مقاله پلی کربنات ترموپلاستیک

مهمترین کوپلیمرهای پلی کربنات ترموپلاستیک آنهایی هستند که در گریدهای مقاوم در برابر شعله استفاده می شوند. که قبلاً مورد بحث قرار گرفته‌اند.عبارت کوپلیمر شامل محصولاتی که فقط حاوی مقدر کمی از یک منومر دیگری مانند عوامل شاخه زا می‌باشد نمی شود، حتی اگر این ماده جزئی از شاخه اصلی باشد. به بیان دیگرپلی کربنات ترمو پلاستیک آروماتیک بر پایه بیس فنول Aدر بعضی مواقع کوپلیمر بیس فنول A و فسژن نامیده می‌شود.کوپلیمرهای سیلیکون کاملاً تجاری نشده‌اند. اما در حال ارزیابی توسط جنرال الکتریک و شرکتهای دیگر هستند. پتنت‌ها در جدول خلاصه شده‌اند. با وجود اینکه کوپلیمریزاسیون منومرها پتنت‌ شده است. اما کوپلیمرهای بلوک توجه زیادی را بخود جلب نموده است. افزایش نسبت پلی سیلوکسان به  پلی کربنات در ملکول، امکان تغییر خواص را از یک پلاستیک الاستومر به یک رزین سخت می‌دهد.  این رزینها را می‌توان توسط واکنش گروههای انتهایی قابل پخت نمود. بدیهی است که روش برتر تهیه این آلیاژها فسژنیزاسیون محلولی مخلوط سیلیکون با جرم ملکولی پایین و بیس فنول A در حضور گیرنده اسید (مانند پیریدین)، حلال و اختتام دهنده زنجیر می باشد.کوپلیمرهای بلوک سیلیکون- پلی کربنات بعنوان غشاءهای با نفوذپذیری انتخابی در مصارف پزشکی مانند شش‌های مصنوعی استفاده می‌شوند. اما دلیل اصلی تجاری شدن در مقالات مشخص نیست.سیلیکونها و یا کوپلیمرهای بلوک ممکن است در غلظتهای کم برای کاهش اصطکاک سطحی و قابلیت خیس شدگی  پلی کربنات های استاندارد آلیاژ شوند.

اصلاح سطح و پوشش:

در کنار اصلاح  پلی کربنات، اصلاح و یا پوشش سطح، یک روش برای بهبود پلی کربنات‌ها برای منظوری خاصی می باشد. پتنهایی در این زمینه در جدول ۱۱-۱۰ خلاصه شده‌اند. روشهایی که در این بخش بحث شده‌اند (مانند مقاومت در برابر اشعه uv) در جدول نوشته نشده است.رولهایی که برای اصلاح سطح ورتهای پلی کربنات توسط شرکت رولند. (Rowland) تولید می شود از نقطه نظر صنعتی بسیار مهم هستند. ورق ترجیحاً بعد از خروج از اکسترودر بصورت رول در می آید. رولند همچنین ورقهایی با پوشش پلیمری بلورین نیز می‌فروشد که یک سطح سخت و مقاومت در برابر سایش تشکیل می دهد.شرکت اونس- ایلینویز (Owens- Illinois) پلیمر شیشه‌ای تولید می‌کند که احتمالاً بدلیل درصد بالای سیلیکون و همچنین شفافیت و سختی بالا به این اسم نامیده می‌شود. این ماده از یک سیلوکسان معدنی سه عاملی تهیه می‌شود و بصورت محلول پوشش دهی  و یا ورق پوشش داده شده موجود می‌باشد. این ماده دو نقص عمده پلی کربنات را در بعضی از مصارف جبران می کند. استعداد خراش‌پذیری و ضعف در برابر حلالها، این محصول بصورت پتنت می‌باشد.

