پلاستیک انعطاف پذیر و شکل پذیر است و به راحتی قالب گیری می شود و پس از شکل گرفتن و سخت شدن شکل خود را حفظ میکند.
همانطور که می دانید در صورتی که پلاستیک در برابر حرارت قرار گیرد به راحتی قالب گیری شده و شکل می گیرد ، اما اگر در برابر حرارت زیاد قرار بگیرد ذوب خواهد شد . در این صورت ترموپلاستیک یا گرمانرم نامیده می شود . مواد دیگری به نام ترموست یا گرماسخت وجود دارند که ذوب نمی شوند.
همه ی ما با واژه ی پلاستیک کم و بیش آشنا هستیم . پلاستیک ها در هنگام کشش یا می شکنند یا تغییر شکل می دهند. پلاستیک ها مقاومت بییشتری در برابر تغییر دارند . همانطور که گفته شد می توانیم پلاستیک را دچار تغییر شکل کرده و قالب گیری کنیم . پلاستیک به دلیل قابلیت کششی که دارد در برابر تغییر فوم مقاوم است . در ادامه مطلب پلیمرهای ترموپلاستیک یا گرمانرم مورد بررسی قرار گرفته است . با ما همراه باشید…
ترموپلاستیک چیست؟
ترموپلاستیک یا گرمانرم به موادی گفته می شود که با افزایش حرارت و بدون تغییرات شیمیایی ذوب می شود. می توان چندین بار ترموپلاستیک ها را ذوب و دوباره جامد نمود . این مواد زمانی که در حالت مذاب باشند مانند سایر مایعات جاری خواهند شد . از این لحاظ با موادی که دارای اتصالات عرضی می باشند متمایز هستند.
ترموپلاستیک، یکی نوع پلاستیک است که در دمای مشخص نرم و قابل انعطاف بوده و به راحتی قابل پردازش و فرم‌دهی با حرارت و فشار است. ترموپلاستیکها از ترکیبات شیمیایی مختلفی تشکیل شده‌اند و در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، الکترونیک، بسته‌بندی و … استفاده می‌شوند. از جمله مثال‌هایی از ترموپلاستیکها میتوان به پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌ستایرن، پلی‌کربنات، آکریلونیتریل بوتادیئن استایرن (ABS) و … اشاره کرد.
انواع ترموپلاستیک
ترموپلاستیکها یکی از پرکاربردترین نوع پلیمرها در صنایع مختلف هستند و به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود، در بسیاری از صنایع مانند صنعت خودرو، الکترونیک، لوازم خانگی، پزشکی و غیره استفاده می‌شوند. برخی از انواع ترموپلاستیک به شرح زیر هستند:
۱- پلی‌اتیلن: این پلیمر دارای ویژگی هایی همچون مقاومت در برابر خوردگی و خوردگی شیمیایی، خواص الکتریکی بالا، استحکام بالا و ضخامت قابل تنظیم است. کاربردهای آن شامل صنعت بسته‌بندی، لوله‌ها، پوشش‌ها و صنایع برق و الکترونیک است.
۲- پلی‌پروپیلن: این پلیمر به دلیل سبکی وزن، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و حرارت، پایداری شیمیایی، ضخامت قابل تنظیم و قابلیت بازیافت، در صنایع مختلف استفاده می‌شود. کاربردهای آن شامل صنایع خودروسازی، بسته‌بندی، لوله‌ها، الکترونیک، مبلمان و غیره است.
۳- پلی‌ستایرن: این پلیمر دارای ویژگی هایی همچون شفافیت، سبکی وزن، قیمت پایین و قابلیت تزریق شکل است. کاربردهای آن شامل بسته‌بندی، لوازم خانگی، ظروف یکبار مصرف، قطعات اتومبیل و غیره است.
۴- پلی‌کربنات: این پلیمر دارای ویژگی هایی همچون شفافیت، ضربه پذیری بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی و پایداری شیمیایی است.
PVC، PET، HIPS و ABS از جمله انواع ترموپلاستیک هستند که در صنایع مختلف و صنعت بسته بندی مورد استفاده قرار میگیرند.
- PVC: یک پلیمر سخت و شفاف با پایداری شیمیایی و مقاومت بالا در برابر آب، اسیدها و بازهاست. PVC در بسته‌بندی، ساخت لوله‌های پلاستیکی، صنایع خودروسازی و صنایع الکترونیکی به کار می‌رود. همچنین، به دلیل خاصیت عایق الکتریکی بالایش، در ساخت کابل‌های برق و مصارف ساختمانی نیز به کار می‌رود.
- PET: یک پلیمر شفاف و کریستالی با ویژگی‌های مانند مقاومت بالا در برابر حرارت، سختی و مقاومت بالا در برابر ضربه است. PET بیشتر در صنعت بسته‌بندی برای ساخت شیشه‌های پلاستیکی، بطری‌های آب، نوشابه و دارو به کار می‌رود. همچنین، در ساخت الیاف پارچه‌ای، فیلم‌های تقویت شده و قطعات صنعتی نیز استفاده می‌شود.
