Borna66
07-16-2009, 12:19 AM
پليمرها به سه گروه اصلي تقسيم مي‌شوند:
(1) پلاستيك هاي گرمانرم1 ، (2) پلاستيك هاي گرما سخت2 يا ترموست ها3 ، و (3) الاستومرها. ترموپلاستيك ها با افزايش دما نرم شده و با خنك شدن به سختي اوليه اشان برمي گردند و بيشتر قابل ذوب هستند، به عنوان مثال، نايلون، پلاستيك هاي گرما سخت (ترموست ها) وقتي گرم مي شوند، سخت شده و هنگام سرد شدن به سختي اوليه برمي گردند. اين مواد توسط كاتاليزورها يا گرم شدن تحت فشار به يك شكل دائمي تبديل مي شوند. الاستومرها نظير رابرها مي توانند بدون پاره شدن و گسستن در برابر تغيير شكل مقاومت كنند. در مقاله حاضر، انواع محدودي از پليمرهاي هر گروه و كاربرد و خواص آنها مورد بررسي قرار مي گيرد.
ترموپلاستيك ها
الف – پلي اولفين يا پليمرهاي اتنيك
همه اين ترموپلاستيك ها بطور مشترك داراي منور اتلين (H2C=CH2) هستند.
پلي اتيلن 6(PE)- پلي اتيلن اولين محصول تجاري در سال 1940 بوده و از نفت خام يا گاز طبيعي تهيه مي شود.
پلي اتيلن يك ماده ترموپلاستيك است كه بسته به ساختار مولكولي از يك نوع به نوع ديگر متفاوت است. در حقيقت، با تغيير وزن مولكولي (يعني طول زنجير)، تبلور (يعني وضعيت زنجير)، و خواص شاخه ( يعني پيوند شيميايي بين زنجيرهاي مجاور) مي توان محصولات متنوعي از آن توليد كرد. پلي‌اتيلن مي تواند در چهار نوع تجاري تهيه شود: (1) دانسيته پايين، (2) دانسيته متوسط، (3) دانسيته بالا و (4) پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا.
پلي اتيلن دانسيته پايين (LDPEhttp://www.pnu-club.com/imported/2009/03/228.gif
داراي نقطه ذوب OC1050، سختي، مقاومت شكست فشاري، شفافيت، انعطاف پذيري و خاصيت انبساط پذيري است. بنابراين، به دليل روش ساخت و استعمال آسان آن، براي لوله كشي و بسته‌بندي‌ها استفاده مي شود. مقاومت شيميايي آن بسيار برجسته است، گر چه به اندازه پلي‌اتيلن دانسيته و يا پلي پروپيلن نيست، اما اين پليمر در مقابل بسياري اسيدهاي معدني (مانند HCI و HF) و قلياها (نظير NH4OH-KOH-NaoH) مقاوم بوده و براي جابجايي مواد شيميايي معدني مي توان از آن استفاده كرد، ولي بايد از تماس آن با آلكان ها، هيدروكربن هاي آروماتيك، هيدروكربن هاي كلرينه و اكسيد كننده‌هاي قوي (نظير HNo3)) اجتناب كرد. اتصال قسمتهاي مختلف از جنس PE با استفاده از جوش ذوبي انجام مي شود. بدين ترتيب، انجام لوله كشي به اين شكل ارزان بوده و نسبت به ديگر مواد موجود، براي خطوط فاضلاب، خطوط آب، و ديگر سرويسهايي كه در معرض فشارها و يا درجه حرارت هاي بالا قرار نمي گيرند، بسيار مقاوم و بهترين انتخاب است. با وجود اين، محدوديت هايي وجود دارد كه استفاده از آنها را در بسياري كاربردها غيرممكن مي سازد. اين محدوديت ها عبارت از، استحكام پايين، مقاومت حرارتي پايين (بالاترين محدوده دمايي براي اين ماده 0C60 است)، نزول كيفيت تحت پرتو تابي UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) است. با وجود اين، پلي اتيلن مي تواند جهت افزايش استحكام، مقاومت و ديگر خواص مكانيكي مطلوب با مواد ديگر تركيب شود.
پلي اتيلن دانسيته بالا (HDPE)
داراي خواص مكانيكي برجسته و مقاومت مكانيكي نسبتاً بيشتري در مقايسه با نوع دانسيته پايين است. تنها اكسيد كننده هاي قوي بطور محسوس در محدوده دمايي مشخص به اين مواد حمله خواهند كرد. اگر رزين پايه درست انتخاب نشود، شكست فشاري HDPE مي تواند مشكل ساز باشد. خواص مكانيكي اين ماده، استفاده از آنها را در شكل هاي بزرگتر و كاربردهايي نظير مواد ورقه اي در داخل مخازن، بعنوان عايق كاري در ستون‌ها گسترش داده است. در اين ماده نيز از جوش حرارتي مي توان استفاده كرد.
پلي اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE)
يك پلي اتيلن خطي با محدوده وزن مولكولي متوسط 106×3 تا 106×5 است. زنجيرهاي خطي طولاني، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر سايش، سختي، مقاومت در برابر شكست فشاري را، علاوه بر خواص عمومي PE نظير خنثي بودن در مقابل مواد شيميايي و ضريب اصطكاك پايين ايجاد مي‌كنند. بنابراين، اين ترموپلاستيك براي كاربردهايي كه نياز به مقاومت در برابر سايش دارند، نظير اجزاي استفاده شده در ماشين آلات بكار مي رود. در حالت كلي، پلي‌اتيلن‌ها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد بسيار حساس هستند. با وجود اين، مي‌توان از حساسيت آن با افزايش تثبيت‌كننده‌هاي مخصوص جلوگيري كرد.
پلي پروپيلن (PP)
با متيل جانشين شده بر روي اتيلن (پروپيلن) بعنوان منومر، خواص مكانيكي بطور قابل ملاحظه اي در مقايسه با پلي اتيلن بهبود مي يابد، در حقيقت اين پليمر داراي دانسيته پايين (kg.m3 915-900)، سخت تر و محكم تر بوده و داراي استحكام بيشتري نسبت به انواع ديگر است. علاوه بر اين نسبت به PE در دماهاي بالاتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقاومت شيميايي آن بيشتر بوده و تنها توسط اكسيد كننده هاي قوي مورد حمله قرار مي گيرد. اگر در انتخاب رزين مناسب دقت نشود، شكست فشاري PP مي‌تواند مشكل ساز باشد.خواص مكانيكي بهتر اين ماده استفاده از آن را در اشكال بزرگتر، به شكل مواد ورقه اي داخل مخازن، بعنوان پوشش گسترش داده است. ضريب انبساط حرارتي براي PP از HDPE كمتر است. دو كاربرد مهم PP ساخت قسمت هاي قالب تزريقي و رشته‌ها و فيبرها است.
پلي بوتيلن (PB)
از پلي ايزوبوتيلن حاصل از تقطير روغن خام تهيه شده است. منومر آن اتيلن با دو گروه متيل جايگزين شده با دو اتم هيدروژن است.
پلي‌وينيل كلرايد (PVC)
اولين ترموپلاستيك استفاده شده در مقادير بالا در كاربردهاي صنعتي است. اين پليمر با واكنش گاز استيلن با اسيد‌هيدروكلريك در حضور كاتاليزور مناسب تهيه مي شود. استفاده از PVC به دليل سادگي ساخت، در طول سالها افزايش يافته است. اين پليمر داراي كاربري آسان است.در مقابل اسيدها و بازهاي معدني قوي مقام بوده و در نتيجه بيش از 40 سال بطور گسترده به عنوان لوله كشي آب سرد و مواد شيميايي استفاده مي شده است. گرچه، در طراحي ساختار لوله، ضريب انبساط حرارتي خطي و ضريب الاستيك ناچيز اين ماده بايد در نظر گرفته شود.
