- آیا پرکننده پلاستیک فقط برای کاهش قیمت استفاده می شوند؟
تصور غلطی از پرکننده ها وجود دارد و آن این موضوع است که این مواد تنها برای کاهش قیمت استفاده می شوند. درحالیکه برای تقویت کنندگی نیز از پرکننده ها استفاده می شود
درحقیقت سه نوع پرکننده پلاستیک وجود دارد.
۱ - حجم دهنده و یا خنثی
۲ - نیمه تقویت کننده
۳ - تقویت کننده
نوع اول حجم پلیمر را افزایش و قیمت آن را کاهش می دهد در صورتی که انواع فعال دیگر باعث بهبود قابل توجه بعضی از خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرها می شوند. تقویت حقیقی یا واقعی را نمی توان دقیقا” توضیح داد زیرا ممکن است یک ویژگی خاص از پلیمر یا پلاستیک مورد نظر باشد.
بنابراین گرچه منظور اصلی و اولیه از کاربرد پودرهای پرکننده کاهش هزینه پلیمر و آمیزه های قالبگیری بوده است اما امروزه خواص فیزیکی و مکانیکی بیشتر از همه اهمیت دارد.
لذا با توجه به مطالب گفته شده پرکننده ها پرمصرفترین نوع افزودنی هستند. بطوری که در سال گذشته ۵۳ میلیون تن پرکننده در سراسر دنیا با ارزش ۱۶ بیلیون یورو در صنایع مختلف نظیر: کاغذ پلاستیک لاستیک رنگ و پوششها,چسب و درزگیرها مصرف شده است. تنها ۷۰۰ شرکت معروف تولید کننده پرکننده هستند.
انواع پرکننده از نوع حجم دهنده و یا خنثی به دو دسته تقسیم می شوند:
آلی
معدنی
هر یک از اینها به دو نوع لیفی و ذره ای تقسیم می شوند.
پرکننده ها را می توان تقویت کننده های ذره ای یا پودری نامید . ذرات جامد از نوع معدنی یا آلی هستند که از نظر ساختاری و ترکیب شیمیایی از یکدیگر مشخص می شوند . مصرف گسترده وسیعی ازپرکننده های پودری (حدود ۸۰ گونه مختلف) که امروزه در صنایع پلیمر مرسوم شده است نشانگر اهمیت فراوانی است که این مواد به خود اختصاص داده اند.
تقریبا” تمامی خواص پلیمر(یعنی خواص مکانیکی، اشتعال پذیری و رفتار حرارتی) را می توان با هدف مشخص وبا استفاده از پرکننده های مناسب تحت تاثیر قرار داد. مشکل یک آمیزه کار یا کامپاندرکار به خصوص در مورد میزان بالای پرکننده ، سختی فرایند کردن آمیزه و نیز تاثیر منفی آمیزه سازی بر مجموع خواص مکانیکی پلیمر می باشد. زیرا ممکن است با مصرف یک افزودنی خواص دیگر تحت تاثیر قرار بگیرد. به تازگی یک مفهوم توسعه یافته در مورد ماده افزودنی از سوی شرکتBYK-Chemie Gmb آلمان وارد بازار شده است، اکنون این امکان را به آمیزه ساز می دهد تا آمیزه های به شدت پرشده را با اطمینان از خواص مکانیکی عالی و صرفه اقتصادی تولید و فرایند نمایند. بدین طریق امکان حصول ارزش افزوده بیشتر برای محصول نهایی نیز وجود دارد.
فقط انتخاب نوع پرکننده پلاستیک کافی است و یا پارامتر مهم دیگری نیز وجود دارد؟
پس از انتخاب نوع پرکننده چند ویژگی مهم پلاستیک توسط مواد پرکننده کنترل میشود. دمای آمادگی پلاستیک: با وزن مخصوص مواد پرکننده نسبت معکوس و با مساحت آن نسبت مستقیم دارد. شکل و اندازه ذرات :هر چه ریزتر باشد خواص تقویت کنندگی بیشتر است. غلظت و پخش شدگی مواد. در مواد پرکننده حاوی آب و یا اکسید کربن ، در صورتی که آتش سوزی بروز نماید، آب و گاز تولید می‌گردد و از سرایت آتش جلوگیری می‌کند.
مهمترین مواد پرکننده پلاستیک چه ترکیباتی هستند؟
کربنات کلسیم ، خاک رس ، فلدسپات ، میکاها ، تالک ، دیاتومیت و کوارتز و کائولین مهمترین مواد پرکننده پلاستیک موجب افزایش مقاومت حرارتی، کششی و سختی می‌گردد.
کربنات کلسیم : متداولترین ماده پرکننده پلاستیک بشمار می‌رود. دلایل استفاده از کربنات کلسیم در این مورد عبارتند از قیمت مناسب ، جذب اندک روغن ، سهولت پخش با وسایل معمولی ، درخشندگی خوب ، سختی کم ، همچنین کربنات کلسیم از نرمی و طویل شدگی پلاستیک جلوگیری می‌کند.
آزبست : آزبست را برای جلوگیری از کاهش مقاومت مکانیکی و حرارتی به پلاستیک می‌افزایند. پلاستیکهایی که در ساخت قطعه‌های خودروهای سواری و کامیونها بکار می‌روند، حاوی آزبست هستند.
تالک: تالک در بعضی از پلاستیکها به مصرف می‌رسد. خواص تاثیری تالک در پلاستیک عبارتند از رنگ سفید ، نرمی ، جلای بسیار خوب ، پخش شدگی بسیار خوب و سرانجام درخشندگی آن.
باریت: در پلاستیک سازی بطور محدود استفاده میشود. خواص اثر گذار بر پلاستیک عبارتند از وزن مخصوص بالا ، غیر محلول بودن در آب و مقاومت بالا در برابر اسیدها. از جمله پلاستیکهایی که در آنها از باریت استفاده میشود میز و صندلیهای از این جنس را می‌توان نام برد…
این کانیها نیز به عنوان ماده پرکننده مورد استفاده قرار می‌گیرند کائولین و کانیهای رسی ضربه پذیری و استحکام کششی از خواص مکانیکی بسیار مهم پلیمرها میباشد . مخلوط کردن ترکیبات پلیمری بـا لاستیکها و کوپلیمرها بطور گسترده ای بررسی شده است، در صورتیکه تعدادی از آنها اسـتحکام کشـشی، مـدول، فرایند مواد و پایداری حرارتی را کاهش میدهند . افزودن پرکننده های معدنی، قیمـت محـصول نهـایی و پایـداری حرارتی را بهبود بخشیده ولی استحکام کششی و ضربه پذیری را کاهش میدهند . براین اسـاس اغلـب از نـانو ذرات اصلاح شده با کامپوزیتهای پلیمری استفاده میشود که بیشتر در پلیمرهای ترموست و ترموپلاستیک منجمله، اپوکسی ها، پلی آمیدهاPA، پلی پروپیلن PPو پلی استر بکار می رود . از آنجاییکه PVC به عنوان یکی از پر مصرف ترین پلیمرها در عایقهای الکتریکـی، قالبهـای پلاسـتیکی و مـصالح ساختمانی محسوب میشود می توان از نـانو ذرات کربنات کلسیم اصلاح شده با تیتانات به منظور بهبود خواص مکانیکی استفاده نمود.
دلیل گسترش ترکیبات نانو پلیمر چیست؟
نانو کامپوزیتهای خاک رس _ پلیمر بهبود فوق العاده‌ای در بسیاری از خواص فیزیکی و مهندسی پلیمرهایی که در آنها از مقدار کمی پر کننده استفاده میشود، ایجاد می‌کنند. در این نوع مواد از خاک رسهای نوع اسمکتیت (Smectite – type) از قبیل هکتوریت ، مونت موریلونیت و میکای سنتزی به عنوان پر کننده برای بهبود خواص پلیمرها استفاده میشود. خاک رسهای نوع اسمکتیت ساختاری لایه‌ای دارند و با توجه به طبیعت پیوند بین اتمهای این لایه‌ها ، این مواد خواص فوق العاده‌ای را در جهت موازی لایه‌ها نشان میدهند. در نانو کامپوزیتهای خاک رس نه تنها دانه‌های خاک رسی را از هم جدا می‌کنند، بلکه لایه‌های هر دانه را نیز از هم جدا می‌کنند. با انجام این عمل ، خواص مکانیکی فوق العاده هر دانه نیز بطور موثر بکار می‌آید و این در حالی است که در اجزای تقویت شده نیز بطور چشمگیری افزایش پیدا می‌کند، زیرا هر جزء خاک رس خود از صدها تا هزاران لایه تشکیل شده است. خواص مهندسی و فیزیکی بهبود قابل توجهی می یابند، مانند: افزایش ضریب یانگ ، قدرت کشسانی ، مقاومت در برابر تغییر شکل بر اثر گرما ، مقاومت در برابر آتش ، مقاومت باریر (barrier resistance) ، هدایت یونی و شکل‌پذیری. امتیاز دیگرشان این است که تأثیر قابل توجهی بر خواص اپتیکی پلیمر ندارند. ضخامت یک لایه خاک رس منفرد ، بسیار کمتر از طول موج نور مرئی است. از نظر اپتیکی شفاف و تقریبا بی رنگ هستند.
