نوشته‌ها

کاربردهای پلاستیک

کاربردهای پلاستیک

کاربردهای پلاستیک و ویژگی ها و میزان تولید سالیانه و کد بازگردانی آنها

پلاستیک ماده ای مصنوعی است. این ماده از ترکیبات آلی ساده ساخته می شود. پلاستیک برای نخستین بار در سال ۱۸۶۲میلادی توسط یک انگلیسی به نام« الکساندر پارکز» ساخته شد.

در آن روزها این ماده را به افتخار پارکر،« پارکزین» می نامیدند . پارکزین اولین پلاستیک ساخته شده در جهان است.

معمولا همراه نام پلاستیک واژه پلی (مثل پلی تن) به کار می رود. پلی از یک لغت یونانی به معنای خیلی گرفته شده است. پلی تن یعنی تعداد زیادی مولکول اتن که به هم پیوسته اند.
ساخت پلاستیک در مقیاس تجاری نخستین بار توسط« لئوهنریک بک لند» آغاز شد. او این ماده را از «فرمالدئید و فنل» تهیه کرد. پس از آن روشهای جدیدی برای ساخت پلاستیک ابداع شد و صنعت پلاستیک سازی به سرعت گسترش یافت.

امروزه دانشمندان مواد خام بسیاری کشف کرده اند که در ساخت انواع مختلف پلاستیک بکار می روند. اکثر مواد پلاستیکی را از مواد خام و اولیه ای که توسط صنایع زغال سنگ و نفت خام تولید می شوند.می سازند. برخی از انواع پلاستیک عبارتند از:پلی تن ، پلی استر ، پی.وی.سی. و نایلن .
پلاستیک در زندگی روزمرهء امروزی کاربردهای فراوانی دارد و در ساخت بسیاری از کالا ها مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در ساخت عدسی ها و

پنجره هواپیماها به کار می رود. در کوچه و خیابان تقریبا در دست هر کس یک کیسه یا کیف پلاستیکی به چشم می خورد.

از پلاستیک در ساخت وسایل بی شماری از جمله سطل لیوان مسواک شانه زنبیل جعبه رادیو ترانزیستور و غیره استفاده می شود.

بازارها مملو از اسباب بازی ها و کالاهای ورزشی ساخته شده از پلاستیک اند. الیاف مصنوعی پلاستیکی نیز در تهیه پارچه بکار می روند.

امروزه دانشمندان موفق به ساخت انواعی از پلاستیک شده اند که عایق سرما و گرماست. وجود پلاستیک حتی در جراحی و اتاق عمل نیز ضروری است.

پلاستیک، عایق حرارت و برق است، وزنی سبک دارد و می توان آن را به گونه ای ساخت که هرگز نشکند یا از ان در

ساخت اسباب بازی یا دریچه های قلب استفاده کرد در عصر حاضر پیشرفت فناوری به پیشرفت هایی که در زمینه مواد

حاصل شده است ، بستگی دارد . مواد مرکب ، نشانه گامهای بزرگی است که در راه تکامل مواد مهندسی برداشته شده

است .
با ترکیب فیزیکی ۲ یا چند ماده نه تنها مواد سبک تر و محکم تری به دست می آید که جایگزین مصالح سنتی از قبیل فلزات ، سرامیک ، چوبها و پلیمرهای معمولی می شوند بلکه می توان با توجه به کاربرد مورد نظر ، خواصی مشخصی را در این مواد ایجاد کرد .در ترکیب فیزیکی اجزای تشکیل دهنده ماهیت خود را کاملا حفظ می کنند اما در برخی از مواد مرکب برای پیشرفته بهبود خواص مواد ، اصلاحات جزیی سطحی در مواد تشکیل دهنده اعمال می شود .با توجه به اهمیت و نقش مواد مرکب در توسعه فناوری های نوین محققان دانشگاه تربیت مدرس برای نخستین بار در کشور ، امکان ساخت تخته های چوب پلاستیک را با استفاده از ۲ روش مورد بررسی قرار داده اند و موفق به ساخت چوب پلاستیک از ضایعات خرده چوب و پلی اتیلن سنگین شده اند .ماده مرکب که از ترکیب ۲ یا چند ماده به دست می آید معمولا از یک یا چند فاز ناپیوسته و یک فاز ضعیف پیوسته که همان ماده زمینه است تشکیل شده است . فاز ناپیوسته معمولا سخت تر و قوی تر از فاز پیوسته است و به همین دلیل به آن فاز تقویت کننده نیز می گویند . فاز ناپیوسته می تواند نقش پرکنندگی را در ترکیب ایفا کند . پر کننده ها موادی بی اثر هستند که به پلیمرها اضافه می شوند تا هزینه ساخت مواد مرکب را کاهش و برخی از خواص فیزیکی مانند سفتی و سختی آنها را افزایش دهند .پلیمرهای تقویت شده با الیاف و پرکننده های معدنی ، مصنوعی و آلی از مهمترین مواد مرکب هستند که سالانه مقادیر بسیار زیادی از آنها در سراسر دنیا تولید می شود . مواد مرکب چوب پلاستیک که به اختصار wpc نامیده می شوند ، مخلوطی از مواد لیگنوسلولزی و پلاستیک هستند که گیرنده و با تجهیزات صنایع چوب قابل برش ، متر و سمباده زنی و … هستند . اگر درصد مواد لیگنوسلولزی از ۵۰ درصد کمتر باشد خواص محصول بیشتر به پلاستیک نزدیک است اما اگر درصد مواد لیگنوسلولزی از۵۰ درصد بیشتر باشد خواص محصول تولیدی به چوب نزدیک تر است . کامپوزیت های با ترکیب های چوب پلاستیک در بسیاری از کشورهای پیشرفته به سرعت در حال تولید و گسترش هستند . در ساخت این مواد مرکب محدوده وسیعی از پلیمرها مانند پروپیلن ، پلی اتیلن ، پلی وینیل کلراید ، پلی استرو و …. همراه پر کننده های سلولزی شامل آرد و الیاف چوب ، کتان ، کنف ، بامبو ، کاه ، کلش و … مورد استفاده قرار می گیرند . به دنبال افزایش نسبی قیمت پلاستیک در سالهای گذشته ، افزون پر کننده های طبیعی به منظور کاهش هزینه ها در صنعت پلاستیک و در برخی موارد افزایش تولید ، مورد توجه قرار گرفت .کاهش قیمت ، افزایش قابلیت پر کنندگی و دسترسی به انواع گوناگونی از الیاف از مهمترین مزایای استفاده از این مواد در مقایسه با پر کننده های معدنی مانند رس ، تالک ، آهن و الیاف مصنوعی مانند شیشه و کربن است . قابلیت تخریب بیولوژیکی در طبیعت ، تجدید پذیری و عدم تولید مواد سمی پس از سوختن نیز از دیگر ویژگی های مواد مرکب چوب پلاستیک است .

جنس پلاستیک از چیست؟

نخستین گام برای تهیه ی پلاستیک مطالعه در چگونگی مولکول است.« مولکول» کوچک ترین جزء هر ماده ای است که عیناً تمام خواص همان ماده را دارا می باشد. امروزه شیمی دانان توانسته اند مولکول های برخی از مواد را زنجیره وار به هم پیوند دهند، به گونه ای که زنجیره مولکول ها، خواصی غیر از خواص تک تک مولکو ل ها را پیدا می کند. این عمل را « بسپاری » می نامند. گاهی هم مولکول های چند جسم مختلف را زنجیره وار به هم پیوند می دهند. این عمل را « همبسپاری » می خوانند. بر اثر همبسپاری، جسم جدیدی پیدا می شود که خواصش با اجسام نخستین فرق می کند. البته مولکول های زنجیره ای که نتیجه عمل بسپاری یا همبسپاری هستند، بسپار نام دارد. دانشمندان قادرند که با این شیوه ها پیوسته اجسم تازه و نو ظهوری پدید بیاورند. بسپار یا جسم پدید آمده از بسپاری، سرآغاز ساختن پلاستیک نیز بوده است. مواد خام اولیه برای تهیه پلاستیک عبارتند از نفت و گاز .این سوخت های فسیلی بعضا با اکسیژن و کلر برای ساخت انواع پلاستیک ترکیب می شوند.خیلی از چیزهایی که می خریم در پوششها و بسته بندی های پلاستیکی معمولا عرضه می شوند البته برای آن که بتوان آن را نرم و شکل پذیر هم نمود، باید آن را ساییده وبه صورت گرد و یا حبه های ریزی در آورد. آن گاه ماده مخصوصی نیز بر آن می افزایند تا پلاستیکی کاملاً نرم و انعطاف پذیر به عمل آید.پلاستیک دارای خواص بسیاری است. از این رو در بسیاری از موارد به کار می آید. پلاستیک انواع گوناگونی دارد و ازهر نوعی مواد مخصوصی به دست می آورند. برخی را از زغال سنگ، برخی دیگر را از نمک، یا از الیاف پنبه و یا چوب تهیه می کنند. اما به هر حال، در تمام موارد مهم آن است که مولکول ها به ترتیب صحیحی زنجیره وار پهلوی هم قرار گیرند و بعد هم مواد شیمیایی لازم را بر آن ها بیفزایند.

