پلیمرهای پایه وینیلی

یکی از مهم ترین پلیمرهای وینیل، پلی وینیل کلراید یا پی وی سی می‌باشد. PVC از اولین پلیمرهای اختراع شده است و تاریخچه ای بیش از 100 سال دارد. در ادامه توسعه صنایع پلیمر سایر پلیمرهای وینیلی نیز به بازار معرفی شدند. از آن بین می‌توان به پلی وینیل الکل، پی وینیل استات و پلی وینیل بوتیرال اشاره کرد. همچنین EVA  یا اتیلن وینیل استات را نیز می‌توان در دسته پلیمرهای وینیلی قرار داد.

 

پلیمر وینیل استات

وینیل استات یا PVAc یک پلیمر وینیل می‌باشد. این پلیمر از پلیمریزایسیون رادیکالی وینیل استات حاصل می‌شود. پلی وینیل استات قطبی بوده و قدرت چسبندگی بالایی به سطوح مختلف دارد به همین دلیل این پلیمر اغل به عنوان چسب چوب، چسب کاغذ، چسب نجاری و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

حساسیت پلیمر PVAc در برابر مواد مختلف

حضور گروه استری در این پلیمر سبب شده تا پلی وینیل استات در برابر مواد مختلفی بخصوص بازها حساس بوده و به پلی وینیل الکل و استیک اسید تبدیل شود. همین موضوع سبب شده تا پلی وینیل استات اغلب به صورت قطعه نهایی مصرفی کاربردی نداشته و به عنوان چسب و پوشش کاربرد دارد.

 

کوپلیمرهای وینیل کلرید

از پلیمریزاسیون دو یا چند مونومر مختلف، می‌توان پلیمرهایی ساخت که دارای خواص و ساختمان متفاوتی هستند. به این نوع پلیمرها، کوپلیمر می‌گویند. کوپلیمرها انواع مختلفی دارند و می‌توان آن‌ها را به چهار دسته، تقسیم‌بندی کرد. این دسته‌ها عبارتند از: تصادفی، تناوبی، پیوندی و دسته‌ای. کوپلیمرها هرکدام از این دسته‌ها از نظر ساختمان و خواص با یکدیگر متفاوت هستند.

کوپلیمر وینیل کلراید با وینیل استات (VC/VAC) ، یکی از قدیمی‌ترین و پرمصرف‌ترین نوع از کوپلیمرهای وینیل کلرید است. البته این ماده به طور خالص مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. خصوصا در بیشتر کوپلیمرهای تجاری، به یک نسبت کمی کومونومر در زنجیره پلیمری آنها به صورت تصادفی توزیع شده است. این یعنی بیشتر کوپلیمرهای موجود، دارای کومونومر تصادفی هستند اما وینیل کلریدها در زنجیره‌ها غالب هستند.

 

انواع کوپلیمرهای وینیل کلرید

کوپلیمرهای وینیل کلرید انواع مختلفی دارند که هرکدام دارای کاربرد خاصی است. برای مثال در بسیاری از ترکیبات خاص پی وی سی، برای بالا بردن سهولت در دمای پردازش، از کوپلیمرهای وینیل کلریدی استفاده می‌شود که حاوی مقدار کمی VDC است. همینطور برای ساخت موادی مانند، فیلم‌های self-supporter، نفوذپذیری کم و غیره، از VC استفاده می‌شود.

برخی از ترپلیمرهای وینیل کلرید در پوشش‌های سطحی استفاده می‌شوند. پلیمرهای پیوندی و ترپلیمرهای خاصی نیز به عنوان پلیمرهای پایه یا اصلاح‌کننده‌های پلیمری در ترکیبات PVC مقاوم در برابر هوا استفاده می‌شوند. کوپلیمرهای پیوندی معمولاً گرانتر از کوپلیمرهای زنجیره اصلی هستند. وینیل کلرید نیز در برخی از انواع الیاف کوپلیمر اکریلیک، به نسبت کم به عنوان یک کومونومر استفاده می‌شود.

 

کاربردها

بیشتر کوپلیمرها خاصیت مرتبط با اثرات "نرم کنندگی داخلی" واحدهای همومونومر دارند: به این صورت که در مقایسه با هموپلیمرها، دمای پردازش و Tg کاهش می‌یابد و علاوه بر این تحت عملیات دستگاه، دمای نرم شدن، و دمای انحراف نیز کاهش می‌یابد. در نتیجه سختی نیز معمولاً کاهش می‌یابد و این باعث افزایش کشش پذیری می‌شود.

 

حلال پذیری کوپلیمرها

یکی از ویژگی‌های مهم کوپلیمرها این است که معمولاً راحت‌تر از هموپلیمرها حل می‌شوند: آن‌هایی که به‌عنوان چسبنده در پوشش‌های سطحی استفاده می‌شوند، تمایل چسبندگی بیشتری به لایه‌ها دارند و کومونومرهای مناسب نیز اغلب برای تقویت چسبندگی در زنجیره اضافه می‌شوند.

 

ساختار

به طور کلی، مورفولوژی اکثر کوپلیمرها مشابه مورفولوژی هموپلیمر PVC است، با این تفاوت که کاهش نظم زنجیره یک مانع اضافی برای تبلور است. این مورد در مورد کوپلیمرهای VDC/VC است: ساختار زنجیره ای PVDC مناسب برای تبلور است و تبلور هموپلیمر معمولاً زیاد است. با این حال، نظم ساختاری و در نتیجه سهولت تبلور به تدریج با افزایش محتوای واحدهای VC زنجیره پلیمری کاهش می‌یابد، تا زمانی که در محتوای VC تقریبا 30 درصد، کوپلیمر غیر بلوری شود.

 

پلیمر cpvc چیست و کاربرد آن

از نظر مفهومی ، CPVC یک هموپلیمر PVC است که در معرض یک واکنش کلرینگ قرار گرفته است. به طور معمول ، کلر و PVC مطابق با مکانیسم اصلی رادیکال آزاد واکنش نشان می دهند ، که با روشهای مختلف با استفاده از انرژی حرارتی و یا UV ایجاد می شود.
در PVC ، یک اتم کلر 25 درصد از محل های پیوند در استحکام ساختمان کربن را اشغال می کند ، و مابقی مکان ها توسط هیدروژن پر می شوند. CPVC با PVC متفاوت است از آنجا که تقریبا 40 درصد از محل های پیوند در ساختمان  با اتمهای کلر پر شده اند. اتم های کلر اطراف ساختمان کربن CPVC ، اتمهای بزرگی هستند که زنجیره را از حمله محافظت می کنند.میزان کلر PVC پایه می تواند از 56.7 درصد به 74 درصد افزایش یابد ، اگرچه به طور معمول بیشتر رزین های CPVC تجاری دارای 63 تا 69 درصد کلر هستند.

 

ویژگی پلیمر cpvc

 مقاومت در برابر دما

با افزایش مقدار کلر در CPVC مقاومت آن در برابر حرارت افزایش می‌یابد. به طوری که میزان تحمل حرارتی لوله CPVC تا 30 درجه سانتی گراد بیشتر از UPVC است.

مقاومت شیمیایی CPVC

CPVC ذاتاً از نظر اسیدها ، پایه ها ، نمکها و هیدروکربن های آلیفاتیک بی اثر است. این مقاومت شیمیایی ذاتی ، همراه با دما و مقاومت در برابر فشار آن است که استفاده از آن را در انواع کاربردهای صنعتی و تجاری امکان پذیر می کند.

خواص ضد شعله CPVC

CPVC در مقاومت در برابر آتش شبیه به PVC است. معمولاً اشتعال آن بسیار سخت صورت می گیرد و وقتی در شعله مستقیمی قرار ندارید ، خاموش می شود.
با توجه به محتوای کلر آن ، سوزاندن CPVC ، چه در آتش سوزی و چه در فرآیند دفع صنعتی ، می تواند منجر به ایجاد دیوکسین های کلر شده و دی بنزوفورانهای پلی کلر شده به طور مشابه خطرناک شود ، که هر دو محیط زیست و بدن جانداران انباشته می شوند و قابل تخریب نیستند.

 

کاربردهای مهم CPVC

CPVC ترکیبی انعطاف پذیر و تطبیق پذیر است که با استفاده از انواع روش‌های فرآیندی اکستروژن و قالب تزریق قابل تولید است.

 

لوله CPVC

حداکثر دمای قابل تحمل برای لوله های پی وی سی  طبق استاندارد ASTM، 60 درجه سانتی گراد می باشد. لوله های CPVC می توانند تا دمای نزدیک به 90 درجه  مورد استفاده قرار گیرند و برای انتقال آب گرم مناسب می باشند.

 

 
شرایط فرآیندی و تولید لوله های CPVC

با استفاده از ماشین آلات اکستروژن دو ماردون تولید می شود.مارپچ این اکسترودر ها می بایست از پوشش کروم قوی تر به منظور افزایش طول عمر برخوردار باشد. همچنین هر مارپیچ باید از طراحی به خصوص برای ایجاد برش مناسب برخوردار باشد، قالب و گیربکس نیز از دیگر اجزایی هستند که به طور ویژه باید برای CPVC  طراحی شده باشند.