پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها
در این مقاله به پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها می‌پردازیم.
پلی‌استال یا هوستافرم پلیمر نسبتا جدیدی است که بخاطر خصوصیات فلز مانند، رسانایی ،شکل‌پذیری عالی، استحکام بالا و اصطکاک کم به سرعت راه خود را در صنایع جدید باز می‌کند.
روش تولید پلی‌استال:
«پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها»
پلی‌استال‌ها به صورت تجاری هم از طریق پلیمریزاسیون فرمالدئیدی در فاز مایع و هم کوپلیمریزاسیون توده‌ای تری‌اکسان با استالهای حلقوی یا اترها تولید می‌شوند.
تثبیت گروه‌های انتهایی همی‌استال را میتوان با دربندی انتهایی توسط تخریب حرارتی یا هیدرولیتیک انتهای زنجیره‌ی ناپایدار انجام داد.
خصوصیات و کاربرد:
«پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها»
پلی‌استال‌ها به دلیل تعادل خوب استحکام و چقرمگی در ترکیب با اصطکاک کم و پایدار با ابعادی بالا شناخته شده‌اند.
نمونه‌هایی از کاربرد آنها در قطعات نوار نقاله، چرخ‌دنده‌ها و اتصالات هستند.
تولید پلیمری استال‌ها همچنان با نرخ‌هایی بالاتر از نرخ رشد تولید ناخالص ملی مهم‌ترین کشورهای صنعتی رشد می‌کند.
پلی‌استال ماده شبه فلز:
«پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها»
این موضوع را میتوان با فرآیند مداوم جایگزینی پلی‌استال‌ها به جای مواد دیگر (به عنوان مثال، فلزات) توضیح داد.
یکی از نمونه‌های جایگزینی فلز، توسعه پلی‌استال‌های جدید و بسیار رسانا، مانند Ultraform N 2520 XL2 است.
(Plachetta et al. 1997) این ماده رسانای الکتریکی را میتوان در صنعت خودروسازی استفاده کرد، به عنوان مثال، در محفظه‌های آینه‌ای که می‌توانند گرم شوند.
کاربردهای دیگر پلی‌استال:
از آنجایی که پلی‌استال‌ها اغلب در تماس با عوامل غیرقطبی استفاده می‌شوند، می‌توانند جهت بهبود مقاومت در برابر مواد تهاجمی مانند آثار گوگرد اسیدی در سوخت دیزل بسیار مطلوب باشند.
روند کلی دیگر از کاربرد پلی‌استال، بهبود پایداری UV است. تولیدکنندگان با بهینه‌سازی ترکیبی از تثبیت کننده UV، پرکننده کربن و فناوری ترکیب، در این زمینه پیشرفت کرده‌اند (Weber 1998).
خواص تریبولوژیکی استثنایی پلی‌استال نتیجه کاهش چسبندگی و سازگاری با مواد دیگر است.
بنابراین، توسعه اجزای سخت/نرم در فرآیند قالب گیری تزریقی دو جزئی چالشی برای آینده است. اولین قدم‌ها در این راستا توسط شرکت‌های پیشرو برداشته شده‌اند.
بررسی نقطه ضعف پلی‌استال در: «پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها»
هنگامی که پلی‌استال‌هایی مانند سلکن در معرض آب کلردار (یون‌های هیپوکلریت) قرار می‌گیرند، سطح آن از نظر شیمیایی تخریب می شود و باعث کاهش قابل توجهی در وزن مولکولی می‌شود.
در نهایت لایه تخریب شده به دلیل تشکیل میکروویید سفید می‌شود.
این سطح تخریب شده شکننده می‌شود و به ترک‌ها اجازه می‌دهد با کوچکترین خمش یا تنش نمود پیدا کنند.
ویژگی های خزشی کششی یا گسیختگی تنش میله‌های قالب گیری تزریقی Celcon M25-04 (ضخامت 1 میلی متر) در جدول 1 نشان داده شده است. زمان شکست تابعی از تنش، غلظت کلر و دما است.
فرآیند شکنندگی سطح اجازه می‌دهد تا ترک‌ها در دوره‌های زمانی کوتاه نمود پیدا کنند، بنابراین در مقایسه با آزمایش در یک محیط غیر اکسید کننده، طول عمر کاهش می‌یابد.
| Stress, MPa (psi) | Chlorine concentration, ppm | Temp., °C | Failure Time*, h |
| 10 (1500) | 0.5 | 70 | 1125 |
| 14 (2000) | 0.5 | 70 | 167 |
| 14 (2000) | 2 | 80 | 36 |
| 14 (2000) | 2 | 70 | 122 |
| 14 (2000) | 2 | 60 | 367 |
*
بنابراین پلی‌استال‌ها به اکسیداسیون حساس هستند. انتزاع هیدروژن روی گروه متیلن در کنار اتم اکسیژن یک گروه هیدروپراکسید به دست می‌دهد.
میتوان دو مکانیسم مختلف از اکسیداسیون نوری پلی‌استال‌ها را نشان داد. فتولیز گروه هیدروپراکسید می‌تواند به دو صورت اتفاق بیفتد: (الف) واکنش قفس و (ب) بریدگی β. فتولیز هیدروپراکسید در قفس منجر به ساختارهای کربناته و آب می‌شود و بریدگی β منجر به ایجاد گروه‌های آلدهیدی می‌شود.
