فرمولاسیون یک نمونه ترموپلاستیک الاستومر
آلیاژها از این نظر جذاب هستند که پلیمرهایی با ویژگی های جدید تولید می کنند. هدف از آلیاژ سازی خلق پلیمر جدید با خواص بهینه است تا مشکلات و نقاط ضعف پلیمرها با این الیاژ سازی مرتفع گردد.
برای مثال یک لاستیک که در بازار ایران بسیار رایج است, لاستیک نیتریل است که دارای ویژگی های زیر می باشد.
NBR :
این لاستیک پلیمری مصنوعی است که از پلیمریزاسیون نامنظم منومر اکریلونیتریل با بوتادی ان از طریق رادیکالی حاصل می شود
واحد ساختمانی و تکرار شونده این لاستیک مطابق زیر می باشد:
˜˜CH2- CH=CH- CH2-CH2-CH(CN) ˜˜
ترموپلاستیک الاستومر هایی که در زنجیره اصلی آنها نیتروژن به کار رفته باشد جزء لاستیک های ویژه و مهندسی هستند.
این لاستیک ها به خاطر قطبی بودن مقاومت بالایی در مقابل حلال های غیر قطبی دارند.
لاستیکNBR کوپلیمریست که با تغییر اکریلونیتریل آن از ۱۸% تا ۵۰% خواص آن تغییر زیادی پیدا میکند. معمولا انواع مختلف NBR را بر اساس میزان اکریلونیتریل موجود در آن طبقه بندی می کنند که ممکن است تعداد این گروه ها سه یا پنج باشد.
نسبت اکریلونیتریل به بوتادی ان مهمترین متغییر در تولید لاستیک های NBR است.
دمای انتقال شیشه ای بوتادی ان ۹۰- درجه سانتی گراد و دمای انتقال شیشه ای پلی اکریلو نیتریل در حدود ۱۰۰+ درجه سانتی گراد است.
این اختلاف زیاد باعث می شود تغییرات AN بشدت روی دمای انتقال شیشه ای محصول نهایی که تعیین کننده خواص مکانیکی آن است، اثر بگذارد.
در ترکیباتی که درصد بوتادی ان بیشتر است انعطاف پذیری، مقاومت در برابر حرارت و سایش آن هم بیشتر است.
نوعی از لاستیک NBR که در حال حاضر در بازار ایران بسیار رایج تر است
دارای ۳۳% اکریلونیتریل در زنجیر اصلی این کو پلیمر می باشد که از نظر میزان اکریلونیتریل در گروه متوسط قرار دارد.
نوع دارای اکریلونیتریل کم ۱۸% و یا متوسط ۲۵% معمولا در جایی مصرف می شوند که قابلیت مقاوم بودن لاستیک در برابر روغن کمتر اهمیت دارد.
نوع دارای اکریلونیتریل زیاد ۳۵-۴۰% معمولا در کاربرد هایی مصرف می شود که بیشترین مقاومت در برابر روغن از آنها مورد نظر باشد و در عین حال باید توجه داشت که قیمت این نوع از NBR گران تر، دمای عبور شیشه آن بالاتر، خواص آن در دمای پایین تر ضعیف تر و لاستیکی خشک تر و دارای انعطاف پذیری کمتری است.
از خصوصیات شیمیایی این لاستیک این است که:
NBR درمقابل روغن ها و حلال های غیر قطبی مانند روغن موتور اتوموبیل ها، نفت، بنزین و موارد مشابه مقاوم است و پایدار ترین لاستیک در برابر روغن های غیر قطبی محسوب می شود
در حالی که اگر لاستیک های نامناسب برای این گونه مصارف در تماس با نفت و مواد روغنی قرار بگیرند، به شدت متورم و غیر قابل استفاده می شوند.
دمای عملکرد دراز مدت این لاستیک با میزان اکریلونیتریل متوسط را حد اکثر ۱۲۰-۱۴۸ درجه سانتی گراد پیشنهاد می کند.
NBR نسبت به گاز ازن ضعیف است.
NBR با PVC
در ترکیبت این دو مواد با یگدیگر اگر ترموپلاستیک الاستومر فاز اصلی باشد و پلاستیک فاز کمتر باشدخاصیت نهایی به سمت الاستومر تقویت شده پیش می رود اگر پلاستیک فاز اصلی باشد و مقدار لاستیک در آلیاژ کمتر باشد فرمول نهایی به سمت پلاستیک با خواص تافمری بالا پیش می رود.
در حقیقت آلیاژ NBR با PVC جزء ترموپلاستیک الاستومر طبقه بندی می گردد. که این مخلوط می تواند آسیاب و اکسترود و توسط قالبگیری فشاری ساخته شود.
مخلوط پی وی سی و ان بی آر یک مخلوط قابل امتزاج است که هر چقدر قسمت لاستیکی افزایش یابد یعنی افزودن NBR به PVC, باعث کاهش استحکام کششی و مدول می گردد و هر قدر مقدار پلاستیکی افزایش یابد افزایش .
لاستیک هایی با مقاومت بالا به بنزین, در ساخت قطعات خودرو که در تماس مستقیم با بنزین می باشند لازم و ضروری است.
ساختمان شیمیایی و قطبی لاستیک NBR و الکترونگاتیوته و بلورینگی با حضور پی وی سی در محلوط نقش مهمی را در ایجاد خاصیت مقاومت به بنزین ایفاء می کند.
با حضور پی وی سی به میزان ۲۰ درصد در فرمولاسیون, مقاومت به ازن لاستیکNBR نیز افزایش می یابد از طرف دیگر میزان تورم در روغن ها در مجاورت های طولانی مدت کاهش می یابد. اگر توسط فرایند ولکانیزاسیون توسط گوگرد انجام گردد پلاستیسیته به مراتب افزایش می یابد. در فرمولاسیون این آلیاژ از روغن DOPو گوگرد وسایر مواد نظیر اکسیدهای فلزی نیز استفاده می گردد.
به طور کلی با افزودن ۲۰% پی وی سی به لاستیک NBR تغییرات زیر حاصل می گردد.
۱ - میزان استحکام کششی از ۱۴٫۹۵ مگاپاسکال به ۲۲٫۶۷ تغییر می کند.
۲ - مدول از ۱٫۷۸ مگاپاسکال به ۱٫۸۴ افزایش می یابد.
۳ - سختی از ۶۷ به ۶۹٫۵ افزایش می یابد.
۴ - میزان تورم با حضور PVC در کنار NBRبه دلیل عدم نفوذ بنزین به دورن آن کاهش می یابد.
نوشته: فاطمه ارشادی