پوششهای لنزهای چشمی ، که فیلم الماس نیز نامیده می‌شوند. توسط شرکت مهندسی شیمی برگ (Berg) و پوسیژن تین فیلم (precision thin film) ابداع و پتنت شده‌ است. این پوشش از مواد معدنی اختصاصی استفاده می‌کند تا یک ماده سخت با چسبندگی خوب و مقاوم در برابر سایش باشد. تولید صنعتی این محصول شروع شده است.شرکت جنتکس (Gentex) تولید یکنوع لنز ایمنی را با استفاده از  آبسیت (Abcite) روی پلی کربنات توسعه داده است. آبسیت یکی از تولیدات دو پونت می‌باشد. جنتاکس همچنین فیلترهای صفحه‌ای که با طلا پوشش داده شده بنام امنی ویو (Omni- view) تولید می کند که به جوشکار امکان دیدن جوشکاری را با رنگ اصلی خود می دهد و وی را از گرما و اشعات مضر دور نگه می دارد .جنرال الکتریک ورقهای پلی کربنات تولید می کند. این محصول توسط سازمان متفاوتی از پلیمر تجارت می‌شود. گرید استاندارد شیشه لکسان ۹۰۳۰(Lexan 9030) می‌باشد.لکسان (Lexan MR-400)MR-4000 یک پوشش معدنی دارد که به آن مقاومت در برابر آسیب و همچنین در برابر مواد شیمیایی بالایی می‌دهد. لکسان MR-4000 در شیشه‌های اتوبوسیها و قطارها بکار می رود. هر دو گرید ۹۰۳۰ و MR-4000 بصورت شفاف، برونز شفاف و خاکستری تک رنگ موجود می‌باشد. گرید ۹۰۳۰ همچنین بصورت کوک موجود می‌باشد. جنرال الکتریک ادعا می کند که مقاومت فرسایش MR-4000 بالاتر از آبسیت می باشد. مواد پوشش بصورت جداگانه از ورق موجود نمی‌باشند.جنرال الکتریک همچنین گرید لکسگارد (Lexgad) را عرضه می کند که ورقهای ضدگلوله و امنیتی هستند. ورقهای ضد گلوله ترکیبی از لکسان MR-4000 و ورق دیگری از لکسان می‌باشند. ورقهای امنیتی یک ترکیب ساندویچ مانند از ورقهای لکسان در بین شیشه می‌باشند.

 پلی کربنات
پلی کربنات

سرمایه گذاری:

هزینه تجهیزات بر پایه روابط مقالات می‌باشد. اما هزینه تجهیزات ویژه از شرکتهای تولید کننده آنها بدست می‌آید. در مواقع مورد نیاز این هزینه‌ها با توجه به رفرنس‌های موجود (Chemiecl Engineering  Cost Inex of 180 ) اصلاح می‌شود.هزینه‌های مستقیم در    توسط روش هیرش و گلازیر ’(Hirsch and Glazier) تخمین زده شده و برای لوله‌کشی آلیاژها بغیر از قسمت ۱۱ اصلاح شد. (این قسمت نوع کارخانه را در نظر نمی‌گیرد). در این مورد ، هزینه نصب و راه‌اندازی بر اساس توصیه‌های منابع صنعتی در نظر گرفته می‌شود. هزینه‌های غیر مستقیم از PEP Cost که یک رابطه SRI می‌باشد محاسبه گردید.سرمایه کاری توسط PEP Cost بعنوان مجموع موجودی‌ها و حسابهای بانکی قابل دریافت و حسابهای بانکی قابل پرداخت تخمین زده شد. مقادیر مفروض عبارتند از : ۱۴ روز  مواد خام، ۳۰ روز محصول ، نگهداری و نقدینگی ۰٫۵% هزینه کل، ۴۰ روز حسابهای بانکی قابل دریافت و حسابهای قابل پرداخت، ۱۵ روز برای مواد خام و ۱ روز  برای کارگران.هزینه راه‌اندازی شامل هزینه توسعه ۵/۷ سنت بر پوند سالیانه بدلیل آشنایی مشتریان با پیچیدگی استفاده از ترموپلاستیک‌های مهندسی می‌باشند. همچنین ۲ ماه اجاره اپراتور، ۳ ماه راهنمایی تکنیکی شروع با هزینه ۴۵۰۰۰ دلار در سال ، ۶/۰ ماه عدم کارایی شروع با هزینه متفاوت و هزینه ثابت %۵ سرمایه‌گذاری باطری می باشد.

اکستروژن مجدد پلی کربنات‌ها:

