پلیمرهای ترموپلاستیک

پلیمرهای ترموپلاستیک به دسته‌ای از مواد پلیمری اطلاق می‌شوند که پس از گرم شدن، نرم و قابل شکل‌دهی می‌شوند و پس از سرد شدن به حالت جامد باز می‌گردند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که پلیمرهای ترموپلاستیک قابلیت فرآیند شدن مجدد را داشته باشند، به همین دلیل از این مواد در صنایع مختلف برای تولید قطعات و محصولات با اشکال متنوع استفاده می‌شود. برخلاف پلیمرهای ترموست، که پس از فرآیند شدن نهایی قابل تغییر شکل نیستند، پلیمرهای ترموپلاستیک به‌طور مداوم می‌توانند ذوب و شکل‌دهی شوند.

این پلیمرها معمولاً از زنجیره‌های بلند مولکولی تشکیل شده‌اند که با پیوندهای کووالانسی در سطح مولکولی به هم متصل هستند، اما پیوندهای بین مولکولی در آن‌ها به‌اندازه‌ای ضعیف است که امکان تغییر شکل در دماهای بالا فراهم می‌آید. در واقع، ساختار مولکولی این پلیمرها به‌گونه‌ای است که آنها را قادر می‌سازد تا در دماهای بالا نرم شوند و در دماهای پایین به حالت جامد بازگردند.

پلیمرهای ترموپلاستیک در تولید محصولات مختلف از جمله قطعات خودرو، بسته‌بندی، لوازم خانگی، لوازم پزشکی و بسیاری دیگر از صنایع کاربرد دارند. به دلیل خواص انعطاف‌پذیر، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و امکان بازیافت، این نوع پلیمرها جایگاه ویژه‌ای در صنعت مواد دارند.

ساختار شیمیایی و ویژگی‌های پلیمرهای ترموپلاستیک

پلیمرهای ترموپلاستیک، همانطور که از نامشان پیداست، پلیمرهایی هستند که در اثر گرما نرم شده و می‌توانند به اشکال مختلف درآیند. این پلیمرها ساختار شیمیایی منحصر به فردی دارند که به آن‌ها این ویژگی‌ها را می‌دهد. در این بخش، به بررسی ساختار شیمیایی و ویژگی‌های اصلی پلیمرهای ترموپلاستیک می‌پردازیم.

ساختار شیمیایی پلیمرهای ترموپلاستیک

پلیمرهای ترموپلاستیک از زنجیره‌های بلند مولکولی تشکیل شده‌اند که از واحدهای تکرار شونده (مونومرها) ساخته شده‌اند. این زنجیره‌ها به صورت خطی یا شاخه‌ای ممکن است باشند، اما در بسیاری از موارد، ساختار آن‌ها به صورت خطی است که به آن‌ها انعطاف‌پذیری و قابلیت تغییر شکل می‌دهد.

بر خلاف پلیمرهای ترموست که در آن‌ها پیوندهای عرضی (cross-links) بین زنجیره‌ها وجود دارد، پلیمرهای ترموپلاستیک فاقد چنین پیوندهایی هستند. در واقع، مولکول‌های پلیمرهای ترموپلاستیک از طریق پیوندهای کووالانسی درون زنجیره‌ها به هم متصل هستند، اما پیوندهای بین زنجیره‌ها به اندازه‌ای ضعیف است که با اعمال گرما می‌توان این پیوندها را از هم جدا کرده و دوباره مولکول‌ها را به هم متصل کرد.

این ویژگی به پلیمرهای ترموپلاستیک این امکان را می‌دهد که پس از ذوب شدن، دوباره به حالت جامد بازگردند و در نتیجه، فرآیندهایی مانند قالب‌گیری، تزریق و اکستروژن را برای تولید محصولات مختلف امکان‌پذیر می‌کند.

ویژگی‌های پلیمرهای ترموپلاستیک

پلیمرهای ترموپلاستیک دارای ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاصی هستند که آن‌ها را در بسیاری از کاربردهای صنعتی و مصرفی محبوب می‌کند. برخی از ویژگی‌های اصلی آن‌ها عبارتند از:

