دانلود مقاله آینده و بازار پلاستیک

آینده و بازار پلاستیک همانگونه که در قبل از این ذکر شد بیشترین مصرف پلاستیک ها درست پس از جنگ جهانی دوم به عنوان جایگزین ارزان قیمت مواد مرسوم و رایج شکل گرفت اما حتی امروز نیز تصور عمومی از صنعت پلاستیک به طور کامل شفاف و مثبت نیست .

سهم قابل توجه پلاستیک ها در ارتقاء سطح استاندارد کیفی زندگی تبیین نشده است .

با این حال در بسیاری از زمینه ها مواد پلاستیکی مدتی است که جایگاه مناسب خود را در بازار یافته اند که از جمله آنها می توان به صنعت برق اشاره کرد که ترکیب خواص عالی عایق بودن و چقرمگی ، دوام و دیر سوز بودن به انواع مختلف دو شاخه سر پیچ لامپ و عایق سیم ها و کابل ها منتهی شده است .

اگر بخواهیم فهرستی از کاربرد پلاستیک ها اشاره کنیم می توانیم به موارد زیر توجه کنیم کاربرد خواص ( پیزوالکتریک و پیروالکتریک و ینلیدن فلوئورید ) در بلند گوها و آشکارسازی ها مصارف وسیع پلاستیک ها در ساختمان سازی مثل لوله آب فاضلاب لایه های ضد رطوبت – کفپوش ها – عایق کاری ، تزئین دیوار و ....

کاربرد پلاستیک ها در موارد بسته بندی مثل بطری ها – ظروف حمام صنایع خودروسازی که در حال حاضر یکی از مصرف کنندگان عمده پلاستیک ها است که افزایش وزن و تعداد قطعات پلاستیکی در خودروها مبین این ادعا است : از جمله این قطعات می توان در اتومبیل به آنها اشاره کرد مثل باطری – سیم های نرم دو شاخه – سوئیچ برق – کلاهک های تقسیم – لوازم چراغ – روکش صندلی – تودوزی و تزئین بدنه – پروانه رادیاتور – لوله آب – لوله بنزین – مخازن آب سرد کن و چندین قطعه دیگر پلاستیکی موجود در یک خودرو مثل کمربند ایمنی – سپر اتومبیل – شبکه رادیاتور و .........

که در بسیاری از این قطعات وزن قطعه پلاستیکی بسیار کم بوده و هست حتی به طوری که اظهار شده است در یک خودرو کوچک اروپایی در حدود 450 قطعه مختلف از یک پلاستیک نوع پلی استال بکار گرفته شده است که مجموع وزن آنها از یک کیلوگرم فراتر نرفته است .

مبلمان و لوازم خانگی و اداری وسایل حمل و نقل ترابری آبی و هوایی مثل قایق ها و هواپیما ها تجهیزات صنعتی مثل لوله های صنعتی – پمپ ها – شیر ها – شیشه اتاق های کنترل که از موادی همچون PTFE –PVC استفاده می شود .

صنایع عکاسی تجهیزات پزشکی مثل سرنگ تزریق و ....

10-استفاده از فیلم پلاستیک جهت کاغذ چاپ 11- صنایع تولید کفش لباس های زمستانی موارد اشاره شده تنها برخی از مصارف عمده مواد پلاستیکی را نشان می دهد .

با توجه به تاثیر گذاری عوامل زیر در سال های 1945 تا 1973 رشد چشمگیر کاربرد پلاستیک های مشهود بوده است .

افزایش شناخت خصوصیات و توانایی های مواد پلاستیکی قابلیت رو به رشد پلاستیک ها به واسطه ظهور مواد جدید کاهش مداوم هزینه مواد اولیه پلاستیک نسبت به هزینه مواد رایج مانند چرم ، کاغذ ، فلزات و ......

پایین بودن هزینه حمل و هزینه تولید صرف نظر از قیمت نفت این عوامل به میزان زیادی نشان می دهد که صنعت پلاستیک یک صنعت تکامل یافته است که رشد آینده زیادی به وضعیت اقتصادی جهان دارد .

و با توجه به اینکه هزینه تبدیل نفت به مواد پلاستیکی و هزینه های حمل و نقل و فرایند آنها کمتر از فعالیت های مشابه توسط مواد مرسوم است بنابر این مشخص می شود که قیمت پلاستیک ها با سرعتی کمتر از مواد مرسوم رقیب آنها افزایش می یابد .

و این گواهی دهنده افزایش اهمیت پلاستیک ها در آینده است .

مشکلی که برای صنعت پلاستیک هم اکنون متصور است که در سال 1970 نیز آشکار شد .

نگرانی در مورد محیط زیست می باشد .

که نگاه کلی آن بر روی صنایع شیمیایی و به منبع به بخشی از آن که مواد پلاستیکی هستند متمرکز است اما در مجموع باید اشارهکرد که کاربرد پلاستیک ها در تمتم صنایع روند صعودی خود را همچنان حفظ کرده است تا جایی که امروز در ساخت یک هواپیمای مافوق صوت بیش از 5/2 تن قطعات پلیمری ( مصنوعی ) مصرف می شود .