کاربردهای پلاستیک

پلاستیک، عایق حرارت و برق است، وزنی سبک دارد و می توان آن را به گونه ای ساخت که هرگز نشکند یا از ان در ساخت اسباب بازی یا دریچه های قلب استفاده کرد در عصر حاضر پیشرفت فناوری به پیشرفت هایی که در زمینه مواد حاصل شده است ، بستگی دارد . مواد مرکب ، نشانه گامهای بزرگی است که در راه تکامل مواد مهندسی برداشته شده است . پلاستیک چیست ؟

تاریخچه پلاستیک
اولین قدم در مورد صنعت پلاستیک ، توسط فردی به نام وایسا هیکات انجام گرفت که تلاش می‌کرد ماده‌ای بجای عاج فیل تهیه کند. چون عاج فیل بعنوان ماده‌ای سخت ، گرانقیمت و همینطور کمیاب کاربردهای فراوانی داشت. وی توانست نیترات سلولز را (که به غلط نیتروسلولز گفته می‌شود) از سلولز تهیه کند. پس نیترات سلولز اولین پلاستیک با منشا طبیعی است

ویژگیهای مواد پلاستیکی
یک ویژگی مهم مواد پلاستیکی در صنعت ، فرآیند پذیر بودن یا Processible بودن آن است. اگر ماده‌ای قابل ذوب یا قابل حل باشد، در صنعت قابل استفاده است و گرنه نمی‌توان از آن استفاده صنعتی کرد. چون نمی‌توانیم آن را برای تهیه مواد بکار ببریم.

ویژگی سلولز و نیترات سلولز
سلولز نه قابل حل و نه قابل ذوب است و قبل از ذوب تجزیه می‌شود. پس فرآیند پذیر نیست. اما نیترات سلولز هم قابل حل و هم قابل ذوب است. یعنی وایسا هیکات ، سلولز فرآیند ناپذیر را به نیترات سلولز فرآیند پذیر تبدیل کرد.
ویژگی استات سلولز
نیترات سلولز ایراداتی دارد. از این رو تلاش برای جایگزین کردن یک پلاستیک دیگر به جای آن آغاز شد. در سال ۱۹۰۸ مایلز استات را تهیه کرد که هم مزیت نیتروسلولز را دارد و هم کارکردن با آن آسانتر است و خطرات کمتری دارد.
اولین پلاستیک سنتزی
اولین پلاستیک سنتزی ، رزین فنل- فرمالدئید بود که در تلاش برای ساخت مواد پلیمری کاملا سنتزی ، در سال ۱۹۰۷ لئو بلکند موفق شد از متراکم کردن فنل با فرمالدئید ، رزین فنل فرمالدئید را که بعدها تحت عنوان بالکیت (بعنوان محصول نهایی) نامیده شد، تولید کند. این رزین هم در محیطهای اسیدی و هم قلیایی قابل تهیه است.
محیط اسیدی نوالاک بالکیت
محیط بازی رزول رزیتول رزیت
فنوپلاستها
از متراکم شدن فنل با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی فنوپلاست یا رزین فنل-فرمالدئید حاصل می‌شود. ماکزیمم PH که در صنعت با آن کار می‌شود ۸/۵ است و برای ایجاد این PH البته در محیط بازی به محیط ، NH3 یا NaOH اضافه می‌شود. برای این که چسب نجاری حاصل شود، در انتهای مولکول ، باید گروه OH باشد. هر چه گروههای OH بیشتر باشد چسبندگی بیشتر خواهد بود. پس برای تولید چسب بهتر ، باید فرمالدئید اضافی برداریم. بهترین چسب آن است که گروه فرمالدئید آزاد داشته باشد.
آمینوپلاست ها
این پلاستیک‌ها از متراکم شدن اوره یا ملامین با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی بدست می‌آیند. دمای این واکنش باید بین ۶۰ تا ۸۰ درجه سانتیگراد باشد. چسب فنل فرمالدئید بعلت بدبویی در بازار نیست. ولی این چسب ، در بازار موجود است. ملامین یا ۸ ، ۴ ، ۶ _ تری آمینو _ ۱ ، ۳ ، ۵ _ تری آزید با فرمالدئید می‌تواند در محیط اسیدی یا بازی ، واکنش چند تراکمی انجام دهد و برحسب شرایط تنظیم واکنش ، پلیمر یک بعدی ایجاد کند.
وقتی که شرایط را با تنظیم PH در محیط اسیدی و دمای زیاد تغییر دهیم، پلیمر یک بعدی به سه بعدی تبدیل می‌شود و همراه با ۲۰ درصد کائولن تبدیل به فرمیکال می‌شود که ماده استخوانی روی میزهای کابینت‌هاست که در خلا تحت فشار بالا پرس می‌شود. حال اگر ۴۰ – ۳۰ درصد کربنات کلسیم اضافه کنیم، تبدیل به زیر سیگاری و مواد دیر اشتعال پذیر می‌شود که قیمت آن ، فوق‌العاده افت می‌کند. اما قدرت مکانیکی آن بالا می‌رود.
کلید و پریز برق بدون استثنا از این ماده می‌باشد.
ترموپلاست ها
پلیمرهایی هستند که در اثر فشار ، تغییر شکل می‌دهند و بعد از حذف نیروی خارجی ، این تغییر شکل همچنان ادامه می‌یابد و باقی می‌ماند. به عبارت دیگر ، خاصیت پلاستیسیتی دارند. این پلیمرها در اثر گرما بتدریج نرم می‌شوند و با افزایش دما به حالت فیزیکی جامد خود تبدیل می‌شوند. این خصلت ، کاربرد این پلیمرها را تضمین می‌کند یا بوجود می‌آورد. اگر ترموپلاستیکی را بصورت پودر یا حلقه‌های کوچک حرارت دهیم، ابتدا نرم و سپس مذاب و وسیکوز می‌شود و اگر آنها را قالب بگیریم، شکل قالب را به خود می‌گیرد.

میزان تولید:

سالیانه پانصد میلیارد عدد کیسه پلاستیکی در جهان مصرف می شود.

به گزارش واحد مرکزی خبر به نقل از شبکه تلویزیونی بی بی سی، آلودگی محیط زیست با کیسه های زباله به معضلی جهانی تبدیل شده است.

کیسه های پلاستیکی آب اقیانوسها را آلوده می کند، جانداران دریایی با بلعیدن کیسه های پلاستیکی ممکن است دچار خفگی شوند یا به سلامتشان آسیب برسد.

این کیسه های پلاستیکی مسیر کانالهای فاضلاب را مسدود می کند. هنگام سوزاندن کیسه های پلاستیکی در کوره های زباله سوزی، گازهای بسیار بدبو و سمی تولید می کند. به علاوه برای تولید این کیسه های پلاستیکی منابع زیادی استفاده می شود.

بسیاری این کیسه های پلاستیکی را تهدیدی جهانی برای محیط زیست جهان می دانند. قرار است دولتهای اتحادیه اروپا قانونی را تصویب کنند که تولید و استفاده از کیسه های پلاستیکی را به نصف کاهش دهد.

در بیست و پنج سال گذشته میزان مصرف جهانی کیسه های پلاستیکی از رقم تقریبا صفر به بیش از پانصد میلیارد عدد در سال رسیده است که در هر دقیقه حدود یک میلیون کیسه پلاستیکی است. برخی کشورها تلاش زیادی برای کاهش استفاده از کیسه های پلاستیکی انجام داده اند و برای مثال دانمارک کمترین مصرف این کیسه ها را در داخل اتحادیه اروپا دارد.

هم اکنون به طور متوسط در این کشور هر نفر در سال فقط چهار عدد کیسه پلاستیکی مصرف می کند اما در کشور پرتغال این رقم به طور متوسط چهارصد و شصت و شش کیسه پلاستیکی برای هر نفر در سال است.

پیشنهادهای مختلف برای کاهش مصرف کیسه های پلاستیکی مطرح است که از جمله برخی می گویند باید آن را به طور کامل ممنوع کرد و برخی هم معتقدند باید از مردم برای استفاده از کیسه های پلاستیکی مالیات دریافت کرد یا آن را با کیسه های قابل تجزیه جایگزین کرد.

کد باز گردانی :

کدها عبارتند از:

۱- PETE (پلاستیک کد ۱): پلی‌اتیلن ترفتالات، قابل بازیافت‌ترین و معمول‌ترین پلاستیک است که به عنوان بطری‌های آب، نوشابه و ظرف‌های یکبار مصرف و غیره استفاده می‌شود. محکم و در برابر گرما مقاوم است و با بازیافت به بطری‌های آب، ساک، لباس، کفش، روکش مبل، فیبرهای پلی‌استر و غیره تبدیل می‌شود.

۲- HDPE (پلاستیک کد ۲): پلی‌اتیلن با غلظت بالا که به‌راحتی و به سرعت بازیافت می‌شود. پلاستیک نوع خشک است اما زود شکل می‌گیرد و معمولا در قوطی شوینده‌ها، بطری‌های شیر، قوطی‌های آب‌میوه، کیسه‌های زباله و غیره به کار می‌رود. با بازیافت تبدیل به لوله‌های پلاستیکی، قوطی‌ شوینده‌ها، خودکار، نیمکت و غیره می‌شود.

