نکات تنش زدایی برای بسپارها (بخش پنجم: بسپارهای پلی آمید ایمید)
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر بسپار پلی آمید ایمید (PAI) ماده ای است که توانایی دستیابی به سطوح عملکردی را دارد که حتی بسپارهای مهندسی نیمه بلوری مانند پلی اتر اترکتون (PEEK)، پلی فنیلن سولفید (PPS) و پلی فتال آمید (PPA) نمی توانند به آن برسند. اما برای رسیدن به آن عملکرد، فرایند تنش زدایی، مرحله ای اساسی است.
این مقاله، آخرین بخش از بحث تنش زدایی است که شامل ماده ای با کارایی عالی است که بسیار جلوتر از زمان خود بوده و نزدیک ترین ماده در صنعت ما به مواد ترکیبی (هیبریدی) از یک ماده گرمانرم و یک ماده گرماسخت است. از لحاظ شیمیایی، به عنوان پلی آمید ایمید (PAI) شناخته شده است و همان طور که از نام آن مشخص است، زنجیر اصلی بسپار شامل دو گروه عملکردی مجزا می باشد. آمید از خانواده موادی است که در اکثر دنیا با نام پلی آمید و در آمریکای شمالی به عنوان نایلون شناخته شده است. ساختار ایمید برای کسانی که در دنیای چندسازه ها (کامپوزیت ها) با کارایی عالی کار می کنند آشنا است و از خانواده بسپارهای گرماسخت است.
طی 20 سال گذشته، پلی ایمیدهایی نیز ساخته شدند که از نوع گرمانرم هستند و می توان آن ها را با روش هایی مانند قالب گیری تزریقی فراورش کرد. تقریبا 40 سال پیش، پلی اترایمید (PEI) تولید شد تا پُلی بین خانواده بسپارهای مهندسی و مواد با عملکرد بسیار عالی باشد. این شیمی با گذشت زمان اصلاح شده و مواد اَریختی (amorphous) با دمای گذار شیشه ای بیش از PEI اولیه تولید شد. اماPAI ، که برای اولین بار با نام تجاری Torlon شناخته شد، در اوایل دهه 1970 تجاری شد که ایده تولید بسپارهای مهندسی کاملا جدید بود. خواصTorlon به مراتب از سایر گرمانرم های با عملکرد عالی موجود در آن زمان فراتر رفته است و وقتی صحبت از گرمانرم اَریخت می شود، این خانواده از مواد هنوز خصوصیاتی را فراهم می کنند که بیش از هر ماده ی دیگری است که با ذوب قابل فراورش است.
یکی از کاربردهای جدیدی که برای نشان دادن عملکرد مکانیکی و گرمایی مواد استفاده شد، موتور خودرو مسابقه بود که با نام Polimotor شناخته می شد. در این موتور از اجزای تولید شده از PAI استفاده گسترده ای شد. این بسپار برای اولین بار توسط شرکت Amoco تجاری سازی شد و در خط تولید محصولات پتروشیمی و بسپارهای تولیدی با حجم زیاد مانند PE و PP جای نداشت.
علاوه بر این، همان طور که تقریبا همیشه اتفاق می افتد، عملکرد عالی مواد با چالش های فراوانی در فراورش همراه بوده است. گرانروی ماده مذاب بسیار زیاد بود و دمای ذوب معمول بیش از 371 درجه سانتی گراد داشت. دماهای قالب نیز افزایش یافت، به طور معمول تا 205 درجه سانتی گراد. این شرایط سختی برای مدیریت بسیاری از فرایندکاران حتی امروزی است. در نتیجه، بسیاری از مواد اولیه PAI در Amoco به شکل اجزایی مانند واشر ضربه گیر(thrust washer)، یاتاقان ها و اجزای مربوط به اکتشاف هوا و فضا فراورش شد. ماشین آلات قالب گیری تزریقی برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد ناشی از برش دارای ماردان هایی با نسبت L/D زیاد و نسبت فشارش (compression) کم بودند. آن ها برای مقابله با گرانروی مذاب زیاد به فشار در حدود 275 مگاپاسکال نیاز داشتند.
برگردان: دکتر فاطمه خودکار
f.khodkar@gmail.com
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 221 ماهنامه بسپار که در نیمه اسفند ماه منتشر شده است بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
