ترموست

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

ترموست (به انگلیسی: Thermoset) یا گرماسخت به پلیمرهایی گفته می‌شود که در اثر اعمال حرارت در آنها پیوندهای عرضی با واکنش‌های شیمیایی ایجاد می‌شود و در نتیجه وزن مولکولی متوسط آنها بالا رفته و به حالت یکپارچه صلب درمی‌آیند. معمولا این رزینهای مایع پس از ترکیب با هاردنر یا خشک کن یا عامل تسریع کننده واکنش شروع به واکنش غیرقابل برگشت کرده و سخت میگردند. از این نوع رزینها می‌توان به رزین پلی استر، وینیل استر ، اپوکسی و ... نام برد.

مزایای پلیمر ترموست[ویرایش]

۱) پلیمرهای ترموست نسبت به پلیمرهای ترموپلاستیک قابلیت و عملکرد تحمل بار در درجه حرارت و فشار بالاتر را دارند

۲) پلیمرهای ترموست دارای وزن مولکولی کم و به صورت مایع یاویسکوزیته پایین هستند که با استفاده از رادیکالهای آزاد در پیوند آنها به صورت جامد در می آیند.

۳) پلیمرهای ترموست پایداری حرارتی مناسبی دارند.

۴) پلیمرهای ترموست دارای مقاومت شیمیایی مناسب هستند.

۵) عملکرد مناسب در برابر خزش و آسودگی تنش

معایب پلیمر ترموست[ویرایش]

۱- عمر کوتاه

۲- بر اثر ترکیب با ماده عمل آوری یا Curing agent

الف) کرنش نهایی کم در زمان گسیختگی دارد

ب) مقاومت کم در برابر ضربه

انواع ترموست ها[ویرایش]

الف)پلی اورتان ها :

این پلیمرها در فرمهای مختلف نظیر فوم های انعطاف پذیر و سخت، الاستومورها و رزین های مایع استفاده می شوند. پلی اورتان ها در برابر اسیدها و بازهای قوی و حلال های آلی دارای مقاومت خوردگی پایین هستندو فوم های انعطاف پذیر عمدتاً برای کاربردهای خانگی (نظیر بسته بندی) استفاده می شوند، در حالیکه فوم های سخت به عنوان مواد عایق حرارتی برای انتقال سیالات کرایوژنیک و محصولات غذایی سرد بکار گرفته می شود.

انواع پلی اورتان:

پلی اورتان ها را می توان چنین طبقه بندی کرد:

– فوم نرم سبک مناسب برای تهیه انواع مبل، صندلی خودروها و تخت خواب – فوم سخت سبک که در تهیه عایق های گرمایی به کار می رود. – الستومر جامد نرم (لاندا) الستومر سبک که در تولید کفش کاربرد دارد. -پالستیک نرم که برای تولید نوار و تسمه مناسب است – . پالستیک جامد سخت که در دستگاه های الکترونیکی، حسگرها و مدارهای خودروها استفاده می شود.

فوم پلی اورتان نرم:

این فراورده از واکنش پلی اُول ها با دی ایزوسیانات ها، در حضور کاتالیزگر، عامل حجم دهنده کمکی و برخی از افزودنی های دیگر به دست می آید. برای تولید این فوم باید آن را به حال خود گذاشت تا آزادانه رشد کند. بلوک های کوچک فوم در قالب های روباز، جعبه یا محفظه های مناسب دیگر قرار می گیرد و سپس در شکل و اندازه های دلخواه برای استفاده در مبلمان بریده می شود. فوم نرم در تولید تشک مبلمان، بالشتک صندلی خودرو به کار می رود که همه، فراورده هایی قابل بازیافت اند.

فوم سخت و سبک :

ساختن سقف های گنبدی و شکل های ویژه با فوم، راحت تر از چوب است. گذشته از دیوارها و سقف، عایق های گرمایی که در خانه ها استفاده می شوند از جنس فوم پلی اورتان هستند. رزین پلی اورتان نیز به دلیل ساختار یکپارچه و مقاومت در برابر آب، در تولید کفش پوش های زیبا کاربرد دارد. بخش میانی برخی از تخته موج های سواری از فوم سخت قالب گیری می شود و پس از آن که به شکل ویژه ای درمی آید، با یک پوشش فایبرگالس و رزین پلی استری پوشانده می شود. بدنه برخی از قایق ها نیز از فوم پلی اورتان سخت تهیه می شود که میان الیه های فایبرگالس ساندویچ شده است. این فوم، مقاوم و شناور بودن قایق ها را تأمین می کند.

کاربرد ها :

از پلی اورتان های گران تر، بیش تر به عنوان پوشش بیرونی وسایل استفاده می شود. پوشش پلی اورتان نسبت به الک یا روغن، الیه نازک، سخت و بادوام تری ایجاد می کند و در تهیه صندلی های نرم، قالب های نارسانا، درپوش و واشرهای ریزساختار، الستیک های بادوام برای خودروهابه کار می روند . مواد درزگیر، چسب و جالدهنده از جمله کاربردهای پلی اورتان ها به شمار می روند.

