مواد مورد استفاده در لولههای غیر فلزی
در اینجا با توجه به استفاده روز افزون در تأسیسات صنعتی و ساختمانی و تولید و توزیع انواع مختلف لولههای پلاستیکی با نامها و جنسهای مختلف، و به موازات توسعه صنعت پتروشیمی و علوم مهندسی پلیمر جهت بکارگیری روشهایی برای مقاوم سازی و کیفیت بخشی به لولههای پلاستیکی و برطرف سازی عیوبشان و همچنین انجام تحقیقات گسترده در تولید پلاستیکها با پلیمرهای جدید بویژه پلیمرهای کامپوزیتی، به معرفی لولههای پلاستیکی و کاربرد آنها میپردازیم.
بکارگیری لولههای پلاستیکی در تأسیسات به اواسط دهه ۱۹۳۰ میلادی برمیگردد. در آن زمان برای اولین بار آلمانها از لولههای پلاستیکی برای سیستمهای تخلیه فاضلاب استفاده کردند. بعدها شناخت هر چه بیشتر معایب لولههای فلزی باعث گردید تا لولههای پلاستیکی به مرور زمان و در بسیاری موارد جایگزین لولههای فلزی گردند. لولههای پلاستیکی نیز اگر چه دارای معایب خاص خود میباشند اما انواع خاصی از آنها برای کاربردهای خاص مناسب ترین انتخاب میباشند.
مهمترین موارد کاربرد لولههای پلاستیکی عبارتند از سیستمهای فاضلاب، آبرسانی و توزیع آب، باغبانی، تصفیه خانههای فاضلاب، صنایع غذایی و کارخانجات و …. در سالیان اخیر در صنایع نفت و گاز نیز برای خطوط انتقال گاز طبیعی و نفت خام از لولههای پلاستیکی مناسب استفاده شده است. لازم به ذکر است که موم ته نشین شونده در لولههای انتقال نفت خام باعث گرفتگی و کاهش قطر مؤثر این لولهها میگردد که با استفاده از لولههای پلاستیکی این مشکل رفع میشود.
بطور کلی پلاستیکها براساس رفتارشان در برابر حرارت، به دو گروه اصلی زیر تقسیم بندی میشوند :
- ترموپلاستها یا پلاستیکهای گرما نرم (Therinoplastic)
- ترموستها یا پلاستیکهای گرما سخت (Thermoset)
الف. ترموپلاستها (Thermoplastic):
مواد پلاستیکی هستند که توسط حرارت نرم و شکل پذیر میشوند. آنها را میتوان به دفعات و با اعمال حرارت تغییر شکل داد و مجددا به فرم اولیه و دلخواه در آورد. به عنوان مثال نایلون ترموپلاستها دارای مجموعهای متشکل بر ۱۰ خانواده میباشند، شامل:
- پلی الفینها
- پلیمرهای وینیل
- پلی وینیلیدین کلراید
- پلیمرهای فلئوردار
- پلی استایرن
- پلاستیک اکریلیکی
- نایلون (پلی آمید)
- پلی فرمالدئید (استال)
- پلی کربنات
- پلی سولفان
ب. ترموستها (Thermoset)
مواد پلاستیکی هستند که پس از اینکه برای اولین بار شکل دهی بر روی آنها صورت گرفت دیگر در برابر حرارت ذوب نشده و نمیتوان مجدد آنها را تغییر شکل داد. به عنوان مثال ملامین
ترموستها دارای سختی بالا، سفتی، مقاومت در برابر حرارت و حلالهای شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالایی هستند. معمولا به ترموستها مواد افزودنی از جمله خاک اره، خاک رس، خاک چینی و الیاف پنبه اضافه میکنند. ترموستها معمولا شکننده هستند اما لاستیک با آنکه یک ترموست میباشد به علت وجود اتصالات عرضی در مولکولهای زنجیرهای آن که به آن ولگانیزه میگویند و عامل ایجاد اتصال آن گوگرد است، شکننده نبوده و آوای حرکت داشته و کاملا ارتجاعی است.