پلي وينيل كلرايد كلرينه شده (CPVC)
پلي وينيل كلرايد مي تواند با كلرينه شدن جهت توليد يك پلاستيك وينيل كلرايد با مقاومت خوردگي اصلاح شده و مقاومت در دماهاي 20 تا 30 درجه بالاتر تغير كند. بنابراين، CPVC كه داراي همان محدوده مقاومت شيميايي PVC است، مي تواند به عنوان لوله، اتصالات، كانال ها، تانكها و پمپها در تماس با مايعات خورنده و آب داغ استفاده مي‌شود. براي مثال، مي‌توان تعيين كرد كه مقاومت شيميايي اين ماده در مقايسه با PVC در محيطهاي حاوي wt%20 استيك اسيد، wt%50-40 كروميك اسيد wt%70-60 نيتريك اسيد در oC300 و wt%80 سولفوريك اسيد، هگزان در oC50 و wt%80 سديم هيدروكسيد تا دماي 80 درجه سانتيگراد، بيشتر است.
پلي وينيل استات (PVA)
از منومري كه در آن يك گروه استات با يك اتم هيدروژن در منومر اتيلن جايگزين شده، تهيه مي شود. اين پليمر به عنوان پليمرهاي ساختاري استفاده نمي شود، زيرا يك ترموپلاستيك نسبتاً نرم است و از اين جهت تنها براي پوشش ها و چسب ها بكار مي رود.
پلي استايرن (PS)
از منومر استايرن C6H5CH=CH2 (فنيل بنزن) تشكيل شده است. پلي استايرن يك آمورف و ترموپلاستيك ناهمسان است. حلقه آروماتيك به سختي پلاستيك كمك مي كند و از جابجايي زنجير كه پلاستيك را ترد و شكننده مي كند، جلوگيري مي‌كند. اين پليمر براي كاربردهايي كه مستلزم تماس با مواد شيميايي خورنده هستند، توصيه نمي شود، زيرا مقاومت شيميايي آن در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك هاي موجود ناچيز بوده و در محيط هاي خاص شكست فشاري خواهند داشت. پلي استايرن در مقابل تابش اشعه UV (مانند تابش نور خورشيد ) حساس بوده و به رنگ مايل به زرد تبديل مي‌شود و مقاومت حرارتي آن نيز تنها
0C 650 است. اين ماده به عنوان پوشش تجهيزات و در بسياري كاربردهاي الكتريكي استفاده مي شود. اتصالات لوله كشي از اين پلاستيك تهيه شده، و بسياري ظروف هستند كه از پلي‌استايرن اصلاح شده، ساخته مي شوند. نحوه اتصال اين قطعات توسط جوشكاري با استفاده از حلال است، اما استفاده از آنها به آب و محلولهايي كه حاوي مواد آلي و معدني نباشند، محدود مي شود. پلي استايرن سومين ترموپلاستيك پرمصرف پس از PE و PP با بازار 20% است.
پلي متيل پنتن (PMP)
يك دستگاه پلاستيك با شفافيت و خواص الكتريكي خوب است كه مي تواند تا دماي 0C150 نيز مورد استفاده قرار گيرد.
آكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS)
يك سه بسپار با منومر بوتادين است، منومر دوم، آكريلونيتريل، از مولكول اتيلن كه اتم هيدروژن آن با يك گروه نيتريل (CN) جايگزين شده تشكيل شده. منومر سوم از يك مولكول اتيلن با گروه فنيل جايگزين شده با اتم هيدروژن (استايرن) تشكيل شده است.خواص اين پليمر با تغيير نسبت آكريلونيتريل در دو جزء ديگر آن، بطور قابل ملاحظه‌اي متغير است. اين مشتق از رزين هاي استايرن داراي جايگاه مهمي است. در حقيقت، استحكام، سختي، ثبات بعدي و ديگر خواص مكانيكي آنها، با تغيير اين نسبتها قابل اصلاح است. گرچه، اين مواد داراي مقاومت حرارتي پايين OC90 استحكام نسبتاً كم، و مقاومت شيميايي محدود هستند، قيمت پايين، اتصال راحت و راحتي ساخت، اين مواد را براي لوله‌هاي توزيع گاز، آب، فاضلاب و خطوط تخليه، قسمتهاي اتومبيل و خدمات بسيار از تلفن تا قسمتهاي مختلف اتومبيل بسيار مورد توجه كرده است. مقاومت اين ماده توسط مقدار كمي از تركيبات آلي تهديد مي شود، و به آساني توسط عوامل اكسيد كننده و اسيدهاي معدني قوي مورد حمله قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين، ممكن است گراكينگ فشاري در حضور بعضي مواد آلي در آنها رخ دهد.
پلي تترافلورواتيلن (PTFE)
از منومر مولكول اتيلن كاملاً فلورينه شده به دست مي آيد كه تحت نام تجاري تفلون 4 شناخته شده است. نظر به ذوب بالا (0C327) داراي پايداري دمايي بسيار بالا با مقاومت حرارتي تا 0C280 است، و از نظر شيميايي يكي از خنثي ترين مواد شناخته شده پس از شيشه، فلزات دير گداز نظير تانتالم1 و فلزات گروه پلاتينيم نظير ايريديم 2 يا پلاتينيم 3 براي استفاده در مواد خورنده حتي در دماي بالا است. يكي از مشكلات عمده اين پليمر خستگي ناشي از سيكل هاي حرارتي به واسطه تكرار انبساط و انقباض در يك دوره زماني در دماهاي بالاتر از مرز بيان شده است. با توجه به تخلخل آنها، يكي از دلايل زوال فلوروكربن‌ها جذب مواد شيميايي و به دنبال آن واكنش با اجزاي ديگر در ترموپلاستيك است. هنگامي كه اين پديده اتفاق مي افتد، منجر به دفرمه شدن سطح، نظير حبابي شدن مي شود. اين مواد داراي محدوده دمايي معيني هستند و از افزايش دما بايد اجتناب شود.
پلي تري فلورو كلرو اتيلن (PTCE)
اين كلرو فلورو پليمر داراي پايداري حرارتي تا 0C175 بوده و مقاومت شيميايي كمتري نسبت به PTFE كاملاً فلورينه شده دارد. اين پليمرتحت نام تجاري Kel-F شناخته شده است. بطور كلي، خواص كاري اين پلاستيك نسبتاً خوب است، بطوري كه مي تواند به وسيله قالبگيري تزريقي شكل گرفته و نتيجتاً بعنوان پوشش و همچنين براي پوشش‌هاي پيش ساخته براي بسياري كاربردهاي شيميايي استفاده شود.
