ماهیت و انواع پی وی سی یک لاتکس

لاتکس مجموعه ای پراکنده و پایدار از ذرات ریز در آب است که دارای اجزای غیر پلیمری هم می‌باشد. 3 نوع محلول ترکیب پی وی سی وجود دارد: مایع، خمیر و لاتکس که دو نوع آخر دارای پراکندگی هستند. مهمترین تفاوتشان، محیط پخش آن هاست. در نوع لاتکس محیط پخش مایع و یا آب  در نوع خمیر محیط پخش نرم کننده است. 

هر سه نوع ترکیب پی وی سی برای تولید یک محصول پی وی سی جامد استفاده می‌شوند. به این صورت که بخش مایع یا آب موجود در آن‌ها تبخیر می‌شود. در حالت خمیر، بدون اینکه بخش نرم کننده موجود در آن از دست برود، دچار وارونگی فاز می‌شود. بخش نرم کننده در آخر فرایند به عنوان جزء مهم از محصول جامد باقی می‌ماند.

در پلینو بخوانید: پلاستیزول یا خمیر پی وی سی

 

ویژگی های انواع پی وی سی ها در مقایسه با یکدیگر

از ویزگی های پی وی سی لاتکس درمقایسه با حالت محلول یا مایع میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1-بخش محلولی پی وی سی لاتکس ارزان است.

2-محتویات پلیمری بالاتر در ویسکوزیته های مشابه یا حتی کمتر به دست می آید.

3-از آنجا که ویسکوزیته سیستم مستقل از وزن مولکولی پلیمر است، باید برای خواص مکانیکی بهتر تولیدات جامدی، از پلیمرهایی با وزن مولکولی نسبتاً بالا استفاده شود.

همینطور برخی ویژگی های مهم لاتکس پی و سی در مقایسه با خمیر به شرح زیر است:

• جزء مایع لاتکس ارزان و دارای ویسکوزیته نسبتاً کم است همینطور قادر به برهم کنش زیادی با پلیمر نیست.
• تقریباً می توان از هر ترکیبی از پلیمر یا روان کننده استفاده کرد.
• تحمل نسبتاً بیشتری برای نوع و مقدار فیلرها یا پرکننده‌های گنجانده شده دارد.
• با رقیق سازی ساده میتوان ویسکوزیته را تا حد زیادی تغییر داد.
• ویسکوزیته نسبت به نوع و مقدار روان کننده ها حساس نیست.
• لاتکس پی و سی را می توان به محصولات PVC جامد غیر پلاستیکی تبدیل کرد.

 

معایب پی وی سی های لاتکس

• پایداری در شرایط خاص مانند سرما و pH کم است (از جمله به سرما و حساس است).
• رفتار پردازشی و توانایی آن در مرطوب کردن بسترها نسبت به محلول های PVC در شرایط مشابه، متغیرتر است. محصولات جامد به دست آمده، دارای نقاط نرمی نسبتاً کم و خواص مکانیکی متوسطی هستند.
• محصولات به دست آمده، ممکن است حاوی امولسیفایر باشند.
• این سیستم به راحتی قابل پردازش به محصولات هموپلیمر جامد غیر پلاستیکی نیست.

 

تولید PVC latices

PVC latices از طریق پلیمریزاسیون امولسیونی تولید می شوند. اندازه ذرات فاز پراکنده جامد (پلیمر) معمولاً در اکثر موارد 0·1-0·25 flm و عموماً در محدوده 0·1 2·5 flm است. PVC latices نسبت کمی از تمام ترکیبات فرآوری شده در صنعت را تشکیل می دهند و از این نظر در مقایسه با خمیرها یا ترکیبات جامد برای اکستروژن، کلندرینگ و قالب گیری، کمتر استفاده می‌شوند.

ویژگی های اصلی فراوری PVC latices

مهمترین کاربرد صنعتی PVC latices در نوعی بستر برای تشکیل رسوب، ابتدا از لاتکس، و سپس پلیمر جامد (با هر گونه افزودنی دائمی) پس از حذف فاز آب (با تبخیر، با یا بدون مقداری جذب متوسط در بستر) است. در بیشتر کاربردهای لاتکس، رسوب در نهایت با ادغام ذرات پلیمری به یک فیلم پیوسته تبدیل می‌شود.

برای بسیاری از laticesهای پلیمری، از جمله PVC، مکانیسم کلی تشکیل رسوب یا فیلم یکسان است. این فرایند شامل چندین مرحله است که هر کدام با وضعیت لایه لاتکس روی بستر و تغییرات سرعت تبخیر بخش آب مشخص می شود. البته تبخیر با سرعت قابل مقایسه با آب خالص زیرا ممکن است مقداری آب نیز توسط زیرلایه جذب شود. از آنجایی که آب تا حدی از دست می رود، محتوای ذرات رسوب به طور موثری به حدود 70٪ ((برای محدوده اندازه ذرات لاتکس معمولی 0·1 0·25/lm) ) افزایش می یابد، اما فضاهای بین ذره ای هنوز با آب پر می شوند. در این مرحله سطح بین آب و هوای محیط به میزان قابل توجهی کم می‌شود که در نتیجه باعث کاهش زیادی در تبخیر می شود.