خواص عوده پلاستیک ها سبک بودن عایق حرارت بودن عایق الکتریسته بودن شفاف بودن رنگ پذبری مقاوم در برابر شرایط جوی مقاوم در برابر حلال های شیمیایی بهداشتی بودن سهولت شناخت 10- ارزانی 11- سازگاری با شرائط مختلف 12- کاربرد متنوع فهرست انواع پلاستیک ها و کاربرد آنها در صنایع جدول پلاستیک و کاربرد آنها در صنایع جدول تقسیم بندی پلاستیک ها گرما سخت ها گرما نرم ها یک گرما سخت می تواند از طریق فرایند ایجاد پیوند های بین مولکولی کاملاً سفت و سخت شود .

همچنین یک گرما سخت می تواند دارای ماده اولیه سه عاملی مانند فنل یا دو عاملی مانند فرمالدئید باشد که باری تشکیل سبکه ماکرو مولکولی واکنش بدهند .

گرما نرم ها نسبت به گرما سخت ها متفاوت بوده و می توان آنها راپس از مصرف مجدداً ذوب نموده بدون اینکه تغییر پیدا کنند .

از جنبه تجارتی گرما نرم ها به دو دسته تقسیم می شوند .

سفت و انعطاف پذیر که گرما نرم های انعطاف پذیر مقادیر کشیدگی طولی نسبتاً زیادی در نقطه پارگی دارند ( تا حدود 500 در صد ) مثل پلی اتیلن و پلی وینیل کلراید .

با این وجود بعضی از گرما نرم ها می تواند تا حد بعضی از الاسترمر ها کشیدگی طولی نشان دهند .

ولی کاملاً با آنها تفاوت دارند که مهمترین وجه آن گرما نرم کشیده می شود و رها می شود به حالت اولیه خود بر نمی گردد .

(جداول و نمودار در فایل اصلی موجود است) مساحت زیر نمودار نشانگر تقریبی ظرفیت جذب انرژی گرم نرم قبل از پاره شدن است که هر چه ظرفیت فوق بزرگتر باشد .

مقاومت ضربه ای بیشتر و گرما نرم سفت تر خواهد بود .

یک رزین پلاستیکی قبل از اینکه تحت عملیات قالب گیری و یا اکستروژن قرار گیرد و به محصول نهایی تبدیل شود به انواع افزودنی ها و یا اجزاء آمیزه کاری آمیخته می شود .

که ترکیب هر یک از این اجزاء به منزله افزایش یک خصوصیت ویژه در محصول نهایی است .

خواص ویژه می تواند مواردی همچون – پایداری در مقابل اکسید کننده ها – مقاومت ضربه ای استحکام بیشتر – افزایش یا کاهش طولی – کاهش هزینه سهولت اکسترود – مقاومت در مقابل اشتغال پذیری – و یا در زرین گرم سخت استفاده از سخت کننده جهت سفت کردن رزین باشد .

نمونه ای از ترکیب یک گرما سخت رزین فنولیک 40% الیاف توان دهنده 30% پرکننده 20% رنگ کننده 2% روان کننده 1% نرم کننده 3% سخت کننده 4% جمع کل 100% نمونه ای از ترکیب یک گرما نرم رزین PVC 100% نرم کننده 30% نرم کننده نوع دوم 5% پرکننده 10% پایدارکننده حرارتی 3% رنگ کننده 1% جمع کل 149% هنر یک آمیزه کار حرفه ای آن است که بداند چگونه به نحو موثری از اجزاء آمیزه کاری استفاده کند تا مجموعه ای از خواص مطلوب را در محصول نهایی با کمترین هزینه ممکن فراهم سازد.

در آمیزه کاری یک کامپوزیت جزءاصلی و مهم پلیمر پایه است که به دو گروه پلاستیک های کالایی ( PP-PS-PVC-PE ) و گروه پلاستیک شبه کالایی ( PET-MMA-ABS و سلولزها) تقسیم می شوند.

که بخاطر خصوصیات هر کدام از آنها ممکن است با قیمت بالا عرضه شوند مثل ABS بخاطر استحکام ضربه ای بالا یا MMA به لحاظ شفافیت و خواص نوری.

خواص ویژه برای انتخاب قطعات پلاستیکی و سفارش به سازندگان 1-ویسکوزیته مذاب: که این خاصیت نحوه فرایند پلیمر را مشخص می کند.

TFF ویسکوزیته مذاب بسیار بالایی دارد و نایلون ویسکوزیته مذاب پایینی دارد.

2-دمای قالب گیری: که عبارت است از حداقل دمای فرایند برای ویسکوزیته مذاب (تارسیدن به سطح مطلوب قالب گیری) در این زمینه پلاستیک های مهندسی دمای بالایی نیاز دارند و در عین حال پلیمر PE دمای کمی نیاز دارد تا به سطح مطلوب قالب گیری برسد.

3-سختی و انعطاف پذیری : PVC نرم نشده (هموپلیمر) و پلی استرهای گرما سخت بسیار سخت و چقرمه هستند.