پلي وينيليدن فلورايد (PVDF)
اين ماده داراي مقاومت حرارتي كم تر 0C15 و پايداري شيميايي پايين تري نسبت به ديگر فلوروكربن‌ها است. اين پليمر داراي كاربردهاي بسياري در صنايع فرآيند‌هاي شيميايي و ساخت پمپ ها، شيرها، لوله، مخازن كوچك و ديگر تجهيزات است. اين مواد به عنوان پوشش و آستر نيز بكار مي روند. 000
ب- پلي آميدها (PA)
ترموپلاستيك هاي پلي آميد از طريق چگالش واكنش كربوكسيل اسيد (RCOOH) و يك آمين (RNH2) با حذف آب تهيه مي شود. اين رزين ها تحت نام تجاري نايلون، يكي از اولين محصولات رزيني استفاده شده بعنوان مواد مهندسي شناخته شده است. خواص مكانيكي بسيار خوب بهمراه راحتي ساخت، رشد متداوم آنها را براي كاربردهاي مكانيكي حتمي مي‌كند. استحكام بالا، سختي، مقاومت در برابر سايش و مدول يانگ بالا خواص بسيار با ارزش نايلون ها بوده و موارد استعمال آن را در كاربردهاي مهم در تجهيزات عملياتي مختلف نظير چرخ دنده ها، اتصالات الكتريكي، شيرها، نگهدارنده ها، لوله گذاري و پوشش سيم‌ها توجيه مي‌كند. مقاومت حرارتي نايلون مي‌تواند متغير باشد، اما در محدوده دمايي 0C100، بايد در نظر گرفته شود. اين پليمر به عنوان يك ترموپلاستيك، به استثناي مقاومت ناچيز آن در تماس با اسيدهاي معدني قوي داراي مقاومت شيميايي خوبي است. نظر به گوناگوني مشتقات يا كوپليمرهاي آغازگر، انواع تجاري متنوعي از رزين هاي نايلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلي آن، نايلون و نايلون 66 است كه داراي استحكام بالايي هستند. اخيراً ، انواع تجاري جديدي از نايلون عرضه شده كه بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدوديت‌هاي موجود، برتري دارد. اين مواد شامل پلي آميدهايي است كه داراي يك گروه آروماتيك در منومر آنها بوده، و به همين دليل آراميد رزين (آرومانتيك آميدها) كه تحت نام تجاري Kelvar و Nomex شناخته شده، ناميده مي شود.
ج ) پلي استاليز
پلي استالزها تحت نام تجاري Delrin و عموماً با پليمر اوليه فرمالدئيد است. ثبات بعدي عالي و استحكام رزين استال، استفاده از آنها در چرخ دنده ها، پره‌هاي پمپ، انواع اتصالات رزوه اي نظير درپوش‌ها و قسمتهاي مكانيكي را امكان پذير مي‌كند. اين مواد مختلف آلي و معدني در محدوده وسيعي است. همانند بسياري پليمرهاي ديگر اين پليمر فرمالدئيد در مقابل اسيدهاي قوي، بازهاي قوي يا مواد اكسيد كننده مقاوم نخواهد بود.
د ) سلولزها
مهمترين مشتقات سلولزي در پليمرها، ترموپلاستيك هاي استات، بوتيرات و پروپيونات هستند. اين پليمرها در موارد مهم استفاده نمي شوند اما در قطعات كوچك نظير پلاك هاي شناسايي، پوشش هاي تجهيزات الكتريكي و ديگر كاربردهايي كه نياز به يك پلاستيك شفاف با خواص مقاومت ضربه بالا دارند، استفاده مي شود. خواص فرسايشي اين مواد، مخصوصاً در مورد پروپيونات خوب است، اما مقاومت مكانيكي آنها در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك ها قابل رقابت نيست. آب و محلولهاي نمكي اثري بر اين مواد ندارند، اما مقادير ناچيز از اسيد، قليا يا ديگر حلال ها بر روي آن اثر نامطلوبي دارد. بالاترين دماي مفيد 0C60 است.
ه – پلي‌كربناتها (PC)
پلي كربناتها توسط واكنش پلي فنل با دي كلرومتان و فسژن تهيه مي شود. منومر اوليه اين ماده OC6H4C(CH3)2C6H4COO
است. پلي كربنات يك ترموپلاستيك خطي، با خاصيت كريستاليزاسيون پايين، شفاف و با جرم مولكولي بالا بوده وعموماً تحت نام تجاري Lexan شناخته مي‌شود. اين پليمر داراي مقاومت شيميايي بالا در گريس كاري و روغن كاري بوده ولي داراي مقاومت پايين در برابر حلالهاي آلي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) به همراه مقاومت الكتريكي بالا راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است. وقتي يك پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخابي مناسبي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) بهمراه مقاومت الكتريكي بالا، راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش ، وعبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است.وقتي يك پوشش ترانسپارنت با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخاب مناسبي است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسيار كوچك ماشين آلات – مخصوصاً ماشين آلاتي كه داراي تجهيزات قالبگيري پيچيده هستند، پره هاي پمپ ها، كلاه هاي ايمني و ديگر كاربردهايي كه نياز به وزن سبك و مقاومت ضربه گيري بالا دارد، استفاده از ترموپلاستيك‌هاي پلي كربنات رضايت بخش است. اين مواد مي‌توانند در دماهاي بين 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گيرند.
ترموست ها
الف – پلي اورتان ها (PUR)
اين پليمرها در فرمهاي مختلف نظير فوم هاي انعطاف پذير و سخت، الاستومورها و رزين هاي مايع استفاده مي شوند. پلي اورتان ها در برابر اسيدها و بازهاي قوي و حلال هاي آلي داراي مقاومت خوردگي پايين هستندو فوم هاي انعطاف پذير عمدتاً براي كاربردهاي خانگي (نظير بسته بندي ) استفاده مي شوند، در حاليكه فوم هاي سخت به عنوان مواد عايق حرارتي براي انتقال سيالات كرايوژنيك و محصولات غذايي سرد بكار گرفته
مي شود.
ب – پلاستيك هاي فوران اين پلاستيك ها از فنوليگ گران تر هستند، اما استحكام كششي بالاتري دارند. بعضي مواد در اين دسته داراي مقاومت قليايي بيشتر هستند. مقاومت حرارتي اين پلي استرها حدود 0C80 است.
رزين‌هاي اپو كسي (EP)
اپوكسي هاي با پايه گليسيدال اتر شايد بهترين تركيب از نظر مقاومت سايشي و خواص مكانيكي باشند. اپوكسي هاي تقويت شده با فايبر گلاس استحكام بسيار بالا و مقاومت حرارتي خوبي دارند و مقاومت شيميايي رزين اپوكسي در مقابل اسيدهاي ضعيف بسيار عالي و در مقابل اسيدهاي قوي نامناسب مي باشد. مقاومت قليايي آن، در محلول هاي ضعيف بسيار خوب است. اپوكسي در قالب ريزي، اكستروژن ها، ورقه ها، چسبنده ها و پوشش ها كاربرد دارند. اين مواد بعنوان لوله ها ، شيرها، پمپ ها، تانك هاي كوچك، ظروف، سينك ها، آستركاريها، پوشش هاي محافظ، عايق كاري، چسبنده ها و حديده ها بكار مي روند.
رابرها و الاستومرها
رابرها و الاستومرها عمدتاً بعنوان مواد پوشش برج ها،مخازن، تانكها، و لوله ها استفاده مي شوند. مقاومت شيميايي بستگي به نوع رابر و تركيبات آن دارد. اخيراً رابرهاي مصنوعي به بازار عرضه شده كه نيازهاي صنايع شيميايي را تا حد زيادي تامين كند. هرچند هيچ يك از رابرهاي تهيه شده داراي خواص رابر طبيعي نيست، ولي در يك يا چند مورد نسبت به آن برتري دارد. از رابرهاي مصنوعي ، ترانس – پلي ايزوپرن سيس- پلي بوتادين، شبيه رابر طبيعي هستند. تفاوت رابرها و الاستومرها در كاربردهاي خاص، مشخص مي شود.
