02188218279-86053927

شتاب دهنده های پلیمری

31 بازدید | چهارشنبه 24 شهریور 1400 | دسته بندی : مقالات

ساختار شتاب دهنده های پلیمری چگونه هستند؟

برای اینکه با شتاب دهنده های پلیمری بیشتر آشنا شویم، ابتدا با هم اطلاعاتی در مورد پلیمر را بررسی می کنیم. پلیمر در واقع ساختاری است که در طی یک فرآیند به نام پلیمریزاسیون به وجود می آید. ساختار پلیمر در واقع متشکل از مولکول های ساده و یا مونومرها است. پس می توان نتیجه گرفت که پلیمر یک مولکول بزرگ ایجاد شده از پیوند بین مولکول های کوچک تر است.

طبق محیط واکنش و نوع عملکرد فرآیندهای پلیمریزاسیون به روش های کاتیونی، آنیونی و رادیکال، توده ای، محلولی و امولسیونی تقسیم می شوند. شتاب دهنده های پلیمری در طی شصت سال است که مورد استفاده قرار می گیرند. شتاب دهنده زیگلر-ناتا مهم ترین شتاب دهنده های پلیمری است. این شتاب دهنده پلیمری طی فرآیند پلیمریزه شدن اتیلن ساخته می شود. اتیلن در مجاورت ترکیبات آلومینیوم و ترکیبات نیکل در دمای پایین واکنش می دهد و این شتاب دهنده پلیمری را تولید می کند.

شتاب دهنده های پلیمری متالوسنی که از جدیدترین نسل های شتاب دهنده های پلیمری هستند، اما از شتاب دهنده های پلیمری زیگلر-ناتا در اغلب واکنش های پلیمریزاسیون استفاده می شود.

ساختار و ترکیب شتاب دهنده های پلیمری زیگلر-ناتا

این شتاب دهنده های پلیمری از کنار هم قرار گرفتن فلزات واسطه گروه هشت تا چهار جدول تناوبی از جمله وانادیوم، تیتانیوم، آریل و همچنین هالیدهای گروه یک تا چهار به دست می آیند. از مهم ترین شتاب دهنده های پلیمری زیگلر-ناتا می توان TIC14.TIC13 را معرفی کرد. این شتاب دهنده های پلیمری به دو صورت همگن و ناهمگن وجود دارند، البته اغلب شکل این عناصر به صورت ناهمگن است.

کاربردها و مزایای مهم شتاب دهنده های پلیمری

یکی از کاربردهای این شتاب دهنده های پلیمری کمک به انجام واکنش تولید لاستیک است. در طی این فرآیند که به نام کورینگ شناخته می شود، قطعات لاستیک تولید می شوند. با توجه به اینکه هر قطعه تولید شده در نهایت چه کاربردی خواهد داشت، در طی فرآیند تولید از شتاب دهنده های پلیمری متفاوتی استفاده می شود.

در بین این فرآیند کورینگ که به آن فرآیند پخت نیز گفته می شود، پخت گوگردی رایج تر است. شتاب دهنده هایی که در طول این فرآیند به کار می روند، عناصر پیش پراکنش یافته و شامل ماتریس های پلیمری و افزودنی شیمیایی هستند. استفاده از شتاب دهنده های پلیمری در طول فرآیند تولید لاستیک مزایای زیر را به دنبال خواهد داشت: برای اینکه از ایجاد گرد و غبار اضافی جلوگیری شود، در مقایسه با افزودنی های پودری مقدار کمتری از این شتاب دهنده ها استفاده می شود در نتیجه ماده اولیه کمتری مصرف می شود.

این شتاب دهنده های پلیمری به محیط زیست آسیب نمی رسانند، برای سلامت محیط کار و نیروهای انسانی نیز آسیب رسان نیست. انتقال و حمل این شتاب دهنده ها بسیار آسان است. ناخالصی های این مواد فیلتر می شود در نتیجه به وسایلی همچون غلتک آسیب نمی رساند. کیفیت خوب این مواد باعث افزایش کیفیت بازدهی و عملکرد فرایند تولید مواد لاستیک می شود. در مرحله ایجاد لاستیک و فرآیند پخت به دلیل پخش یکنواخت مواد زمان مخلوط شدن و در هم آمیختن مواد کاهش می یابد. استفاده از پودرها باعث می شود که زمان و هزینه زیاد برای پاکسازی بسته بندی های پودر استفاده شود.

بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی شتاب دهنده های پلیمری

این شتاب دهنده به شکل پودر سفید، یا زرد است، بوی کمی دارد، عملکرد آن با تاخیر صورت می پذیرد. واکنش آن به صورت امن انجام می شود، زمان پاکسازی آن کوتاه است. در طی فرآیند تولید لاستیک مصنوعی و طبیعی از آن استفاده می شود. استفاده از این شتاب دهنده باعث بهبود کیفیت خواص فیزیکی و شیمیایی قطعات لاستیک تولید شده می شود. با توجه به اینکه این شتاب دهنده، بوی کمی دارد، سمی نیست، عملکرد خوبی در واکنش دارد. این ماده سریع عمل می کند، در دمای طبیعی به صورت کاملا امن عمل می کند. این شتاب دهنده پلیمری به عنوان یک شتاب دهنده برای لاستیک ایزوپرن، استایرن، بوتادین و نیترول مورد استفاده قرار می گیرد.

همچنین از این شتاب دهنده پلیمری که یکی از رایج ترین شتاب دهنده های پلیمریاست، در ساخت لاستیک، لوله میانی لاستیک، کمربند از جنس لاستیک، کفش لاستیکی و همچنین کابل و باقی محصولات لاستیکی استفاده می شد. در همه این فرآیندها این ماده به عنوان شتاب دهنده اولیه به کار می رود.

