ترموپلاستیک وکاربرد های آن

ترموپلاستیک

ترموپلاستیک ترکیبی از یک پلاستیک و یک لاستیک می باشند. این آلیاژها با دارا بودن نقاط قوت لاستیک و پلاستیک دارای خواص فیزیکی مکانیکی ویژه‌ای هستند. از این مواد به شکل وسیعی در صنایع خودرو سازی و سایر صنایع استفاده می‌شود.

پلاستیک هایی که دارای فرمول یا ساختمان شیمیایی با زنجیر گسترده ، و یا زنجیر گسترده با شاخه های فرعی می باشند، از خانواده ترموپلاستیک ها یعنی گرمانرم ها هستند تعداد پلاستیک های شناخته شده از این گروه شاید از ده ها نوع بیشتر نباشد و هر یک هم مثل پلی اتیلن، پلی پروپیلن و یا پلی استایرین در داخل خودشان هم قسمت بندی شده و مختلف هستند.

مواد گروه ترموپلاستیک، به دلیل شکل و ساختمان ماکرومولکول یا آمورف هستند و یا قسمتی کریستالیت. کارخانجات تولید کننده مواد خام هم آن ها را در شکل های مختلف نظیر دانه، عدسی شکل، مکعب، استوانه و یا پودر تولید و عرضه میکنند. قطر دانه ها معمولا حدود ۳ میلی متر است.

پلاستیک هایی مثل پی وی سی و یا پلی تترا فلورواتیلن به صورت پودر و گاهی هم به شکل مایع غلیظ خمیر هم به بازار عرضه می شوند و این نوع،بیشتر در صنایع رنگ سازی و چسب مورد مصرف قرار می گیرد .

کاربرد ترموپلاستیک

ترموپلاستیک TPU: ترموپلاستیک TPU در چسب های حرارتی، فیلم ها و پارچه های تنفس پذیر، پارچه های پوشش دهی شده، خود ترمیم شونده (auto trim)، روپوش و دستکش پزشکی، آب بندی اتصال توپی خودکار، پوشش شلنگ هیدرولیک، شلنگ مارپیچ، ژاکت سیم های الکتریکی، گسکت، آب بندی، چرخ های کوچک، تخته کفش، پوشش کابل، فیلم و ورقه، لوله کاربرد دارد.
ترموپلاستیک TPO: کاربرد های ترموپلاستیک TPO در سپر اتومبیل، پنل خود ترمیم شونده، ژاکت سیم های الکتریکی، چکمه، لوازم نرم، اقلام ورزشی، چرخ های کوچک می باشد.
ترموپلاستیک EPDM/PP TPV: ترموپلاستیک EPDM/PP TPV در آب بندی داخل کاپوت اتومبیل، آب بندی آب و هوایی اتومبیل، آب بندهای فومی و پزشکی، چرخ های کوچک، عایق بندی و ژاکت سیم کارایی درد.
ترموپلاستیک AEM TPV: کلاهک زیرین اتومبیل، اتصالات الکتریکی، پوشش شلنگ، مجرای هوا، درایو آب بندی شفت قطار از کارایی های ترموپلاستیک AEM TPV می باشد.

ویژگی های خاص ترموپلاستیک ها

ویژگی خاص مواد گروه ترموپلاستیک این است که می توان آن ها را به دفعات تغییر فرم داد. یعنی هر بار در مقابل حرارت، نرم و ذوب می شوند ‌ولی با دور کردن حرارت دوباره سرد شده و منجمد می شوند. معمولا مواد تشکیل دهنده در حالت مذاب قالب گیری شده و بعد با خنک کردن قالب منجمد شده و شکل تازه ای به خود می گیرند.

ماشین های مورد استفاده برای این گروه از مواد، شامل انواع اکسترودر، پرس، ماشین های دورانی، ماشین های بادی و ماشین های تزریقی هستند. که گروه اخیر ماشین ها، بیشترین مصرف را در رابطه با مواد اولیه ترموپلاستیک دارند. قطعات تولید شده از مواد ترموپلاستیک را می توان به دفعات خرد کرده و دوباره مصرف کرد و فرم جدیدی به آن داد.