.-کاربرد در منسوجات: با افزون پلی اورتان به یک پلی استر، پوشش های ضدآب به دست می آیند. استفاده متداول تر پلی اورتان در نساجی در شکل اسپاندکس است. الیاف این فراورده انعطاف پذیر است . چنان چه اسپاندکس همراه با رشته هایی از جنس کتان، نایلون یا پلی استر تنیده شود فراورده ای با قابلیت کشش مناسب برای لباس های ورزشی به دست می آید.

– تولید جالدهنده ها: پلی اورتان ها در برابر عواملی که از کیفیت رنگ وجال می کاهند از جمله آب، دمای بسیار کم یا بسیار زیاد، قارچ ها و کپک ها پایدارند. پوشش پلی اورتان نسبت به الک یا روغن، الیه نازک سخت و بادوام تری ایجاد می کند که بویژه کف پوش های چوبی را در برابر خوردگی و ساییده شدن حفظ می کند. اما این پوشش در برابر گرما و ضربه مقاوم نیست. اگر پلی اورتان به خوبی روی چوب نفوذ کند این مشکل تا اندازه ای برطرف خواهد شد. استفاده از پلی اورتان به عنوان پوشش بیرونی، دشوار است زیرا این ماده به پرتوهای فرابنفش حساس است. برای رفع این کاستی باید از جاذب های UV یا جالدهنده ها همراه با پلی اورتان ها استفاده کرد.

– چسب ها: چسب های پلی اورتان کارایی گسترده ای دارند و برای مواد گوناگون شامل چوب، فلز، بتون، شیشه و پالستیک مناسبند. خاصیت ضدآب این چسب ها، آن ها را به عنوان چسب چوب کاری معرفی کرده است. این چسب ها پس از خشک شدن انعطاف پذیری زیادی از خود نشان می دهند.

– کاربرد در پزشکی :در ساخت وسایل پزشکی پلی اورتان های گرمانرم مناسب برای کارگذاشتن در بدن استفاده می شود. این انواع پلی اورتان خواص مکانیکی خوبی دارند از جمله کشش پذیری، مقاومت در برابر ساییدگی و تخریب و سازگاری زیستی خوبی نیز از خود به نمایش می گذارند. این ویژگی ها آن ها را در گروه مواد مناسب جهت کاربردهای پزشکی قرار داده است.

تخریب پلی اورتان ها :عوامل گوناگون از جمله آبکافت، نورکافت، اکسایش، گرما و عوامل زیست شناختی می توانند به تجزیه پلی اورتان ها بپردازند.آنزیم ها و حمله موجودات زنده ذره بینی هم چون قارچ ها و کپک ها نیز می تواند به ساختار پلی اورتان ها آسیب بزند. در این جریان، پیوندهای استری و اورتانی موجود در ساختار پلی اورتان تجزیه می شوند؛ استرها به اسید و الکل تبدیل می شوند و پیوندهای اورتانی کربامیک اسید و الکل تولید می کنند.

ب )پلاستیک های فوران

این پلاستیک ها از فنولیگ گران تر هستند، اما استحکام کششی بالاتری دارند. بعضی مواد در این دسته دارای مقاومت قلیایی بیشتر هستند. مقاومت حرارتی این پلی استرها حدود ۰C80 است

رزین‌های اپو کسی (یک نوع پلیمر ترموست است):

اپوکسی هم یک ‌بسپار ترموست یا گرماسخت است؛ که از دو مادهٔ شیمیایی مختلف تشکیل شده. این دو ماده را با نام رزین و سخت‌ کننده یا فعال‌ساز یا هاردنر می‌شناسند. رزین از تکپارها یا بسپارهایی با زنجیر کوتاه که در انتهایشان یک گروه اپوکساید قرار دارد تشکیل می‌شود؛ و هاردنر از دو نوع سیکلو آمینی برای چسبها و کفپوشهای اپوکسی بدون حلال و پلی آمید برای رنگهای اپوکسی حلال دار تشکیل می‌گردند که نیاز است برای خشک شدن با رزین بخوبی مخلوط شود و طی زمان مشخصی پیوند تکمیل شده و خشک می‌گردد.اپوکسی آمینی بعلت نداشتن حلال و درنتیجه کاهش حجم بیشتر کاربرد چسب و کفپوش اپوکسی را داراست و اپوکسی پلی آمیدی که بیشتر بعنوان رنگ اپوکسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.کفپوش اپوکسی در بیمارستان‌ها و صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند و رنگ اپوکسی گزینهٔ مناسبی برای جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی در صنایع هستند.

کاربردها:

کاربردهای موادی که بر پایهٔ اپوکسی ساخته می‌شوند گسترده‌است و مهمترین آن در ساخت رنگ اپوکسی و کفپوش اپوکسی است و همچنین شامل کاربرد در ساخت موادی چون چسبها، کامپوزیتها (مانند موادی که از فایبر گلاس یا فیبر کربن استفاده می‌کنند) و تقویت‌ کننده‌ها می‌شود

ساختار شیمیایی اپوکسی‌ها این اجازه را می‌دهد که بسپارهای گوناگونی با خواص بسیار متفاوت تولید شود. به طور کلی اپوکسی‌ها را به خاطر چسبندگی، مقاومت شیمیایی و گرمایی، خواص خوب یا حتی عالی مکانیکی، و مقاومت الکتریکی بسیار خوب آنها نسبت به اکثر رزینهای دیگر می‌شناسند. بسیاری از خواص اپوکسی‌ها را می‌توان تغییر داد، برای مثال اپوکسی‌های پرشده از نقره که رسانایی الکتریکی خوبی دارند یا اپوکسی پرشده از روی که مقاومت خوردگی خوبی دارد و یا مخلوط آن با ریز الیافهای کربن آنها را رسانا می‌کند نیز وجود دارد و این در حالی است که اپوکسی خالص عایق الکتریکی می‌باشد. برخی از انواع که دارای خاصیت عایقی/رسانایی در برابر گرما هستند و مقاومت الکتریکی بالایی دارند در الکترونیک کاربرد دارند.

اپوکسی در موارد زیر کاربرد وسیعی دارد:

رنگ‌ها و پوشش – چسب‌ها – قالب‌های صنعتی و کامپوزیت‌ها – سامانه‌های الکتریکی و الکترونیک – مصارف خانگی و دریایی – هوافضا – زیست‌شناسی – هنر – کفپوشهای دکوراتیو و کفپوش اپوکسی گرانیت

مزایای روکش صنعتی اپوکسی :

افزایش مقاومت بتن در برابر فرسایش، تخریب و اکثر مواد شیمیایی.روکش اپوکسی مطلقاً جذب آب ندارد و از نفوذ آب، روغن و سایر مایعات به جسم بتن جلوگیری می‌کند.روکش اپوکسی، سبک و کم حجم بوده و از ایجاد هرگونه گرد و غبار جلوگیری می‌نماید.روکش اپوکسی به صورت یکپارچه و در رنگ‌های متنوع اجرا می‌گردد.

مثال هایی از ترموست[ویرایش]

سیستم های فایبر گلاس پلی استر: ترکیبات قالب ریزی و سازه ورق و ترکیبات قالب ریزی و سازه فله

استرهای سیانات یا polycyanurates برای کاربردهای الکترونیک با نیاز برای خواص دی الکتریک و شیشه ای مورد نیاز به درجه حرارت بالا در کائوچو و مواد مرکب

قالب یا قالب دونده (قسمت پلاستیکی سیاه و سفید در مدارهای مجتمع یا نیمه هادی)

قالب گیری تزریقی واکنشی (برای اشیاء مانند جعبه بطری شیر استفاده می شود)

قالب ریزی و سازه اکستروژن (مورد استفاده برای ساخت لوله ها، موضوعات پارچه و عایق برای کابل برق)

قالب ریزی و سازه های فشرده سازی (مورد استفاده برای شکل دادن به اکثر پلاستیک ترموست) چرخش ریخته گری (مورد استفاده برای تولید ماهیگیری lures و دستگاه های، مینیاتور بازی، مجسمه، نمادهای و همچنین تولید و جایگزینی قطعات)


جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

THERMOSETTING POLYMERS-

written by:

Jean-pierre pascault

Hendry Sautereau

Jacques Verdu

Roberto j.j.Willianms

Thermosetting plastics_

_CONTEMPORARY POLYMER CHEMISTRY

written by:

Harry R.Allcock

Frederick W.Lampe

James E.Mark

  • Paul Hudson. «Thermosetting Plastics»(انگلیسی)‎. University of Hertfordshire. بازبینی‌شده در ۲۱ ژوئیه ۲۰۰۸. 

منابعی برای مطالعهٔ بیشتر[ویرایش]

  • Goodman, S.H, Handbook of Thermoset Plastics, William Andrew Publishing/Noyes, 1998.
Polyurethane Handbook, ed. G Oertel, Hanser, Munich, Germany, 2nd edition, 1994, ISBN 1569901570, ISBN 978-1569901571
Reactive Polymers Fundamentals and Applications: A Concise Guide to Industrial Polymers (Plastics Design Library), William Andrew Inc., 2nd edition, 2013, ISBN 978-1455731497
The Open University (UK), 2000. T838 Design and Manufacture with Polymers: Introduction to Polymers, page 9. Milton Keynes: The Open University

D. Montarnal, M. Capelot, F. Tournilhac, L. Leibler, Science, 2011, 334, 965-968], DOI: 10.1126/science.1212648

Fortman, David J.; Jacob P. Brutman; Christopher J. Cramer; Marc A. Hillmyer; William R. Dichtel (2015). "Mechanically Activated, Catalyst-Free Polyhydroxyurethane Vitrimers". Journal of the American Chemical Society. doi:10.1021/jacs.5b08084
Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, ed. J.I. Kroschwitz, Wiley