1. قابلیت فرآیند شدن مجدد: این پلیمرها در دماهای بالا نرم شده و می‌توانند به راحتی به اشکال مختلف تغییر یافته و پس از سرد شدن، به حالت جامد برگردند. این ویژگی باعث می‌شود که ترموپلاستیک‌ها قابلیت بازیافت بسیار بالایی داشته باشند.
2. انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری بالا: به دلیل ساختار خطی یا شاخه‌ای زنجیره‌های مولکولی، این پلیمرها می‌توانند به راحتی تحت تنش‌های مکانیکی تغییر شکل دهند. این ویژگی باعث می‌شود که آن‌ها در تولید قطعات پیچیده و با اشکال خاص بسیار مناسب باشند.
3. مقاومت در برابر مواد شیمیایی: بسیاری از پلیمرهای ترموپلاستیک مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی مختلف مانند حلال‌ها، اسیدها و بازها دارند، که این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در محیط‌های صنعتی مناسب می‌کند.
4. سبکی و کم‌وزنی: پلیمرهای ترموپلاستیک معمولاً وزن کمی دارند که این ویژگی باعث می‌شود که در صنایعی مانند خودروسازی و هوافضا مورد استفاده قرار گیرند.
5. مقاومت در برابر خستگی و ساییدگی: بسیاری از پلیمرهای ترموپلاستیک مقاومت خوبی در برابر خستگی و ساییدگی دارند. این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در قطعاتی که تحت فشار و سایش قرار دارند، ایده‌آل می‌کند.
6. مقاومت در برابر حرارت: برخی از پلیمرهای ترموپلاستیک می‌توانند دمای بالایی را تحمل کنند بدون اینکه تغییرات عمده‌ای در ویژگی‌هایشان ایجاد شود. این ویژگی در صنایعی که دماهای بالا وجود دارد، اهمیت دارد.
7. شفافیت و رنگ‌پذیری: بعضی از پلیمرهای ترموپلاستیک می‌توانند شفافیت بالایی داشته باشند که در تولید بسته‌بندی‌های شفاف و همچنین در صنایع پزشکی کاربرد دارند. همچنین، این پلیمرها می‌توانند به راحتی رنگ‌آمیزی شوند.

انواع پلیمرهای ترموپلاستیک

پلیمرهای ترموپلاستیک به طور کلی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. برخی از انواع رایج آن‌ها عبارتند از:

• پلی‌اتیلن (PE): یکی از پرمصرف‌ترین ترموپلاستیک‌ها با کاربرد گسترده در تولید کیسه‌ها، بسته‌بندی‌ها و لوله‌ها.
• پلی‌پروپیلن (PP): این پلیمر در تولید لوازم خانگی، قطعات خودرو و بطری‌ها استفاده می‌شود.
• پلی‌وینیل کلراید (PVC): این پلیمر در تولید لوله‌ها، پوشش‌ها و کف‌پوش‌ها کاربرد دارد.
• پلی‌استایرن (PS): این ماده در تولید بسته‌بندی‌های یکبار مصرف و وسایل خانگی کوچک کاربرد دارد.

نتیجه‌گیری

پلیمرهای ترموپلاستیک با ساختار شیمیایی خاص خود که از زنجیره‌های خطی یا شاخه‌ای مولکولی تشکیل شده‌اند، ویژگی‌هایی همچون قابلیت فرآیند شدن مجدد، انعطاف‌پذیری، مقاومت شیمیایی و حرارتی و سبکی را دارا هستند. این ویژگی‌ها باعث شده که این پلیمرها در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای پیدا کنند.

فرآیندهای تولید پلیمرهای ترموپلاستیک

پلیمرهای ترموپلاستیک به دلیل قابلیت ذوب و شکل‌دهی مجدد در دماهای بالا، از نظر فرآیند تولید بسیار انعطاف‌پذیر هستند. فرآیندهای مختلفی برای تولید و شکل‌دهی این پلیمرها وجود دارند که بسته به نوع پلیمر، محصول نهایی و ویژگی‌های مورد نیاز، انتخاب می‌شوند. در این بخش، به بررسی مهم‌ترین فرآیندهای تولید پلیمرهای ترموپلاستیک می‌پردازیم.

1. فرآیند تزریق (Injection Molding)

فرآیند تزریق یکی از رایج‌ترین و پرکاربردترین روش‌های تولید قطعات از پلیمرهای ترموپلاستیک است. در این فرآیند، پلیمر در قالب مخصوص ذوب شده و تحت فشار به داخل قالب تزریق می‌شود تا به شکل مورد نظر درآید. پس از خنک شدن و انجماد، قطعه نهایی به دست می‌آید. این فرآیند برای تولید قطعات پیچیده و با دقت بالا مانند لوازم خانگی، قطعات خودرو، و تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شود.

مراحل فرآیند تزریق:

• پلیمر به داخل دستگاه تزریق وارد می‌شود.
• در دستگاه، پلیمر تحت حرارت ذوب شده و به حالت مایع درمی‌آید.
• پلیمر مذاب به داخل قالب تحت فشار تزریق می‌شود.
• بعد از مدتی، پلیمر در قالب سرد شده و قطعه نهایی از قالب خارج می‌شود.