البته این گونه مواد یعنی مواد ضایعاتی، آسیابی و … هر بار حرارت ببینند و مجددا شکل بگیرند، مقداری از خواص مکانیکی خود را از دست می دهند. همچنین ضروری است که میزان درصد مخلوط کردن مواد نو و مواد بازیابی شده حداکثر در حدود ۱۰ درصد باشد. مواد ترموپلاستیک پودری و یا خمیری شکل را می توان به کمک دستگاه های کلندر به انواع کف بوش ها، مشمع و … تبدیل کرد.

همچنین از سیال های غلیظ این گونه مواد مثل پلاستی زول ها می توان در ماشین های دورانی، برای تولید انواع اجسام تو خالی نظیر عروسک، توپ و قطعاتی شبیه آن ها استفاده کرد.

ترموپلاستیک ها قابل جوش دادن هستند و می توان آن ها را به یکدیگر جوش داد .هنگام جوش کاری باید توجه داشت که دو قطعه مورد جوش ، هر دو از یک نوع پلاستیک باشند ، و حتی مفتول جوش کاری هم باید از همان نوع پلاستیک باشد ، لذا نمی توان دو نوع مختلف پلاستیک را به دلیل اختلاف در فرمول شیمیایی و خواص، به یکدیگر جوش داد، همچنین برخی از ترموپلاستیک ها را می توان به کمک چسب و یا مواد شیمیایی مثل حلال ها و … به یکدیگر متصل کرد.

درگیری‌های فیزیکی مثل گره خوردگی‌های بین زنجیری ( Entanglements ) باعث عدم شارش زنجیرها می‌شود و نیروهای بین زنجیری مانند پیوندهای هیدروژنی این درگیری‌ها را تشدید می کنند و باعث مستحکم تر شدن ساختار ماده و بهبود خواص آن می شوند. یک چنین ساختاری در ترموپلاستیک‌ها سبب می‌شود که ماده، توانایی ذوب شدن را داشته باشد و درنتیجه قابل بازیافت به حساب بیاید.

دلیل این موضوع ضعیف تربودن نیروهای بین زنجیری نسبت به نیروی کووالانسی درون زنجیری میان مونومرهای تشکیل دهنده زنجیر پلیمر است که با افزایش دما می توانیم براین نیروی بین زنجیری غلبه کرده و پلیمر را ذوب کنیم که این مسئله بیانگر فرآیند پذیری آسان و همچنین وجود صرفهٔ اقتصادی است . پلیمرهای مشهوری مثل PC , PMMA , PS , PP , PE و… جزﺀ این خانواده هستند.

با توجه به موارد گفته شده دانشمندان همواره در تلاش بوده اند ماده ای تولید کنند که هم خواص لاستیک و هم ویژگی های پلاستیک را داشته باشند. این تلاش ها وتحقیقات فراوان سرانجام به نتیجه رسید و در دهه ۷۰ میلادی برای اولین بار محصولات ترموپلاستیک به بازار عرضه شد.

در دهه ۹۰ میلادی انواع ترموپلاستیک الاستومر (TPE) از قبیل تی پی وی (TPV)، تی پی آر (TPR)، تی پی اس (TPS) و تی پی او (TPO) در بازار فراگیرشدند. این محصولات بسته به نوعشان از رزین ها و مواد اولیه لاستیکی ازقبیل پی بی آر(PBR)، اس بی اس(SBS)، اس ای بی اس(SEBS)، ای پی دی ام(EPDM)، ای پی ام(EPM) و ان بی آر (NBR) تشکیل می شوند.

مواد ترموپلاستیک در دما های پایین تر از دمای خمیری، مشابه لاستیک ها رفتار می کند و در دما های بالا تر از دمای خمیری مثل پلاستیک ها رفتار کنند. از مزایای دیگر ترموپلاستیک ها یا گرمانرم ها می توان به انعطاف زیاد در دماهای پایین، قابلیت بهبود دهی خواص مکانیکی و قابلیت بازیافت کامل را نام برد که با توجه به شرایط مورد نیاز می توان از یکی از محصولات TPE استفاده کرد.