۳- PVC (پلاستیک کد ۳): پلی‌وینیل کلوراید سخت بازیافت می‌شود. با آن که محیط زیست و سلامت افراد را به خطر می‌اندازد، هنوز در همه جا در لوله‌ها، میزها، اسباب‌بازی‌ها و بسته‌بندی و غیره به چشم می‌خورد. PVC بازیافت شده به عنوان کفپوش، سرعت‌گیر، پنل و گل‌ پخش‌کن ماشین استفاده می‌شود.

۴- LDPE (پلاستیک کد ۴): پلی‌اتیلن با غلظت پایین است. ویژگی آن قابل‌انعطاف بودنش است. معمولا در نخ‌های شیرینی، بسته‌بندی، قوطی‌های فشاری، کاورهای خشکشویی به کار می‌رود. بعد از بازیافت به عنوان بسته‌های حمل نامه، سطل‌های زباله، سیم‌بند و غیره استفاده می‌شود.

۵- PP (پلاستیک کد ۵): پلی‌پروپیلن با غلظت پایین و در برابر حرارت فوق‌العاده مقاوم است. به عنوان نی، درهای بطری و قوطی استفاده می‌شود. PP بازیافت شده در چراغ راهنمایی و رانندگی، پارو، جای پارک دوچرخه و قفسه‌های کشویی کاربرد دارد.

۶- PS (پلاستیک کد ۶): پلی‌استایرن که به فوم معروف است در ظروف یکبار مصرف دردار و غیره به کار می‌رود. فوق‌العاده سبک ولی حجیم است. PS به دلیل آن که گرما را زیاد منتقل نمی‌کند، کاربرد زیادی دارد. با آن که این ماده جزو برنامه‌های بازیافت شهرداری‌ها نیست اما می‌تواند به عایق‌های حرارتی، شانه‌های تخم‌مرغ، خط ‌کش و ظروف پلاستیکی تبدیل شود.

۷- سایر موارد (پلاستیک کد ۷): سایر پلاستیک‌ها مانند پلی‌اورتان می‌توانند ترکیبی از پلاستیک‌های فوق باشند. جزو بازیافت نیستند. محصولات با کد ۷ می‌توانند هر چیز از زین دوچرخه گرفته تا ظرف‌های ۵ گالنی را شامل شوند. بسیاری از بازیافت‌کنندگان، پلاستیک با این کد را قبول نمی‌کنند اما رزین این پلاستیک‌ها قابل تبدیل به الوارهای پلاستیکی و مواد سفارشی هستند.

منبع : natilos

تاریخچه تولید پلاستیک

تاریخچه تولید پلاستیک

پلاستیک ها

صنعت پلاستیک ها با توجه به ارتباط شدید آن با صنعت نفت از اهمیت زیادی برخوردار است.

در حقیقت به نوعی می توان عنوان کرد که اگر نفت نباشد قادر به تولید پلاستیک ها نیستیم. تا اواسط دهه ۱۹۵۰ منبع اصلی ماده اولیه برای صنعت پلاستیک در اروپا زغال سنگ بود که در این راستا قطران زغال سنگ, کک,گاز زغال سنگ و آمونیاک قطران زغال سنگ منبعی برای مواد شیمیایی آروماتیک مانند بنزن,تولوئن فنول,نفتالین, و محطولات وابسته بود که در نهایت به تولید پلاستیک های مهمی نظیر رزین های پلی استیرن ونایلون ها منتهی می شد.

توسعه صنعت پتروشیمی احتمالا بزرگترین عامل منحصربه فرد در رشد پلاستیک است به همین دلیل صنعب پتروشیمی از طریق تولید پلاستیک ها به طور محسوس و از  جنبه های مختلف در زندگی روزمره ی ما نمایان است.

از لحاظ تاریخی صنعت پلاستیک از شدت رشد بسیار سریعی برخوردار بوده است. اگر چه پلاستیک های مصنوعی از اواخر قرن نوزدهم به گسترده به بازار نفوذ پیدا کرده اند. ولی درحقیقت این صنعت با پایان جنگ جهانی دوم و ورود مواد اولیه پتروشیمیایی نسبتا ارزان به بازار رشد کرد و ما را به عصر کنونی می توان به عصر پلاستیک ها نام داد؛ رهنمون ساخت و سرعت رشد این صنعت  بیشتر از صنایع دیگر می باشد. که این امر خود به خاطر مزایای فناوری های جدید ودخالت دادن پارامتر های اقتصادی در جایگزین کردن پلاستیک ها بجای موادی مانند فلز, شیشه, چوب, سرامیک و… است. به عنوان مثال میتوان از جایگذین یک لوله ی پلاستیکی بخاطر قیمت وسهولت نصب و اتصال آن در قیاس با نمونه ی فلزی آن نام برد. در حال حاضربا توجه به پیشرفت های جدید در صنایع خودرو سازی و یا لوازم خانگی قطعات پلاستیکی به خاطر کاهش وزن و افزایش بازدهی سوخت جایگزین بسیار مناسبی برای قطعات فلزی در این دسته از تولیدات شده اند از مثال های متعدد دیگری که در تصدیق این امر میتوان اشاره کرد این است که امروزه از انواع پلاستیک های پلیمری در بازار در حدود ۷۰ % آنها مختص به چهار گروه PVC,PE,PP,PSمی باشد.

برای تولید این چهار زمینه ی کالایی رقابت زیادی بین شرکت های شیمیایی :”داو-بی اف گودریچ-فیلیپس-یونیون کار باید-و پونت-مونسانتو-اکسون” از اهمیت خاصی برخوردار است که با توجه به قیمت کالاهای پلاستیکی عرضه شده به بازار رقابت شدیدی بین تولید کنندگان وجود دارد. در مواردی نیز پلاستیک های خاصی فقط توسط یک یا دو تولید کننده تولید می شود و جنبه ی رقابتی از بین می رود.

تقسیم بندی پلاستیک ها بر اساس بنیان اصلی:

۱-طبیعی

۲-نیمه مصنوعی

۳-پلاستیک های مصنوعی یا صنعتی

در مورد پلاستیک های طبیعی میتوان به موادی چون رزین ها-بیومین ومثلاک اشاره کرد در مورد پلاستیک های نیمه مصنوعیبه ماده ای چون گازئین که ریشه ی اصلی آن شیر می باشد اشاره می شود که در ساخت” دسته ی برس, دکمه و چسب چوب “کاربرد دارد.

اما پلاستیک های صنعتی که کاربرد فراوانی پیدا کرده اند قطعات فراوانی مثل  چرخ دنده ها قطعات تلفن را شامل می شوند که ریشه اصلی آنها زغال سنگ می باشد از جمله این مواد فرم آلدئید – اوره فرم آلدئید و فلوئور کربن می باشد.

تاریخچه پلاستیک ها

اولین بار در سال ۱۸۶۲ برادران هایت موفق به تولید سلولوئید شدند و در حدود ۴۰ سال بعد شخصی به نام باکلند موفق به تولید باکلیت شد و در حد فاصل سالهای ۱۹۲۱ تا ۱۹۲۸ بعضی از نایلونها و همچنین اوره – فرمالدهید و غیره به بازار عرضه شد در سال ۱۹۳۴ پلی وینین کلرید در میزان تجاری جهت ساخت محصولات مختلف روانه بازار شد.

اما مهمترین دوره پیشرفت پلاستیکها در دهه ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ اتفاق افتاد  که در آن زمان دوران اختراع و تولید انواع مختلف پلاستیکها خواص و کاربردهای متنوع نقطه عطفی در این صنعت نام گرفت.

در این زمانها دانشمندان چون زیگلر از آلمان و یا ناتا از ایتالیا اصول و روشهای پلیمراسیون را روشن کردند و باعث پیدایش تکنولوژی نوینی در جهت ساخت پلیمرهایی مختلفی همچون پلی اتیلن ها , پلی پروپیلن ها , پلی اترها و اپوکسی ها و … شدند.

آینده و بازار پلاستیک

همانگونه که در قبل از این ذکر شد بیشترین مصرف پلاستیک ها درست پس از جنگ جهانی دوم به عنوان جایگزین ارزان قیمت مواد مرسوم و رایج شکل گرفت اما حتی امروز نیز تصور عمومی از صنعت پلاستیک به طور کامل شفاف و مثبت نیست . سهم قابل توجه پلاستیک ها در ارتقاء سطح استاندارد کیفی زندگی تبیین نشده است . با این حال در بسیاری از زمینه ها مواد پلاستیکی مدتی است که جایگاه مناسب خود را در بازار یافته اند که از جمله آنها می توان به صنعت برق اشاره کرد که ترکیب خواص عالی عایق بودن و چقرمگی ، دوام و دیر سوز بودن به انواع مختلف دو شاخه سر پیچ لامپ و عایق سیم ها و کابل ها منتهی شده است .

