومت شیمیایی و پایداری دارد. برای ظروف مایع به ویژه نوشابه های گازدار، ظروف غذا و به شکل فیبر برای پوشاک استفاده می شود. این پلیمر بازیافتی ترین پلیمر در سراسر جهان است. نام های تجاری عبارتند از Dacron، Eastapak، Rynite و Terylene.
5. پلی آمید
   پلی آمید (PA) با نام های تجاری نایلون، آکرومید، آکولون، گریلامید، گریلون، ریسلان و اولترامید نیز شناخته می شود. در اصل به عنوان جایگزینی برای ابریشم هنگام ساخت وسایلی مانند جلیقه های پوسته پوسته، چتر نجات و جوراب ساق بلند استفاده می شد. از الیاف نایلون برای پارچه، فرش، طناب و تار برای آلات موسیقی نیز استفاده می شود. همچنین برای پیچ ماشین، چرخ دنده و بدنه ابزار برقی استفاده می شود.
6. پلی استایرن
   پلی استایرن (PS) که با نام های تجاری Styron و Vampstyr نیز شناخته می شود، به اشکال مختلفی تولید می شود که برای کاربردهای مختلف مناسب است. برای ساخت وسایلی مانند کارد و چنگال یکبار مصرف، کیف سی دی و دی وی دی و محفظه آشکارساز دود استفاده می شود.
7. آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن
   ABS که با نام‌های تجاری Cycolac و Ensidur نیز شناخته می‌شود، یک پلیمر سبک وزن است که در مقایسه با اکثر ترموپلاستیک ها مقاومت بالایی در برابر ضربه مکانیکی نشان می‌دهد و به طور گسترده در محصولات مصرفی روزمره مانند اسباب‌بازی‌ها و تلفن استفاده می‌شود.
8. پلی کربنات
   پلی کربنات (PC) همچنین با نام های تجاری از جمله arcoPlus، Lexan، Makroclear و Makrolon شناخته می شود. قالب گیری آن آسان و در طیف وسیعی از کاربردها در صنایع پزشکی، ساخت و ساز، الکترونیک، خودرو و هوافضا، از جمله عینک ایمنی، شیشه مقاوم در برابر گلوله، سی دی و دی وی دی، لنز چراغ جلو اتومبیل و کلاه ایمنی استفاده می شود.
9. پلی متیل متاکریلات
   پلی متیل متاکریلات (PMMA) یا اکریلیک، همچنین با نام های تجاری Acrylite، Altuglas، Lucite، Oroglas، Perspex و Plexiglas شناخته می شود. به طور گسترده ای به عنوان جایگزینی برای شیشه در آکواریوم ها، پنجره های هواپیما، گیره های کلاه ایمنی موتورسیکلت و برای لنزهای چراغ های بیرونی خودرو استفاده می شود. اکریلیک همچنین برای علامت گذاری، برای لنزهای چشمی و در سیمان استخوانی برای مصارف پزشکی و همچنین در رنگ استفاده می شود.
10. پلی اکسی متیلن
    پلی اکسی متیلن (POM) که به عنوان استال، پلی استال و پلی فرمالدئید نیز شناخته می شود، با نشان دادن سختی بالا، پایداری ابعادی خوب و اصطکاک کم، برای قطعاتی که به دقت بالایی نیاز دارند، مانند یاتاقان ها، قطعات سوپاپ، چرخ دنده ها و اجزای الکتریکی استفاده می شود. با نام های تجاری Celcon، Delrin، Duracon، Hostaform، Kepital و Ramtal شناخته می شود.
11. پلی اسید لاکتیک
    پلی (اسید لاکتیک) (PLA) که از منابع تجدیدپذیر مانند تفاله چغندرقند، نشاسته ذرت، چیپس، نیشکر و ریشه های تاپیوکا به دست می آید. یک ترموپلاستیک قابل کمپوست است. در ظروف غذاخوری، بسته بندی مواد غذایی و تولید مواد افزودنی (چاپ سه بعدی) استفاده می شود. نام های تجاری شامل Bio-Flex، Fozeas و Ingeo است.
12. پلی فنیلن اکسید
    پلی (فنیلن اکسید (PPO) طیف وسیعی از خواص جذاب را ارائه می دهد. از جمله استحکام ضربه ای بالا، اعوجاج حرارتی، و پایداری شیمیایی در برابر اسیدهای معدنی و آلی. همچنین جذب آب آن کم است. اما به دلیل دمای پردازش بالا می تواند استفاده از آن دشوار باشد.
