امروزه چسبهای بین لایهای پلیمری مانند چسب پلیاتیلنی عاملدارشده با مالئیک انیدرید، بهطور گسترده برای اتصال پلیاولفینها به پلیمرهای قطبی مانند پلیآمید، اپوکسی، پلیوینیل الکل و … یا اتصال به فلزات بهکار میروند. چسبهای فوق بهعنوان لایه میانی در پوشش سه لایه لولههای نفت و گاز، فیلمهای چند لایه، لولههای چند لایه، اتصالات لوله، مخازن سوخت و … بهکار میرود. در این مقاله کاربرد چسب بین لایهای در پوششهای سه لایه بررسی شده است.
خوردگی و پوسیده شدن لولههای انتقال سوخت، یکی از مشکلات رایج موجود در صنایع نفت و گاز است و تعمیر یا تعویض این لولهها باعث ایجاد هزینههای زیادی میشود. از این رو تحقیق بر روی تولید پوششهایی که بتواند مقاومت به خوردگی لولهها را افزایش دهد، همواره مورد توجه بوده است. پوشش پلیاتیلن سه لایه یکی از پرمصرفترین این پوششهاست که از سه لایه زیر تشکیل شده است:
1- لایه زیرین که پرایمر اپوکسی است.
2- لایه میانی که چسب پلیاتیلن مالئیکه است.
3- لایه خارجی که پلیاتیلن سنگین (ِHDPE) است.
سه لایه فوق در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل 1. اجزای پوشش سه لایه ضد خوردگی لوله
نحوه اعمال سه لایه فوق بهوسیله اکسترودر در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل 2. اعمال پوشش با اکسترودر
مراحل اعمال پوشش
شامل موارد زیر است:
1- آمادهسازی سطح لوله فولادی با سنگزنی (سند بلاست)
2- شستن سطح لوله فولادی با کرومات یا اسید فسفریک
3- پاشش پودر اپوکسی بر روی سطح فولادی
4- اعمال لایه پلیاتیلن خارجی بهشکل نواری توسط اکسترودر
مزایا و معایب پوشش پلیاتیلنی
در جدول زیر بهطور خلاصه بیان شده است.
جدول 1. مزایا و معایب پوشش پلیاتیلنی
| مزایا | معایب |
| ایجاد یک لایه پیوسته و یکنواخت | باقی ماندن تنشهای ناشی از مرحله اعمال پوشش و آزاد شدن تدریجی آنها |
| عایق الکتریسیته | عدم انتقال تنشهای ناشی از انبساط و انتقاض لوله |
| نفوذ ناپذیر نسبت به آب | جدایش زود هنگام پوشش از لوله |
| محافظت در برابر اکسید شدن و نور UV | |
| جلوگیری از صدمات فیزیکی به لوله در حین حمل و نقل و سرویسدهی |
چنانچه پوشش دچار عارضه و یا نقصی مانند بهوجود آمدن منفذ یا جدا شدن موضعی پوشش از سطح شود، بهطوری که دسترسی عوامل خورنده نظیر آب و اکسیژن بهسطح فراهم گردد، دیگر پوشش قادر به حفاظت از خط لوله نخواهد بود و لوله دچار خوردگی میشود (شکل 2).
شکل 3. نمونه لوله خوردهشده
بهمنظور دستیابی به بهترین حفاظت خوردگی از لوله فولادی، پوشش مذکور باید چسبندگی مناسبی به لوله داشته باشد تا بتواند تنشهایی را که از بیرون یا از داخل لوله (مانند انبساط و انقباض ناشی از تغییر دما) ایجاد میشود، بخوبی به لایه خارجی پلیاتیلن انتقال دهد و از ایجاد تنش در سطح مشترک لوله و لایه اپوکسی و بهدنبال آن جدایش پوشش سه لایه از لوله جلوگیری نماید. اما طبق گزارشاتی که در داخل و خارج کشور انتشار یافته، مشخص شده که این پوشش اغلب طی مدتزمان نسبتاً کوتاهی (کمتر از پنج سال) پس از نصب و قرار گرفتن در سرویس از سطح لوله جدا میشود و بدین خاطر نگرانیهایی در خصوص وقوع زود هنگام پدیده خوردگی فلز لوله بهوجود آورده است.
یکی از مشکلات شناختهشده پوششهای پلی اولفینی، چسبندگی کم پوشش به سطح فلز است. لذا برای بهبود چسبندگی و محافظت از خوردگی، معمولاً از یک لایه رزین اپوکسی در زیر پوشش پلیاولفینی استفاده مینمایند. گر چه چسبندگی اپوکسی به سطح فلز خوب است، لیکن چسبندگی آن به پلیاولفین بسیار ضعیف است. عموماً برای رفع این مشکل، از یک لایه چسب بر پایه پلیاتیلن مالئیکه بین لایه اپوکسی و پلیاتیلن بیرونی استفاده میشود تا چسبندگی پوشش پلیاتیلن سنگین به لوله فولادی و پوشش اپوکسی با سازگار شدن از جهت قطبیت بهوجود آید. چسب فوق باید از یک سو با روکش پلیمری (غیر قطبی) و از سوی دیگر با لایه زیرین اپوکسی (قطبی) سازگار باشد. بنابراین در اجزای این چسب از سازگارکننده استفاده میشود. سازگارکننده فوق، پلیاتیلن پیوندزدهشده با مالئیک انیدرید است.
عملکرد سازگارکننده پلیاتیلن در چسب بین لایهای از این جهت حائز اهمیت است که این ترکیب از سر مالئیک انیدرید خود، بهدلیل واکنش شیمیایی بین گروه مالئیک انیدرید و اپوکسی به لایه زیرین (اپوکسی) متصل میشود و سر پلیاتیلن خود به لایه مشکی خارجی (پلیاتیلن) اتصال مییابد که در شکل 4 نشان داده شده است.
شکل 4. واکنش شیمیایی بین سازگارکننده و لایه اپوکسی
شرکت آریا پلیمر تولیدکننده چسب بین لایهای برای این پوششهاست. جهت آشنایی بیشتر با ما تماس بگیرید.
