مقاله همبسپارهایی با خواص ویژه، فراتر از مرزهای پلی کربنات

[*mishi* 11920]

برگردان: مهندس مهرداد خدابنده لو

شرکت SABIC Innovative Plastics اخیرا از شش پلی¬کربنات همبسپاری (کوپلیمر) ویژه رونمایی کرد. درواقع سه عضو از این خانواده در چند سال گذشته به بازار عرضه شده بود و در حال حاضر سه گونه جدید نیز به آنها اضافه شده است و این احتمال می¬رود که در آینده بر تعداد این¬گونه محصولات شرکت SABIC افزوده شود.

SABIC این محصولات خود را تحت عنوان "محصولاتی با خواص بی حد و حصر" نامگذاری کرده است زیرا که هر کدام از آنها از ویژگی¬هایی برخوردارند که به لحاظ فرآیندی و خواص، فراتر از پلی¬کربنات¬های رایج و مرسوم می¬باشند. هر کدام از این گونه¬های جدید مشخصاتی از قبیل جریان پذیری، مقاومت گرمایی و مقاومت سایشی را توامان برخوردارند و این سبب می¬شود تا این پلی¬کربنات¬های همبسپاری در زمره محصولاتی با خواص ویژه قرار گیرند. سه گونه از این پلی¬کربنات¬ها که پیش از این در بازار موجود بودند عبارتند از:

• Lexan EXL: این محصول که همبسپاری از پلی¬کربنات و لاستیک سیلیکون می¬باشد در سال 2001 به بازار معرفی شده بود و از خواصی نظیر چقرمگی بالا، مقاومت شیمیایی و استحکام ضربه¬ای تحت حرارت و مقاومت در برابر نور UV و رطوبت برخوردار است. گونه جدید این محصول Lexan EXL 8414 می¬باشد که 25 درصد آن را مواد پلی¬کربنات بازیافتی حاصل از بطری¬های آب تشکیل می¬دهند. برای نمونه در تولید گوشی¬های تلفن همراه MTO W233 شرکت موتورولا که در سال 2009 در نمایشگاه شیکاگو رونمایی شد از این پلی¬کربنات همبسپاری بهره گرفته شده بود. شرکت SABIC هم¬چنین گونه بهداشتی این محصول را با نام Lexan HPX به بازار عرضه داشته است.

• Lexan SXL: این محصول که در سال 2003 به بازار عرضه شد گونه¬ای مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی می¬باشد و مشکلاتی نظیر زردشدگی و شکنندگی ناشی از قرار گرفتن در محیط¬های خارجی در آن به حداقل رسیده است. به سبب اینکه در این گونه، بخشی از بسپار در معرض نور فرابنفش فعال شده و لایه محافظ تشکیل می¬دهد بنابراین بهنگام استفاده از آن به افزودنی¬های پایدارکننده¬ در برابر UV نیاز نمی¬باشد.

• Lexan FST: این محصول در سال 2007 عرضه شد و طوری طراحی شده است که نشر گازهای سمی، دود و انتشار آتش بهنگام حریق در آن به حداقل برسد. گفته می¬شود که این پلی¬کربنات اولین ماده شفاف می¬باشد که از چنین ویژگی برخوردار است. به این سبب از این گونه به شکل گسترده¬ای در ساخت قسمت¬های داخلی هواپیما، کشتی و قطار استفاده می¬شود. گونه جدیدی از آن نیز که بسیار شفاف می¬باشد جایگزین شیشه-های پنجره هواپیما شده است و از آن برای ساخت کابین و صندلی هواپیما استفاده می¬شود. این محصول در نمایشگاه صنعت هوانوردی که این ماه در هامبورگ آلمان برگزار گردید به نمایش گذاشته شد.

جریان¬پذیری و چقرمگی بالا

یکی از پلی¬کربنات¬های همبسپاری جدید شرکت SABIC گونه¬ای با نام Lexan HFD می¬باشد که خواصی نظیر جریان¬پذیری بالا و چقرمگی را توامان دارد. جریان¬پذیری این محصول 40 درصد بیشتر از پلی¬کربنات¬های استاندارد و مرسوم است و این درحالی است که چقرمگی آن نه تنها افت نداشته بلکه افزایش نیز داشته است. در یک جریان مذاب مشخص، دمای انتقال از حالت چقرمه به شکننده در Lexan HFD حدود 10 تا 15 درجه سانتی¬گراد کمتر سایر پلی¬کربنات¬های رایج می¬باشد. دستیابی به چنین خواصی از در آمیختن بلوک¬های نرم استخراجی از روغن کرچک با بلوک¬های کربناتی حاصل گشته که موجب شده 5 درصد رزین نهایی از مواد پایه طبیعی متشکل شود. Lexan HFD هم¬چنین در دماهای حدود 40- درجه سانتیگراد هنوز از چقرمگی خوبی برخوردار است. جریان¬پذیری بالای این گونه سبب می¬شود تا ماده¬ای مناسب برای قالب¬گیری تزریقی قطعاتی با دیواره نازک باشد. بدون اینکه نگرانی به جهت شکستگی در گوشه¬ها و کناره¬های قطعه وجود داشته باشد.