وقتی این ماده به عنوان یکی شتاب دهنده ثانویه به کار می رود، در واقع با سایر شتاب دهنده های پلیمری ترکیب می شود و باعث کنترل میزان سرعت واکنش ولکانیزاسیون می شود. از جمله کاربردهای مکانیکی محافظ لاشه، شیلنگ های هوا، تسمه نقاله و رانندگی و همچنین عایق کابل را می شود نام برد.

شتاب دهنده های پلیمری و ولکانیزاسیون

برای اینکه یک فرآیند ولکانیزاسیون به طور خوب انجام شود، تنها استفاده از گوگرد کافی نیست، پیوندهای گوگرد به نام کراسلینک یا ولکانیزاسیون شناخته شده هستند، در شکل های مختلفی صورت می پذیرند. این پیوندها به نام منوسولفیدی، اکتا سولفیدی شناخته شده هستند. برای اینکه یک واکنش به خوبی انجام شود، همه این پیوندها باید وجود داشته باشند. طبق تعداد گوگردی که در بین دو زنجیره قرار می گیرند هر پیوند گوگردی با خواص متفاوتی به وجود می آید. در هر شرایطی به خواص متفاوتی احتیاج است. برای مثال برخی از قطعات به سختی بالا احتیاج دارند، هنگام ایجاد این پیوندها، درصد پیوندهای منوسولفیدی زیاد است. در قطعاتی که انعطاف پذیری و کشسانی مورد نیاز است، درصد پیوندهای پلی سولفیدی بیشتر است طراحی و تولید هر یک از پیوندها با خواص متفاوت بر عهده متخصصینی است که دانش تئوری و تجربه کافی در زمینه ایجاد این پیوند ها دارند.

وجود شتاب دهنده های پلیمری در این واکنش ها به این دلیل مهم و ضروری است که سرعت فرآیند ولکانیزاسیون را زیاد می کنند و همچنین خواص الاستیک را حفظ می کنند.طبق کشفیات صد ساله دانشمندان گوگرد با قرار گرفتن در پیوند طبیعی لاستیک، خواص کشسانی، شکل پذیری و سختی را تقویت می کنند.

تاریخچه پیدایش شتاب دهنده های پلیمری و کاربردهای امروزه آن

بعد از اینکه این موضوع که گوگرد باعث ایجاد پیوندهای عرضی در زنجیره پلی ایزوپرن می شود کشف شد; مشکلی که بعدا ظاهر شد سرعت پایین پیوند گوگرد در زنجیره لاتکس بود. در این شرایط ایجاد پیوند واکنش یک هفته به طول می انجامید و قطعه ساخته شده باید در این مدت در معرض نور  خورشید و یا در یک محیط گرم قرار می گرفت. در نتیجه سرعت تولید کم می شد، همچنین به دلایل شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط (نور، گرما، اکسیژن و ..) امکان انجام واکنش های مضر و ایجاد تغییر در خواص مواد می شد. در این شرایط استفاده از شتاب دهنده های پلیمری رایج شد. اولین شتاب دهنده آنیلین بود که مورد استفاده قرار گرفت، بعد از آن هزاران شتاب دهنده تولید شد که سرعت ولکانیزاسیون را از چند هفته کم کرده و این واکنش ها اکنون در چند ثانیه انجام می شوند.

امروزه در صنعت دستکش تعداد مشخصی از شتاب دهنده ها مورد استفاده قرار می گیرند. اقدامات هر کارخانه برای اینکه رضایت مشتری را جلب کند و کمترین هدررفت ماده اولیه را داشته باشد با فرمول متفاوتی انجام می گیرد. برای اینکه در هزینه های نهایی کاهش قیمت وجود داشته باشد، از شتاب دهنده ها به طور هم زمان بهره می برند. از جمله شتاب دهنده هایی که مورد استفاده قرار می گیرند: روی دی اتیل، روی دی متیل، روی دی بوتیل، دی فنیل، تترا متیل، این شتاب دهنده های پلیمری در درصدهای متفاوتی به لاستیک طبیعی و خام اضافه می شوند و کارهای آماده سازی روی آنها انجام می شود. طبق آزمایشات انجام شده مشخص شده است که فرآیندهای پختی که در هم آمیختن لاستیک توسط چند نوع شتاب دهنده انجام می شود، بهتر هستند زیرا پیوندهای مختلف منوسولفیدی و پلی سولفیدی دارند.

استفاده از شتاب دهنده های پلیمری باید به حد تعادل باشد، استفاده غیرضروری شتاب دهنده باعث ایجاد فرسودگی در محصول می شود.میزان استفاده لاستیک، شتاب دهنده و گوگرد باید طوری تنظیم شود که یک نوع تعادل بین آنها برقرار شود، در این صورت خواص لاستیک از بین نمی رود. در صورتی که از گوگرد و شتاب دهنده بیش از حد استفاده شود; خواص لاستیکی کم شده و به نوعی در جهت پلاستیکی شدن پیش می رود. در این صورت کیفیت پخت پایین آمده و در نهایت نیز بر میزان کیفیت الاستیک تاثیر خواهد داشت.

خرید شتاب دهنده های پلیمری

برای خرید اینترنتی شتاب دهنده های پلیمری می توانید به سایت www.shabanco.com مراجعه کنید چرا که یکی از بهترین تامین کننده و وارد کننده ی شتاب دهنده های پلیمری می باشد و می توانید از نحوه ی خرید و قیمت شتاب دهنده های پلیمری از طریق شماره های درج شده در سایت آگاه شوید.