اگر بخواهیم فهرستی از کاربرد پلاستیک ها اشاره کنیم می توانیم به موارد زیر توجه کنیم

۱-       کاربرد خواص ( پیزوالکتریک و پیروالکتریک و ینلیدن فلوئورید ) در بلند گوها و آشکارسازی

۲-       مصارف وسیع پلاستیک ها در ساختمان سازی مثل لوله آب فاضلاب لایه های ضد رطوبت – کفپوش ها – عایق کاری ، تزئین دیوار و ….

۳-       کاربرد پلاستیک ها در موارد بسته بندی مثل بطری ها – ظروف حمام

۴-       صنایع خودروسازی که در حال حاضر یکی از مصرف کنندگان عمده پلاستیک ها است که افزایش وزن و تعداد قطعات پلاستیکی در خودروها مبین این ادعا است : از جمله این قطعات می توان در اتومبیل به آنها اشاره کرد مثل باطری – سیم های نرم دو شاخه – سوئیچ برق – کلاهک های تقسیم – لوازم چراغ – روکش صندلی – تودوزی و تزئین بدنه – پروانه رادیاتور – لوله آب – لوله بنزین – مخازن آب سرد کن و چندین قطعه دیگر پلاستیکی موجود در یک خودرو مثل کمربند ایمنی – سپر اتومبیل – شبکه رادیاتور و ………

که در بسیاری از این قطعات وزن قطعه پلاستیکی بسیار کم بوده و هست حتی به طوری که اظهار شده است در یک خودرو کوچک اروپایی در حدود ۴۵۰ قطعه مختلف از یک پلاستیک نوع پلی استال بکار گرفته شده است که مجموع وزن آنها از یک کیلوگرم فراتر نرفته است .

۵-       مبلمان و لوازم خانگی و اداری

۶-       وسایل حمل و نقل ترابری آبی و هوایی مثل قایق ها و هواپیما ها

۷-       تجهیزات صنعتی مثل لوله های صنعتی – پمپ ها – شیر ها – شیشه اتاق های کنترل که از موادی همچون PTFE –PVC استفاده می شود .

۸-       صنایع عکاسی

۹-       تجهیزات پزشکی مثل سرنگ تزریق و ….

۱۰-استفاده از فیلم پلاستیک جهت کاغذ چاپ

۱۱- صنایع تولید کفش

لباس های زمستانی

موارد اشاره شده تنها برخی از مصارف عمده مواد پلاستیکی را نشان می دهد .

با توجه به تاثیر گذاری عوامل زیر در سال های ۱۹۴۵ تا ۱۹۷۳ رشد چشمگیر کاربرد پلاستیک های مشهود بوده است .

۱-       افزایش شناخت خصوصیات و توانایی های مواد پلاستیکی

۲-       قابلیت رو به رشد پلاستیک ها به واسطه ظهور مواد جدید

۳-       کاهش مداوم هزینه مواد اولیه پلاستیک نسبت به هزینه مواد رایج مانند چرم ، کاغذ ، فلزات  و ……

۴-       پایین بودن هزینه حمل و هزینه تولید

صرف نظر از قیمت نفت این عوامل به میزان زیادی نشان می دهد که صنعت پلاستیک یک صنعت تکامل یافته است که رشد آینده زیادی به وضعیت اقتصادی جهان دارد . و با توجه به اینکه هزینه تبدیل نفت به مواد پلاستیکی و هزینه های حمل و نقل و فرایند آنها کمتر از فعالیت های مشابه توسط مواد مرسوم است بنابر این مشخص می شود که قیمت پلاستیک ها با سرعتی کمتر از مواد مرسوم  رقیب آنها افزایش می یابد .

و این گواهی دهنده افزایش اهمیت پلاستیک ها در آینده است .

مشکلی که برای صنعت پلاستیک هم اکنون متصور است که در سال ۱۹۷۰ نیز آشکار شد . نگرانی در مورد محیط زیست می باشد . که نگاه کلی آن بر روی صنایع شیمیایی و به منبع به بخشی از آن که مواد پلاستیکی هستند متمرکز است

اما در مجموع باید اشارهکرد که کاربرد پلاستیک ها در تمتم صنایع روند صعودی خود را همچنان حفظ کرده است

تا جایی که امروز در ساخت یک هواپیمای مافوق صوت بیش از ۵/۲ تن قطعات پلیمری ( مصنوعی ) مصرف می شود .

خواص عوده پلاستیک ها

۱-       سبک بودن

۲-       عایق حرارت بودن

۳-       عایق الکتریسته بودن

۴-       شفاف بودن

۵-       رنگ پذبری

۶-       مقاوم در برابر شرایط جوی

۷-       مقاوم در برابر حلال های شیمیایی

۸-       بهداشتی بودن

۹-       سهولت شناخت

۱۰- ارزانی

۱۱- سازگاری با شرائط مختلف

۱۲- کاربرد متنوع

 

تقسیم بندی پلاستیک ها

۱-       گرما سخت ها

۲-       گرما نرم ها

یک گرما سخت می تواند از طریق فرایند ایجاد پیوند های بین مولکولی کاملاً سفت و سخت شود . همچنین یک گرما سخت می تواند دارای ماده اولیه سه عاملی مانند فنل یا دو عاملی مانند فرمالدئید باشد که باری تشکیل سبکه ماکرو مولکولی واکنش بدهند .

گرما نرم ها نسبت به گرما سخت ها متفاوت بوده و می توان آنها راپس از مصرف مجدداً ذوب نموده بدون اینکه تغییر پیدا کنند .

از جنبه تجارتی گرما نرم ها به دو دسته تقسیم می شوند . سفت و انعطاف پذیر که گرما نرم های انعطاف پذیر مقادیر کشیدگی طولی نسبتاً زیادی در نقطه پارگی دارند ( تا حدود ۵۰۰ در صد ) مثل پلی اتیلن و پلی وینیل کلراید . با این وجود بعضی از گرما نرم ها می تواند تا حد بعضی از الاسترمر ها کشیدگی طولی نشان دهند . ولی کاملاً با آنها تفاوت دارند که مهمترین وجه آن گرما نرم کشیده می شود و رها می شود به حالت اولیه خود بر نمی گردد .

مساحت زیر نمودار نشانگر تقریبی ظرفیت جذب انرژی گرم نرم قبل از پاره شدن است که هر چه ظرفیت فوق بزرگتر باشد . مقاومت ضربه ای بیشتر و گرما نرم سفت تر خواهد بود .

یک رزین پلاستیکی قبل از اینکه تحت عملیات قالب گیری و یا اکستروژن قرار گیرد و به محصول نهایی تبدیل شود به انواع افزودنی ها و یا اجزاء آمیزه کاری آمیخته می شود .

که ترکیب هر یک از این اجزاء به منزله افزایش یک خصوصیت ویژه در محصول نهایی است .

خواص ویژه می تواند مواردی همچون – پایداری در مقابل اکسید کننده ها – مقاومت ضربه ای استحکام بیشتر – افزایش یا کاهش طولی – کاهش هزینه سهولت اکسترود – مقاومت در مقابل اشتغال پذیری – و یا در زرین گرم سخت استفاده از سخت کننده جهت سفت کردن رزین باشد .

نمونه ای از ترکیب یک گرما سخت

رزین فنولیک ۴۰%
الیاف توان دهنده ۳۰%
پرکننده ۲۰%
رنگ کننده ۲%
روان کننده ۱%
نرم کننده ۳%
سخت کننده ۴%
جمع کل ۱۰۰%

 

نمونه ای از ترکیب یک گرما نرم

رزین PVC ۱۰۰%
نرم کننده ۳۰%
نرم کننده نوع دوم ۵%
پرکننده ۱۰%
پایدارکننده حرارتی ۳%
رنگ کننده ۱%
جمع کل ۱۴۹%

هنر یک آمیزه کار حرفه ای آن است که بداند چگونه به نحو موثری از اجزاء آمیزه کاری استفاده کند تا مجموعه ای از خواص مطلوب را در محصول نهایی با کمترین هزینه ممکن فراهم سازد. در آمیزه کاری یک کامپوزیت جزءاصلی و مهم پلیمر پایه است که به دو گروه پلاستیک های کالایی ( PP-PS-PVC-PE ) و گروه پلاستیک شبه کالایی ( PET-MMA-ABS و سلولزها) تقسیم می شوند. که بخاطر خصوصیات هر کدام از آنها ممکن است با قیمت بالا عرضه شوند مثل ABS بخاطر استحکام ضربه ای بالا یا MMA به لحاظ شفافیت و خواص نوری.

خواص ویژه برای انتخاب قطعات پلاستیکی و سفارش به سازندگان

۱-ویسکوزیته مذاب: که این خاصیت نحوه فرایند پلیمر را مشخص می کند. TFF ویسکوزیته مذاب بسیار بالایی دارد و نایلون ویسکوزیته مذاب پایینی دارد.

۲-دمای قالب گیری: که عبارت است از حداقل دمای فرایند برای ویسکوزیته مذاب (تارسیدن به سطح مطلوب قالب گیری) در این زمینه پلاستیک های مهندسی دمای بالایی نیاز دارند و در عین حال پلیمر PE دمای کمی نیاز دارد تا به سطح مطلوب قالب گیری برسد.

