کاربرد مواد پلیمری در تولید قطعات خودرو
پلیمرها مولکول‌های بزرگی هستند که از طریق پیوند شیمیاییِ مجموعه‌ای از بلوک‌های اتمی ساخته می‌شوند. کلمۀ پلیمر از کلمه‌ای یونانی به معنیِ «دارای بخش‌های زیاد» گرفته شده است
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی «میهن صنعت»، پلیمرها مولکول‌های بزرگی هستند که از طریق پیوند شیمیاییِ مجموعه‌ای از بلوک‌های اتمی ساخته می‌شوند. کلمۀ پلیمر از کلمه‌ای یونانی به معنیِ «دارای بخش‌های زیاد» گرفته شده است. دانشمندان به هر یک از این بخش‌ها مونومر می‌گویند (که در زبان یونانی به معنیِ «یک قسمت» است). پلیمر را به‌عنوان زنجیره‌ای در نظر بگیرید که هریک از حلقه‌های آن، یک مونومر است. این مونومرها می‌توانند ساده باشند (فقط یک اتم یا دو یا سه اتم)، یا ممکن است ساختارهای حلقه‌ای‌شکلِ پیچیده‌ای باشند که حاوی ده‌ها یا بیشترِ عدد اتمیِ مختلف هستند. در یک پلیمر مصنوعی، هر یک از حلقه‌های این زنجیره، اغلب با همسایگان خود یکسان است؛ اما در پروتئین‌ها، DNA و سایر پلیمرهای طبیعی، پیوندهای زنجیره‌ای، اغلب با همسایگان خود متفاوت هستند.
برای خرید خار پژو 405 کلیک کنید
در برخی موارد، مواد پلیمری به‌جای زنجیرههای منفرد، از شبکه‌های متصل تشکیل می‌شوند. صرف‌نظر از شکل آن‌ها، این مولکول‌ها بسیار بزرگ هستند. در واقع آنقدر بزرگ هستند که دانشمندان آن‌ها را به.عنوان ماکرومولکول‌ها طبقه‌بندی می‌کنند. زنجیرههای پلیمری می‌توانند شامل صدها هزار اتم (یا حتی میلیون‌ها اتم) باشند. هرچه زنجیرۀ پلیمری، طولانی‌تر باشد، سنگین‌تر خواهد بود. و بهطورکلی، پلیمرهای بلندتر به موادی که از آن‌ها ساخته می‌شوند دمای ذوب و جوش بالاتری می‌دهند. همچنین، هرچه یک زنجیرۀ پلیمری طولانی‌تر باشد، ویسکوزیتۀ آن (مقاومت در برابر جریان‌یافتن) بیشتر می‌شود. دلیل این امر هم این است که این مواد، مساحت سطح بیشتری دارند که باعث می‌شود به مولکول‌های همسایۀ خود بچسبند و سخت‌تر جاری شوند.
در آزمایشگاه، شیمیدانان در طراحی و ساخت پلیمرها گزینه‌های زیادی دارند. آن‌ها ممکن است پلیمرهای مصنوعی را از مواد طبیعی بسازند یا می‌توانند از آمینواسیدها برای ساختن پروتئین‌های مصنوعی برخلاف پروتئین‌های ساخته‌شده توسط مادر طبیعت استفاده کنند. در اغلب موارد، شیمیدانان پلیمرهای جدید را از ترکیبات آزمایشگاهی تولید می‌کنند.
گاهی به پلیمرها، پلاستیک نیز گفته می‌شود. این اصطلاح از رفتار بسیار پلاستیکی برخی از مواد اولیه مانند پلی‌اتیلن ناشی می‌شود که می‌تواند قبل از وقوعِ شکستگیِ تحت‌فشار، تغییرشکل‌های پلاستیکی بسیار بزرگی را متحمل شود. پلیمرها همچنین گاهی به‌عنوان رزین (رزین مصنوعی) شناخته می‌شوند؛ زیرا رزینِ طبیعیِ درخت، منشأ برخی از مواد پلیمری ابتدایی است که برای هزاران سال مورد استفاده بشر بوده است.