الف) رابر طبيعي (NR)
رابر طبيعي يا سيس – 1 و 4- پلي‌ايزوپرن داراي منومر اوليه سيس – 1 و 4- ايزوپرن (اين ماده گاهي كائوچو ناميده مي‌شود) است. رابر طبيعي توسط فرآوري عصاره درخت رابر
(Heva Brasiliensis) با بخار، و تركيب آن با عوامل ولكانيزه، آنتي‌اكسيدان‌ها و پركننده تهيه مي‌شود. رنگهاي دلخواه مي‌تواند با تركيب رنگدانه‌هاي مناسب (به عنوان مثال، قرمز: اكسيد آهن- Fe2O3، سياه: كربن سياه و سفيد: اكسيد روي – ZnO) حاصل شود. رابر طبيعي داراي خواص دي‌الكتريك مناسب قابليت ارتجاعي عالي، قابليت جذب ارتعاش بالا و مقاومت شكست مناسب است. بطور كلي، رابرهاي طبيعي از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قليا و نمكها مقاوم هستند. رابر طبيعي، براحتي توسط مواد شيميايي اكسيد‌كننده، اكسيژن اتمسفري، ازن، روغن‌ها، بنزن و ستن‌ها مورد حمله قرار گرفته وغالباً داراي مقاومت شيميايي كم در مقابل نفت و مشتقات آن و بسياري مواد شيميايي آلي هستند، بطوري كه در معرض آنها نرم مي‌شوند. علاوه بر اين، در مقابل تابش اشعه UV (به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) بسيار حساس هستند. در مجموع اين ماده براي كاربردهايي كه به مقاومت سايشي، مقاومت الكتريكي و خواص جذب ضربه يا ارتعاش نياز دارند، بسيار مناسب است. با وجود اين، به واسطه محدوديت مكانيكي رابر طبيعي، و همچنين بسياري رابرهاي مصنوعي، توسط ولكانيزاسيون و تركيب با افزودنيهاي ديگر اين مواد به محصولات پايدارتر و سخت‌تر تبديل مي‌شوند. فرآيند ولكانيزاسيون شامل اختلاط رابر طبيعي يا مصنوعي خام با 25 درصد وزني سولفور و حرارت مخلوط در OC150 است. مواد رابر حاصله به واسطه واكنش‌هاي زنجيري بين رشته‌هاي كربن مجاور به مراتب سخت‌تر و قوي‌تر از مواد اوليه هستند. بنابراين، كاربردهاي صنعتي رابر طبيعي ولكانيزه شده شامل مواردي نظير: پوشش داخلي پمپها، شيرها، لوله‌ها، خرطومي‌ها و اجزاي ماشين كاري است. به دليل مقاومت شيميايي پايين و حساسيت اين رابر به نور خورشيد، كه يك خاصيت نامطلوب در صنايع است، امروزه اين ماده با انواع جديد الاستومرها جايگزين مي‌شود.
ترانس- پلي‌ايزوپرن رابر (PIR)
ترانس – 1 و 4- پلي‌ايزوپرن رابر، يك رابر مصنوعي با خواص مشابه نوع طبيعي آن است. اين ماده اولين بار در طول جنگ جهاني دوم به واسطه مشكلات تامين رابر طبيعي بطور صنعتي شناخته شد. گرچه، اين ماده حاوي ناخالصي‌هاي كمتري نسبت به رابر طبيعي بوده و فرآيند تهيه آن بسيار ساده است، به دليل قيمت بالاي آن، زياد مورد استفاده قرار نمي گيرد. خواص مكانيكي و مقاومت شيميايي آن، مشابه رابر طبيعي بوده و مانند بسياري از انواع ديگر رابرها خواص مكانيكي آن توسط فرآيند ولكانيزاسيون بهبود مي‌يابد.
ج- رابر استايرن بوتادين (SBR)
رابر استايرن بوتادين، يك كوپليمر استايرن و بوتادين است. اين رابر تحت نام تجاري Buna S شناخته شده است. مقاومت شيميايي آن مشابه رابر طبيعي است و داراي مقاومت پايين در مقابل اكسيد‌كننده‌ها، هيدروكربن‌ها و روغن‌هاي معدني است. از اين رو از نظر شيميايي مزيت خاصي نسبت به ديگر رابرها ندارد اين رابر در تاير اتومبيل، تسمه‌ها، واشرها، لوله‌هاي خرطومي و ديگر محصولات متنوع استفاده مي‌شود.
رابر نيتريل (NR)
نيتريل رابر، يك كوپليمر از بوتادين و آكريلونيتريل است. اين ماده در نسبتهاي متفاوت از 25:75 تا 75:25 ساخته مي‌شود كه سازنده بايد درصد آكريلونيتريل را در محصول خود مشخص كند. رابر نيتريل تحت نام تجاري Buna N شناخته شده و نظر به مقاومت در برابر متورم شدن در حالت غوطه‌وري در روغن‌هاي معدني، داراي مقاومت بالا در مقابل روغن‌ها و حلا‌ل‌ها است. علاوه بر اين، مقاومت شيميايي آن در مقابل روغن‌ها متناسب با ميزان آكريلونيتريل آن است. گرچه اين ماده در مقابل اكسيد‌كننده‌هاي قوي نظير اسيد نيتريك مقاوم نيست، مقاومت خوبي در مقابل ازن و تابش اشعه UV نشان مي‌دهد. رابر نيتريل براي لوله‌هاي پلاستيكي گازوئيل، ديافراگم پمپ‌هاي سوخت، واشرها، آب‌بندها و درزگيرها (نظير او- رينگ‌ها) ونهايتاً زيره‌هاي مقاوم در برابر روغن براي كفش‌هاي كار ايمني استفاده مي‌شوند.
ه) بوتيل رابر
بوتيل رابر، يك كوپليمر از ايزوبوتيلن و ايزوپرن است. بوتيل رابر از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، نمكها و قلياها مقاوم بوده و مقاومت شيميايي خوبي در مقابل اسيدهاي غليظ به استثناي اسيدنيتريك و اسيد سولفوريك دارا است. اين رابر در مقابل ازن نيز مقاومت بالايي دارد. گرچه به راحتي در مقابل مواد شيميايي اكسيد‌كننده، روغن‌ها، بنزن، و ستن‌ها مورد حمله قرار مي‌گيرد، داراي مقاومت شيميايي پايين در مقابل نفت و مشتقات آن و ديگر مواد شيميايي آلي است. علاوه بر اين، رابر بوتيل در مقابل اشعه UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) بسيار حساس است. مشابه ديگر رابرها، خواص مكانيكي آن توسط فرآيند ولكانيزاسيون بهبود مي‌يابد. كاربردهاي صنعتي آن مشابه كاربردهاي رابر طبيعي است. بوتيل رابر براي تيوبهاي داخلي تاير و لوله‌هاي خرطومي استفاده مي‌شود.
نتيجه‌گيري
با توجه به مطالب ارايه شده در اين مقاله، پليمرها به سه گروه اصلي ترموپلاستيك‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها تقسيم مي شوند كه بعضي انواع آن از نظر خواص فيزيكي و كاربردهاي آنها بيان شد.
نتيجه حاصل از بررسي انواع مختلف پليمرها مشخص مي‌كند كه هر سه گروه مذكور داري مقاومت شيميايي بسيار بالا در برابر اسيدهاي معدني بوده و تقريباً همه آنها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد، بسيار حساس هستند.
ترموپلاستيك‌ها با توجه به خواص مكانيكي و شيميايي مناسب، در بسياري كاربردهاي صنعتي نظير لوله‌ها و تجهيزات انتقال، تجهيزات الكتريكي، پوشش‌ها، اتصالات و نظاير آن استفاده مي‌شوند.
ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستيك‌ها داراي مقاومت خوردگي پاييني هستند و در نتيجه استفاده از آنها در صنايع محدود به ساخت لوله‌ها، شيرها، پمپها، ظروف، پوشش‌هاي محفاظ، عايق‌كاري، چسبنده‌ها و ... مي شود.
الاستومرها نيز به عنوان مواد پوشش مخازن، تانكها و لوله‌ها استفاده شده و از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قلياها و نمكها مقاوم هستند.