ترموستها دارای مجموعهای متشکل بر ۳ خانواده میباشند، شامل:
- رزینهای فرمالدئیدی
- پلی استرها
- اپوکسی ها
معرفی خانواده ترمو پلاستها
پلی الفینها
الف. پلاستیک پلی اتیلن (PE)
پلاستیکی است ارزان و سبک که مصارف بسیار زیادی دارد. یک نوع از آن که با وزن مولکولی زیاد تولید میشود دارای سختی بالایی بوده و در برابر سایش مقاوم است و در ساخت قطعات اتصال زانو و پزشکی کاربرد دارد. همچنین تولید فیلم، صنعت بسته بندی، پوشش کاغذ، لوازم آشپزخانه، آزمایشگاه، اسباب بازی، انواع ظروف بادی و تزریقی و ظروف مقاوم در برابر مواد شیمیایی خورنده نظیر اسید فلوئویدریک (NF) و آمونیاک (NH3) کاربرد دارد. برای افزایش مقاومت پلی اتیلن در مقابل هوا زدگی و اشعه ماوراء بنفش معمولا ۲ درصد دوده به آن اضافه میکنند. این پلاستیک تا دمای ۸۰ درجه سانتیگراد قابل استفاده است.
ب- پلاستیک پلی پروپیلن (PP)
سبک ترین پلاستیک تولید شده میباشد که خواص آن شبیه پلی اتیلن بوده اما سخت و دمای نرم شدن آن بیشتر است و در ساخت چمدانهای مسافرتی نیز کاربرد دارد. این پلاستیک تا دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد قابل استفاده است.
پلیمرهای وینیل
الف. پلی ونیل کلراید (PVC) پلاستیکی است بسیار پر کاربرد و ارزان قیمت و در دو نوع عمده تولید میشود:
- نوع غیر نرم: که سخت و شکننده بوده و مقاومت آن در برابر ضربه کم است مانند انواع لولهها و اتصالات پلاستیکی مورد استفاده در ساختمان.
- نوع نرم: که بر اثر افزودن مواد نرم کننده، نرم و ارتجاعی شده است و در تولید انواع شیلنگ، پرده، بارانی، کیف، پوسته کابل الکتریکی و پوسته بسته بندی مناسب است (ماده نرم کننده ی مورد استفاده دی اکتیل فتالات میباشد ).
ب. پلی ونیل استات (PVA)
چسبی است که در ساخت لوازم خانگی استفاده میشود.
ج. پلی وینیل بوتیرال (PVB)
چسبی است که در چسباندن شیشههای ایمنی خودروها استفاده میشود.
پلی وینیلیدین کلراید
پلاستیکی سخت است که اگر آنرا با ۳۰ الی ۵۰ درصد PVC به صورت کوپلیمر در آوریم، محصول پلاستیکی کاملا نرم و انعطاف پذیر بدست میآید که آن را ساران نامیده اند، و در برابر بخار آب و گازها کاملا نفوذ ناپذیر است.
پلیمرهای فلئوردار
با افزودن یک یا چند اتم فلوئور به مولکول ویتیل، پلاستیکهایی نسوز، مقاوم در برابر حلالها و مقاوم در برابر عوامل جوی و ماوراء بنفش ایجاد میشود. (برخلاف پلیمرهای تکرار دار)
الف. پلی وینیل فلوراید (PVF)
پلاستیکی دارای ویژگیهای عالی، مقاومت کششی بالا و مقاوم در برابر دما و سایش و حلالهای شیمیایی.
ب. پلی تترا فلورواتیلن PTFE
به نام تفلون مشهور است و مادهای کدر رنگ که تا دمای ۲۶۰ درجه سانتیگراد حرارت را بخوبی تحمل میکند. ظریب اصطحکاک آن بسیار پایین بوده و در برابر عوامل شیمیایی خورنده، کاملا مقاوم است و برای پوشش ظروف آشپزخانه و واشرهای لوله کشی کاربرد دارد.
ج. اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
کوپلیمری سخت و چقر که از آن برای لوله کشی پساب و فاضلاب، دسته ابزارها و پایه مبلمان استفاده میشود.
