فناوری جدید افزودنی‌های ایجاد مقاومت در برابر خراش

فناوری جدید افزودنی‌های ایجاد مقاومت در برابر خراش (افزودنی ضد خش )

افزایش مصرف طیف گسترده‌ای از آمیزه‌های پلی‌پروپلین در صنایع خودرو موجب ترویج مصرف افزودنی‌های جدیدی به منظور افزایش مقاومت در برابر خراش در طولانی مدت گشته است.

در مواردی از کاربردهای پلاستیک‌ها که می‌بایست مقاومت در برابر خراش صرف نظر از نوع پلیمر مصرف شده وجود داشته باشید به طور مثال دسته صندلی، بخش‌هایی از مبلمان ، هر کالایی مصرفی که به طور روزانه استفاده می‌شود و به طور خاص مصارف در صنایع خودرو‌سازی. امروزه مصرف‌کنندگان انتظار محصولی را دارند که حتی پس از دوره‌ای مصرف همچنان نو به نظر برسد به طور مثال یک کیف لپتاپ یا داشبورد که دارای خراش‌هایی باشد که به راحتی دیده شوند قادر به تامین این خواسته مصرف‌کننده نخواهند بود و به عنوان محصول از ارزش آن‌ها کاسته خواهد شد. در مقابل محصولاتی که پس از استفاده دچار آسیب ظاهری نمی‌شوند موجب تقویت برند سازنده شده و هنگامی که مصرف‌کنندگان می‌خواهند برای خرید محصول جدید تصمیم بگیرند آن‌ها را ترغیب به استفاده از محصولات این تولید‌کننده می‌کند. برای تضمین اینکه سطح محصول در طول مدت استفاده بدون آسیب باقی خواهند ماند، می‌توان از پلیمرهایی با ارزش بالا مانند پلی‌آمیدها (PA یا polyamide) یا پلیمرهای بر پایه استایرن (ABS، SAN) استفاده کرد یا پلیمرهای استانداردی مثل پلی‌پروپلین (PP یا polypropylene) که با پرکننده و افزودنی‌های مختلف خواص مکانیکی آن‌ها تقویت شده است بهره جست. در این مقاله به طور خلاصه به وضعیت مقاومت به خراش آمیزه‌های پلی‌پروپلینی مورد استفاده در صنعت خودرو با تمرکز بر کاربردها، اندازه‌گیری مقاومت به خراش، فناوری‌  مواد افزودنی‌ مختلف موجود و دیگر پارامترهای مؤثر بر عملکرد ضدخش پرداخته شده است.

صنایع خودرو سازی:

از میان پلیمر‌های مختلف پلیمرهایی نظیر PA، ABS (اکریلونیتریل- بوتادی‌ان- استایرن)، PC (پلی‌کربنات)، PP و TPU  (پلی‌یورتان گرمانرم) به طور گسترده در صنایع خودروسازی (ماشین سواری، کامیون و ...) کاربرد دارند. اگرچه در جهت صرفه‌جویی در هزینه‌های جاری در این صنعت اهمیت سیستم‌های PP پر شده با تالک و TPO/PP (پلی‌اولفین‌های گرمانرم) رو به فزونی است. اگرچه مقاومت در برابر خراش این سیستم‌ها بدون عملیات‌های بیشتر نظیر پوشش‌دهی ضدخش قادر به پاسخگویی به نیازهای موجود در صنعت خودرو نمی‌باشند. از منظر اقتصادی مراحل اضافی نظیر پوشش‌دهی ضدخش تنها برای اتومبیل‌هایی با ارزش بالا مقرون به صرفه است، اگرچه برای دیگر اتومبیل‌ها نیز موضوع مقاومت به خراش حائز اهمیت است بنابراین در این صنعت نیاز به مواد افزودنی جدیدی احساس می‌شود که  افزودنی ضد خش هستند و قادرند مقاومت به خراش را به طور ذاتی ایجاد کنند و نیاز به مراحل اضافی برای پوشش‌دهی ضدخش را از بین ببرند. 

در کل پلی‌اولفین‌ها  برای قطعات داخلی مختلف نظیر پنل در، داشبورد، کنسول مرکزی و همچین قطعات خارجی نظیر ضربه‌گیر استفاده زیادی دارند. به دلیل خواص مکانیکی آمیزه‌های پلی‌اولفینی مورد استفاده در صنعت خودرو شامل PP، تالک و بسته به کاربرد نهایی، TPO باشد که TPO جایگزین PP میشود. آمیزه‌هایی که شامل TPO هستند بیشتر مناسب قطعات خارجی هستند زیرا انعطاف‌پذیری مکانیکی در آن‌ها بیشتر است. تمام اجزای فرمولاسیون از قبیل نوع پلیمر، گرید تالک و حتی مستربچ رنگی استفاده شده بر میزان مقاومت در برابر محصول نهایی تأثیرگذار هستند. برای هر محصول نهایی با توجه به کاربرد آن فرمولاسیون مخصوصی ایجاد شده است که به طور کلی برای هر سازنده خودرو یا تامین‌کننده قطعات متفاوت است. در نتیجه در آمیزه‌های PP مورد استفاده در صنعت خودرو مواد مختلفی استفاده می‌شود بنابراین افزودنی ضد خش می‌بایست با آن‌ها سازگار باشند. افزودنی ضد خش که مناسب برای مصرف در صنعت خودرو باشد نباید بر سایر خواص مکانیکی نظیر سختی، قابلیت ارتجاعی، ضریب انبساط حرارتی خطی، مقاومت ضربه در دمای پایین و البته قیمت تاثیر داشته ایجاد کند. طی سالیان اخیر پلاستیک با سطح ساده مورد استفاده در صندلی خودرو با قطعات پلاستیکی با سطح دانه‌‌دار جایگزین شده است که نه تنها موجب شده که ظاهر دلپذیرتری داشته باشد بلکه به مراتب احساس بهتری القا می‌کند.

همانطور که اجزا فرمولاسین بر مقاومت به خراش تأثیرگذارند ماهیت سطح نیز تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر آن دارد. یک سطح ساده یا صاف نسبت به یک سطح دانه‌دار کمتر در معرض آسیب قرار دارد. بنا به ملاحظاتی طراحی و همچینی مزایای که بدان اشاره شد سطوح دانه‌دار بیشتر مورد اقبال مصرف‌کنندگان قرار گرفته‌اند و انتظار می‌رود که در آینده نقشی حتی پررنگتر داشته باشند. به دلیل اهمیت سطوح دانه‌دار و همچنین به دلیل حساسیت در برابر خراش، Evonik تلاشش را بر تحقیقات بر روی مقاومت به خراش قطعات مورد استفاده در صنعت خودرو که دارای این نوع از سطح هستند متمرکز کرده است.

یک آمیزه پلی اولفینی معمول برای مصارف داخلی به شرح زیر است:

نوشته: فاطمه ارشادی