(1) پلاستيك هاي گرمانرم1 ، (2) پلاستيك هاي گرما سخت2 يا ترموست ها3 ، و (3) الاستومرها. ترموپلاستيك ها با افزايش دما نرم شده و با خنك شدن به سختي اوليه اشان برمي گردند و بيشتر قابل ذوب هستند، به عنوان مثال، نايلون، پلاستيك هاي گرما سخت (ترموست ها) وقتي گرم مي شوند، سخت شده و هنگام سرد شدن به سختي اوليه برمي گردند. اين مواد توسط كاتاليزورها يا گرم شدن تحت فشار به يك شكل دائمي تبديل مي شوند. الاستومرها نظير رابرها مي توانند بدون پاره شدن و گسستن در برابر تغيير شكل مقاومت كنند. در مقاله حاضر، انواع محدودي از پليمرهاي هر گروه و كاربرد و خواص آنها مورد بررسي قرار مي گيرد.
ترموپلاستيك ها
الف – پلي اولفين يا پليمرهاي اتنيك
همه اين ترموپلاستيك ها بطور مشترك داراي منور اتلين (H2C=CH2) هستند.
پلي اتيلن 6(PE)- پلي اتيلن اولين محصول تجاري در سال 1940 بوده و از نفت خام يا گاز طبيعي تهيه مي شود.
پلي اتيلن يك ماده ترموپلاستيك است كه بسته به ساختار مولكولي از يك نوع به نوع ديگر متفاوت است. در حقيقت، با تغيير وزن مولكولي (يعني طول زنجير)، تبلور (يعني وضعيت زنجير)، و خواص شاخه ( يعني پيوند شيميايي بين زنجيرهاي مجاور) مي توان محصولات متنوعي از آن توليد كرد. پلي‌اتيلن مي تواند در چهار نوع تجاري تهيه شود: (1) دانسيته پايين، (2) دانسيته متوسط، (3) دانسيته بالا و (4) پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا.
پلي اتيلن دانسيته پايين (LDPEhttp://www.pnu-club.com/imported/2009/03/228.gif
داراي نقطه ذوب OC1050، سختي، مقاومت شكست فشاري، شفافيت، انعطاف پذيري و خاصيت انبساط پذيري است. بنابراين، به دليل روش ساخت و استعمال آسان آن، براي لوله كشي و بسته‌بندي‌ها استفاده مي شود. مقاومت شيميايي آن بسيار برجسته است، گر چه به اندازه پلي‌اتيلن دانسيته و يا پلي پروپيلن نيست، اما اين پليمر در مقابل بسياري اسيدهاي معدني (مانند HCI و HF) و قلياها (نظير NH4OH-KOH-NaoH) مقاوم بوده و براي جابجايي مواد شيميايي معدني مي توان از آن استفاده كرد، ولي بايد از تماس آن با آلكان ها، هيدروكربن هاي آروماتيك، هيدروكربن هاي كلرينه و اكسيد كننده‌هاي قوي (نظير HNo3)) اجتناب كرد. اتصال قسمتهاي مختلف از جنس PE با استفاده از جوش ذوبي انجام مي شود. بدين ترتيب، انجام لوله كشي به اين شكل ارزان بوده و نسبت به ديگر مواد موجود، براي خطوط فاضلاب، خطوط آب، و ديگر سرويسهايي كه در معرض فشارها و يا درجه حرارت هاي بالا قرار نمي گيرند، بسيار مقاوم و بهترين انتخاب است. با وجود اين، محدوديت هايي وجود دارد كه استفاده از آنها را در بسياري كاربردها غيرممكن مي سازد. اين محدوديت ها عبارت از، استحكام پايين، مقاومت حرارتي پايين (بالاترين محدوده دمايي براي اين ماده 0C60 است)، نزول كيفيت تحت پرتو تابي UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) است. با وجود اين، پلي اتيلن مي تواند جهت افزايش استحكام، مقاومت و ديگر خواص مكانيكي مطلوب با مواد ديگر تركيب شود.
پلي اتيلن دانسيته بالا (HDPE)
داراي خواص مكانيكي برجسته و مقاومت مكانيكي نسبتاً بيشتري در مقايسه با نوع دانسيته پايين است. تنها اكسيد كننده هاي قوي بطور محسوس در محدوده دمايي مشخص به اين مواد حمله خواهند كرد. اگر رزين پايه درست انتخاب نشود، شكست فشاري HDPE مي تواند مشكل ساز باشد. خواص مكانيكي اين ماده، استفاده از آنها را در شكل هاي بزرگتر و كاربردهايي نظير مواد ورقه اي در داخل مخازن، بعنوان عايق كاري در ستون‌ها گسترش داده است. در اين ماده نيز از جوش حرارتي مي توان استفاده كرد.
پلي اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE)
يك پلي اتيلن خطي با محدوده وزن مولكولي متوسط 106×3 تا 106×5 است. زنجيرهاي خطي طولاني، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر سايش، سختي، مقاومت در برابر شكست فشاري را، علاوه بر خواص عمومي PE نظير خنثي بودن در مقابل مواد شيميايي و ضريب اصطكاك پايين ايجاد مي‌كنند. بنابراين، اين ترموپلاستيك براي كاربردهايي كه نياز به مقاومت در برابر سايش دارند، نظير اجزاي استفاده شده در ماشين آلات بكار مي رود. در حالت كلي، پلي‌اتيلن‌ها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد بسيار حساس هستند. با وجود اين، مي‌توان از حساسيت آن با افزايش تثبيت‌كننده‌هاي مخصوص جلوگيري كرد.
پلي پروپيلن (PP)
با متيل جانشين شده بر روي اتيلن (پروپيلن) بعنوان منومر، خواص مكانيكي بطور قابل ملاحظه اي در مقايسه با پلي اتيلن بهبود مي يابد، در حقيقت اين پليمر داراي دانسيته پايين (kg.m3 915-900)، سخت تر و محكم تر بوده و داراي استحكام بيشتري نسبت به انواع ديگر است. علاوه بر اين نسبت به PE در دماهاي بالاتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقاومت شيميايي آن بيشتر بوده و تنها توسط اكسيد كننده هاي قوي مورد حمله قرار مي گيرد. اگر در انتخاب رزين مناسب دقت نشود، شكست فشاري PP مي‌تواند مشكل ساز باشد.خواص مكانيكي بهتر اين ماده استفاده از آن را در اشكال بزرگتر، به شكل مواد ورقه اي داخل مخازن، بعنوان پوشش گسترش داده است. ضريب انبساط حرارتي براي PP از HDPE كمتر است. دو كاربرد مهم PP ساخت قسمت هاي قالب تزريقي و رشته‌ها و فيبرها است.
پلي بوتيلن (PB)
از پلي ايزوبوتيلن حاصل از تقطير روغن خام تهيه شده است. منومر آن اتيلن با دو گروه متيل جايگزين شده با دو اتم هيدروژن است.
پلي‌وينيل كلرايد (PVC)
اولين ترموپلاستيك استفاده شده در مقادير بالا در كاربردهاي صنعتي است. اين پليمر با واكنش گاز استيلن با اسيد‌هيدروكلريك در حضور كاتاليزور مناسب تهيه مي شود. استفاده از PVC به دليل سادگي ساخت، در طول سالها افزايش يافته است. اين پليمر داراي كاربري آسان است.در مقابل اسيدها و بازهاي معدني قوي مقام بوده و در نتيجه بيش از 40 سال بطور گسترده به عنوان لوله كشي آب سرد و مواد شيميايي استفاده مي شده است. گرچه، در طراحي ساختار لوله، ضريب انبساط حرارتي خطي و ضريب الاستيك ناچيز اين ماده بايد در نظر گرفته شود.
