انتخاب پلیمر مناسب برای تولید محصولات پلیمری

مصرف رزین‌های ترموپلاستیک در صنعت پلیمر به طور چشمگیری در حال افزایش است. این موضوع به ویژه در صنعت خودروسازی که به دنبال کاهش وزن خودروها و افزایش حجم تولید است، بسیار مهم شده است. ترموپلاستیک‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند، در تولید قطعات مختلف خودرو به کار می‌روند. برخی از کاربردهای مهم این مواد در صنعت خودرو عبارتند از:

قاب‌های صندلی
سینی باتری
سپر
انواع کفی خودرو
جلو پنجره
روکش‌های شیر و ولو
روکش موتور
چراغ‌ها
داشبورد و فرمان
کنترلرها و سایر قطعات

رزین‌های ترموست مانند اپوکسی‌ها، در بسیاری از موارد، نمی‌توانند نیازهای مورد انتظار در صنعت خودرو را برآورده کنند. در این موارد، استفاده از رزین‌های ترموپلاستیک به عنوان جایگزین مناسب، رضایت‌بخش است.

مزایای ترموپلاستیک‌ها نسبت به ترموست‌ها:

ترموپلاستیک‌ها در مقایسه با رزین‌های ترموست دارای دو مزیت عمده هستند:

مقاومت به ضربه بالاتر: ترموپلاستیک‌ها نسبت به ترموست‌ها مقاومت بیشتری در برابر ضربه دارند. در برخی موارد، این تفاوت می‌تواند به 10 برابر برسد.
قابلیت اصلاح خواص: ترموپلاستیک‌ها می‌توانند با افزودن الیاف یا مواد افزودنی، تحت دما و فشار، بدون نیاز به انجام واکنش‌های شیمیایی، اصلاح و تقویت شوند. این امکان باعث می‌شود که این مواد پس از استفاده، بازیافت شوند و به چرخه مصرف بازگردند.

انتخاب پلیمر صحیح در کامپوزیت‌های ترموپلاستیک:

انتخاب پلیمر پایه در کامپوزیت‌های ترموپلاستیک اهمیت زیادی دارد. این انتخاب تحت تاثیر عواملی مانند قیمت، عملکرد در کاربرد مورد نظر و خواص مکانیکی مناسب قرار دارد.

رزین‌های ترموپلاستیک پرمصرف:

ترموپلاستیک‌های زیر جزو پرمصرف‌ترین مواد در این دسته هستند:

پلی اتیلن (PE)
پلی پروپیلن (PP)
پلی اتیلن ترفتالات (PET)
پلی آمید (PA)
پلی فنیلن سولفید (PPS)
پلی اتر اتر کتون (PEEK)

هر یک از این رزین‌ها ویژگی‌ها و معایب خاصی دارند که بر محصول نهایی تاثیر می‌گذارند.

فاکتورهای تاثیرگذار در انتخاب یک پلیمر:

سه فاکتور مهم در انتخاب پلیمرها نقش دارند: قیمت، محیط کاربری، و خواص مکانیکی.

قیمت: برای کاربردهای با حجم تولید بالا مانند صنعت خودرو، قیمت رزین‌های ترموپلاستیک یک فاکتور مهم و محدودکننده است. به همین دلیل، رزین‌هایی که قیمت پایین‌تری دارند، مانند پلی پروپیلن و پلی آمید، انتخاب مناسبی برای تولیدکنندگان هستند.
محیط کاربری: شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، و تماس با مواد شیمیایی تاثیر زیادی در انتخاب پلیمر دارند. برای مثال، پلی آمیدها به رطوبت حساس هستند و ممکن است در محیط‌های مرطوب دچار تخریب یا افت در خواص مکانیکی شوند. در این موارد، پلی پروپیلن که به رطوبت حساس نیست، گزینه بهتری خواهد بود.
دمای کاربری: دمای محیطی که محصول در آن استفاده می‌شود، نقش تعیین‌کننده‌ای در انتخاب پلیمر دارد. رزین‌هایی مانند پلی پروپیلن و پلی بوتیلن ترفتالات که دارای بازه دمایی کاربری پایین هستند، برای کاربردهایی با دمای بالای 100 درجه سانتی‌گراد مناسب نیستند. در مقابل، پلیمرهایی مانند PEEK و PEI که می‌توانند در دماهای بالاتر استفاده شوند، گزینه‌های مناسبی هستند، هرچند که قیمت آنها بالاتر است و این امر کاربردشان را محدود می‌کند.

جدول مقایسه‌ای ترموپلاستیک‌های رایج:

پلیمر	مورفولوژی	Tg (°C)	Tm (°C)	دمای فرایند (°C)
PP	نیمه بلورین	20-	176	190
PA6	نیمه بلورین	48	219	245
PA12	نیمه بلورین	52	176	224
PPS	نیمه بلورین	89	307	325
PEI	آمورف	217	—	330
PEEK	نیمه بلورین	143	343	390