اکسیداسیون بیشتر منجر به تشکیل گروه‌های اسیدی و متعاقباً دپلیمریزاسیون پلی‌استال با کاتالیز اسیدی می‌شود.
پلی‌استال‌های صنعتی:
«پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها»
تنها پلی‌استال که در مقیاس صنعتی ساخته می‌شود، پلی‌فرمالدئید است.
این یک پلیمر بسیار کریستالی است (50 تا 60 درصد بلورینگی برای محصولات تجاری Delrin® یا Hostaform®) با نقطه ذوب کریستالی حدود. 78 درجه سانتیگراد و چگالی 1.42 گرم در سانتی‌متر -3 95 (هر دو پارامتر چگالی و نقطه ذوب، با افزایش محتوای واحدهای اکسی‌اتیلن کاهش می‌یابند).
بررسی حل شوندگی پلی‌استال در: «پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها»
پلی‌استال فقط در حلالهای با پیوند هیدروژنی قوی (مانند فنل‌ها) در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد یا در هگزافلوئورواستون در دمای اتاق به خوبی حل می‌شود.
پلی فرمالدئید در محیط‌های حتی با شدت بازی کاملاً پایدار و در محیط‌های اسیدی نسبتاً پایدار است؛ پلی‌فرمالدئید یک پلاستیک مهندسی با کارایی بالا است.
بقیه پلی‌استال‌ها هنوز کاربرد عملی پیدا نکرده‌اند.
Poly-1,3-dioxolane یک پلیمر کریستالی (50-80%) از m.p=55 است. در 55 درجه سانتیگراد، محلول در حلالهای آلی معمولی. پلیمرهای با وزن مولکولی کمتر نیز در آب محلول هستند.
پلی-1،3-دیوکسپان درجه کریستالی کمتری را نشان می‌دهد و دارای m.p=24 است. = 24 درجه سانتیگراد؛ بنابراین، در دمای اتاق، پلیمر با وزن مولکولی بالا مانند یک الاستومر معمولی رفتار می‌کند.
در حلالهای آلی (CH2Cl2، PhH، THF) محلول است اما در آب نامحلول است. پلیمرهای استالهای بالاتر فرمول عمومی [–(OCH2CH2)nOCH2–]m موادی با کریستالی متوسط با نقاط ذوب کریستالی در اطراف دمای اتاق هستند.
پلی استال ها از طریق پلیمریزاسیون فرمالدئید یا کوپلیمریزاسیون فرمالدئید با اکسید اتیلن تهیه می‌شوند.
جمع بندی نکات:
«پلی‌استال‌ها، نحوه تولید و خصوصیات آنها»
پلی‌استال‌ها پلیمرهای کریستالی هستند که سفتی، استحکام بالا، مقاومت در برابر حلال، مقاومت در برابر خستگی، چقرمگی، خود روان کنندگی و مقاومت در برابر جریان سرد را از خود نشان می‌دهند.
آنها همچنین تمایل به depolymerization حرارتی را نشان می‌دهند و از این رو، به سختی می‌توانند ایجاد شعله کنند.
خواص آنها با افزودن فیبر شیشه یا پرکننده‌های معدنی افزایش می‌یابد.
کاربردهای پلی‌استال‌ها شامل قطعات متحرک در لوازم و ماشین‌آلات (چرخ دنده‌ها، بلبرینگ‌ها، بوش‌ها و غیره)، در خودروها (دستگیره در و غیره)، لوله‌کشی و آبیاری (شیرآلات، پمپ‌ها، شیرها، سر دوش‌ها و غیره)، صنعتی یا محصولات مکانیکی (غلتک، بلبرینگ، چرخ‌دنده، زنجیر نقاله و محفظه)، و محصولات مصرفی (بادامک، زیپ، بشکه قلم، فندک یکبار مصرف، و شانه).
«سیستم‌های بایندر پلی‌استال» باید در یک محیط اسیدی گازی (معمولاً اسید نیتریک یا اگزالیک بسیار غلیظ) در دمای نزدیک به 120 درجه سانتیگراد (دمای کمی کمتر از نرم شدن سیستم پیوند) جدا شوند.
اسید به عنوان یک کاتالیزور در تخریب سیستم بایندر پلیمر عمل می‌کند. تمام محصولات واکنش در شعله گاز طبیعی در دمای بالای 600 درجه سانتیگراد سوزانده می‌شوند.
این روش جداسازی بسیار کارآمد است و پس از زمان‌های کوتاه (حدود 2 یا 3 ساعت بسته به اندازه جزء) تخلخل بسیار در هم تنیده‌ای ایجاد می‌کند. در اروپا، این گسترده ترین روشی است که برای تولید قطعات استفاده می‌شود. اشکال اصلی این روش ترکیب استفاده از اسیدهای تهاجمی (ماننداسید نیتریک) با دمای نسبتاً بالا است که باعث خوردگی تجهیزات اطراف می‌شود.
دیدگاهتان را بنویسید