۳-سختی و انعطاف پذیری : PVC نرم نشده (هموپلیمر) و پلی استرهای گرما سخت بسیار سخت و چقرمه هستند. و پلاستیک های EVA وLDPE نرم شده بسیار انعطاف پذیرند.

۴-استحکام : پلاستیک های مهندسی استحکام بالایی نیاز دارند در حالی که پلیمرهای اولفینی ( PE و PP ) استحکام زیادی لازم ندارند.

۵-سختی: گرما نرم های غالبا دارای سطح بسیار سختی هستند.

۶-مقاومت خراشیدگی: گرما سخت های پلی استر و UF مقاومت خراشیدگی خوبی دارند و پلی استایرن ها علیرغم سختی بالا مقاومت خراشیدگی ضعیفی دارند.

۷-براق بودن : استات سلولزها-پلی سولفون ها براق و سطحی شفاف دارند.

۸-شفافیت : شفافیت پلاستیک با درصد انعکاس نور مشخص می شود تعداد کمی از پلاستیک ها شفافیت خوبی دارند مثل MMA-PS و پلی کربنات ها.

۹-مقاوم در برابر زرد شدن: پلی استایرن ها وقتی درمقابل نور قرار میگیرند زرد می شوند ولی پلی متیل متاکریلات ها در مقابل نور زرد شدن مقاوم هستند.

۱۰-استحکام ضربه ای: پلی استایرن ها استحکام ضعیفی دارند و در عین حال پلاستیکی مثل ABS استحکام ضربه ای خوبی دارد با وجود اینکه سختی زیادی دارد.

از جمله خواص ویژه ای که می توان برای پلاستیک ها متصور شد می توان به موارد زیر اشاره کرد.

۱۱-مفتول پذیری

۱۲-مقاومت شیمیایی (در برابر اسیدها-بازها و…)

۱۳-مقاومت در برابر روغن و چربی

۱۴-مقاومت در برابر آلودگی

۱۵-مقاومت خزشی

۱۶-مقاومت شعله ای

۱۷-مقاومت حرارتی

۱۸-مقاومت جوی (آب وهوایی)

۱۹-مقاومت در برابر اشعه ها و ماوراء بنفش

۲۰-مقاومت شکست تنشی

۲۱-ثابت دی الکتریک

۲۲-استحکام دی الکتریک

۲۳-مقاومت ویژه الکتریکی

۲۴-جذاب آب

۲۵-نفوذپذیری

۲۶-انقباض قالبی

۲۷-قابلیت جوشکاری(پیوند دادن)

۲۸-قیمت

معرفی نام تجاری چند پلاستیک (گرمانرم)

آبکاری پلاستیک ها

با توجه به اینکه پلاستیک ماده ای است  که ماهیتا نارسانا می باشد. با روش آبکاری یک لایه رسانا(فلزی) روی جسم پلاستیکی رسوب داده می شود.

امروزه استفاده از قطعات پلاستیکی آبکاری شده در صنایع مختلف گسترش چشمگیری یافته است از جمله صنایعی که این قطعات در آنها به وفور یافت می شود می توان به صنایع اتوموبیل سازی، صنایع الکترونیک، صنایع تولید لوازم خانگی و تولید وسایل شخصی اشاره کرد.

به دلائل زیر استفاده از پلاستیک و ابکاری آن برای ساخت قطعات مورد توجه قرار گرفته است.

۱-آزادی بیشتر در طراحی و انتخاب قطعه

۲-وزن کمتر در مقایسه با قطعات از جنس دیگر

۳-حذف عملیات دوباره کاری مانند(پرداختکاری سطح)

۴-قابلیت انعطاف بیشتر در قیاس با قطعات مشابه فلزی

۵-هزینه کمتر

از روش هایی که امروز برای آبکاری قطعات پلاستیکی استفاده می شود می توان به دو روش ۱-الکترولیتی ۲-الکترولس اشاره کرد. باید توجه داشت که بسیاری از پلاستیک ها قابلیت آبکاری دارند اما در عین حال قابلیت و میزان چسبندگی لایه آبکاری به آن دسته از پلاستیک های گفته می شود که بعد از آبکاری چسبندگی مناسبی بین پوشش و قطعه پلاستیکی بوجود آید.

پلاستیکهایی که آبکاری آنها میسر می باشد عبارتند از :

  • آلیاژ ABS
  • پلی سولفون
  • نایلون
  • پلی استر
  • پلی اتراترکتون ( Polyethere therkeetone )
  • پلی پروپیلن
  • پلی آریل اتر
  • پلی فنیل اکسید
  • PTFE
  • پلی اتریمید

بهر حال بهترین پلاستیکی که قابل آبکاری باشد باید مخلوطی از پرکننده ها و رزین ها باشد و با مخلوطی از پلیمرها و کوپلیمرها را شامل می شود که در این بین پلاستیک ABS بهترین نوع پلاستیک برای آبکاری می باشد که از جمله محاسن آن می توان به موارد زیر اشاره کرد

هزینه پائین

چسبندگی بالا

کیفیت ظاهری خوب

پایداری ابعادی

تولید آسان

مراحل آبکاری روی سطح پلاستیک

۱-تمیز کاری (چربی گیری) ۲-آماده سازی اولیه ۳-اچ کردن[۱] ۴-خنثی کردن ۵-کاتالیز کردن (فعال سازی) ۶-شتاب دهی ۷-پوشش الکترولیس ۸-ایجاد یک لایه ضربه ای (محلول) به روش الکترولیتی ۹۹-آبکاری مورد نظر ( به روش معمولی)

شکل ظاهری قطعه بعد از هر مرحله متفاوت است در مرحله اول دارای یک لایه یکنواخت آب در مرحله دوم کمی تیره در مرحله سوم غیر یکنواخت بودن سطح قطعه وغیر شفاف بودن در مرحله چهارم و پنجم سطحی خرمایی شکل دارد در مرحله ششم به حالت قبل روشنتر و در مرحله هفتم باید پوشش یکنواخت و کاملی روی قطعه تشکیل شود.

در حال حاضر کرم-نیکل براق متداولترین پوشش آبکاری پلاستیک ها می باشند. این پوشش معمولا شامل مس-نیکل و لایه نازکی از کرم می باشد. عمدتا ضخامت پوشش و مشخصات آن را می توان در گستره وسیعی تغییر داد و پوشش هایی ایجاد نمودکه بتوانند در شرایط متناسب کاری و عملکرد قطعه نقش مناسبی را داشته باشد. در انتها باید اشاره کرد که پلاستیک باید از موادی ساخته شود که استحکام بالایی داشته باشد و بعضا بتوانند جایگزین مناسبی برای فلزات باشند. در حال حاضر استفاده از پلاستیک های آبکاری به سرعت رشد کرده و چشم انداز درخشانی در پیش رو دارد.

جوشکاری مواد پلاستیکی

جوشکاری و اتصال بین قسمت های قطعه کار و یا بین قطعه کار و فلز پرکننده صورت می گیرد این کار با فلز پرکننده یا بدون آن صورت می پذیرد. بدین ترتیب که تهیه انرژی در شکل گرما دهی موضعی در دمایی که کمتر از وقتی که قسمت گرم شده فلز اصلی در شرایط ذوب کامل نباشد ( دمای حالت مایع). به عنوان گزینه دیگر ( جایگزین) این کار می توان در محیط های پلاستیکی و یا نفوذ اسمیک انجام داد. بعضی از مزایای این جوشکاری وزن کم و اتصال محکم است. فرایند جوشکاری معمولا سریع و ماده و همچنین با قیمت مناسب صورت می گیرد. محدودیت جوشکاری این است که مواد غیر مشابه بندرت می تواند جایگزین شود و مواد مشابه باید در مواد پلاستیکی مختلف بکار گرفته شود. بعضی از مواد مانند پلاستیک ترموست را نمی توان جوشکاری کرد، اتصالات جوشکاری می تواند به همین ترتیب طراحی شود. به هر حال برای انجام این جوشکاری باید ابزار ویژه ای بکار برد. خواص مواد پلاستیکی و بویژه نقطه جوش پایین آنها این فرایند را از دیگر فرایندهایی که از مواد فلزی در آنها استفاده می شود مجزا می کند.

فرایندهای جوشکاری و مواد پلاستیکی

عمومی ترین فرایندهای جوشکاری برای پلاستیک ها جوشکاری اولتراسونیک جوشکاری اصطکاکی (جوشکاری دوار و جوشکاری ارتعاشی ) جوشکاری صفحه داغ، جوشکاری فرکانس بالا، جوشکاری القایی و جوشکاری هوای داغ می باشند. برای انتخاب فرایند جوشکاری باید موارد زیر را در نظر گرفت.

  • مکان های مورد نیاز در اتصال
  • مواد اجزاء یا قسمت ها
  • شکل قسمت ها و طرح اتصالات
  • اندازه طبقات
  • ابزار کمکی (Suppliyer equipment )

بهترین نتیجه وقتی بدست می آید که قسمت هایی که با جوشکاری به هم متصل شد می باشنداز مواد مشابه باشند مواد غیر مشابه در یک حجم مشخص باید یکدیگر جوش داده شده اند.