پلي وينيل كلرايد كلرينه شده (CPVC)
پلي وينيل كلرايد مي تواند با كلرينه شدن جهت توليد يك پلاستيك وينيل كلرايد با مقاومت خوردگي اصلاح شده و مقاومت در دماهاي 20 تا 30 درجه بالاتر تغير كند. بنابراين، CPVC كه داراي همان محدوده مقاومت شيميايي PVC است، مي تواند به عنوان لوله، اتصالات، كانال ها، تانكها و پمپها در تماس با مايعات خورنده و آب داغ استفاده مي‌شود. براي مثال، مي‌توان تعيين كرد كه مقاومت شيميايي اين ماده در مقايسه با PVC در محيطهاي حاوي wt%20 استيك اسيد، wt%50-40 كروميك اسيد wt%70-60 نيتريك اسيد در oC300 و wt%80 سولفوريك اسيد، هگزان در oC50 و wt%80 سديم هيدروكسيد تا دماي 80 درجه سانتيگراد، بيشتر است.
پلي وينيل استات (PVA)
از منومري كه در آن يك گروه استات با يك اتم هيدروژن در منومر اتيلن جايگزين شده، تهيه مي شود. اين پليمر به عنوان پليمرهاي ساختاري استفاده نمي شود، زيرا يك ترموپلاستيك نسبتاً نرم است و از اين جهت تنها براي پوشش ها و چسب ها بكار مي رود.
پلي استايرن (PS)
از منومر استايرن C6H5CH=CH2 (فنيل بنزن) تشكيل شده است. پلي استايرن يك آمورف و ترموپلاستيك ناهمسان است. حلقه آروماتيك به سختي پلاستيك كمك مي كند و از جابجايي زنجير كه پلاستيك را ترد و شكننده مي كند، جلوگيري مي‌كند. اين پليمر براي كاربردهايي كه مستلزم تماس با مواد شيميايي خورنده هستند، توصيه نمي شود، زيرا مقاومت شيميايي آن در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك هاي موجود ناچيز بوده و در محيط هاي خاص شكست فشاري خواهند داشت. پلي استايرن در مقابل تابش اشعه UV (مانند تابش نور خورشيد ) حساس بوده و به رنگ مايل به زرد تبديل مي‌شود و مقاومت حرارتي آن نيز تنها
0C 650 است. اين ماده به عنوان پوشش تجهيزات و در بسياري كاربردهاي الكتريكي استفاده مي شود. اتصالات لوله كشي از اين پلاستيك تهيه شده، و بسياري ظروف هستند كه از پلي‌استايرن اصلاح شده، ساخته مي شوند. نحوه اتصال اين قطعات توسط جوشكاري با استفاده از حلال است، اما استفاده از آنها به آب و محلولهايي كه حاوي مواد آلي و معدني نباشند، محدود مي شود. پلي استايرن سومين ترموپلاستيك پرمصرف پس از PE و PP با بازار 20% است.
پلي متيل پنتن (PMP)
يك دستگاه پلاستيك با شفافيت و خواص الكتريكي خوب است كه مي تواند تا دماي 0C150 نيز مورد استفاده قرار گيرد.
آكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS)
يك سه بسپار با منومر بوتادين است، منومر دوم، آكريلونيتريل، از مولكول اتيلن كه اتم هيدروژن آن با يك گروه نيتريل (CN) جايگزين شده تشكيل شده. منومر سوم از يك مولكول اتيلن با گروه فنيل جايگزين شده با اتم هيدروژن (استايرن) تشكيل شده است.خواص اين پليمر با تغيير نسبت آكريلونيتريل در دو جزء ديگر آن، بطور قابل ملاحظه‌اي متغير است. اين مشتق از رزين هاي استايرن داراي جايگاه مهمي است. در حقيقت، استحكام، سختي، ثبات بعدي و ديگر خواص مكانيكي آنها، با تغيير اين نسبتها قابل اصلاح است. گرچه، اين مواد داراي مقاومت حرارتي پايين OC90 استحكام نسبتاً كم، و مقاومت شيميايي محدود هستند، قيمت پايين، اتصال راحت و راحتي ساخت، اين مواد را براي لوله‌هاي توزيع گاز، آب، فاضلاب و خطوط تخليه، قسمتهاي اتومبيل و خدمات بسيار از تلفن تا قسمتهاي مختلف اتومبيل بسيار مورد توجه كرده است. مقاومت اين ماده توسط مقدار كمي از تركيبات آلي تهديد مي شود، و به آساني توسط عوامل اكسيد كننده و اسيدهاي معدني قوي مورد حمله قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين، ممكن است گراكينگ فشاري در حضور بعضي مواد آلي در آنها رخ دهد.
پلي تترافلورواتيلن (PTFE)
از منومر مولكول اتيلن كاملاً فلورينه شده به دست مي آيد كه تحت نام تجاري تفلون 4 شناخته شده است. نظر به ذوب بالا (0C327) داراي پايداري دمايي بسيار بالا با مقاومت حرارتي تا 0C280 است، و از نظر شيميايي يكي از خنثي ترين مواد شناخته شده پس از شيشه، فلزات دير گداز نظير تانتالم1 و فلزات گروه پلاتينيم نظير ايريديم 2 يا پلاتينيم 3 براي استفاده در مواد خورنده حتي در دماي بالا است. يكي از مشكلات عمده اين پليمر خستگي ناشي از سيكل هاي حرارتي به واسطه تكرار انبساط و انقباض در يك دوره زماني در دماهاي بالاتر از مرز بيان شده است. با توجه به تخلخل آنها، يكي از دلايل زوال فلوروكربن‌ها جذب مواد شيميايي و به دنبال آن واكنش با اجزاي ديگر در ترموپلاستيك است. هنگامي كه اين پديده اتفاق مي افتد، منجر به دفرمه شدن سطح، نظير حبابي شدن مي شود. اين مواد داراي محدوده دمايي معيني هستند و از افزايش دما بايد اجتناب شود.
پلي تري فلورو كلرو اتيلن (PTCE)
اين كلرو فلورو پليمر داراي پايداري حرارتي تا 0C175 بوده و مقاومت شيميايي كمتري نسبت به PTFE كاملاً فلورينه شده دارد. اين پليمرتحت نام تجاري Kel-F شناخته شده است. بطور كلي، خواص كاري اين پلاستيك نسبتاً خوب است، بطوري كه مي تواند به وسيله قالبگيري تزريقي شكل گرفته و نتيجتاً بعنوان پوشش و همچنين براي پوشش‌هاي پيش ساخته براي بسياري كاربردهاي شيميايي استفاده شود.