13. پلی تترا فلوئورواتیلن
    پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) متعلق به دسته ای از ترموپلاستیک ها به نام فلوروپلیمرها است. با نام های تجاری تفلون، داینئون، فلوون و هاستافلون نیز شناخته می شود. این یکی از کمترین ضرایب اصطکاک را در بین سایر جامدات شناخته شده دارد و به دلیل استفاده در ظروف نچسب شناخته شده است. همچنین به عنوان روان کننده برای کاهش سایش اصطکاک بین قطعات کشویی مانند چرخ دنده ها و یاتاقان ها استفاده می شود. از آنجایی که از نظر شیمیایی بی اثر است، برای لوله ها و ظروفی که با مواد شیمیایی واکنش پذیر در تماس هستند نیز استفاده میشود.
14. پلی وینیلیدین فلوراید
    پلی (وینیلیدین فلوراید) (PVDF) یکی دیگر از اعضای خانواده فلوروپلیمرها است. همچنین توسط آن شناخته شده است نام‌های تجاری Kynar، Hylar و Solef است و به دلیل بی‌اثر بودن و مقاومت شیمیایی آن شناخته می‌شود که برای ورق‌ها و لوله‌های مهندسی و همچنین برای ساخت پودرها و پوشش‌ها استفاده می‌شود. PVDF همچنین به طور گسترده در صنایع شیمیایی برای لوله کشی برای انتقال مواد شیمیایی تهاجمی و مایعات با خلوص بالا استفاده می شود.

15. پلی اتر اتر کتون
    پلی اتر اترکتون (PEEK) یک ترموپلاستیک با کارایی بالا است که به دلیل مقاومت در برابر سایش خوب و اشتعال پذیری کم و همچنین انتشار کم دود یا گازهای سمی برای طیف وسیعی از کاربردهای مهندسی از جمله بلبرینگ ها، پمپ ها، شیرها و ایمپلنت های پزشکی استفاده می شود. نام های تجاری شامل Victrex و Vestakeep است.

16. پلی (فنیلن سولفید)
    پلی (فنیلن سولفید) (PPS) مقاومت شیمیایی فوق‌العاده، خواص الکتریکی، تاخیر در شعله، و شفافیت در برابر تشعشعات مایکروویو و همچنین ضریب اصطکاک کم را ارائه می‌دهد. این خصوصیات به این معنی است که وقتی تزریق یا فشرده سازی در دماهای بالا برای ایجاد اتصالات عرضی قالب گیری می شود، PPS همچنین می تواند برای ساخت ظروف آشپزی، یاتاقان ها و اجزای پمپ مناسب برای محیط های خورنده استفاده شود. نام های تجاری شامل تورلینا و رایتون است.
17. پلی تریماید
    با دمای اعوجاج حرارتی بالا، مدول و استحکام کششی، پلی اتریمید (PEI) در قطعات الکترونیکی و الکتریکی با کارایی بالا، از جمله برای صنعت خودرو، و همچنین در اقلام مصرفی مانند ظروف مایکروویو استفاده می شود. نام های تجاری شامل Ultem است.
18. پلی اتر سولفون
    پلی اتر سولفون (PESU, PES) دارای پایداری هیدرولیتیک، اکسیداتیو و حرارتی بالا و همچنین مقاومت خوبی در برابر قلیایی ها، محلول های نمکی، اسیدهای حاصل از مواد معدنی آبی، روغن ها و گریس ها است. کاربرد شامل اجزای پزشکی، غشاهای جداسازی گاز و ظروف غذا از فریزر به مایکروویو است. نام های تجاری عبارتند از Ultrason و Veradel.
19. پلی بنزیمیدازول
    پلی بنزیمیدازول (PBI) که با نام های تجاری شامل سلازول و دوراترون نیز شناخته می شود، در مقایسه با سایر ترموپلاستیک ها دارای نقطه ذوب بسیار بالایی است و پایداری شیمیایی و حرارتی بسیار خوبی از خود نشان می دهد. پایداری عالی، حفظ، سفتی و چقرمگی PBI در دماهای بالا باعث شده است که از آن برای لباس های آتش نشانی، لباس های فضایی برای فضانوردان، دستکش های محافظ، لباس های جوشکاری، پارچه های دیواری برای هواپیما و برای غشاء در سلول های سوختی استفاده شود.