دمای فرآیند Lexan HFD حدود 20 درجه سانتی¬گراد کمتر از پلی¬کربنات¬های مرسوم است و این ویِژگی موجب می¬شود تا در حین فرآیند بتوان بدون نگرانی از مواد افزودنی حساس به حرارت استفاده کرد. از طرف دیگر جریان¬پذیری بالای این محصول سبب کاهش تنشهای پسماند بعد از فرآیند قالب¬گیری تزریقی شده که درنتیجه آن خواص نوری قطعه افزایش و ضریب شکست آن کاهش و بطور کل قطعه از شفافیت بیشتری برخوردار خواهد شد.

هم¬چنین جریان¬پذیری بالا سبب می¬گردد تا پخش الیاف شیشه به شکل بهتری در چندسازه(کامپوزیت¬)های پلی-کربنات پرشده با الیاف شیشه انجام شود و نیز براقیت سطح محصول نهایی 30 تا 40 درصد افزایش یابد. بطوری¬که در چندسازه تهیه شده از Lexan HFD با 10 تا 20 درصد الیاف شیشه این¬طور بنظر می¬رسد که محصول فاقد الیاف شیشه است.

از Lexan HFD در تهیه عدسی دوربین، عینک¬های محافظ، ظرف مواد دارویی، قطعات الکترونیکی و ساخت نگین استفاده می¬شود. این محصول در حال حاضر در پنج گونه عرضه شده است که هر گونه حاوی پایدارکننده گرمائی، الیاف شیشه، مواد تاخیرانداز شعله می¬باشند. هم¬چنین گونه سازگار با مواد غذایی آن نیز در حال طراحی و تولید می¬باشد.

استحکام حرارتی و جریان پذیری بالا و مقاومت ضربه¬ای مناسب

گونه جدید دیگر این خانواده شش عضوی Lexan XHT می¬باشد که از خواصی نظیر شفافیت و قابلیت تاخیر-اندازی شعله برخوردار است که در دماهای 140 تا 195 درجه سانتی¬گراد نیز کاربری خواهد داشت. شاخص نسبی حرارتی (RTI) این گونه بسیار بالاتر از سایر پلی¬کربنات¬های مقاوم حرارتی (HHPC) مرسوم است. همچنین این محصول در مقابل تاول¬زدگی مقاوم بوده و از شفافیت و ثبات رنگ استثتایی برخوردار است و سازگاری بالایی با طبیعت دارد. Lexan XHT حتی پس از در معرض حرارت قرار گرفتن مقاومت ضربه¬ای و مقاومت رشد ترک به مراتب بالاتری نسبت HHPC دارد. عنوان سازگار با محیط زیست و مقاوم در برابر حریق وقتی به مواد پلی¬کربنات¬ها اطلاق می¬شود که بتوانند در ضخامت 1 میلیمتر شاخص UL 94V-0 و در ضخامت 3 میلیمتر شاخص 5VA را در رنگ¬های شفاف و مات کسب کنند. Lexan XHT در حال حاضر در اروپا برای ساخت چراغ خودرو، لامپ¬های صنعتی و فیوزهای الکتریکی استفاده می¬شوند.

مقاوم در برابر خراش و نفوذ

سومین گونه جدید از سری پلی¬کربنات¬های همبسپاری که از خواص استثتایی برخوردار است Lexan DMX نام دارد. این گونه دارای مقاومت سختی مدادی 3H می¬باشد که سه برابر پلی¬کربنات¬های رایج است. این میزان مقاومت سختی به معنی مقاومت بهتر در برابر خراش است بدون اینکه نیازی به استفاده از پوشش¬های سخت و گران¬قیمت روی محصول باشد. این ویژگی در ساخت نگین¬ها، صفحات نمایش، صفحات لمسی و صفحه کلید از عامل¬های مهم بشمار می¬آید. صفحات و فیلم¬های تهیه شده از این گونه با سهولت بیشتری قابل حمل می¬باشند زیرا سطح آنها دچار خراش نمی¬گردد. ویژگی دیگر این محصول مقاومت در برابر آمونیاک است. پلی¬کربنات¬های رایج در برابر آمونیاک دچار مات¬شدگی می¬شوند اما این محصول همچنان شفافیت خود را حفظ می¬کند. این ويژگی سبب می¬شود از این گونه بتوان در ساخت محل¬های نگه¬داری حیوانات، سرویس¬های بهداشتی و محیط-های شیمیایی بهره برد. علاوه بر اینها، این محصول پنج برابر مقاومت بیشتر در برابر رطوبت و بیست برابر مقاومت بیشتر در برابر نفوذ اکسیژن نسبت به پلی¬کربنات¬های رایج دارد و در نتیجه می¬توان از آن برای ساخت ظروف مواد دارویی استفاده کرد.

بسپار