پلي وينيليدن فلورايد (PVDF)
اين ماده داراي مقاومت حرارتي كم تر 0C15 و پايداري شيميايي پايين تري نسبت به ديگر فلوروكربن‌ها است. اين پليمر داراي كاربردهاي بسياري در صنايع فرآيند‌هاي شيميايي و ساخت پمپ ها، شيرها، لوله، مخازن كوچك و ديگر تجهيزات است. اين مواد به عنوان پوشش و آستر نيز بكار مي روند. 000
ب- پلي آميدها (PA)
ترموپلاستيك هاي پلي آميد از طريق چگالش واكنش كربوكسيل اسيد (RCOOH) و يك آمين (RNH2) با حذف آب تهيه مي شود. اين رزين ها تحت نام تجاري نايلون، يكي از اولين محصولات رزيني استفاده شده بعنوان مواد مهندسي شناخته شده است. خواص مكانيكي بسيار خوب بهمراه راحتي ساخت، رشد متداوم آنها را براي كاربردهاي مكانيكي حتمي مي‌كند. استحكام بالا، سختي، مقاومت در برابر سايش و مدول يانگ بالا خواص بسيار با ارزش نايلون ها بوده و موارد استعمال آن را در كاربردهاي مهم در تجهيزات عملياتي مختلف نظير چرخ دنده ها، اتصالات الكتريكي، شيرها، نگهدارنده ها، لوله گذاري و پوشش سيم‌ها توجيه مي‌كند. مقاومت حرارتي نايلون مي‌تواند متغير باشد، اما در محدوده دمايي 0C100، بايد در نظر گرفته شود. اين پليمر به عنوان يك ترموپلاستيك، به استثناي مقاومت ناچيز آن در تماس با اسيدهاي معدني قوي داراي مقاومت شيميايي خوبي است. نظر به گوناگوني مشتقات يا كوپليمرهاي آغازگر، انواع تجاري متنوعي از رزين هاي نايلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلي آن، نايلون و نايلون 66 است كه داراي استحكام بالايي هستند. اخيراً ، انواع تجاري جديدي از نايلون عرضه شده كه بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدوديت‌هاي موجود، برتري دارد. اين مواد شامل پلي آميدهايي است كه داراي يك گروه آروماتيك در منومر آنها بوده، و به همين دليل آراميد رزين (آرومانتيك آميدها) كه تحت نام تجاري Kelvar و Nomex شناخته شده، ناميده مي شود.
ج ) پلي استاليز
پلي استالزها تحت نام تجاري Delrin و عموماً با پليمر اوليه فرمالدئيد است. ثبات بعدي عالي و استحكام رزين استال، استفاده از آنها در چرخ دنده ها، پره‌هاي پمپ، انواع اتصالات رزوه اي نظير درپوش‌ها و قسمتهاي مكانيكي را امكان پذير مي‌كند. اين مواد مختلف آلي و معدني در محدوده وسيعي است. همانند بسياري پليمرهاي ديگر اين پليمر فرمالدئيد در مقابل اسيدهاي قوي، بازهاي قوي يا مواد اكسيد كننده مقاوم نخواهد بود.
د ) سلولزها
مهمترين مشتقات سلولزي در پليمرها، ترموپلاستيك هاي استات، بوتيرات و پروپيونات هستند. اين پليمرها در موارد مهم استفاده نمي شوند اما در قطعات كوچك نظير پلاك هاي شناسايي، پوشش هاي تجهيزات الكتريكي و ديگر كاربردهايي كه نياز به يك پلاستيك شفاف با خواص مقاومت ضربه بالا دارند، استفاده مي شود. خواص فرسايشي اين مواد، مخصوصاً در مورد پروپيونات خوب است، اما مقاومت مكانيكي آنها در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك ها قابل رقابت نيست. آب و محلولهاي نمكي اثري بر اين مواد ندارند، اما مقادير ناچيز از اسيد، قليا يا ديگر حلال ها بر روي آن اثر نامطلوبي دارد. بالاترين دماي مفيد 0C60 است.
ه – پلي‌كربناتها (PC)
پلي كربناتها توسط واكنش پلي فنل با دي كلرومتان و فسژن تهيه مي شود. منومر اوليه اين ماده OC6H4C(CH3)2C6H4COO
است. پلي كربنات يك ترموپلاستيك خطي، با خاصيت كريستاليزاسيون پايين، شفاف و با جرم مولكولي بالا بوده وعموماً تحت نام تجاري Lexan شناخته مي‌شود. اين پليمر داراي مقاومت شيميايي بالا در گريس كاري و روغن كاري بوده ولي داراي مقاومت پايين در برابر حلالهاي آلي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) به همراه مقاومت الكتريكي بالا راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است. وقتي يك پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخابي مناسبي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) بهمراه مقاومت الكتريكي بالا، راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش ، وعبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است.وقتي يك پوشش ترانسپارنت با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخاب مناسبي است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسيار كوچك ماشين آلات – مخصوصاً ماشين آلاتي كه داراي تجهيزات قالبگيري پيچيده هستند، پره هاي پمپ ها، كلاه هاي ايمني و ديگر كاربردهايي كه نياز به وزن سبك و مقاومت ضربه گيري بالا دارد، استفاده از ترموپلاستيك‌هاي پلي كربنات رضايت بخش است. اين مواد مي‌توانند در دماهاي بين 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گيرند.
ترموست ها
الف – پلي اورتان ها (PUR)
اين پليمرها در فرمهاي مختلف نظير فوم هاي انعطاف پذير و سخت، الاستومورها و رزين هاي مايع استفاده مي شوند. پلي اورتان ها در برابر اسيدها و بازهاي قوي و حلال هاي آلي داراي مقاومت خوردگي پايين هستندو فوم هاي انعطاف پذير عمدتاً براي كاربردهاي خانگي (نظير بسته بندي ) استفاده مي شوند، در حاليكه فوم هاي سخت به عنوان مواد عايق حرارتي براي انتقال سيالات كرايوژنيك و محصولات غذايي سرد بكار گرفته
مي شود.
ب – پلاستيك هاي فوران اين پلاستيك ها از فنوليگ گران تر هستند، اما استحكام كششي بالاتري دارند. بعضي مواد در اين دسته داراي مقاومت قليايي بيشتر هستند. مقاومت حرارتي اين پلي استرها حدود 0C80 است.
رزين‌هاي اپو كسي (EP)
اپوكسي هاي با پايه گليسيدال اتر شايد بهترين تركيب از نظر مقاومت سايشي و خواص مكانيكي باشند. اپوكسي هاي تقويت شده با فايبر گلاس استحكام بسيار بالا و مقاومت حرارتي خوبي دارند و مقاومت شيميايي رزين اپوكسي در مقابل اسيدهاي ضعيف بسيار عالي و در مقابل اسيدهاي قوي نامناسب مي باشد. مقاومت قليايي آن، در محلول هاي ضعيف بسيار خوب است. اپوكسي در قالب ريزي، اكستروژن ها، ورقه ها، چسبنده ها و پوشش ها كاربرد دارند. اين مواد بعنوان لوله ها ، شيرها، پمپ ها، تانك هاي كوچك، ظروف، سينك ها، آستركاريها، پوشش هاي محافظ، عايق كاري، چسبنده ها و حديده ها بكار مي روند.
رابرها و الاستومرها
رابرها و الاستومرها عمدتاً بعنوان مواد پوشش برج ها،مخازن، تانكها، و لوله ها استفاده مي شوند. مقاومت شيميايي بستگي به نوع رابر و تركيبات آن دارد. اخيراً رابرهاي مصنوعي به بازار عرضه شده كه نيازهاي صنايع شيميايي را تا حد زيادي تامين كند. هرچند هيچ يك از رابرهاي تهيه شده داراي خواص رابر طبيعي نيست، ولي در يك يا چند مورد نسبت به آن برتري دارد. از رابرهاي مصنوعي ، ترانس – پلي ايزوپرن سيس- پلي بوتادين، شبيه رابر طبيعي هستند. تفاوت رابرها و الاستومرها در كاربردهاي خاص، مشخص مي شود.