مزایا:

• تولید قطعات پیچیده با دقت بالا.
• سرعت بالا در تولید انبوه.
• امکان استفاده از قالب‌های مختلف برای اشکال مختلف.

2. فرآیند اکستروژن (Extrusion)

در فرآیند اکستروژن، پلیمر ترموپلاستیک ذوب شده از یک دریچه یا قالب اکسترودر خارج می‌شود تا به شکل یک لوله، ورقه یا رشته تبدیل شود. این فرآیند برای تولید محصولات پیوسته مانند لوله‌ها، فیلم‌های پلاستیکی، ورق‌ها و پروفیل‌ها بسیار مناسب است. در این فرآیند، پلیمر به درون یک سیلندر داغ وارد می‌شود و سپس با استفاده از یک ماردون (پیچ) ذوب شده و از قالب خارج می‌شود.

مراحل فرآیند اکستروژن:

• پلیمر به درون دستگاه اکسترودر وارد می‌شود.
• پلیمر در دستگاه ذوب می‌شود و به کمک ماردون تحت فشار قرار می‌گیرد.
• پلیمر مذاب از قالب اکسترودر خارج شده و به شکل مورد نظر تبدیل می‌شود.
• قطعه اکسترود شده به کمک سیستم‌های خنک‌کننده به سرعت سرد می‌شود.

مزایا:

• تولید قطعات با ابعاد ثابت و پیوسته.
• سرعت بالا و قابلیت تولید انبوه.
• مناسب برای تولید محصولات با اشکال ساده مانند لوله‌ها و پروفیل‌ها.

3. فرآیند قالب‌گیری دمشی (Blow Molding)

فرآیند قالب‌گیری دمشی برای تولید قطعات توخالی مانند بطری‌ها، بطری‌های پلاستیکی و لوله‌ها استفاده می‌شود. در این فرآیند، پلیمر ترموپلاستیک ذوب شده به شکل لوله‌ای یا پریفرم (Preform) در می‌آید، سپس با استفاده از هوا به درون قالب دمیده می‌شود تا به شکل نهایی درآید.

مراحل فرآیند قالب‌گیری دمشی:

• پلیمر به داخل دستگاه قالب‌گیری دمشی وارد می‌شود.
• پلیمر ذوب شده به شکل پریفرم در می‌آید.
• پریفرم به داخل قالب قرار داده می‌شود.
• هوا به داخل پریفرم دمیده می‌شود تا قطعه به شکل قالب درآید.
• قطعه نهایی پس از خنک شدن از قالب خارج می‌شود.

مزایا:

• مناسب برای تولید قطعات توخالی.
• قابلیت تولید قطعات با ضخامت یکنواخت.
• سرعت بالا در تولید محصولات به‌ویژه در مقیاس انبوه.

4. فرآیند قالب‌گیری فشار (Compression Molding)

در این فرآیند، پلیمر ترموپلاستیک به داخل قالب قرار داده می‌شود و سپس تحت فشار و حرارت قرار می‌گیرد تا به شکل نهایی درآید. این فرآیند بیشتر برای تولید قطعات بزرگ و کم‌دقت مانند قطعات خودرو، عایق‌های الکتریکی و لوازم خانگی استفاده می‌شود.

مراحل فرآیند قالب‌گیری فشار:

• پلیمر به داخل قالب قرار می‌گیرد.
• قالب بسته شده و تحت فشار و حرارت قرار می‌گیرد.
• پلیمر ذوب شده و به شکل قالب در می‌آید.
• قطعه نهایی پس از سرد شدن و باز شدن قالب خارج می‌شود.

مزایا:

• مناسب برای تولید قطعات بزرگ با پیچیدگی کم.
• امکان استفاده از مواد پلیمری با قیمت پایین‌تر.
• فرآیند ساده و با هزینه کمتر.

5. فرآیند قالب‌گیری دوار (Rotational Molding)

در فرآیند قالب‌گیری دوار، پودر پلیمر ترموپلاستیک به داخل یک قالب بسته ریخته می‌شود. سپس قالب در دما و زمان مشخصی دوران می‌کند و پلیمر ذوب شده و به دیواره‌های قالب چسبیده و شکل قالب را به خود می‌گیرد. این فرآیند بیشتر برای تولید قطعات توخالی با اندازه بزرگ مانند مخازن پلاستیکی و تانکرهای ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.