خواص پلیمرها در تولید
در هنگام تولید یک پلیمر می‌توان متغیرهای زیر را کنترل کرد:
- مونومر پلیمریزه باشد یا مونومرهای کوپلیمر‌شده داشته باشیم.
- معرف (reagent) مورد استفاده برای شروع واکنش پلیمریزاسیون.
- ویژگی و مقدار معرف مورد استفاده برای اتصال عرضی زنجیرههای پلیمری.
- دما و فشاری که در آن پلیمریزاسیون اتفاق می‌افتد.
- حلّالی که مونومر در آن پلیمریزه شده است.
- روش جمع‌آوری پلیمر، که می‌تواند یک هم‌ترازی کم‌وبیش تصادفی، از زنجیرههای پلیمری ایجاد کند، یا صفحه‌ای را ایجاد کند که در آن، زنجیره‌ها در یک جهت تراز شده‌اند.
همچنین می‌توان خواص پلیمر را با افزودن تثبیت‌کننده‌ها یا نرم‌کننده‌ها تغییر داد. تثبیت‌کننده‌ها برای افزایش توانایی پلاستیک در مقاومت در برابر اکسیداسیون، برای کاهش حساسیت آن به گرما یا نور و یا به‌عنوان بازدارندۀ شعله، استفاده می‌شوند. نرم‌کننده‌ها، انعطاف‌پذیری پلاستیک را با عمل، به‌عنوان روان‌کننده افزایش می‌دهند و اصطکاک بین مولکول‌ها را هنگام عبور یک زنجیرۀ پلیمری از کنار دیگری کاهش می‌دهند. آن‌ها همچنین مقدار فضای خالی (به اصطلاح حجم آزاد) را در داخل پلیمر با بازکردن فضای بین زنجیرههای پلیمری افزایش می‌دهند تا هر زنجیره (زنجیرههای جانبی و زنجیرۀ اصلی) به‌آسانی پایان یابد.
برای دیدن لیست خارجات پراید کلیک کنید
نتیجۀ همۀ این دستکاری‌ها می‌تواند پلیمری به استحکام کولار (برای ساخت جلیقه‌های ضدگلوله) یا ماده‌ای با استحکام ناچیز، به آسانی پاره‌شدن یک تکه کاغذ باشد. محصول پلاستیکی نهایی می‌تواند به سختی یک توپ بولینگ یا به نرمیِ یک تکۀ دستمال کاغذی باشد. می‌تواند به اندازۀ لیوان‌های پلی‌استایرن یکبار مصرف که در مهمانی‌ها استفاده می‌شود شکننده باشد یا به اندازۀ فنجان قهوۀ استایروفوم خاصیت ارتجاعی داشته باشد
چرا در تزریق پلاستیک از پلیمرها استفاده می‌شود؟
پلیمرهای پلاستیکی مواد بسیار متنوعی هستند، به‌همین‌دلیل است که معمولاً در قالب‌گیری تزریقی از آن‌ها استفاده می‌شود. محصولات تزریق پلاستیک در بخش‌های مختلف، از بسته‌بندی مواد غذایی و نوشیدنی گرفته تا منسوجات و قطعات الکترونیکی و تجهیزات پزشکی و موارد دیگر استفاده می‌شوند؛ اما با این کاربرد گسترده، هنوز هم تقاضای پلاستیک در جهان رو به افزایش است، به‌طوری‌که فقط در سال 2019 بیش‌از 368 میلیون تن پلاستیک در جهان تولید شد. ترموپلاستیک‌ها رایج‌ترین انواع پلاستیک در فرایند قالب‌گیری تزریقی هستند که فرآیند ذوب را طی می‌کنند. ازطرف‌دیگر، ترموست‌ها کمتر رایج هستند و نمی‌توانند مانند ترموپلاستیک‌ها ذوب شوند. پلاستیک‌ها را می‌توان به هر شکلی درآورد و در طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها و پرداخت‌ها تولید کرد. بهطورکلی، پلاستیک سبک‌وزن است، تمیز نگه‌داشتن آن ساده است، به‌راحتی بازیافت می‌شود و می‌تواند برای محافظت از سایر اجزای حساس مثل قطعات الکترونیکی به کار رود. حال در این مقاله قصد داریم ببینیم که چرا در تزریق پلاستیک از پلیمرها استفاده می‌شود و مواد ایده‌آل برای فرایند تزریق پلاستیک چه چیزهایی هستند؟
برای دیدن انواع پیچ و مهره پژو کلیک کنید.