الف) رابر طبيعي (NR)
رابر طبيعي يا سيس – 1 و 4- پلي‌ايزوپرن داراي منومر اوليه سيس – 1 و 4- ايزوپرن (اين ماده گاهي كائوچو ناميده مي‌شود) است. رابر طبيعي توسط فرآوري عصاره درخت رابر
(Heva Brasiliensis) با بخار، و تركيب آن با عوامل ولكانيزه، آنتي‌اكسيدان‌ها و پركننده تهيه مي‌شود. رنگهاي دلخواه مي‌تواند با تركيب رنگدانه‌هاي مناسب (به عنوان مثال، قرمز: اكسيد آهن- Fe2O3، سياه: كربن سياه و سفيد: اكسيد روي – ZnO) حاصل شود. رابر طبيعي داراي خواص دي‌الكتريك مناسب قابليت ارتجاعي عالي، قابليت جذب ارتعاش بالا و مقاومت شكست مناسب است. بطور كلي، رابرهاي طبيعي از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قليا و نمكها مقاوم هستند. رابر طبيعي، براحتي توسط مواد شيميايي اكسيد‌كننده، اكسيژن اتمسفري، ازن، روغن‌ها، بنزن و ستن‌ها مورد حمله قرار گرفته وغالباً داراي مقاومت شيميايي كم در مقابل نفت و مشتقات آن و بسياري مواد شيميايي آلي هستند، بطوري كه در معرض آنها نرم مي‌شوند. علاوه بر اين، در مقابل تابش اشعه UV (به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) بسيار حساس هستند. در مجموع اين ماده براي كاربردهايي كه به مقاومت سايشي، مقاومت الكتريكي و خواص جذب ضربه يا ارتعاش نياز دارند، بسيار مناسب است. با وجود اين، به واسطه محدوديت مكانيكي رابر طبيعي، و همچنين بسياري رابرهاي مصنوعي، توسط ولكانيزاسيون و تركيب با افزودنيهاي ديگر اين مواد به محصولات پايدارتر و سخت‌تر تبديل مي‌شوند. فرآيند ولكانيزاسيون شامل اختلاط رابر طبيعي يا مصنوعي خام با 25 درصد وزني سولفور و حرارت مخلوط در OC150 است. مواد رابر حاصله به واسطه واكنش‌هاي زنجيري بين رشته‌هاي كربن مجاور به مراتب سخت‌تر و قوي‌تر از مواد اوليه هستند. بنابراين، كاربردهاي صنعتي رابر طبيعي ولكانيزه شده شامل مواردي نظير: پوشش داخلي پمپها، شيرها، لوله‌ها، خرطومي‌ها و اجزاي ماشين كاري است. به دليل مقاومت شيميايي پايين و حساسيت اين رابر به نور خورشيد، كه يك خاصيت نامطلوب در صنايع است، امروزه اين ماده با انواع جديد الاستومرها جايگزين مي‌شود.
ترانس- پلي‌ايزوپرن رابر (PIR)
ترانس – 1 و 4- پلي‌ايزوپرن رابر، يك رابر مصنوعي با خواص مشابه نوع طبيعي آن است. اين ماده اولين بار در طول جنگ جهاني دوم به واسطه مشكلات تامين رابر طبيعي بطور صنعتي شناخته شد. گرچه، اين ماده حاوي ناخالصي‌هاي كمتري نسبت به رابر طبيعي بوده و فرآيند تهيه آن بسيار ساده است، به دليل قيمت بالاي آن، زياد مورد استفاده قرار نمي گيرد. خواص مكانيكي و مقاومت شيميايي آن، مشابه رابر طبيعي بوده و مانند بسياري از انواع ديگر رابرها خواص مكانيكي آن توسط فرآيند ولكانيزاسيون بهبود مي‌يابد.
ج- رابر استايرن بوتادين (SBR)
رابر استايرن بوتادين، يك كوپليمر استايرن و بوتادين است. اين رابر تحت نام تجاري Buna S شناخته شده است. مقاومت شيميايي آن مشابه رابر طبيعي است و داراي مقاومت پايين در مقابل اكسيد‌كننده‌ها، هيدروكربن‌ها و روغن‌هاي معدني است. از اين رو از نظر شيميايي مزيت خاصي نسبت به ديگر رابرها ندارد اين رابر در تاير اتومبيل، تسمه‌ها، واشرها، لوله‌هاي خرطومي و ديگر محصولات متنوع استفاده مي‌شود.
رابر نيتريل (NR)
نيتريل رابر، يك كوپليمر از بوتادين و آكريلونيتريل است. اين ماده در نسبتهاي متفاوت از 25:75 تا 75:25 ساخته مي‌شود كه سازنده بايد درصد آكريلونيتريل را در محصول خود مشخص كند. رابر نيتريل تحت نام تجاري Buna N شناخته شده و نظر به مقاومت در برابر متورم شدن در حالت غوطه‌وري در روغن‌هاي معدني، داراي مقاومت بالا در مقابل روغن‌ها و حلا‌ل‌ها است. علاوه بر اين، مقاومت شيميايي آن در مقابل روغن‌ها متناسب با ميزان آكريلونيتريل آن است. گرچه اين ماده در مقابل اكسيد‌كننده‌هاي قوي نظير اسيد نيتريك مقاوم نيست، مقاومت خوبي در مقابل ازن و تابش اشعه UV نشان مي‌دهد. رابر نيتريل براي لوله‌هاي پلاستيكي گازوئيل، ديافراگم پمپ‌هاي سوخت، واشرها، آب‌بندها و درزگيرها (نظير او- رينگ‌ها) ونهايتاً زيره‌هاي مقاوم در برابر روغن براي كفش‌هاي كار ايمني استفاده مي‌شوند.
ه) بوتيل رابر
بوتيل رابر، يك كوپليمر از ايزوبوتيلن و ايزوپرن است. بوتيل رابر از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، نمكها و قلياها مقاوم بوده و مقاومت شيميايي خوبي در مقابل اسيدهاي غليظ به استثناي اسيدنيتريك و اسيد سولفوريك دارا است. اين رابر در مقابل ازن نيز مقاومت بالايي دارد. گرچه به راحتي در مقابل مواد شيميايي اكسيد‌كننده، روغن‌ها، بنزن، و ستن‌ها مورد حمله قرار مي‌گيرد، داراي مقاومت شيميايي پايين در مقابل نفت و مشتقات آن و ديگر مواد شيميايي آلي است. علاوه بر اين، رابر بوتيل در مقابل اشعه UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) بسيار حساس است. مشابه ديگر رابرها، خواص مكانيكي آن توسط فرآيند ولكانيزاسيون بهبود مي‌يابد. كاربردهاي صنعتي آن مشابه كاربردهاي رابر طبيعي است. بوتيل رابر براي تيوبهاي داخلي تاير و لوله‌هاي خرطومي استفاده مي‌شود.
نتيجه‌گيري
با توجه به مطالب ارايه شده در اين مقاله، پليمرها به سه گروه اصلي ترموپلاستيك‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها تقسيم مي شوند كه بعضي انواع آن از نظر خواص فيزيكي و كاربردهاي آنها بيان شد.
نتيجه حاصل از بررسي انواع مختلف پليمرها مشخص مي‌كند كه هر سه گروه مذكور داري مقاومت شيميايي بسيار بالا در برابر اسيدهاي معدني بوده و تقريباً همه آنها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد، بسيار حساس هستند.
ترموپلاستيك‌ها با توجه به خواص مكانيكي و شيميايي مناسب، در بسياري كاربردهاي صنعتي نظير لوله‌ها و تجهيزات انتقال، تجهيزات الكتريكي، پوشش‌ها، اتصالات و نظاير آن استفاده مي‌شوند.
ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستيك‌ها داراي مقاومت خوردگي پاييني هستند و در نتيجه استفاده از آنها در صنايع محدود به ساخت لوله‌ها، شيرها، پمپها، ظروف، پوشش‌هاي محفاظ، عايق‌كاري، چسبنده‌ها و ... مي شود.
الاستومرها نيز به عنوان مواد پوشش مخازن، تانكها و لوله‌ها استفاده شده و از نظر شيميايي در مقابل اسيدهاي معدني رقيق، قلياها و نمكها مقاوم هستند.