بخشی از مقاله
کاربردها و چالش هاي پلي اتيلن کلرو سولفونه
چکيده
پلي اتيلن کلرو سولفونه (CSM) با دارا بودن خواص منحصر به فرد و بسيار کم ياب، يکي از مواد پليمري و استراتژيک در صنعت مي باشد و از همين رو تنها در انحصار چند کمپاني خصوصي قرار دارد که خريد همچين موادي باعث خروج ارز و سرمايه ي ملي مي شود. لذا هدف از اين مقاله آشنايي با ويژگي ها و موارد حياتي جهت توليد و کاربرد اين ماده ذکر شده است و با کسب چنين اطلاعاتي مي توان از خروج ارز جلوگيري کرد، زيرا اين ماده در صنعت اتومبيل و هواپيما و ابزار صنعتي بسيار کاربرد دارد. در اين مقاله ابتدا شرح مختصري درباره نقش پليمر و کاربردهاي عمومي آن ذکر مي شود و در ادامه به روش توليد، ويژگي ها، استانداردASTM، کاربردهاي خاص و در نهايت چالش هاي پيش رو براي توليد و ب کارگيري CSM پرداخته مي شود.
واژههاي کليدي: پليمر، الاستومر، پلي اتيلن کلروسولفونه ، هايپالون، CSM،Hypalon ،Chlorosulfonated Polyethylene
١- مقدمه
محصولات لاستيکي و پلاستيکي را به وفور در جاي جاي زندگي مي توان ديد. اين محصولات بخشي از گستره ي صنعتي به نام صنعت پليمر هستند. با تکيه بر فرآوردههاي پتروشيمي ، صنعتي بزرگ بنا نهاده شده که راهبري و توسعه ي آن نياز مبرم به متخصصين مهندسي شيي م دارد. پليمرها (و وابستگان آن) خواصي بسيار جالب توجه دارند و اين خاصيت ها با علم مهندسي شيي م قابل تغيير و تنظيم است . [١٦]
اکنون، تصور جهان بدون وجود پلاستيکها مشکل است و اين نياز احساس مي شود که اطلاعاتي هرچند مختصر در ارتباط با اين گونه مواد کسب کنيم زيرا هر روز با آنها در ارتباط هستيم . امروزه آنها جزيي از زندگي ما هستند و در ساخت انواع ابزار و ادوات به کار مي روند. مهندسان و طراحان، پلاستيکها و پليمرها را به
دليل وجود ترکيبي از خواص متنوع، در مقايسه با ساير مواد مورد توجه قرار مي دهند. اين خواص عبارتند از: سبکي ، سختي و انعطاف پذيري، مقاومت در برابر خوردگي ، رنگ پذيري، شفافيت ، سهولت شکل پذيري و...؛ البته محدوديت هايي نيز وجود دارد که با مهندسي و تفکر صحيح مي توان آن را به حداقل رساند. در اين مقاله به صورت خاص مسايل مرتبط با لاستيک هايپالون را بررسي مي کنيم . [١٧]
٢- پليمر
مولکول هاي بلندي که از اتصال و به هم پيوستن هزاران واحد کوچک مولکولي ، موسوم به تکپار (Monomer) تشکيل شدهاند. روش اتصال مولکول ها به يکديگر را بسپارش(Polymerization) مي نامند و تعداد اين واحدهاي کوچک در زنجير دارز، به درجه ي پليمره شدن موسوم است . آگاهي از ساختمان مولکولي پليمرها به ما کمک مي کند که رفتار و واکنش هاي وابسته به زمان آنها را در اثر اعمال نيرو درک کنيم .
پليمرها به دو دسته ي گرما نرم و گرماسخت تقسيم مي شوند؛ همانطور که از اسم آنها مشخص است ، اين دو دسته از مواد در خواص گرمايي با يکديگر تفاوت اساسي دارند. [١] و [١٧]
٣- پلاستيک
از سال ١٨٦٩ که اولين پلاستيک با نام نيترات سلولز توليد شد، تا کنون در اين صنعت پيشرفت هاي شگرفي صورت گرفته است . رشد توليد انواع پلاستيک و حضور آن در زندگي روزمره به صورتي است که تقريبا ادامه ي زندگي براي بشر بدون آن ممکن نمي باشد. اين فرض هنگامي تحقق پيدا مي کند که بدانيم از خودکار، کابينت ، تلويزيون، مزي تحرير، صندلي و تلفن گرفته تا شيشه عينک از اين مواد ساخته مي شوند.
پلاستيکها همان پليمرهاي مصنوعي هستند که تحت فشار و دماي پايين قابل ذوب بوده و شکل پذير مي باشند. اما نکته ي جالب در پلاستيکها، طيف وسيعي از ويژگي ها و خصوصيات است که جايگاهي خاص براي اين پليمر ايجاد کرده. پلاستيکها برخلاف ساير مواد در طراحي قطعات، طيف گستردهاي از خواص گوناکون را شامل مي شوند که بايد در کار طراحي حتما به آنها توجه ويژه شود. اين دسته از مواد، مشتق شده از پليمرها هستند که براساس ويژگي هاي مطلوب، با مواد خاصي ترکيب مي شوند؛ اين مواد عبارتند از: مواد ضد بار ساکن ، پيوند دهنده (جفت کننده)، پرکنندهها، مواد به تاخير اندازندهي اشتعال، روان کننده ها، رنگ دانه ها،
نرم کنند ها، استحکام دهنده، پايدار سازها و غيره. اين مواد جهت استفاده در گرمانرم ها گستردگي زيادي دارد اما براي مواد گرماسخت ، بايد از نسبت ها و مواد معيني استفاده کرد. [١١]
پلاستيک هاي مهندسي
بسياري از گرمانرمها به عنوان مواد مهندسي پذيرفته شدهاند و برخي از آنها پلاستيکهاي مهندسي نام گرفته اند و اين گونه تعريف مي شود: « موادي هستند که در مقابل اعمال بار، مقاومت کم و بيش نامحدودي نشان مي دهند. » اين مواد نقاط قوت و مزايايي دارند: پايين بودن چگالي ، مقاومت در برابر سيالاتي که موجب خوردگي فلزات مي شوند و از همه مهم تر سهولت در شکل پذيري؛ اين خواص سبب برتري نسبت به فلزات
1
مي شوند ولي در مواردي مانند حساسيت به گرما، نمي توان از آنها استفاده کرد.
مهم ترين موادي که امروزه در زمره پلاستيکهاي صنعتي به کار برده مي روند عبارتند از: نايلون، استال، پلي کربنات، پلي فنيل اکسايد اصلاح شده (PPO)، پلي استرهاي گرمانرم، پلي سولفون و پلي فنيل سولفايد. با توجه به اسامي اشاره شده مي توان فهميد که تقريبا تمام پلاستيکها در اين رده هستند زيرا دست کم يکي از هم خانوادههاي آن جزو مواد مهندسي است . [٨]
٤- لاستيک
در سال ١٨٣٩ که چارلز گودير براي اولين بار ولکانيزاسيون را کشف کرد، تحول عظيمي در توليد انواع پليمر رخ داد و صنعتي ايجاد شد که بعدها صنعت لاستيک شکل گرفت . پيش از اين اروپاييان که در آمريکاي جنوبي لاستيک طبيعي را کشف کرده بودند با مشکل بزرگي روبرو بودند، چراکه لاستيک طبيعي در زمستان سفت شده و در تابستان حالت چسبنده به خود مي گرفت . اما با روش جديد چالرز گودير اين مشکل برطرف شد. با اين روش اگر لاستيک طبيعي با گوگرد و سرب سفيد مخلوط مي شد، مشکلات قبلي برطرف شده و محصول جديد کاملا مقاوم و مستحکم به وجود مي آمد. [٩]
از مهم ترين ويژگي لاستيکها اين است که در اثر کشيده شدن، تغيير طول مي دهند و پس از رها شدن به حالت اوليه ي خود بازمي گردد٢. در ادامه ، جدولي از معروفترين لاستيکها به همراه نام تجاري آ ها ذکر شده
است :
جدول ١ – نام برخي لاستيکهاي پرکاربرد [١١]
١- اين خاصيت از مواد، مربوط به ساختار شيمايي و مولکولي اين مواد است .
٢- لاستيکهاي طبيعي گاه تا هشت برابر طول اوليه خود کش مي آيند.
کاربرد لاستيکها
مهم ترين کاربرد لاستيکهاي مصنوعي در ساخت انواع تاير اتومبيل و هواپيما، ساخت کفش ، تسمه و نوارهاي نقاله ، مصنوعات ابري شکل ، روکش کابل و سيم ، لوله ها و وسايل لاستيکي است . همچنين در صنايع پالايش ، رنگ سازي، چرم مصنوعي ، نخ و پارچه ، نوارهاي پلاستيکي ، پوشش ها، ضربه گيرها و صدا گير و ساخت قطعات مکانيکي و واشرهاي مسطح و مدور و محصولات بي شمار ديگر استفاده مي شود.[٢]
لاستيکهاي سنتزي (Synthetic rubber)
لاستيک سنتزي يک نمونه از کشپارهاي مصنوعي مي باشد که مطلقا يک پليمر است . يک کشپار مادهاي است که از نظر مکانيکي خصوصياتي منحصر به خودش دارد و از بارزترين اين خصوصيات مي توان به تغيير اندازه دادن و کش آمدن و سپس بازگشت به حالت اول را معرفي کرد و اين که در ماهيت مکانيکي و حالت اوليه ي آن هيچ تغييري رخ نمي دهد.
لاستيکهاي سنتزي همان لاستيکهاي مصنوعي مي باشند. اين دسته از مواد در واقع همان چيزي هستند که ما مي خواهيم داشته باشيم يعني با توجه به نياز خودمان و همچنين با توجه به مواد موجود و خواص اين مواد،