جوشکاری (اتصال ) پلاستیک ها

جوشکاری در پلاستیک ها با روش اتصال دو بدنه با نیروهای جذبی میسر می شود. که همواره این اتصال توسط دو نیروی اصلی (adhesion و Cohesion ) صورت می پذیرد.

Cohesion نیروهای جذبی می باشند که بین مولکول های جسم اثر متقابل بر یکدیگر دارند. به عبارت دیگر اینگونه نیروها جسم را نگهداری می کنند. اما نیروهای adhesion اتصال بین دو بدنه در جذب بینابینی می باشند و برای اینکه اینگونه نیروها موثر باشند مولکورلها در مقابل بدنه های مختلف باید در حداکثر فاصله ۵۵ آنگسترومی از یکدیگر قرار بگیرند. و این خود از لحاظ تئوری در برگیرنده این نکته می باشد که دو جسم کاملا صاف به یکدیگر بچسبند که این عمل صرفا به وسیله تماس دو سطح به هم صورت می پذیرد. اما د ر عمل در هر صورت غیر ممکن به نظر می رسد. چرا که باید به این حقیقت توجه داشت که دو سطح کاملا صاف حاوی ناهماهنگی هایی است که فاصله بیش از ۵ آنگستروم را ایجاد می کند.

طبقه بندی سفت شدن ( خشک شدن) چسب ها

چسب هاا را می توان بر طبق اینکه چگونه خشک می شوند دسته بندی کرد که این روش ها با شیمیایی است یا فیزیکی. در حالت اول فعالیت ها در این زمینه به صورت شیمیایی صورت می پذیرد و به طوری که ممکن است بدلائل زیر ایجاد شود.

۱-با اضافه کردن سخت کننده ها

۲-با اضافه کردن کاتالیست ها

۳-با گرمادهی

۴-با محیطی مثل رطوبت، نبود اکسیژن، تشعشعات ( UV )

از لحاظ فیزیکی چسب را می توان به وسیله حلال ها و یا گرما مایع نگه داشت و در حالت کلی چسب ها را می توان بسته به بخار شدن حلال یا وقتی که چسب مایع سرد می شود دسته بندی کرد.

انواع چسب ها و طبقه بندی سفت شدن آنها از لحاظ شیمیایی

به طور کلی از نظر شیمیایی خشک شدن چسب ها از طریق مقاومت در برابر گرما، آب و مواد شیمیایی دسته بندی فیزییکی آنها باشد.

چسب های ترموست بیشتر در تجهیزات مهندسی استفاده می شود چرا که اتصال آنها با ابزار قوی پر قدرت صورت می پذیرد. این چسب ها می توانند بسته به کاربرد آنها یک، دو و یا چند جزیی باشند. چسب هایی که شامل سخت کننده باشد در دمای بالا عکس العمل نشان می دهند پس می تواند مثالی برای چسب های یک جزیی باشد. بهرحال عمومی ترین چسب های ترموست چسب های دو جزیی هستند که از یک رزین که با سخت کننده ها ترکیب شده اند تشکیل شده است. اما چسب های چند جزیی ممکن است ترکیبی از رزین، سخت کننده و کاتالیست باشد. تمام این انواع در تنوع دمایی سرد و گرم وجود دارد.

چسب های ترموست معمولی عبارتند از :

-اپوکسی

-پلی اورتان

-پلی استر

-فنل اپوکسی

-اپوکسی پلی آمید

-فنیل وینیل

-فنل نیتریل

چسب های ترموست ممکن است در برابر هوا یا رطوبت سفت شود. چسب های هوایی در عدم حضور هوا سفت می شود این گونه چسب ها اغلب در اتصالات محوری ( retain screw) استفاده می شود. چسب های سفت شدنی در برابر رطوبت اغلب با رطوبت هوا و یا رطوبت خاک سفت می شوند. نوع ویژه ای از چسب پلی اورتان به این گروه وابسته است این نوع بیشتر برای پلاستیک های و فلزات مناسب است و به سرعت سفت می شود.

دسته بندی چسب ها از لحاظ فیزیکی

در بیشتر موارد دسته بندی چسب ها از لحاظ فیزیکی براساس مقاومت آنها در برابر سرما و مقاومت در برابر توزیع تنش ها صورت می پذیرد. دسته بندی فیزیکی چسب ها ممکن است بر اساس حلالیت و میزان حلالیت (مذاب بودن) صورت پذیرد. چسب های لاستیکی، چسب های پلی استیرن، چسب پلی وینیل کلراید و چسب های اکریلیک معرف تعدادی از چسب ها است که در این گروه جای دارند. و از آنجا که این چسب ها از لحاظ بخار شدن در برابر حلالها دسته بندی می شوند. این نیاز احساس می شود که یکی از موا د چسب ( porous ) باشد. دسته بندی فیزیکی چسب ها براساسtackiness حتی بعد از اینکه حلال آنها بخار شده باشد و صورت می پذیرد این گونه چسب ها اغلب اتصالی و برای اتصال مواد (سطوح) بدون خلل و خرج استفاده می شود. چسب های اتصالی اغلب با پایه لاستییکی هستند این گونه از چسب ها خاصیت الاستیک دارند اما نسبتا قدرت کمی را دارند. این چسب ها در برابر رطوبت مقاوم هستند اما نمی توان آنها برای مدت زمان طولانی تحت اثر آب قرارداد. چسب های لاستیکی معمولی عبارتند از:

۱-چسب کلروپرن ۲-چسب نیتریل ۳-چسب کائوچوی طبیعی ۴-چسب استیرن ۵-چسب پلی اورتان

اکنون مشخص شده است که چسب حلال بی نهایت اشتغال زا است و در دمای   زیر ۳۰ درجه سانتی گراد تا ۲۰ درجه سانتی گراد بالای صفر بسته به ترکیب اجزاء آن مشتعل می شود. چسب ( Water- borne ) تحت نفوذ آب خاصیت چسبندگی خود را از دست می دهد.

ایمنی در استفاده از چسب ها

با تمام چسب ها باید به عنوان مواد خطرناک رفتار شود که بعلاوه باید در کاربرد آنها در هر مورد دقت شود. خطرات نهفته در چسب ها وقتی پدیدار می شود که خطر آتش گرفتن، پوسیدگی و خطرات طبی داشته باشد با توجه به خطر اشتعال ( پایین ترین درجه ای که مواد به حالت اشتعال در می آیند) چسب باید در حد امکان دقت شود.

نکات زیر برای ایمنی کاربرد چسب ها توسط موسسه ملی سوئدی بهداشت و ایمنی شغلی ارائه شده است.

-توصیه های عمومی ۷۸ برای اتصال قطعات

-توصیه های عمومی و کلی AFS 1990 : 14 ویژه حلال های ارگانیک

-توصیه های عمومی ۱۲۷ محصولات اپوکسی

-توصیه های معمولی (عمومی) AFS 1979:7 محصولات اپوکسی

آمادگی سطوح برای اتصال

چهار دلیل اصلی برای آمادگی سطح قبل از اتصال وجود دارد.

-برای دستیابی به سطح تمیز و بهینه

-برای دستیابی به سطح قابل اتصال و بهبود رطوبت پذیری ( این امر بویژه در پلاستیک ها و لاستیک ها بسیار مهم است).

-بهبود مقاومت اتصال در برابر مرور زمان فساد تدریجی

قدرت اتصال به آمادگی سطوح بستگی مستقیم دارد به همان میزان که به نوع چسب انتخاب شده مربوط است. و باید به تناسب هزینه بسیار زیاد که برای آماده کردن سطوح مصرف می شود باید در انتخاب چسب دقت لازم به  عمل آید.

[۱] ) محلول اچ کننده سبب افزایش انرژی سطحی روی سطح پلاستیک می شود و سبب بهتر شدن تماس با فلز با پلیمر می شود و در نهایت میزان چسبندگی فلز به پلاستیک افزایش می یابد.

لاستیک ها

لاستیک به عنوان ماده ای که دارای خاصیت کشسانی (الاستیک) است تعریف می شود. به طوری که مهمترین خاصیت آن کش آمدن محسوب می شود به طوری که گاهی تا ۶۰ برابر طول اولیه خود کش می آید. لاستیک طبیعی در موقع کش آمدن حرارت ار از دست می دهد و در زمان برگشت حرارت را جذب می کند. به طور کلی لاستیک ماده است که خاصیت ارتجاعی کم، ازدیاد طول و انقباض بالا دارد واژه پلیمر برای مشخص کردن لاستیک در حالت خام و یا حالت غیر مرکب به کار برده میشود از مزایای لاستیک ها به ویژه لاستیک مصنوعی این است که با کم و زیاد کردن ترکیبات آن می توان به خواص دلخواه دسترسی پیدا کرد. و باید به این نکته اشاره کرد که خواص پلیمر خام معرف ترکیبات و خواص لاستیک در حالت نهایی نیست چون برای رسیدن به بعضی از خواص مورد نظر برای یک لاستیک احتیاج به پروسه زمانی طولانی داریم و همین زمان برای پروسه باعث افزایش قیمت لاستیک می شود لاستیک در حالت کلی مدول الاستیسیته پایینی دارد و به همین سبب قادر به تحمل تغییر شکل تا بیش از هزار درصد است. لاستیک ها خاصیت فنری نیز دارند و به عنوان میراکننده به کار می روند.

لاستیک فاسد شدنی نیست و به طور عادی نیاز به روغن کاری ندارد. سختی آن با گذشت زمان افزایش می یابد به طوری که پس از ولگانیزه کردن لاستیک (ترکیب کردن با گوگرد) پس از چند ساعت در دمای معمولی سختی آن به شدت افزایش پیدا می کند. از لاستیک ها به عنوان مستهلک کننده صوت نیز استفاده می شود و آن به این علت است که سرعت حرکت صوت در لاستیک  سرعت حرکت آن در فولاد است لذا کامپوزیت های لاستیکی و فلزی به طور قابل توجهی از انتقال صوت جلوگیری می کنند. بسیاری از لاستیک ها در اثر ارتباط با سیالاتی چون نفت خام دچار تورم و کاهش مقاومت تنشی و کاهش قابلیت ازدیاد طول می شود بعضی لاستیک ها تابع درجه حرارت می باشد به طوری که در درجه حرارت های پایین لاستیک سختی افزایش یافته و حالت ارتجاعی لاستیک کاهش پیدا می کند.

صنعت لاستیک پس از کشف نحوه ولکانیزه کردن آن (در سال ۱۸۳۹) اکنون به عنوان یک صنعت اقتصادی بسیار مهم ظهور یافته است و بسیاری از قطعات و محصولاتی لاستیکی در بازار به چشم می خورند از جمله آنها می توان به تایر کامیون ها و سایر وسایل حمل و نقل، شیلنگ ها، تسمه های نقاله، فرش ها و صفحات لاستیکی، تسمه های V شکل، پاشنه وتخت کفش، اسفنج های لاستیکی و بسیاری از دیگر از قطعات اشاره کرد.

طبقه بندی لاستیک ها درحالت کلی:

۱-لاستیک طبیعی

۲-لاستیک مصنوعی

تاریخچه صنعت لاستیک در گذر زمان

اولین بار ساکنین آمریکای جنوبی از شیوه (لاتکس) درخت مصنوعی به نام Hevea جهت اندود کردن البسه و کوزه های گلی برای جلوگیری از نفوذ آب استفاده می کردند. این کشف توسط پرتقالی ها در اوایل قرن چهاردهم صورت گرفت. در سال ۱۷۳۵۵ دانشمندان فرانسوی و انگلیسی تحقیق مشترکی بر روی درخت و سنتز آن انجام دادند لاستیک در همان زمان کشف شد و انگلیسی ها آن را بر مبنای پاک کن و فرانسوی ها آن را کائوچو نامیدند.

در سال ۱۷۷۱ یک دانشمند انگلیسی بنام جوزف پریستلی (Joseph priestly) با اضافه کردن کربن به کائوچو خواص مکانیکی آنرا بهبود بخشید.

در سال ۱۸۰۱ یک دانشمند اسکاتلندی با پوشش پارچه معمولی توسط لاستیک معمولی موفق به ساخت بارانی شد.

در سال ۱۸۲۳ اولین لوله لاستیکی توسط میشل فاراده دانشمند انگلیسی ساخته شد.

در سال های ۱۸۲۳ تا ۱۸۳۹ عمل ولکانیزاسیون لاستیک توسط دانشمندان انگلیسی و آمریکایی منجر به تحولی بزرگ در صنعت لاستیک سازی شد.

در سال ۱۸۸۱ لاستیک بادی دوچرخه توسط مخترع انگلیسی و اغلب (Dunlop) اختراع شد.

در سال ۱۹۱۲ کمپانی دیاموند کشف کرد که افزایش دوده به آمیزه لاستیک مقاومت سایشی و سایر خواص فیزیکی آن را بهبود می بخشد.

خواص و ترکیبات لاستیک طبیعی

  • وزن مخصوص ۹۲/۰
  • ضریب انبساط برای هر درجه سانتی گراد
  • گرمای ویژه ۷۰۰/۱۰
  • ضریب انتقال حرارت ۰۰۰۳۲/۰ کالری/ثانیه/
  • ضریب قدرت ۳۷/۲
  • مقاومت حجمی ۱۵/۱ اهم برای هر سانتی متر مکعب
  • قدرت دی الکتریک ۱۰۰۰
  • ضریب شکست نور در ۲۵ درجه سانتی گراد ۵۲/۱
  • انرژی بین مولکولی ۷/۶۳ کالری برای هر گرم
  • ترکیبات:

هیدروکربن(۹۲ تا ۹۴ درصد)-مواد ازته مواد محلول در آب خاکستر (معدنی) چربی محلول در استرن(جمعا ۶ تا ۸ درصد)

آمیزکاری لاستیک با استفاده از موادزیر انجام می گیرد.

۱)الاسترمر یا الاستومرها

۲)پخت کننده ها

۳)پرکننده ها

۴)نرم کننده ها

۵)چسباننده ها

۶)آنتی اکسیدان ها

۷)رنگین کننده ها

۸)دیرسوزها کننده ها

۹)معرف دمش کننده

به عنوان مثال برای آمیزه کاری لاستیک دایره تایر به پایه SBR اجزاء زیر استفاده می شود.

جزء                           قسمت یعنی به ازاء هر ۱۰۰ قسمت لاستیک یا PHR

لاستیک SBR                                                                                                    (۱۰۰)

دوده                                                                                                               (۳۵)

روغن فراورش                                                                                                   (۸)

آنتی اکسیدان                                                                                                      (۱)

اکسید روی                                                                                                        (۵)

اسید استاریک                                                                                                     (۱)

شتاب دهنده                                                                                                        (۷/۰)

گوگرد                                                                                                             (۵/۲)

خواص اساسی لاستیک در حالت استاتیکی :

۱-سختی

۲-مقاومت کششی

۳-ازدیاد طول نهایی

۴-حد فشردگی

تعریف مدول الاستیسیته در اینجا با مشکل روبرو می شود. این مدول اهمیت زیادی برای اهداف طراحی دارد مخصوص برای طراحی دمپرها.

به هر حال منحنی تنش-تغییر شکل فشاری به طور وسیعی به ضریب شکل Shape Factor دارد.

یعنی اینکه نمونه طویل با سطح مقطع کوچک باشد یا کوتاه با سطح مقطع بزرگ چرا که لاستیک ذاتا غیر قابل تراکم است وبه جای تغییر حجم تغییر شکل می دهد.

مقاومت کششی و ازدیاد طولی توسط نمونه هایی که از صفحات نازک لاستیک تهیه شده است و تحت کشش قرار می گیرد تا حد پارگی تعیین می شود. در این آزمایش تنش کششی در یک ازدیاد طول مشخص می شود که به نام مدول کششی تغییر می شود. و بر حسب درصد به عنوان مثال تا حدود ۲۰۰ درصد تعیین می شود تا با مدول الاستیسیته اشتباه نشود.

ترکیب لاستیک مذکور دارای محدوده مقاومت کششی در حدود ۵۰۰ تا  ۳۵۰۰ است و درصد ازدیاد طولی این قبیل لاستیک ها (ولکانیزه شده) ۱۵۰ تا ۶۰۰ درصد است.

حد فشردگی بوسیله فشردن یک قطعه به قطر mm 4/28 که mm 7/12  ضخامت دارد در درجه حرارت معین تعیین می شود . بعد از آن قطعه فشرده شده اجازه داده شده می شود تا به حالت عادی برگردد. آنگاه اندازه گیری صورت می گیرد. نسبت کاهش ضخامت تقسیم بر ضخامت اصلی نشان دهنده حد فشردگی لاستیک است. که این مقدار در لاستیک های ایزولاتور دارای حد فشردگی ۱۰ الی ۵۰ درصد است.

 

کنترل کیفیت قطعات لاستیکی در صنایع خودروسازی

به منظور دسترسی به یک سیستم اطمینان بخش تدوین اسناد و طراحی سیستم های کنترلی قابل اجرا و سازگار با شرایط یک واحد تولید رفته رفته جایگاه مناسب را برای خود در صنایع پیدا می کند یکی از همین روش ها ایجاد مکانیزم مناسب به منظور تامین اطمینان از کیفیت (متناسب با کاربرد) برای قطعات لاستیکی مورد مصرف در کارخانجات خودروسازی می باشد. در واقع جهت گیری و حرکت در این مسیر با توجه به اولویت جایگزین قطعات Ckd به قطعات داخلی می باشد و بسیاری از صنایع و از جمله خودروسازی، با مشکلات زیادی در این زمینه دست به گریبان هستند. و نظر به اینکه در حال حاضر تامین کننده لاستیکی صنایع را کارگاه های کوچک تشکیل می دهند که غالبا این دسته از تولید کنندگان کوچک قطعات لاستیکی و پلاستیکی فاقد یک رویه کنترل کیفی متناسب هستند و این خود مشکل مربوط به را در صنایع مادر دو چندان می کند.