پلی کربنات های  می توانند با افزودنیهای دیگر آلیاژ شده و دوباره اکسترود شوند تا یک گرید خاص تولید شود. در روشهایی که پلیمر بصورت پودر تولید می شود، افزودنیها را می‌توان قبل از تبدیل پلیمر به گرانول به آن اضافه کرد. اما بنا به تقاضا ممکن است که نیاز باشد تا گریدهای استاندارد به یکسری گرید خاص تبدیل شود. همچنین تولید مستر بچ‌های با غلظت بالا می تواند مفید باشد. در نتیجه نیاز به انعطاف‌پذیری تجهیزات مورد نیاز برای آلیاژ‌سازی و اکستروژن مجدد را توجیه می‌کند.جداول ۸-۱۱ و ۹-۱۱ هزینه سرمایه‌گذاری و تولید بغیر از پلیمر و افزودنیها را نشان می دهد. نمودارها، نمودارهای بروز شده گزارش PEP 50 می‌باشند (بغیر از تخفیف برای انبارداری). سابقاً فرض بر این بود که هیچگونه انبار اضافه‌ای نیاز نیست. با وجود اینکه چنین سیستمی می‌تواند بدون انبار اضافه کار کند، اما از انعطاف پذیری سیستم کم می‌شود. طراحی سیستم در اینجا شامل یک چهارم ظرفیت نگهداری چیپ مجاز برای یک کارخانه ۱۰ میلیون پوند پلیمر در سال می‌باشد. در آنالیز ها فرض بر این است که فروش محصول شامل افزایش قیمت ۱۰ سنت بر پوند بوده و ۲۰% این مقدار برای G&A ، فروش و تحقیق صرف خواهد  شد. سرمایه کل ۵۶۵۰۰۰ دلار می‌باشد و افزایش هزینه تولید حدود  ۴٫۷ سنت به ازای هر پوند می‌‌باشد (به گزارش PEP 50 برای بحث بیشتر در مورد افزودنیها و هزینه آنها مراجعه کنید).اخیراً میکسرهای بی‌حرکت (Motionless) بعنوان وسیله‌ای برای افزایش یکنواختی اکسترودرها کاربرد زیادی پیدا کرده‌اند (۴۰۵۰۲۲). چنین دستگاههای در مقایسه‌، هزینه زیادی بر سیستم اکستر و در  تحمیل نخواهد کرد.

 مقاومت ضربه:

گریدهای مقاوم در برابر ضربه پلی کربنات برای آلیاژسازی با پلیمرهای  پلی کربنات دیگر طراحی می شوند تعدادی از روشهای افزایش مقاومت ضربه بصورت پتنت موجود می‌باشد و در جدول ۵-۱۱ خلاصه شده‌اند. ما اطلاعاتی از اینکه آیا هیچکدام از این روشها بصورت تجاری درآمده اند یا نه در دست نداریم. در بین این روشها، برجسته‌ترین روش، روشی است که فاکتور پخش ملکولی ( ناهمگونی) را کاهش دهد. که به متوسط جرم ملکولی عددی و وزنی مربوط می‌شود. علاوه بر روشهای ارائه شده در اینجا ، روش آلاید کمکال (Allied chemieal) که در آن از یک حلال ضعیف در مرحله پلیمریزاسیون استفاده می شود بایستی در نظر گرفته شود. سرد کردن ناگهانی قطعات قالبگیری شده و نورد سرد هم از راههای مؤثر در افزایش مقاومت ضربه می‌باشد. بدیهی است که مقاومت ضربه با افزایش جرم ملکولی پلی کربنات افزایش می یابد و بحث افزایش مقاومت ضربه در این بخش مربوط به افزایش مقاومت  پلی کربنات با متوسط جرم ملکولی وزنی ثابت می‌باشد.

بهبود خواص:

پلی کربنات های بر پایه بیس فنل A خواص دارند که استفاده از آنها در بسیاری از کاربردها سودمند می‌سازد. با این وجود. اغلب در یک کاربرد خاص امکان دارد نیاز به تقویت یک ویژگی‌ داشته باشیم، در حالی که سایر خواص مفید یا حتی شاخص باشند. زمانی که سعی می‌شود یک ویژگی از پلیمر تقویت شود، امکان دارد، یک یا چند خاصیت دیگر ماده آسیب ببیند. برای مثال، مواد افزودنی برای افزایش مقاومت در برابر شعله، می‌تواند پایداری حرارتی را کاهش دهد. برای تقلیل این تأثیر مواد پایدار کننده حرارتی ممکن است اضافه شوند. در نتیجه پایدارسازی حرارتی با افزودنی‌ها می تواند برای تولید مواد مقاوم در برابر شعله لازم باشد این عوامل باعث می‌شوند که دسته‌بندی پتنتها مبهم باشد. همچنین یک ماده افزودنی می‌تواند بیشتر از یک خاصیت را بهبود ببخشند. باید توجه داشت که  برخی از پتنتهایی که در جهت بهبود خواص بثبت رسیده‌اند، شامل تغییراتی در بخش تولید پلیمر یا جداسازی آن می‌باشند.