- HIPS: یک پلیمر نرم و مقاوم با ویژگی‌هایی مانند شفافیت، قابلیت پرداخت سطح و خواص مکانیکی خوب است. HIPS در صنعت بسته‌بندی، ساخت قطعات خودرو، صنایع الکترونیکی و صنایع خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- ABS: یک پلیمر سخت و مقاوم با ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر ضربه، شفافیت، سختی و مقاومت در برابر شرایط مختلف محیطی است. ABS در ساخت قطعات خودرو، مواد بسته‌بندی، ساخت اسباب بازی، تجهیزات صنعتی و ساخت قطعات الکترونیکی مورد استفاده
ترموپلاستیک های دیگری وجود دارند در ادامه نام میبریم:
- الاستومر (TPE) : جایگاه ثابتی در صنایع مختلف دارد .
- تی پی وی (TPV)
- تی پی آر (TPR)
- تی پی اس (TPS)
- تی پی او (TPO)
- پی بی آر(PBR)
- اس بی اس(SBS)
- اس ای بی اس(SEBS)
- ای پی دی ام(EPDM)
- ای پی ام(EPM)
- ان بی آر (NBR)
خواص فیزیکی و میکانیکی ترموپلاستیک ها
ترموپلاستیک ها معمولا در دمای کمتر از نقطه ذوب دارای مناطق بلورینی و آمورف می باشند. ویژگی کشسانی از نواحی آمورف و قابلیت مستحکم بودن از نواحی بلورین به ماده می رسد . توجه داشته باشید که اگر دما بیش از نقطه ذوب باشد نواحی بلورین از بین خواهد رفت .
ترموپلاسـتیک ها یا گرمانرم دارای ویژگی است که موجب قابل بازیافت بودن این پلیمرها شده است. ترمـوپلاستیک ها می توانند به طور پیوسته در چرخه ذوب و انجماد قرار بگیرند . پلی اتیلن ها یکی از بهترین ، ارزان ترین و پر مصرف ترین ترموپلاستـیک ها می باشن .
ترموپلاستیـک ترکیبی از لاستیک و پلاستیک می باشد و با دارا بودن ویژگی های لاستیک و پلاستیک از خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه ای برخوردار شده است.
کاربرد ترموپلاستیک
ترموپلاستیکها به دلیل خواصشان مانند انعطاف‌پذیری، سبکی، مقاومت بالا در برابر شکستن، مقاومت در برابر شرایط محیطی مختلف و دیگر خواص، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار میگیرند. به عنوان مثال:
- صنایع بسته‌بندی: در تولید بسته‌بندی‌های از جمله ظروف، شیشه‌های کوچک، فیلم‌های بسته‌بندی و پوشش‌های محافظ برای مواد غذایی، دارویی و صنایع دیگر، استفاده می‌شوند.
- صنایع ظروف یکبار مصرف: برای ساخت قاشق، چنگال، لیوان، پیمانه و سایر ظروف یکبار مصرف استفاده می‌شوند.
- صنایع خودروسازی: برای ساخت قطعات داخلی و خارجی خودرو، از جمله پنل‌ها، سیستم‌های صوتی، صندلی‌ها، بدنه خودرو و غیره استفاده می‌شوند.
- صنایع الکترونیکی: برای تولید انواع قطعات الکترونیکی مانند بردهای مدار چاپی، پوشش‌های الکتریکی، قطعات مکانیکی و غیره استفاده می‌شوند.
- صنایع ساختمانی: برای ساخت قطعات داخلی ساختمان مانند لوستر، درب، پنجره، پوشش دیواری و غیره استفاده می‌شوند.
- صنایع پزشکی: برای ساخت قطعات مصرفی پزشکی مانند پروتز، بطری‌های خون و دارو و غیره کاربرد دارد.
از دیگر کاربردهای ترموپلاستیک میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
- تولید انواع فیلم های نازک
- بسته بندی وکیوم فرمینگ
- کابل های برق فشار قوی
- لوله های منعطف
- لوله های چند لایه آب
- تانکرهای حمل و نگهداری مایعات
- ظروف میان تهی بزرگ
- و…
کاربرد ترموپلاستیک ها در بسته بندی وکیوم فرمینگ
ترموپلاستیکها به عنوان یکی از مهمترین مواد اولیه در تولید بسته‌بندی‌های وکیوم فرمینگ مورد استفاده قرار میگیرند. این مواد با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت خود، انواع گوناگونی از بسته‌بندی‌ها را در بر میگیرند.
در بسته بندی وکیوم فرمینگ، ترموپلاستیک ها به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خود از جمله انعطاف پذیری، سختی، شفافیت، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت شیمیایی و استحکام بالا بسیار مناسب هستند. PVC، HIPS، PET و ABS به عنوان مواد ترموپلاستیک، برای تولید قطعات و بسته بندی در بسیاری از صنایع از جمله صنایع غذایی، دارویی، الکترونیکی و خودروسازی استفاده می‌شوند.