پلی استایرن
پلاستیکی روشن، سخت و شکننده است که از آن اسفنج (استایروفوم) تهیه کرده که دارای وزن حجمی کمی بوده و عایق مناسبی به حساب میآید و به علت محبوس شدن گازها در آن ضریب هدایت حرارتی پایین داشته و در صنایع عایق ساختمانی با صنایع برودتی (یخچالها و سرد خانه ها) کاربرد دارد.
پلاستیک آکریلیکی
نام تجاری آنها پلاکسی گلاس و یا لوسیت میباشد. شفاف بوده و بهتر از شیشه نور را از خود عبور میدهد و از آن در ساخت تابلوی علائم و چراغ عقب اتومبیل استفاده میشود. مقاومت آن در برابر اشعه ماوراء بنفش خوب است اما در برابر خراش و سایش ضعیف میباشد.
نایلون (پلی آمید)
به گروهی از پلیمرها اطلاق میگردد که در مونومر آنها نیتروژن وجود دارد. نایلونها ساختمانی شبیه پلیمرهای پروتئینی داشته همچنین دارای استحکام بالا میباشند و مقاومت به سایش آنها خوب بوده و به علت ضریب استحکاک پایین در قطعات درگیر ماشین نظیر دندهها و ساچمهها و .. کاربرد دارند. نایلونها همچنین در تولید الیاف مصنوعی (انواع البسه و جوراب) استفاده میشوند و میتواند تا ۸ درصد وزن خود رطوبت جذب نمایند.
پلی فرمالدئید (استال)
با نام تجاری درلین تولید و عرضه شده و از آن در ساخت چرخدنده و بدنه ماشینهای صنعتی استفاده میشود.
پلی کربنات
مادهای شفاف، چقر، مقاوم به حرارت و دارای ثبات ابعاد میباشد. از آن در تولید کلاههای ایمنی، پیچ و مهره و پرله پمپ استفاده میشود.
پلی سولفان
دارای سختی و چتری بوده و در برابر حرارت مقاوم است. ضد شعله بوده بنحوی که بخودی خود شعله را خاموش میکند.
معرفی خانواده ترموست ها
رزینهای فرمالدئیدی
از سخت ترین مواد پلاستیکی بوده که همگی شکننده میباشند.
الف. فنل فرمالدئید (PF)
از اولین و ارزانترین رزینهای مصنوعی به شمار میرود. نام تجاری آن باکالیت است که در تولید کلید پریز، پایه لامپ، لنت ترمز، زیر سیگاری و … کاربرد دارد.
ب. اوره فرمالدئید (UF)
کاربردی شبیه PF دارد.
ج. ملامین فرمالدئید (MF)
پلاستیکی سخت و مقاوم که از آن در تهیه ظروف غذا خوری آشپزخانه استفاده میشود.
پلی استر ها
از واکنش بین الکل و اسید تولید شده به صورت اشباع شده و اشباع نشده (آلکید = الکل + اسید) وجود دارند. داکرون و ترلین دو نوع از الیاف مهم پلی استرها هستند که در صنایع نساجی کاربرد دارند.
پلی استرها گاه در قطعات تقویت شده با پشم شیشه که به نام فایبر گلاس (GRP) مشهورند کاربرد داشته و محصولاتی از جمله پاللهای ساختمانی، بدنه تجهیزات حمل و نقل، قایق و کشتی سازی، وان حمام، لوله، مخازن، کابین تراکتور و کاربرد دارند.
اپوکسی ها
چسبندگی رزینهای اپوکسی در بیشتر سطوح بسیار خوب بوده و در برابر خوردگی مقاوم میباشد در صنعت برق از اپوکسیها برای محافظت قطعات و عایقهای الکتریکی استفاده میکنند
پلیمرهای مصرفی جهت ساخت و تولید لولههای پلاستیکی
این پلیمرها عبارتند از:
- پلی وینیل کلراید (PVC)
- پلی وینیل کلرایدکلره (CPVC)
- پلی وینیل فلوراید (PVF)
- پلی اتیلن (PE)
- پلی پروپیلن (PP)
- اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
- پلاستیکهای مقاوم شده با الیاف شیشهای (GRP
نظرات