Polycarbonate
Polycarbonate

پایدارسازی:

بسیاری از پتنها در رابطه با پایدارسازی پلی کربنات های می‌باشند که برخی از آنها در جدول  ۱- ۱۱ نشان داده شده‌اند. برخی از مسائل مربوط به پایدارسازی از آنجا ناشی می شوند که دمای فرآیند کردن پلی کربنات جهت ساخت محصول بالا می‌باشد. که در اثر این دما جرم مولکولی میانگین پلیمر کاهش می‌یابد در بحث پایدارسازی، جداسازی دقیق کاتالیزور و سایر مواد آلوده کننده، مانند نمکها و آب از پلیمر حاصل، به اندازه از بین بردن گروههای فعال زنجیر  اهمیت دارد. مواد افزودنی متعددی پایداری پلیمر را افزایش می دهند.قطعات ساخته شده از پلی کربنات امکان دارد تحت دمای بسیار بالا در حضور هوا (اکسیژن) قرار بگیرند. ضد عفونی کردن ظروف با آب داغ می تواند باعث زرد شدن، از دست دادن رنگ، شکننده شدن و سایر تأثیرات بشود. در بسیاری از پتنها سعی شده از چنین تأثیراتی جلوگیری شود. بسیاری از آنها در صد بسیار کمی از مواد افزودنی را به پلیمر اضافه می‌کند. پیگمنتها، مواد رنگی، دوده، پایدار کننده‌های UV همگی پایداری حرارتی را پایین می آورند. در این زمینه اکسید تیتانیم برای ایجاد براقیت تبدیل به یک پیگمنت جهانی شده است.  پلی کربنات های حاوی این مواد برای سرویس دهی مطلوب به درصد بیشتری از مواد پایدار کننده نیاز دارند. عمل آسیاب کردن پلیمر ضایعاتی در فرآیند شکل دهی پلیمر، که باعث زرد شدن پلیمر می‌شود. که در نتیجه مقداری رنگ آبی  جهت محو کردن این تأثیر استفاده می‌شود.

جدایش از قالب:

در فرآیندهای قالبگیری تزریقی پیچیده، رهایش از قالب می تواند ایجاد مساله کند. روش متداول شامل پوشش‌دهی متناوب سطح قالب با عوامل رهایش قالب مانند استئارات روی و یا سیلیکونها و  پلی کربنات هامی باشد. این پوشش دهی کار قابل توجهی را می طلبد و همچنین این مواد فرآیندهای پس از قالبگیری (مانند چسباندن، رنگ کردن و جلا زدن) را مشکل می‌کنند.در گزارش قبلی استفاده از مواد افزودنی سیلیکونی که موجب رهایش آسانتر شوند، توضیح داده شده‌اند. برخی تولیدکنندگان از صابونها (استئارات ها) استفاده می کنند.گلیسیریدهای حاصل از اسیدهای با جرم مولکولی کم، در دمای بالای قالبگیری با پلی کربنات ها واکنش‌ ترنس استریفیکاسیون انجام می‌دهند. به همین دلیل پلاستیک تخریب می شود مقاومت در برابر ضربه و ازدیاد طول در نقطه شکست آن کاهش می‌یابد. گلیسریدها و یا تری استرهای بر پایه اسیدهای چرب (حاوی ۱۰ تا ۲۲ کربن) در رهایش  از قالب پلیمر تأثیر مثبت داشته بدون آنکه باعث تخریب شوند. سریل سروتات (Ceryl ecrotate) که استرحاصل از واکنش اسید ۲۶ کربنه و الکل ۲۶ کربنه می باشد نیز رفتار مشابهی را نشان می‌دهد.

مباحثی دیگر از مقاله پلی کربنات ترموپلاستیک :

  • خواص جریان پذیری
  • کوپلیمرها
  • مدول بالا و تنش نهایی
  • آلیاژ با پلیمرهای دیگر
  • وضعیت صنعت
  • بررسی جنبه‌های تکنیکی
  • پایدار کننده‌های ماوراء بنفش
  • ساختمان و لعاب شیشه
  • ارتباطات و الکترونیک
  • مصارف متفرقه پلی کربنات ها
  •  پلی کربنات توسط پلی کندانسیاسون در محلول
  • سرمایه گذاری و ظرفیت‌ها
  • سرعت عملیات
  • شرح فرایند و برآورد هزینه ها
  • تولید پلی کربنات های با واکنشهای تراکمی بین سطحی
  • تولید  پلی کربنات های در فرآیند راکتور پیوسته
  • تولید  پلی کربنات با فسژنه کردن محلول ناپیوسته
  • تولید پلی کربنات با ترنس استریفیکاسیون و سایر فرآیندهای مذاب
  •  پلی کربنات های مقاوم در برابر شعله
  • آنالیز و مقایسه پروسه
مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش مقاله پلی کربنات ترموپلاستیک:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
80,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید
تعداد صفحه: 98
قالب: فایل word

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *