آشنایی با مواد پلیمری – جلسه سوم: وینیل کلراید

وینیل کلراید یک ترکیب آلی کلردار می باشد، که وی سی ام نیز نامیده می شود و ساختار فضایی آن در شکل نشان داده شده است.


مونومر وینیل کلراید

وینیل کلراید یک ترکیب آلی کلردار می باشد، که وی سی ام نیز نامیده می شود و ساختار فضایی آن در شکل نشان داده شده است. این ماده بی رنگ یکی از مواد شیمیایی صنعتی مهم است که برای تولید پلی وینیل کلراید (پی وی سی) بکار می رود. در دما و فشار محیطی، وینیل کلراید به حالت گازی است. این ماده شدیدا سمی، با قابلیت اشتعال بالا و سرطان زا می باشد.

 پی‌وی‌سی یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرهای مصنوعی بوده که از پلیمریزاسیون رادیکالی منومر وینیل کلراید بدست می آید. این پلیمر به صورت های مختلفی از قبیل سخت، منعطف، کوپلیمر و فومی وجود داشته و به دلیل خواص مطلوبی نظیر خواص فیزیکی و مکانیکی، مقاومت شیمیایی، قیمت ارزان، سبکی و تنوع در روش‌های شکل دهی، کاربردهای گسترده و از میزان مصرف بالایی برخوردار است.

در شرایط حاضر یکی از ارزشمندترین محصولات صنعت پتروشیمی ست .بطور عمومی بیشتر از ۵۰% از پی وی سی ساخت بشر در ساختمان سازی استفاده می‌شود .زیرا پی وی سی ارزان بوده وبه سادگی سر هم بندی می‌شود. در سالهای اخیر پی وی سی جایگزین مواد ساختمان سازی سنتی نظیر چوب سیمان و سفال در بسیاری از مناطق شده است با وجود ظهور یک ماده ایده ال در ساختمان سازی همچنان نگرانی در رابطه با هزینه پی وی سی برای محیط زیست طبیعی و سلامتی انسان وجود دارد . موارد استفاده فراوانی برای پی وی سی شامل وینیل سایدینگ. علامت مغناطیسی کارت ها. برش عمودی پنجره ها. صفحات گرامافون که منبع اسم گذاری برای صفحات وینیل. لوله. لوله کشی. کانال و لوازم نصب کردنی. کیف‌های ارزان قیمت.پنجره‌های تاریک( بدون دید) ودر شکل نرم آن برای لباس. اثاثه یا لوازم داخلی نظیر پرده .کف سازی و ساختن سقف. پوسته کابل‌های الکتریکی. توپ‌های بازی سبک وزن وجود دارد. همچنین ماده ایست که اغلب برای لوله کشی آب و فاضلاب بعلت ارزان بودن طبیعی و انعطاف‌پذیر بودن استفاده می‌شود. فیلم پی وی سی می‌تواند به‌وسیله گرم شدن درز گیری شود.

روشهای تهیه پی وی سی

پلیمریزاسیون تعلیقی

پلیمریزاسیون امولسیونی

پلیمریزاسیون توده ای

Spvcپلیمریزاسیون تعلیقی   

در این روش ابتدا مونومر مایع غیر قابل حل در آب توسط همزن های قوی در آب پخش شده و سپس با  افزودن یک شروع کننده مناسب واکنش آغاز و نهایتا ذرات معلقی از پی وی سی  تشکیل میشود.

زنجیره های ملوکولی معلق PVC       

 زنجیره های ملکولی معلق پی وی سی در آب توسط سیستم های سانتریفیوژ، توری ها و فیلتراسیون به راحتی از فاز آبی جدا شده و پس از جستجو و خشک سازی، ذرات سنگین و کروی شکل اس پی وی سی از آن ها به دست می آید که پلیمر مناسبی برای ساخت محصولات الکتریکی و یا مصنوعات شفاف با روش فرایند های اکستروژنی و تزریقی می باشد.از محاسن این روش سهولت در انتقال گرمای ناشی از واکنش پلیمریزاسیون است که براحتی توسط محیط آبی انجام می گیرد.

  Epvc      پلیمریزاسون امولسیونی

در این روش ابتدا مونومر های وی سی مایع غیر قابل حل در آب همرا مواد امولسیونی محلول در آب توسط همزن های مناسب کاملا در آب پخش می شود.با افزودن شروع کننده های محلول در  آب و تنظیم درجه حرارت واکنش آغاز و سپس ذرات ریز پی وی سی تشکیل میشود

وجود ماده امولسیونی در پی وی سی اصطکاک بین پلیمر و قسمت های فلزی ماشین آلات فرایند را کاهش داده و باعث سهولت در امر تولید می گردد. در مقابل وجود همین عامل باعث افت ویژگی های الکتریکی ، تمایل به گرفتن بار الکتریسیته و کدری رنگ محصول میشود

از این ماده یشتر جهت تولید چرم مصنوعی ، کاغذ دیواری، دستکش، کفپوش، پلاستیزول های ریخته گری و یا پوشش دهی استفاده  میشود.

Mpvcپلیمریزاسیون توده ای   

 این روش جدیدترین روش تولید پی وی سی میباشد.

