بررسی تاثیر بهبود دهنده ضربه بر میزان ضربه پذیری پلی کربنات

 

 

پلی کربنات به عنوان یک پلیمر مهندسی، سخت‌ترین ماده شفافی است که می تواند در طیف وسیعی از صنایع پلیمری متعدد مورد استفاده قرار ‌بگیرد.[۱]  این پلیمر توسط تجهیزات مختلف فرایندی نظیر قالب­گیری تزریقی و اکستروژن  قابلیت استفاده را داراست[۲]. این پلیمر علاوه بر شفافیت، به دلیل خاصیت قطبی بودنش، خواص رنگ پذیری مناسبی را نیز از خود نشان می­دهد. از مهم ترین ویژگی­ های پلی کربنات می توان به خواصی نظیر مقاومت بالای شیمیایی، مقاومت در برابر ضربه و خراش، مقاومت بالا شرایط جوی، خود خاموش شدگی و اشتعال ناپذیری و… اشاره کرد. این خواص و سایر ویژگی­ های متمایز پلی کربنات به نسبت پلی اولفین­ ها باعث شده تا این پلیمر جایگاه و کاربرد ویژه ای در صنایع مختلف نظیر حمل و نقل، ساختمان سازی، تولید شیشه ­های ایمنی، تولید قطعات مختلف الکترونیکی و تجهیزات سخت افزاری رایانه و لوح­ های فشرده و… داشته باشد[۳].

شکل(۱)- شفافیت بالای پلی کربنات به عنوان یکی از نقاط مثبت آن در تولید قطعات مختلف می باشد.

 

یکی از عمده مشکلات اصلی پلی کربنات پایین بودن میزان استحکام ضربه­ آن به ویژه در گریدهای بازیافتی می­ باشد؛ چرا که در صنعت به دلیل قیمت بالای این پلیمر معمولا تمایل به استفاده از گرید بازیافتی ­آن بیش تر است و به دلیل پایین بودن خواص مکانیکی این قبیل گریدها نیاز به استفاده از بهبوددهنده­ های ضربه مناسب، امری ضروری به نظر می­ رسد[۴].  البته این پلیمر در برخی از گریدهای خاص دارای استحکام ضربه مناسبی می باشد که غالبا دارای میزان شاخص جریان مذاب پایینی بوده و در نتیجه به دلیل ایجاد ویسکوزیته مذاب بالا برای تولید برخی قطعات پلیمری به ویژه استفاده از فرایند تزریق مناسب نمی باشند[۵]. مناسب­ ترین روشی که به منظور بهبود استحکام ضربه پلی کربنات می ­تواند مورد استفاده قرار بگیرد به کار گیری بهبود دهنده­ های ضربه مناسب با ساختار هسته- پوسته (Core-Shell) برای این پلیمر می­ باشد.  بهبود دهنده­ های ضربه مورد استفاده شامل پلیمرهای اصلاح شده و برخی افزودنی های مناسب  می ­باشد[۶]. شایان ذکر است که در برخی منابع به منظور تولید پلی کربنات شفاف با میزان ضربه پذیری بالا از فرایند های شیمیایی و پلیمریزاسیون  ویژه استفاده می شود[۷].

 

 

شکل(۲)- برخی از کاربردهای پلی کربنات در صنایع مختلف.

چنانچه مکانیسم مورد استفاده به منظور  بهبود ضربه پلی کربنات با استفاده از روش­های چقرمه سازی توسط الاستومرها صورت بگیرد (Rubber Toughening mechanism)، بایستی پراکنش قطرات فاز تقویت کننده ( فاز دیسپرس) در ماتریس پلیمری، آن چنان که در تصویر ذیل مشاهده می شود،  از الگوی مورفولوژیکی ماتریس- قطره پیروی کند.

شکل(۳)-نحوه پراکنش و توزیع یکسان ذرات بهبود دهنده ضربه پراکنده شده در ماتریس پلی کربنات.

 

شکل(۴)-مکانیسم انتقال ضربه در پلی کربنات حاوی بهبود دهنده ضربه.

 

شکل(۶)-تصاویر TEM مربوط به پراکنش ذرات بهبود دهنده ضربه در ماتریس PC.

نمونه کامپاند شده با ۵% بهبود دهنده ضربه . b,c) نمونه تزریق شده حاوی ۵% بهبود دهنده ضربه.

 

همان طوری که در تصویر (۶) مشاهده می­ شود نمونه هایی که فرایند کامپاند آن ها با استفاده از دستگاه اکسترودر دوپیچه انجام شده است اختلاط و توزیع یکسان تری به نسبت نمونه تولیدی با دستگاه تزریق داشته است و بالطبع نمونه C  دارای خواص رئولوژیکی و مکانیکی بالاتری می باشد.

در این مقاله قصد داریم به بررسی تاثیر بهبود دهنده ضربه بر میزان ضربه پذیری پلی کربنات بپردازیم برای این منظورچندین تست مورد بررسی قرار گرفته است که به شرح آن ها می پردازیم:

به منظور بررسی عملی  تاثیر بهبود دهنده های ضربه در مقادیر مختلف در دماهای پایین و بالا، پلی کربنات حاوی مقادیر مختلفی از عامل بهبود دهنده ضربه از ۱ تا ۱۱ درصد و در دماهای مختلفی نظیر ۲۵ و ۵۰-  مورد بررسی قرار گرفته است.

   شکل(۷)- بررسی تاثیر میزان ضربه پذیری پلی کربنات در مقادیر مختلف  A و  B به عنوان بهبود دهنده ضربه [۸].

 

در نمودار فوق میزان ضربه پذیری پلی کربنات حاوی بهبود دهنده ضربه در نسبت و دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده است. همان طور که مشخص است در دماهای پایین (منفی یا صفر) میزان ضربه پذیری پلی کربنات مقدار کمتری بوده در حالی که در دماهای بالا (مثبت) میزان ضربه پذیری آن بالاتر می باشد.  افزایش درصد بهبود دهنده ضربه تاثیر مثبتی بر افزایش خاصیت ضربه پذیری PC دارد. این نکته از این منظر حایز اهمیت می باشد که رسیدن به درصد مطلوب ضربه پذیری در مقادیر بهینه ­ای رخ می­ دهد که بعد از این نقطه بهینه میزان ضربه پذیری افزایش چشمگیری دارد.

شرکت آریا پلیمر پیشگام محصول بهبود دهنده ضربه خود را بر پایه ترموپلاستیک الاستومرهای عامل دار شده خصوصا جهت استفاده در پلی کربنات های بازیافتی ارائه نموده است که میزان ضربه پذیری پلی کربنات بازیافتی با استفاده از  Aria couple 1947 در نمودار زیر مورد بررسی قرار گرفته است.

 

شکل(۸)-بررسی ضربه پذیری پلی کربنات در حضور Aria couple 1947.

لطفا جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این محصول و سایر محصولات مرتبط با همکاران واحد بازرگانی شرکت آریا پلیمر تماس حاصل فرمایید.

 

نویسنده: علی مُشک ریز

منابع:

 

 

1 Comment

  1. Sadegh گفت:

    آیا این بهبود دهنده ضربه برای پلی متیل متاکریلات هم مناسب است؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *