بلورینگی در پلاستیک‌ها

28 اسفند 1402 ساعت 12:06

پلاستیک‌ها و به طور کلی پلیمرها را می‌توان به دو دسته آمورف (بی نظم) و نیمه بلوری( نیمه کریستالی) دسته بندی کرد. میزان بلورینگی بر خواصی از جمله سختی، شفافیت، مقاومت شیمیایی و... اثر گذار بوده و در نتیجه اهمیت بالایی دارد.

جهت تهیه انواع پیگمنت، رنگ هنری، دکوراتیو و محصولات هنری، از پلیرنگ بازدید کنید.

رنگ هنری پلیرنگ

 

برای پلیمرهای آمورف دمای انتقال شیشه ای یا Tg  تعریف می‌شود. در حالی که برای پلیمر نیمه بلوری دمای ذوب Tm  و دمای Tg  تعریف می‌شود. یک پلیمر نیمه بلوری در بین دمای ذوب و دمای انتقال شیشه ای چقرمه است و در دمای کمتر از Tg  ترد است. پلیمر آمورف در دمای کمتر از Tg  شکننده و در دمای بالاتر حالت چقرمگی دارد. هر چه میزان بلورینگی افزایش یابد میزان سفتی پلیمر بیشتر می‌شود. هر چه بلورینگی پلیمر بیشتر شود، میزان نظم زنجیره مولکولی آن افزایش می‌یابد. این نظم یا جهت یافتگی به طور مستقیم بر خواص پلیمر از جمله خواص مکانیکی آن تاثیر گذار است.

 

پلاستیک آمورف و کریستالی

پلیمرهای نیمه بلوری:

زنجیره پلیمری در این گونه از پلیمرها به شکلی بوده که راحتی بر روی یکدگیر قرار گرفته ( مثل دسته ماکارونی) و تشکیل ساختار منظمی می‌دهد. مشهور ترین پلاستیک‌های نیمه بلوری پلی اتیلن  و پلی پروپیلن هستند. پلیمرهای بلوری عمدتا مات هستند مگر در زمانی که اندازه بلورها کوچک باشد.( مثل کیسه پلی اتیلن شفاف) در پلیمرهای نیمه بلوری شاخته دار میزان بلورینگی یا کریستال شدن کاهش می‌یابد.

 

پلیمر آمورف یا بی نظم

زنجیره پلیمری در پلیمرهای نیمه بلوری به شکلی است که به سختی در یک ساختار منظم قرار می‌گیرد. مامنظم بوده ساختار پلیمری باعث شده تا این پلیمرها خواص نوری خوبی داشته و سفافیت بالایی داشته باشند.از  پلیمرهای آمورف معروف پلی کربنات، پلی استایرن، پی وی سی و پلی متیل متاکریالات می‌باشند. پلیمرهای آمروف نسبت به پلیمر نیمه بلوری شکننده تر هستند.

 

عوامل موثر بر میزان بلورینگی:

سرد شدن میزان بلورینگی را کم می‌کند.

سرد شدن قطعه پس از قالبگیری و سرعت سردن شدن آن به طور مستقیم بر میزان بلورینگی موثر است. ( نوع پلیمر را از نظر آمورف یا نیمه بلوری تغییر نمی‌دهد و فقط درصد کریستال‌ها را افزایش می‌دهد.) هر چه سرعت سرد شدن افزایش یابد میزان بلورینگی نیز کم تر شده به طور مثال اگر پلی استایرن به سرعت سرد شود تقریبا هیچ بلوری تشکیل نمی‌شود. در مورد پی وی سی افزایش سرعت سرد شدن باعث افزایش شفافیت شده و در مورد پلی اتیلن افزایش سرعت سرد شدن به افزایش شکنندگی کمتر آن کمک می‌کند.

شاخه دار شدن میزان بلورینگی را کم می‌کند.

شاخه دار شدن و کوپلیمر شدن نظم ساختاری را تغییر داده و میزان نواحی آمورف بیشتر می‌شود. به همین دلیل است که میزان بلورنگی پلیمر LDPE  از HDPE  کمتر است.

در شکل زیر نشان داده شده با افزایش بلورینگی مدول خمشی افزایش یافته در حالی که مقاومت در برابر خمش کمتر شده است.

خواص بلور پلیمر

تقسیم بندی پلاستیک‌های متداول از نظر آمورف یا نیمه بلوری بودن در جدول زیر آورده شده است.

 

 

نوع پلاستیک

آمورف

نیمه بلوری

پلاستیک‌های عمومی

پی وی سی

پلی استایرن

پلاستیک SAN

پلاستیک SMA

پلی اتیلن

پلی پروپیلن

پلاستیک مهندسی

پلی کربنات

آکریلیک

ای بی اس (پلاستیک (ABS

پلی اتیلن ترفتالات

پلی بوتیلن ترفتالات

پلی آمید

پلی استال

پلاستیک پیشرفته

PEI

PES

PSU

 

PI

PPS

PPA

HPPA

 

اثر بلورینگی بر خواص پلیمرها

مدول به معنی مقاومت پلیمر در برابر تن دهی به تغییر شکل است. هر چه بلورینگی افزایش یابد مقدار سختی، استحکام کششی افزایش یافت و میزان نفوذ پذیری و افزایش طول تا پارگی کم می‌شود. از طرفی با افزایش بلورینگی مقاومت در برابر ترک زایی در برابر تنش محیطی کاهش یافته چرا که زنجیره به صورت منظمی کنار یکدیگر هستند و ترک را به سرعت منتشر می‌کنند. همچنین بلورینگی مقاومت در برابر خزش را نیز افزایش می‌دهد. بلورینگی میزان نفوذ پذیری پلیمر در مقابل گاز و مواد شیمیایی را افزایش می‌دهد. به همین خاطر است که پلی الفین‌ها کاربرد گسترده ای به عنوان بسته بندی مواد غذایی دارند.

 

مقایسه خواص پلیمر آمورف و نیمه بلوری در شکل زیر آورده شده است.

نوع خاصیت

پلیمر نیمه بلوری

پلیمر آمورف

میزان سفتی و استحکام کششی

بیشتر

کمتر

شفافیت

کمتر

بیشتر

شکل پذیری

کمتر

بیشتر

حداکثر دمای مصرفی

بیشتر

کمتر

فیلر پذیری

کمتر

بیشتر

مقاومت در برابر خزش

بیشتر

کمتر

شرینکیج

بیشتر

کمتر

سیالیت

بیشتر

کمتر

مقاومت برابر نفود و مواد شیمیایی

بیشتر

کمتر

 

پلیمر آمورف

ثبت نظر


( نظر خود را درباره این مقاله ثبت نمایید )

هفت روز هفته، 24 ساعت شبانه روز پاسخگوی شما هستیم.
© 2024 polyno All Right Reserved