در این روش به مونومر رقیق نشده کاتالیزور می افزایند و این مخلوط در تمام دوره پلیمریزاسیون را طی می کند. در برخی مواقع، افزودنیهای بسیار محدودی مانند عوامل انتقال و کاتالیزور نیز به راکتور اضافه می شوند. در نتیجه پلیمریزاسیونهای توده ای دارای دو مزیت نسبت به پلیمریزاسیونهای دیگر می باشند. اول اینکه مواد افزودنی مانند حلال و عوامل تعلیق در اینگونه سیستمها مصرف ندارند. نکته دوم این است که به علت عدم مصرف مواد افزودنی فوق الذکر، ناخالصی در اینگونه سیستمها ناچیزست.

یکی از مشکلات این روش تقریبا غیر قابل حل بودن پی وی سی در مونومر وی سی میباشد، که در نتیجه آن پلیمر تشکیل شده از واکنش منفک می شود.

از این نوع پی وی سی همراه با تقویت کننده های مناسب دارای ویژگی های بسیار خوب مکانیکی ، الکتریکی و نیز مقاومتی بالا در شرایط جوی و محیط های باز می باشند.از این ماده با جرم مخصوص های مختلف برای ساخت  کامپاند پی وی سی استفاده میشود.

 تکنیکهای شکل دادن پی وی سی

 مخلوط کن‌های پودری :مخلوط کردن مواد مختلف توسط این مخلوط کننده‌ها انجام می‌گیرد البته باید توجه کرد که در مخلوط کردن پایدارکننده‌ها .روان کننده‌ها پیگمنت‌ها و… که باید مقدار آنها نسبتاً کم باشد امکان ایجاد اشکالات عملی وجود دارد.

دستگاه‌های ژلیفیکاسیون:

عمولاً از نوع ماشینهای تهیه ورقه می‌باشند. دستگاه‌های فرم دادن:شامل یک یا چند پیچ مته‌ای گردان است.

کلندر ها:جهت تهیه ورقه‌های طویل از کائوچو و ترموپلاستیک‌ها رزین نرمشده را بین دو و یا چند سیلندر عبور می‌دهند.

شکل دادن در فشار کم:قالب گیری به‌وسیله فشار و انژکسیون بسیار سریع و برای تهیه اشیا قالب گیری شده با ابعاد کم و متوسط به کار می‌رود.

قالب گیری به روش تزریقی. اکستروژن وشکل دادن حرارتی نیز از روش‌های دیگر هستند.

خواص پی وی سی

علت اینکه لوله ها، قطعات ساختمانی و پروفیل ها از مهمترین محصولات پی‌وی‌سی هستند، خواص مکانیکی (از قبیل استحکام کششی و مدول کششی) مطلوب این پلیمر در مقایسه با سایر پلیمرهای پرمصرف می باشد. نمودارهای زیر نشان دهنده

برخی از خواص مذکور است. یکی از مهمترین خواص مکانیکی پلیمرها استحکام کششی است که در واقع ماکزیمم تنش در واحد سطح مقطع نمونه ی در حال کشش از دو انتها می باشد که سبب شکست نمونه می گردد.

با توجه به اینکه دمای انتقال شیشه ای پی‌وی‌سی ۷۰ درجه سانتیگراد میباشد، محصولات این پلیمر در دمای اتاق استحکام ضربه چندان مطلوبی ندارند.

استحکام ضربه نسبتا پایین پی‌وی‌سی یکی از معایب آن است که به کمک افزودنی های بهبود دهنده استحکام ضربه (نظیر کوپلیمرهای متیل متاکریلات) به راحتی رفع می گردد.

مدول کششی (مدول یانگ) که نسبت تنش کششی در واحد سطح مقطع، به میزان افزایش طول نمونه در جهت تنش کششی می باشد نیز از مهمترین خواص مکانیکی پلیمرهاست. این خاصیت در واقع معیاری از میزان تغییر فرم نمونه با اعمال بار در حین کاربری می باشد.

پی وی سی دارای دارای سختی بالا و خواص مکانیکی می باشد.خواص مکانیکی با افزایش وزن مولکولی افزایش می یابد، اما با افزایش دما کاهش می یابد.

پی وی سی در نزدیکی شعله آتش میگیرد و پس از برداشتن شعله خاموش میشود و بوی اسید کلریدریک دارد.

PvCیک پلیمر با خواص خوب الکتریکی است

پایداری حرارتی پی وی سی بسیار ضعیف است.

پی وی سی قابلیت جوشکاری نیز دارد.

برای دانلود کامل این قسمت بر روی لینک زیر کلیک نمائید


مطالب بیشتر...

مستربچ به عنوان رنگ دهنده پلیمر در صنعت پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد و کیفیت مستربچ نیز با کیفیت محصولات پلاستیکی ارتباط مستقیمی دارد.

استاندارد پلاستیک Astm سری پنجم مجموعه ای از استاندارد های مرتبط و کاربردی با صنایع تولید پلاستیک می باشد. این استادارد ها خارجی را به راحتی دانلود نمایید.

برای دانلود جزوه آموزشی (اصول تعمیر و نگهداری: درس چهاردهم) از لینک قرار داده شده در این نوشته استفاده نمایید.

برای دانلود جزوه آموزشی (راکتورهای شیمیایی) از لینک قرار داده شده در این نوشته استفاده نمایید.