و پلاستیک های EVA و LDPE نرم شده بسیار انعطاف پذیرند.

4-استحکام : پلاستیک های مهندسی استحکام بالایی نیاز دارند در حالی که پلیمرهای اولفینی ( PE و PP ) استحکام زیادی لازم ندارند.

5-سختی: گرما نرم های غالبا دارای سطح بسیار سختی هستند.

6-مقاومت خراشیدگی: گرما سخت های پلی استر و UF مقاومت خراشیدگی خوبی دارند و پلی استایرن ها علیرغم سختی بالا مقاومت خراشیدگی ضعیفی دارند.

7-براق بودن : استات سلولزها-پلی سولفون ها براق و سطحی شفاف دارند.

8-شفافیت : شفافیت پلاستیک با درصد انعکاس نور مشخص می شود تعداد کمی از پلاستیک ها شفافیت خوبی دارند مثل MMA-PS و پلی کربنات ها.

9-مقاوم در برابر زرد شدن: پلی استایرن ها وقتی درمقابل نور قرار میگیرند زرد می شوند ولی پلی متیل متاکریلات ها در مقابل نور زرد شدن مقاوم هستند.

10-استحکام ضربه ای: پلی استایرن ها استحکام ضعیفی دارند و در عین حال پلاستیکی مثل ABS استحکام ضربه ای خوبی دارد با وجود اینکه سختی زیادی دارد.

از جمله خواص ویژه ای که می توان برای پلاستیک ها متصور شد می توان به موارد زیر اشاره کرد.

11-مفتول پذیری 12-مقاومت شیمیایی (در برابر اسیدها-بازها و...) 13-مقاومت در برابر روغن و چربی 14-مقاومت در برابر آلودگی 15-مقاومت خزشی 16-مقاومت شعله ای 17-مقاومت حرارتی 18-مقاومت جوی (آب وهوایی) 19-مقاومت در برابر اشعه ها و ماوراء بنفش 20-مقاومت شکست تنشی 21-ثابت دی الکتریک 22-استحکام دی الکتریک 23-مقاومت ویژه الکتریکی 24-جذاب آب 25-نفوذپذیری 26-انقباض قالبی 27-قابلیت جوشکاری(پیوند دادن) 28-قیمت 28-قیمت معرفی نام تجاری چند پلاستیک (گرمانرم) آبکاری پلاستیک ها با توجه به اینکه پلاستیک ماده ای است که ماهیتا نارسانا می باشد.

با روش آبکاری یک لایه رسانا(فلزی) روی جسم پلاستیکی رسوب داده می شود.

امروزه استفاده از قطعات پلاستیکی آبکاری شده در صنایع مختلف گسترش چشمگیری یافته است از جمله صنایعی که این قطعات در آنها به وفور یافت می شود می توان به صنایع اتوموبیل سازی، صنایع الکترونیک، صنایع تولید لوازم خانگی و تولید وسایل شخصی اشاره کرد.

به دلائل زیر استفاده از پلاستیک و ابکاری آن برای ساخت قطعات مورد توجه قرار گرفته است.

1-آزادی بیشتر در طراحی و انتخاب قطعه 2-وزن کمتر در مقایسه با قطعات از جنس دیگر 3-حذف عملیات دوباره کاری مانند(پرداختکاری سطح) 4-قابلیت انعطاف بیشتر در قیاس با قطعات مشابه فلزی 5-هزینه کمتر از روش هایی که امروز برای آبکاری قطعات پلاستیکی استفاده می شود می توان به دو روش 1-الکترولیتی 2-الکترولس اشاره کرد.

باید توجه داشت که بسیاری از پلاستیک ها قابلیت آبکاری دارند اما در عین حال قابلیت و میزان چسبندگی لایه آبکاری به آن دسته از پلاستیک های گفته می شود که بعد از آبکاری چسبندگی مناسبی بین پوشش و قطعه پلاستیکی بوجود آید.

پلاستیکهایی که آبکاری آنها میسر می باشد عبارتند از : آلیاژ ABS پلی سولفون نایلون پلی استر پلی اتراترکتون ( Polyethere therkeetone ) پلی پروپیلن پلی آریل اتر پلی فنیل اکسید PTFE پلی اتریمید بهر حال بهترین پلاستیکی که قابل آبکاری باشد باید مخلوطی از پرکننده ها و رزین ها باشد و با مخلوطی از پلیمرها و کوپلیمرها را شامل می شود که در این بین پلاستیک ABS بهترین نوع پلاستیک برای آبکاری می باشد که از جمله محاسن آن می توان به موارد زیر اشاره کرد + هزینه پائین + چسبندگی بالا + کیفیت ظاهری خوب + پایداری ابعادی + تولید آسان مراحل آبکاری روی سطح پلاستیک 1-تمیز کاری (چربی گیری) 2-آماده سازی اولیه 3-اچ کردن 4-خنثی کردن 5-کاتالیز کردن (فعال سازی) 6-شتاب دهی 7-پوشش الکترولیس 8-ایجاد یک لایه ضربه ای (محلول) به روش الکترولیتی 9-آبکاری مورد نظر ( به روش معمولی) شکل ظاهری قطعه بعد از هر مرحله متفاوت است در مرحله اول دارای یک لایه یکنواخت آب در مرحله دوم کمی تیره در مرحله سوم غیر یکنواخت بودن سطح قطعه وغیر شفاف بودن در مرحله چهارم و پنجم سطحی خرمایی شکل دارد در مرحله ششم به حالت قبل روشنتر و در مرحله هفتم باید پوشش یکنواخت و کاملی روی قطعه تشکیل شود.