ویژگی های مورد لزوم کنترل قطعات لاستیکی

شرایط کاربردی وعملیاتی قطعات لاستیکی در حالت استاتیکی و به ویژه دینامیکی به عوامل زیادی بستگی دارد. بر خلاف بسیاری از موارد فلزی یا پلاستیکی قطعات لاستیکی در هنگام کارکرد مجموعه ای از بسیاری از خصوصیات را به طور همزمان از خود ارائه می دهد. این خصوصیات که مجموعه ا ی از خصوصیات فیزیکی- شیمیایی-مکانیکی و تاثیرپذیری از محیط هستند. باعث ایجاد پیچیدگی زیادی در ارزیابی و کنترل کیفی قطعات لاستیکی قبل از مصرف و به هنگام تولید می شوند. به عبارت دیگر باید اشاره کرد که خصوصیاتی از قبیل سختی درصد ازدیاد، مقاومت کششی اگرچه از عمده خصوصیات مورد توجه برای کارکرد یک لاستیک درصد ازدیاد طول، مقاومت کششی می باشند اما شرایط کافی و قطعی برای انجام کارکرد بهینه قطعه نمی باشند. اندازه گیری و کنترل خصوصیات قطعات لاستیکی به سهولت میسر نیست. بسیاری از این خواص از روی محصول قابل اندازه گیری نیست و علاوه بر این کنترل بسیاری از خواص مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی می باشد. حتی بر عکس قطعات فلزی کنترل ابعادی این دسته از مواد خود مشکلاتی به همراه دارد. از سوی دیگر تغییر در مواد اولیه، اختلاط، فرایند ساخت، پخت قطعه لاستیکی به طور زیادی نقش تعیین کننده ای بر عملکرد نهایی یک قطعه لاستیکی دارد به همین دلیل و با وجود چنین صفات ویژه در قطعات لاستیکی سیستم کنترلی مناسبی برای کنترل این قطعات لازم است.

مراحل ویژه کنترل قطعات لاستیکی

۱-کنترل کیفیت مواد اولیه

۲-کنترل کیفیت فرایند تولید

۳-کنترل کیفیت محصول تولید شده

۴-کنترل کیفیت عملکرد محصول در شرایط کارکرد

در ادامه نمایی از فرایند در برگیرنده این چهار مرحله به تصویر کشیده شده است.

اگر اعمال کننده سیستم کنترل کیفیت کارخانه خودروساز که خریدار قطعات لاستیکی است قلمداد کنیم. دو مرحله اول ودوم یعنی کنترل کیفی (مواد اولیه و فرایند تولید) می بایست مستقل از کنترل کیفی تولید کننده قطعه مورد ارزیابی مداوم کارخانه خودروسازی قرار می گیرد. مرحله سوم یعنی محصول تولید شده هم در کارگاه قطعه ساز و هم در مراحلی توسط کاربر قطعه (خودروساز) مستقلا مورد بازرسی قرار گیرد. واحدهای تولید به کار برند. قطعه لاستیکی در مقایسه با تولید کننده قطعات ارتباط نزدیکتری با شرایط عملی کارکرد قطعات دارند. از اینرو با داشتن یک سیستم کنترلی مناسب حین کارکرد نقش مهمی در بهبود کیفیت قطعه می تواند ایفاد کند. در دیاگرام زیر مسیر جریان اطلاعات بین کارگاه تولید کننده قطعات و کارخانه مصرف کننده نشان داده شده است. تدوین چنین سیستمی برای پاسخگویی به تلفیق چهار مرحله ویژه کنترل کیفی قطعات لازم است

پلاستیک

پلاستیک به دسته‌ای از مواد مصنوعی و یا نیمه مصنوعی گویند که از فرایند بسپارش یا پلیمریزاسیون بدست می‌آیند. پلاستیک‌ها دسته‌ای از بسپارهای افزایشی یا تراکمی هستند. پلاستیک‌ها را می‌توان به شکل‌های مختلف درآورد.

عمدتاً پلاستیک‌ها برای عرضه به بازار به مواد کمکی متعددی از قبیل مواد ضد بلوک، آنتی‌اکسیدان‌ها، عوامل ضدشکاف مانند پلی‌بوتادین‌ها، پایدارکننده‌های گرمایشی، لغزنده‌کننده‌ها، رنگ‌ها و تأخیراندازهای شعله‌وری از قبیل آنتمران آغشته می‌کنند. پس از دفع پلاستیک به صورت زباله، هر یک از این مواد می‌تواند در اثر حرارت غذا با مواد غذایی وارد واکنش شیمیایی پلیمر شود.

کاربرد پلاستیک در صنعت ساختمان‌سازی
پلاستیک در مقایسه با مصالح سنتی نظیر چوب، شیشه و بتون، پلاستیک‌ها تقریبا به تازگی وارد کارهای ساختمانی شده‌اند.

تاریخچه
نخستین پلاستیک تجارتی در ایالت متحده، نیترات سلولز بود که تولید آن به یک قرن پیش بر می‌گردد. این پلاستیک توسط gohn wesly hyatt تولید گردید تا جایگزین عاج فیل شود. از عاج فیل تزئینات و وسایل بازی می‌ساختند. در ابتدا پیشرفت و توسعه در تکنولوژی پلاستیک‌ها به آهستگی پیش می‌رفت، صنایع پلاستیک‌های تجاری امروزی بعد از دهه ۱۹۳۰ شروع به کار نمودند. پس از پایان یافتن جنگ جهانی دوم، پلاستیک‌ها به طور گسترده در ساختمان بناها مورد استفاده قرار گرفتند. انجمن ملی صنایع پلاستیک ایران به عنوان فراگیرترین تشکل پلیمری کشور از سال ۱۳۹۲ فعالیت خود را آغاز کرد.

خصوصیات
پلاستیک‌ها خواص متعددی دارند که دیگر مواد ساختمانی از آن برخوردار نیستند. آنها ضد رطوبت و در برابر فرسودگی مقاومند؛ علاوه بر آن وزنی سبک دارند. استحکام آنها خوب است و به راحتی می‌توان آنها را به اشکال پیچیده و گوناگون قالب ریزی نمود.

ساختار مولکولی مصالح پلاستیکی
برخی از پلاستیک‌ها نرم و انعطاف‌پذیرند و بعضی سفت و محکمند. برخی از آنها نرم می‌شوند و حتی زمانی که در معرض گرما قرار می‌گیرند. ممکن است ذوب شوند و بعضی نیز هیچ گونه حرارتی بر آنها تاثیر ندارد. بررسی و مطالعه ساختار مولکولی پلیمر‌های عالی می‌تواند بسیاری از این تفاوت‌ها در خواص و رفتار پلاستیک‌ها را توضیح دهد.

پلیمرهای آلی در ساختمان‌سازی
بسیاری از پلاستیک‌ها مبتنی بر شیمی کربن می‌باشند، یعنی این که آنها به خصوصیات و خواص اتم کربن وابسته‌اند. اتم کربن چهارظرفیتی است یعنی در چهار نقطه، اتم‌های دیگر به آن متصل می‌شوند. اتم‌های عناصر دیگر ظرفیت‌های متنوعی دارند.

تقسیم بندی پلاستیک‌ها
پلاستیک‌ها از نظر ساختار مولکولی تقسیم بندی می‌شوند:

ترموپلاستیک‌ها:که به دفعات می‌توان با استفاده از گرم یا سرد نمودن، پلاستیک را نرم یا سخت نمود.
ترموست‌ها:که در طول شکل گیری، یک شکل دائمی به خود می‌گیرند و با گرم کردن مجدد نمی‌توان آن را نرم نمود.
الاستومرها:که حالت کشسانی دارند و پس از برداشتن نیرویی که باعث تغییر شکل آن‌هامی شود به حالت اولیه باز می‌گردند

مشخصات عمومی پلاستیک‌ها
وزن مخصوص
استحکام
استحکام در برابر ضربه
سختی
خزش
خواص گرمایی
ویژگی‌های الکتریکی
جذب رطوبت
مقاومت در برابر تحلیل
مقاومت در برابر آتش

فرایند شکل‌دهی به پلاستیک‌ها
بر اساس طبیعت محصول، پلاستیک‌ها ممکن است با فرایند متوالی و یا غیر متوالی تولید شوند. برای ترموپلاستیک‌ها، اغلب فرایند دوبخشی مناسب ترین راه است که در آن مواد خام، که توسط تولید کننده اولیه به صورت پودر و یا گرانول تهیه شده است به روش اکستروژن و یا تولید صفحه شکل می‌گیرند و سپس به محصول نهایی تغییر شکل می‌دهند.

اتصال قطعات پلاستیکی
اجزای پلاستیکی عموما به وسیله پیچ،پیچ ومهره و چسب می‌توانند به یکدیگر متصل شوند.ترموپلاستیک‌ها می‌توانند به دو روش دیگر متصل شوند.

جوش حرارتی:مصالحی را که قرار است به هم متصل شوند یه یکدیگر فشرده نموده به سرعت حرارت داده می‌شوند.
چسباندن:به کمک حلال یک روش بسیار ساده و رایج اتصال مصالحی مانند p.v.c و پلی استایرین است.

اصلاح‌کننده‌ها
روان‌کننده‌ها
پر کننده‌ها
مواد مسلح کننده
مواد تثبیت کننده
مواد رنگی

 

منبع : fa.wikipedia.org