مواد مورد استفاده در قالب‌گیری تزریقی پلاستیک‌ها، عموماً ترموپلاستیک‌ها هستند. صدها ترموپلاستیک کشف‌شده در جهان وجود دارد؛ اما رایج‌ترین ترموپلاستیک‌های مورد استفاده در قالب‌گیری تزریقی عبارت‌اند از:
- پلی‌پروپیلن؛
- پلی‌اتیلن؛
- اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS).
ویژگی‌های کلیدی مواد پلاستیکی
همان‌طور که گفتیم، پلاستیک‌ها از پلیمرها ساخته می‌شوند و مشخصات عمومی مواد پلیمری بر مشخصات نهایی مواد پلاستیکی به‌طور مستقیم، تأثیر می‌گذارند؛ بنابراین طراحی اجزای پلاستیکی و انتخاب مواد مربوط به آن، می‌تواند چالش‌های مهمی را برای سازندگان ایجاد کند. خواص پلاستیک به‌طور قابل توجهی با سایر مواد مانند فلزات، شیشه و سرامیک متفاوت است و برخی ویژگی‌های کلیدی در مواد پلاستیکی وجود دارند که باید در هنگام طراحی قطعات یا انتخاب یک مادۀ مناسب برای یک کاربرد خاص مورد توجه قرار گیرند. این ویژگی‌ها نتیجۀ مستقیم ساختار مولکولی آن‌ها است که از زنجیرههای پلیمری طولانی با وزن مولکولی بالا که در هم پیچیده‌اند تشکیل شده‌اند؛ اما متحرک باقی می‌مانند و می‌توانند در کنار یکدیگر بلغزند؛ زیرا پیوندهای شیمیایی با زنجیرههای مشترک دیگری ندارند. اگر این عوامل در نظر گرفته نشوند، ممکن است خرابی زودرس ایجاد شود.
گروه‌های پلاستیک
مشخصات عمومی مواد پلیمری به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند؛ بنابراین در مجموع دو گروه پلاستیک داریم:
- ترموپلاستیک‌ها: با حرارت‌دادن، نرم می‌شوند. به این معنی که می‌توان دوباره آن‌ها را ذوب کرد و در قالب شکل داد. این‌ها پلاستیک‌هایی هستند که می‌توانند بازیافت شوند. ترموپلاستیک‌ها شامل فیلم‌ها یا پوشش‌ها، بطری، لباس، پلی‌استایرن و بسیاری از محصولات دیگر هستند.
- ترموست‌ها: بعد‌از تولید دیگر نمی‌توانند ذوب شوند. آن‌ها حتی پس‌از گرم‌شدن نیز سخت می‌مانند. ما این نوع پلاستیک‌ها را در پریزهای برق و بدنۀ قایق‌های معمولی می‌یابیم. هیچ یک از گروه‌ها، بعد‌از رهاشدن در محیط زیست به‌طور طبیعی تجزیه نمی‌شوند مگر در شرایط بسیار خاص.
سخن پایانی
به‌طور خلاصه، پلیمرها مولکول‌های بزرگی هستند که از زیرواحدهای تکرارشونده به نام مونومر تشکیل شده‌اند. در حالی که پلاستیک ماده‌ای است که از پلیمرهایی ساخته شده است که می‌توانند به اشکال مختلف قالب‌گیری شوند. . قالب‌گیری تزریق پلاستیک به تولید طیف گسترده‌ای از محصولات پلاستیکی کمک می‌کند. پلیمرهای رایج مورد استفاده در این فرآیند شامل پلی‌کربنات، پی وی سی، نایلون و ABS هستند که هر کدام خواص منحصربه‌فردی دارند؛ بنابراین انتخاب متریال مناسب برای ساخت یک محصول، به ساده‌سازی فرآیند تولید، بهبود عملکرد محصول و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.
انتهای رپورتاژ آگهی/