جدول در حال حاضر کرم-نیکل براق متداولترین پوشش آبکاری پلاستیک ها می باشند.

این پوشش معمولا شامل مس-نیکل و لایه نازکی از کرم می باشد.

عمدتا ضخامت پوشش و مشخصات آن را می توان در گستره وسیعی تغییر داد و پوشش هایی ایجاد نمودکه بتوانند در شرایط متناسب کاری و عملکرد قطعه نقش مناسبی را داشته باشد.

در انتها باید اشاره کرد که پلاستیک باید از موادی ساخته شود که استحکام بالایی داشته باشد و بعضا بتوانند جایگزین مناسبی برای فلزات باشند.

در حال حاضر استفاده از پلاستیک های آبکاری به سرعت رشد کرده و چشم انداز درخشانی در پیش رو دارد.

جوشکاری مواد پلاستیکی جوشکاری و اتصال بین قسمت های قطعه کار و یا بین قطعه کار و فلز پرکننده صورت می گیرد این کار با فلز پرکننده یا بدون آن صورت می پذیرد.

بدین ترتیب که تهیه انرژی در شکل گرما دهی موضعی در دمایی که کمتر از وقتی که قسمت گرم شده فلز اصلی در شرایط ذوب کامل نباشد ( دمای حالت مایع).

به عنوان گزینه دیگر ( جایگزین) این کار می توان در محیط های پلاستیکی و یا نفوذ اسمیک انجام داد.

بعضی از مزایای این جوشکاری وزن کم و اتصال محکم است.

فرایند جوشکاری معمولا سریع و ماده و همچنین با قیمت مناسب صورت می گیرد.

محدودیت جوشکاری این است که مواد غیر مشابه بندرت می تواند جایگزین شود و مواد مشابه باید در مواد پلاستیکی مختلف بکار گرفته شود.

بعضی از مواد مانند پلاستیک ترموست را نمی توان جوشکاری کرد، اتصالات جوشکاری می تواند به همین ترتیب طراحی شود.

به هر حال برای انجام این جوشکاری باید ابزار ویژه ای بکار برد.

خواص مواد پلاستیکی و بویژه نقطه جوش پایین آنها این فرایند را از دیگر فرایندهایی که از مواد فلزی در آنها استفاده می شود مجزا می کند.

فرایندهای جوشکاری و مواد پلاستیکی عمومی ترین فرایندهای جوشکاری برای پلاستیک ها جوشکاری اولتراسونیک جوشکاری اصطکاکی (جوشکاری دوار و جوشکاری ارتعاشی ) جوشکاری صفحه داغ، جوشکاری فرکانس بالا، جوشکاری القایی و جوشکاری هوای داغ می باشند.

برای انتخاب فرایند جوشکاری باید موارد زیر را در نظر گرفت.

مکان های مورد نیاز در اتصال مواد اجزاء یا قسمت ها شکل قسمت ها و طرح اتصالات اندازه طبقات ابزار کمکی (Suppliyer equipment ) بهترین نتیجه وقتی بدست می آید که قسمت هایی که با جوشکاری به هم متصل شد می باشنداز مواد مشابه باشند مواد غیر مشابه در یک حجم مشخص باید یکدیگر جوش داده شده اند.

جوشکاری (اتصال ) پلاستیک ها جوشکاری در پلاستیک ها با روش اتصال دو بدنه با نیروهای جذبی میسر می شود.

که همواره این اتصال توسط دو نیروی اصلی ( adhesion و Cohesion ) صورت می پذیرد.

Cohesion نیروهای جذبی می باشند که بین مولکول های جسم اثر متقابل بر یکدیگر دارند به عبارت دیگر اینگونه نیروها جسم را نگهداری می کنند.

اما نیروهای adhesion اتصال بین دو بدنه در جذب بینابینی می باشند و برای اینکه اینگونه نیروها موثر باشند مولکورلها در مقابل بدنه های مختلف باید در حداکثر فاصله 5 آنگسترومی از یکدیگر قرار بگیرند.

و این خود از لحاظ تئوری در برگیرنده این نکته می باشد که دو جسم کاملا صاف به یکدیگر بچسبند که این عمل صرفا به وسیله تماس دو سطح به هم صورت می پذیرد.

اما د ر عمل در هر صورت غیر ممکن به نظر می رسد.

چرا که باید به این حقیقت توجه داشت که دو سطح کاملا صاف حاوی ناهماهنگی هایی است که فاصله بیش از 5 آنگستروم را ایجاد می کند.