PVC یک از مهمترین ترموپلاستیکها است که دارای خواص فیزیکی و شیمیایی برجسته است که مقاومت خوبی در برابر ضربه، شکستگی و اشعه UV دارد. این ماده به‌دلیل قابلیت پذیرش رنگ‌های مختلف، شفافیت و مقاومت در برابر آب و هوا برای تولید بسته‌بندی‌های محصولات غذایی و دارویی استفاده می‌شود.
PET یک ترموپلاستیک شفاف و سخت با مقاومت بالا در برابر شوک، شکستگی، گرما و رطوبت است. این ماده به‌دلیل قابلیت بازیافت و سازگاری با مواد غذایی، برای بسته‌بندی محصولات غذایی، نوشیدنی‌ها و مواد شوینده استفاده می‌شود.
HIPS یک ترموپلاستیک خوش‌شکل و شفاف است که در دمای متوسط به راحتی قابل فرم‌گیری است. این ماده برای تولید بسته‌بندی‌های محصولات غذایی، قطعات خودرو و لوازم خانگی استفاده می‌شود.
ABS یک ترموپلاستیک قدرتمند و مقاوم با مقاومت بالا در برابر ضربه، شکستگی و گرما است. این ماده برای تولید بسته‌بندی‌های محصولات الکترونیکی، لوازم خانگی و قطعات خودرو استفاده می‌شود.
مزایای ترموپلاستیک ها
ترموپلاستیکها بسیار محبوب در صنعت به دلیل ویژگی‌های بیشماری که دارند، مورد استفاده در بسیاری از صنایع و بخش‌های مختلف می‌باشند. برخی از مزایای ترموپلاستیکها عبارتند از:
- قابلیت بازیافت: ترموپلاستیکها قابلیت بازیافت و باز استفاده دارند و این باعث می‌شود که از لحاظ محیط زیستی، مناسب‌تر باشند و به کاهش زباله‌ها و مصرف منابع فسیلی کمک می‌کنند.
- خواص مکانیکی: ترموپلاستیکها در برخورد با ضربه‌ها و شوک‌های مختلف، مقاومت خوبی دارند و در نتیجه در برخی موارد به عنوان جایگزین مناسبی برای فلزات مورد استفاده قرار میگیرند.
- سبک وزن: بسیاری از ترموپلاستیکها دارای وزن سبکی هستند که آنها را به گزینه‌ی مناسبی برای استفاده در محصولاتی که نیاز به وزن کمی دارند، تبدیل کرده است.
- مقاومت شیمیایی: ترموپلاستیکها علاوه بر مقاومت مکانیکی، مقاومت شیمیایی نیز بالایی دارند و در برابر اکثر مواد شیمیایی مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند.
- قابلیت فرآیند‌پذیری: ترموپلاستیکها قابلیت فرآیند‌پذیری بالایی دارند و با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف، میتوان انواع مختلفی از محصولات را با استفاده از این مواد تولید کرد.
- قابلیت بازیافت: ترموپلاستیک قابلیت بازیافت دارند و میتوان چندی بار آنها ذوب و جامد نمود استفاده های مختلفی نمود.
پلاستیک های سخت و پلاستیک های نرم
پلاستیک ها به دو دسته نرم و سخت تقسیم می شوند. به عنوان مثال کلید های پلاستیکی که روی کیبور شما قرار دارند پلاستیک سخت هستند ، اما پلاستیک هایی که دور سیم های کامپیوتر می باشند پلاستیک نرم هستند . همه ی پلاستیک ها دمای مخصوص به خود را دارند . افزودنی هایی وجود دارند که به پلاستیک اضافه می شوند و باعث نرم تر و انعطاف پذیرتر شدن پلاستیک می شوند . به این افزودنی ها نرم کننده گفته می شود .
برخی پلیمرهایی که به عنوان پلاستیک استفاده می‌شوند :
- پلی اتیلن
- پلی پروپیلن
- پلی استایرن
- پلی استرها
- پلی کربنات ها
- PVC
- نایلون
- پلی (متیل متاکریلات)
ویژگی های خاص ترموپلاستیک ها :
ترموپلاستیک از ویژگی های خاصی برخوردار است به عنوان مثال این پلیمرها را می توان به دفعات تغییر فرم داد ، یعنی هر بار که در مقابل حرارت قرار می گیرد ذوب می شود و با دور کردن دوباره سرد و منجمد می شود . دستگاه هایی که برای گرمانرم ها مورد استفاده قرار میگیرند شامل اکسترودر ، پرس ، ماشین های بادی و تزریقی می شوند. قطعاتی که توسط مواد ترموپلاستیک تولید می شوند ، می توانید به دفعات فرم جدیدی به آن ها دهید.
به یاد داشته باشید هربار که این مواد پلیمری ذوب می شوند و مجددا شکل می گیرند ، خاصیت مکانیکی خود را از دست خواهند داد.
برخی دیگر از ویژگی های ترموپلاستیک ها عبارتند از :
- دانسیته پایین
- انعطاف زیاد در دماهای پایین
- دارای قابلیت بهبوددهی
- دارای قابلیت بازیافت