با ادامه این ام، ذرات بسیار به هم نزدیک می شوند، اما تماس کلی سطحی برای مدتی توسط نیروهای دافعه ایجاد شده در نتیجه تعامل بار الکتریکی سطحی لایه ها، مختل می شود. تبخیر بیشتر آب منجر به انقباض ('necking-in') سطح تماس آب و هوا بین ذرات فشرده می شود. این باعث ایجاد نیروهایی می شود که ذرات را به یکدیگر می کشد. این نیروها در نهایت از دافعه الکترواستاتیکی بیشتر می‌شوند و ذرات با هم در تماس سطحی نزدیکی حرکت می کنند. در این مرحله نیروها در کنش خود بر روی ذرات با نیروهای ناشی از کشش سطحی پلیمر یا آب مقابله می‌کنند. اگر ذرات به اندازه کافی نرم باشند، با فشرده شدن زیاد تحت تأثیر این نیروها، تغییر شکل می دهند (مثلاً در مورد لاستیک و برخی از ذرات لاتکس کوپلیمر PVC)، و تماس سطحیشان بیشتر میشود.

در این حالت رسوب، یک لایه پلیمری دانه ای است که با مقدار کمی آب باقی مانده است. سرعت از بین رفتن این آب باقیمانده در نسبتاً آهسته می‌شود و با حرکت آن به سطح از طریق کانال‌های مویین بین ذرات پلیمری تغییر شکل‌یافته، یا انتشار از طریق ماده پلیمری کنترل می‌شود. کیفیت نرمی، که تغییر شکل ذرات و فشردگی زیاد را ممکن می کند، معمولاً با آزادی نسبی حرکت زنجیره های پلیمری همراه است. این فشردگی بین ذرات و تحرک زنجیره، نقش اساسی در سهولت ادغام نهایی ذرات در یک فیلم پلیمری منسجم و همگن دارد. اصطلاح " autohesion " برای این نوع اثر ابداع شده است. برای ذرات سخت تر، ادغام کافی برای تشکیل یک لایه پیوسته ممکن است فقط در دماهای بالا که در آن حجم ترکیب و هم زدن حرارتی پلیمر به طور مناسب افزایش می یابد، رخ دهد. ذرات یک لاتکس هموپلیمر معمولاً برای همجوشی مناسب حتی در دماهای بالا به حضور نرم‌کننده‌ها نیاز دارند.

انواع PVC LATICES

عمومی:

PVC latices را می‌توان بر اساس ماهیت پلیمر فاز ذره‌ای، یعنی latices های هموپلیمر وینیل کلرید یا latices های کوپلیمر، و وجود یا عدم وجود نرم‌کننده(های) خارجی، یعنی latices های پلاستیکی یا غیرپلاستیک‌شده طبقه‌بندی کرد. مشابه با هر شکلی از مواد یا محصول کوپلیمر وینیل کلرید، ذرات یک لاتکس کوپلیمری ممکن است به‌عنوان « internally» با حضور واحدهای همومونومری در زنجیره‌های مولکولی آن‌ها در نظر گرفته شوند.

در زمینه عملی فناوری لاتکس، اثرات اصلی این اصلاح شیمیایی مشابه اثرات گنجاندن نرم کننده(های) خارجی در یک لاتکس هموپلیمر است، به این ترتیب که دمای لازم برای ذوب ذرات یک رسوب لاتکس روی یک بستر کاهش می یابد. و فیلم ذوب شده نرمتر و انعطاف پذیرتر از یک فیلم هموپلیمری uPVC است. برخی از کوپلیمرهای لاتکس کربوکسیله می شوند تا چسبندگی خوب و توانایی اتصال به بسیاری از بسترها را افزایش دهند. برخی از آنها از نظر شیمیایی اصلاح شده اند تا امکان اتصال متقابل در پردازش را فراهم کنند. latice های حاوی پلیمرهای اصلاح شده اغلب به عنوان واکنشگر گرما نامیده می شوند.

فیلم تولید شده از چنین latice هایی خواص مکانیکی و مقاومت در برابر برخی از حلال‌ها و آب را بهبود بخشیده است. برخی از latice های واکنشگر حرارتی برای اتصال عرضی فقط به دمای نسبتاً پایین نیاز دارند. این در کاربرد آنها برای بسترهای حساس به گرما سودمند است. پلیمرهای برخی از latice ها هم کربوکسیله و هم نسبت به حرارت واکنش نشان می دهند. نرم کننده های خارجی، که معمولاً برای تشکیل فیلم توسط latice های هموپلیمر وینیل کلرید ضروری است، اغلب با latice های کوپلیمری نیز انجام می شود تا اثرات نرم کننده داخلی بیشتر شود. latice های PVC نرم شده، هموپلیمر یا کوپلیمر، یا با نرم کننده ای که قبلاً تعبیه شده است عرضه می شود، یا توسط کاربر از نسخه های غیرپلاستیک مناسب تهیه می شود.

latice های هموپلیمر

اکثر اینها در غیاب نرم کننده ها فیلم تشکیل نمی دهند و در هنگام خشک شدن در دماهای بسیار بالا نیز رسوبات پودری ایجاد می کنند. نرم کننده خارجی باعث ادغام ذرات پس از حذف آب در فرآیند می‌شود، اما دمای حدود 160 درجه سانتی‌گراد یا بیشتر برای همجوشی رضایت‌بخش مورد نیاز است. در برخی موارد فشار هم کمک می‌کند.

Laticeهای کوپلیمر

دمای تشکیل فیلم laticeهای کوپلیمری به ترکیب کوپلیمر و وجود یا عدم وجود نرم کننده ها بستگی دارد. حتی به laticeهای کوپلیمری با ذوب نسبتاً کم هم میتوان نرم کننده خارجی اضافه کرد اما برای اصلاح ویژگی‌های نهایی فیلم (برای افزایش نرمی و انعطاف‌پذیری، در برخی موارد برای بهبود مقاومت در برابر زرد شدن هنگام گرما یا قرار گرفتن در معرض نور).