طبقه بندی سفت شدن ( خشک شدن) چسب ها چسب هاا را می توان بر طبق اینکه چگونه خشک می شوند دسته بندی کرد که این روش ها با شیمیایی است یا فیزیکی.

در حالت اول فعالیت ها در این زمینه به صورت شیمیایی صورت می پذیرد و به طوری که ممکن است بدلائل زیر ایجاد شود.

1-با اضافه کردن سخت کننده ها 2-با اضافه کردن کاتالیست ها 3-با گرمادهی 4-با محیطی مثل رطوبت، نبود اکسیژن، تشعشعات ( UV ) از لحاظ فیزیکی چسب را می توان به وسیله حلال ها و یا گرما مایع نگه داشت و در حالت کلی چسب ها را می توان بسته به بخار شدن حلال یا وقتی که چسب مایع سرد می شود دسته بندی کرد.

انواع چسب ها و طبقه بندی سفت شدن آنها از لحاظ شیمیایی به طور کلی از نظر شیمیایی خشک شدن چسب ها از طریق مقاومت در برابر گرما، آب و مواد شیمیایی دسته بندی فیزییکی آنها باشد.

چسب های ترموست بیشتر در تجهیزات مهندسی استفاده می شود چرا که اتصال آنها با ابزار قوی پر قدرت صورت می پذیرد.

این چسب ها می توانند بسته به کاربرد آنها یک، دو و یا چند جزیی باشند.

چسب هایی که شامل سخت کننده باشد در دمای بالا عکس العمل نشان می دهند پس می تواند مثالی برای چسب های یک جزیی باشد.

بهرحال عمومی ترین چسب های ترموست چسب های دو جزیی هستند که از یک رزین که با سخت کننده ها ترکیب شده اند تشکیل شده است.

اما چسب های چند جزیی ممکن است ترکیبی از رزین، سخت کننده و کاتالیست باشد.

تمام این انواع در تنوع دمایی سرد و گرم وجود دارد.

چسب های ترموست معمولی عبارتند از : -اپوکسی -پلی اورتان -پلی استر -فنل اپوکسی -اپوکسی پلی آمید -فنیل وینیل -فنل نیتریل چسب های ترموست ممکن است در برابر هوا یا رطوبت سفت شود.

چسب های هوایی در عدم حضور هوا سفت می شود این گونه چسب ها اغلب در اتصالات محوری ( retain screw) استفاده می شود.

چسب های سفت شدنی در برابر رطوبت اغلب با رطوبت هوا و یا رطوبت خاک سفت می شوند.

نوع ویژه ای از چسب پلی اورتان به این گروه وابسته است این نوع بیشتر برای پلاستیک های و فلزات مناسب است و به سرعت سفت می شود.

دسته بندی چسب ها از لحاظ فیزیکی در بیشتر موارد دسته بندی چسب ها از لحاظ فیزیکی براساس مقاومت آنها در برابر سرما و مقاومت در برابر توزیع تنش ها صورت می پذیرد.

دسته بندی فیزیکی چسب ها ممکن است بر اساس حلالیت و میزان حلالیت (مذاب بودن) صورت پذیرد.

چسب های لاستیکی، چسب های پلی استیرن، چسب پلی وینیل کلراید و چسب های اکریلیک معرف تعدادی از چسب ها است که در این گروه جای دارند.

و از آنجا که این چسب ها از لحاظ بخار شدن در برابر حلالها دسته بندی می شوند.

این نیاز احساس می شود که یکی از موا د چسب ( porous ) باشد.

دسته بندی فیزیکی چسب ها براساس tackiness حتی بعد از اینکه حلال آنها بخار شده باشد و صورت می پذیرد این گونه چسب ها اغلب اتصالی و برای اتصال مواد (سطوح) بدون خلل و خرج استفاده می شود.

چسب های اتصالی اغلب با پایه لاستییکی هستند این گونه از چسب ها خاصیت الاستیک دارند اما نسبتا قدرت کمی را دارند.

این چسب ها در برابر رطوبت مقاوم هستند اما نمی توان آنها برای مدت زمان طولانی تحت اثر آب قرارداد.

چسب های لاستیکی معمولی عبارتند از: 1-چسب کلروپرن 2-چسب نیتریل 3-چسب کائوچوی طبیعی 4-چسب استیرن 5-چسب پلی اورتان اکنون مشخص شده است که چسب حلال بی نهایت اشتغال زا است و در دمای زیر 30 درجه سانتی گراد تا 20 درجه سانتی گراد بالای صفر بسته به ترکیب اجزاء آن مشتعل می شود.

چسب ( Water- borne ) تحت نفوذ آب خاصیت چسبندگی خود را از دست می دهد.

ایمنی در استفاده از چسب ها با تمام چسب ها باید به عنوان مواد خطرناک رفتار شود که بعلاوه باید در کاربرد آنها در هر مورد دقت شود.

خطرات نهفته در چسب ها وقتی پدیدار می شود که خطر آتش گرفتن، پوسیدگی و خطرات طبی داشته باشد با توجه به خطر اشتعال ( پایین ترین درجه ای که مواد به حالت اشتعال در می آیند) چسب باید در حد امکان دقت شود.

نکات زیر برای ایمنی کاربرد چسب ها توسط موسسه ملی سوئدی بهداشت و ایمنی شغلی ارائه شده است.

-توصیه های عمومی 78 برای اتصال قطعات -توصیه های عمومی و کلی AFS 1990 : 14 ویژه حلال های ارگانیک -توصیه های عمومی 127 محصولات اپوکسی -توصیه های معمولی (عمومی) AFS 1979:7 محصولات اپوکسی انتخاب چسب ها جداول زیر (1 و 2) معمولی ترین انواع چسب ها را دسته بندی کرده است مشاهده می شود که در هر نوع چسب های با خواص آنها ارائه شده است که ممکن است بسته به تغییرات موجود که در این چسب ها ایجاد می شود بسیار گسترده باشد.

خواص نهایی اتصال مانند استحکام، مدت زمان مقاومت در برابر شرایط و ...

در جدول مشخص شده است.

همانطور که قبلا ذکر شده این امر به علت گستردگی زیاد سطوح آماده شده برای اتصال می باشد.

مشکلاتی ممکن است در هنگام اتصال مواد پلیمری ایجاد شود و این میتواند توضیح این باشد که چرا جدول ها می توانند مبین این مسئله باشد که کدام چسب ها ممکن است برای استفاده در کاربردهای خاص مورد استفاده قرار گیرد.

خواص نهایی این اتصالات قبل از انتخاب نهایی چسب معمولا آزمایش شده است.

جدول زیر قابلیت تماس چسب ها را با انواع مواد ( فلزی، لاستیکی، پلاستیکی) نشان دهد.

آمادگی سطوح برای اتصال چهار دلیل اصلی برای آمادگی سطح قبل از اتصال وجود دارد.

-برای دستیابی به سطح تمیز و بهینه -برای دستیابی به سطح قابل اتصال و بهبود رطوبت پذیری ( این امر بویژه در پلاستیک ها و لاستیک ها بسیار مهم است).

-بهبود مقاومت اتصال در برابر مرور زمان فساد تدریجی قدرت اتصال به آمادگی سطوح بستگی مستقیم دارد به همان میزان که به نوع چسب انتخاب شده مربوط است.

و باید به تناسب هزینه بسیار زیاد که برای آماده کردن سطوح مصرف می شود باید در انتخاب چسب دقت لازم به عمل آید.

جدول کامپوزیت ها کامپوزیت به موادی اطلاق می شود که در ساختار آن بیش از یک جزء استفاده شده باشد که در این مواد اجزاء مختلف خواص فیزیکی و شیمیایی خود در ترکیب حفظ کرده و در نهایت ماده ای حاصل می شود که دارای خواص بهینه ای می باشد .

که در تک تک مواد مشارکت کننده به صورت مجزاء در همه حالت ها وجود ندارد.

یک کامپوزیت از دو فاز عمده تشکیل شده است.

الف) فاز پیوسته یا ماتریس ب)فاز ناپیوسته در کامپوزیت های پلیمری فاز پیوسته یا زمینه اصلی از جنس پلیمر می باشد که اتصال دو فاز به یکدیگر از طریق سطح مشترک صورت می پذیرد.

در عین حال کامپوزیت های پلیمری به دو دسته کلی طبقه بندی می شوند 1-کامپوزیت تقویت شده با الیاف ( Fiber Reinforced Composites) که این کامپوزیت ها به کامپوزیت های لیفی نیز مشهور هستند ( Fibous Composites ) در ا ین نوع کامپوزیت الیاف فاز تقویت کننده می باشند.

این دسته از کامپوزیت ها ( FRC) در کاربردهای سازه ای استفاده فراوانی دارند.

2-کامپوزیت های ذره ای ( Particulate Composite).

در این نوع از کامپوزیت ها فاز تقویت کننده از ذرات تشکیل شده است.

این دسته از کامپوزیت ها در قطعات با اصطکاک زیاد مورد کاربرد قرار می گیرند.

در مجموع باید اشاره کرد که کامپوزیت های لیفی ذره ای بطور گسترده در صنایع نظامی، خودرو سازی، صنایع هوایی، دریایی و راه آهن مورد استفاده قرار می گیرند.

ویژگی های اصلی کامپوزیت ها: 1-وزن مخصوص کم 2-پایداری حرارتی خوب 3-توانایی بالا در جذب انرژی ها 4-ظرفیت دمپینگ بالا 5-سهولت در تولید 6-مقاومت خستگی خوب با توجه به مجموعه شرایط مذکور کامپوزیت های پلیمری رفته رفته نقش گسترده ای را در صنایع مختلف به عنوان جایگزین فلزات پیدا کرده اند.

نقش الیاف در ساختار مواد کامپوزیتی ( مواد مرکب لیفی) الیاف اصلی ترین المان در مواد مرکب لیفی هستند که بالاترین کسر حجمی را در ساختار کامپوزیت دارند.

انتخاب صحیح نوع، مقدار و جهت بسیار مهم بوده و تاثیر زیادی در خصوصیات : -جرم مخصوص -استحکام کششی -مدول کششی -استحکام فشار -استحکام خستگی -قیمت -خواص حرارتی و الکتریکی دارند: اصلی ترین الیاف در کامپوزیت ها به صورت زیر هستند: فلزی معدنی عالی طبیعی الیاف شیشه ( Glass Fibre ) این الیاف بالاترین حجم مصرف را دارا هستند و عمومی ترین نوع الیاف مصرفی را در ساختارهای مواد مرکب دارند.

مزایا : 1-قیمت نسبتا پایین 2-استحکام کششی بالا 3-مقاومت شیمیای بالا 4-خواص عایقی حرارتی و الکتریکی بالا معایب : 1-شکنندگی پایین 2-مقاومت خستگی نسبتا پایین 3-مدل نسبتا پایین در مقایسه با دیگر الیاف 4-مقاومت کم سایشی ترکیبات در انواع الیاف شیشه جدول خواص انواع الیاف شیشه جدول اشکال الیاف شیشه الیاف بلند: 1-منحنی ( Yarn) 2-رشته ای ( Roving) 3-پارچه ای 4-سوزنی و نمدی 5-نواری 6-سه بعدی ( ترکیب سوزنی، پارچه زاویه دار در رشته ای) الیاف کوتاه: ساختار الیاف شیشه از سه قسمت موج اصلی ساخته می شود: موج ساده تا موج اریب، موج اطلسی.

سایر حالات موج الیاف از این سه ساختار نشأت می گیرند.

شکل درصد الیاف در روش SMC بسته به نیازهای کاربردی قطعه متفاوت است و این درصد در حد 50 تا 70 درصد وزنی برای کاربردهای با استحکام و مدول بالا به کار می رود و در آمیزه های که میزان درصد وزنی الیاف آنها بالاتر از 60 درصد است پرکننده بکار برده نمی شود.

آمیزه های SMC را بر مبنای شکل الیاف بکار رفته به سه گروه زیر تقسیم می کنند.

-SMC-R -SMC-CR -XMC SMC-R که به معنای آرایش اتفاقی الیاف کوتاه در ورقه است.

( شکل 1) SMC-CR که C به معنای الیاف موازی و پیوسته در یک طرف از ورقه و R به معنای الیاف کوتاه اتفاقی در دو طرف دیگر ورقه می باشد.

شکل 2 و XMC که X به معنای الیاف پیوسته با ارایش ضربدری در ورقه می باشد.

شکل (3) الیاف کربن و گرافیت در کامپوزیت ها مزایا : محدودیت ها: -استحکام کششی بالا -مقاومت ضربه پایین (شکننده) -مدول کششی بالا -هدایت الکتریکی بالا -وزن مخصوص پایین -کرنش در شکست (پایین) -ضریب انبساط حرارتی پایین -قیمت بالا -استحکام خستگی بالا روش های تولید الیاف کربن 1-نساجی-پلی اکریلونیترویل (PAN) 2-روش (Pitch) ایزوتروپیک انواع الیاف کربن -اندازه یک الی 25 میلیمتر جهت ترکیب و قالبگیری پلاستیک های گرما نرم و گرماسخت -رشته ای (Roving) –پودر در اندازه 0.3 با -پارچه ای ساده -پودر در اندازه 0.3 mm با -نمدی -نواری الیاف آرامید در کامپوزیت ها مزایا : محدودیت ها: -جرم مخصوص پایین -مدول کششی بالا -مقاومت فشاری پایین -استحکام کششی بالا -محدودیت در برشکاری -مقاومت ضربه بالا -حساس به نور خورشید -کاهنده دامنه نوسان در ارتعاشات اشکال موجود الیاف آرامید الیاف بلند: 1-نخی(Yarn ) 2-رشته ای(Roving ) 3-پارچه ای 4-ترکیبی با الیاف کربن و شیشه ( جهت پوشش محدودیت های موجود) الیاف کوتاه: اندازه mm 1 تا mm 25 جهت قالبگیری الیاف پلی اتیلن با زنجیره کشیده شده (UHMWPE ) Ultra High Molecuar Weight PE مزایا : -بالاترین استحکام کششی نسبت به سایر الیاف -مدول کششی بالا -پایین ترین جذب رطوبت را دارد ( کمتر از 1 درصد) -جرم مخصوص پایین -مقاومت سایشی بالا -ضریب انبساط حرارتی پایین -مقاومت شیمیایی بالا محدودیت ها: -دمای کاربردی پایین -خزش پایین -دمای فرایند پذیری در محدوده -چسبندگی پایین به پلیمرها از انواع تجاری موجود آن Dyneema-Spectra می باشد کاربردهای آن: توری، ملزومات ورزشی و ...

می باشد.

رزین ها (ماتریس ها) و نقش آنها در کامپوزیت ها 1-وظایف رزین ها درکامپوزیت ها -نگهداری الیاف در کنار هم -انتقال تنش به الیاف -محافظت از الیاف در مقابل عوامل محیطی -حفاظت سطح الیاف از سایش تاثیر بر خواص کامپوزیت 1-استحکام و مدول عرضی (موثر) 2-خواص فشاری (موثر) 3-استحکام برشی (موثر) 4-استحکام برشی صفحه ای (موثر) 5-خواص کششی (کم اثر) فرایندی پذیری یک کامپوزیت به خصوصیات فیزیکی رزین ها مانند گرانروی، نقطه ذوب و دمای پخت رزین دارد.

انواع رزین های پلیمری پلیمرهای گرما سخت پلیمرهای گرمانرم 1-رزین پلی استر غیراشباع: 1-نایلون 6 و 66 2-رزین اپوکسی 2-پلی استرها مثل PET و PBT 3-رزین فنولیک 3-پلی کربنات 4-رزین اپوکسی نووالاس 4-پلی استال ها-پلی سولفون ها 5-رزین پلی ایماید 5-پلی اتراترکتون PEEK 6-رزین اوره و ملامین فرمالئید 6-PAI و PEI مقایسه خواص پلیمرهای گرماسخت و گرما نرم در کامپوزیت ها جدول رزین های پلی استر 1-پلی استر نوع اُورتو با ویژگی های 1-قیمت پایین و کاربرد عمومی تا 85% 2-پلی اتر نوع ایزد با ویژگی های -مقاومت مناسب در شرایط محیطی و مواد شیمیایی -استفاده در لایه های ژلی 3-رزین بیسفنلیک ( پلی استر با کارایی بالا ) با ویژگی های -مقاومت بالا در مقابل خوردگی -مورد استفاده در لوله های -انتقال مواد شیمیایی 4-رزین وینیل استر(پلی استر با کارایی بالا) با ویژگی های –چغرمگی بالا -مقاومت ضربه بالا -مقاومت شیمیایی عالی رزین های اپوکسی این رزین ها با خواص زیر مورد توجه قرار می گیرند: 1-خواص مکانیکی خوب: مانند چغرمگی، سختی، سایشی بالا 2-خاصیت الکتریکی خوب 3-مقاومت حرارتی بالا 4-چسبندگی عالی به بسیاری از مواد: مانند فلزات، چوب بتن، شیشه، سرامیک 5-مقاومت شیمیایی خوب 6-جمع شدگی کم پس از واکنش پخت 7-فراورش مشکل تر نسبت به پلی استرها 8-قیمت بالا عامل پخت (سخت کننده) رزین اپوکسی: نوع عامل پخت تعیین کننده سرعت واکنش پخت، میزان حرارت ناشی از واکنش، گرانروی سیستم، زمان ژل شدن وحرارت لازم جهت رزین می باشد.

انواع عوامل پخت: 1-پلی آمین ها 2-ایندریدها 3-پلی آمیدها رزین های ویژه 1)رزین اپوکسی ویژه (نووالاک) 2)رزین پلی ایماید ( Ployiminde) این رزین ها با خواص ویژه زیر مورد توجه قرار گرفته است: -ساختار رزین فنلیک را دارد و نوع فراورش مشابه اپوکسی هاست.

-خواص حرارتی و شیمیایی بهتر دارد -خواص مکانیکی در دماهای بالا -گرانروی بالاتر نسبت به اپوکسی های معمولی دارد -کارایی سایشی مطلوب دارد -مقاومت بالا در برابر شعله دارد -پایداری محیطی ضعیف و فرآورش مشکل دارد -سختی و استحکام بالا در محدود وسیعی از دما از 240- تا 300 درجه سانتی گراد دارد نسبت رزین به الیاف در کامپوزیت خواص مکانیکی و شیمیایی کامپوزیت با میزان زیادی تحت تاثیر نسبت رزین به الیاف قرار دارد.

به عنوان کلی با افزایش میزان الیاف استحکام قطعه افزایش می یابد اما مقاومت محیطی، مقاومت در برابر رطوبت و مقاومت شیمیایی قطعه کاهش خواهد یافت.

میزان رزین به الیاف را می توان با بریدن به مساحت cm2 1 و وزن کردن آن و توزیع مجدد آن پس از سوزاندن در کوره ( در دمای درجه و زمان 1 ساعت) تعیین کرد.

طبقه بندی روش های مختلف شکل دهی کامپوزیت ها روش قالب بسته (Closed Mold) لایه گذاری پیوسته پالتروژن RTM (SMC) قالب گیری فشاری پرس گرم پرس سرد قالب گیری یک کفه ای ( Contactmolding) روش قالب باز ( Open Mold) قالب گیری کیسه ای رشته پیچشی ( Filamentwinding) ویژگی های لازم یک فرایند کارآمد و ارزان 1-امکان تولید قطعات بزرگ و پیچیده با سرعت مناسب 2-کاهش مراحل مونتاژی 3-ساختار سه بعدی با خواص ناهمسانی 4-قابلیت تولید مجدد با خواص یکسان فرایند RTM و مزایای آن 1-امکان ساخت قطعات بسیار بزرگ