مراحل فرآیند قالب‌گیری دوار:

• پودر پلیمر به داخل قالب بسته می‌شود.
• قالب در دمای معین شروع به چرخش می‌کند.
• پودر پلیمر ذوب شده و به دیواره‌های قالب می‌چسبد.
• پس از خنک شدن، قطعه نهایی از قالب خارج می‌شود.

مزایا:

• مناسب برای تولید قطعات بزرگ با دیواره یکنواخت.
• امکان تولید قطعات توخالی و مقاوم.
• هزینه نسبتاً کم برای تولید قطعات بزرگ.

6. فرآیند فیلم‌سازی (Film Extrusion)

فرآیند فیلم‌سازی به تولید فیلم‌های پلاستیکی نازک از پلیمرهای ترموپلاستیک اطلاق می‌شود. این فرآیند مشابه فرآیند اکستروژن است با این تفاوت که خروجی این فرآیند به شکل فیلم‌های نازک و رولی است که برای بسته‌بندی و استفاده‌های مختلف به کار می‌رود.

مراحل فرآیند فیلم‌سازی:

• پلیمر به داخل اکسترودر وارد می‌شود.
• پلیمر ذوب شده از میان یک قالب حلقوی (die) به شکل فیلم نازک بیرون می‌آید.
• فیلم به سرعت سرد می‌شود و به صورت رول جمع‌آوری می‌شود.

مزایا:

• تولید فیلم‌های پلاستیکی با ضخامت یکنواخت.
• مناسب برای تولید بسته‌بندی‌های پلاستیکی و لوازم مصرفی.

نتیجه‌گیری

پلیمرهای ترموپلاستیک به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند قابلیت ذوب و شکل‌دهی مجدد، از فرآیندهای مختلفی برای تولید استفاده می‌کنند. این فرآیندها شامل تزریق، اکستروژن، قالب‌گیری دمشی، قالب‌گیری فشار، قالب‌گیری دوار و فیلم‌سازی هستند که بسته به نیاز و نوع محصول، انتخاب می‌شوند. هر یک از این فرآیندها مزایای خاص خود را دارند و برای کاربردهای مختلف در صنایع تولیدی و مصرفی به‌کار می‌روند.

خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرهای ترموپلاستیک

پلیمرهای ترموپلاستیک به دلیل ویژگی‌های خاص فیزیکی و مکانیکی خود، در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارند. این خواص تأثیر زیادی بر نحوه استفاده از این پلیمرها در تولید محصولات مختلف دارند. در این بخش، به بررسی مهم‌ترین خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرهای ترموپلاستیک خواهیم پرداخت.

خواص فیزیکی پلیمرهای ترموپلاستیک

1. چگالی (Density): چگالی پلیمرهای ترموپلاستیک به طور معمول پایین است، که باعث می‌شود این مواد نسبت به فلزات و سرامیک‌ها سبک‌تر باشند. این ویژگی برای کاربردهایی مانند تولید قطعات خودرو و هواپیما که نیاز به وزن کم دارند، بسیار مناسب است.
   • چگالی پلیمرهای ترموپلاستیک معمولاً در محدوده 0.9 تا 2.2 گرم بر سانتی‌متر مکعب قرار دارد.
2. شفافیت (Transparency): برخی از پلیمرهای ترموپلاستیک، مانند پلی‌کربنات (PC) و پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، می‌توانند شفاف باشند و این ویژگی آن‌ها را برای تولید بسته‌بندی‌های شفاف، لوازم پزشکی و دیگر کاربردهایی که نیاز به دید بصری دارند، مناسب می‌کند.
   • شفافیت پلیمرهای ترموپلاستیک به نوع و ترکیب شیمیایی پلیمر بستگی دارد.
3. مقاومت در برابر حرارت (Heat Resistance): پلیمرهای ترموپلاستیک معمولاً دارای مقاومت در برابر حرارت متوسط هستند، به طوری که با افزایش دما نرم شده و می‌توانند تغییر شکل دهند. این خاصیت برای برخی کاربردها، مانند لوازم خانگی و تجهیزات الکترونیکی، اهمیت زیادی دارد. با این حال، برخی از پلیمرها مانند پلی‌امید (PA) و پلی‌کربنات (PC) می‌توانند دمای بالاتری را تحمل کنند.
   • دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) و دمای ذوب (Tm) به‌طور کلی در ترموپلاستیک‌ها متفاوت است و بسته به نوع پلیمر ممکن است بین 50 تا 300 درجه سانتی‌گراد متغیر باشد.
4. انقباض و انبساط حرارتی (Thermal Expansion): پلیمرهای ترموپلاستیک به‌طور عمومی دارای ضریب انبساط حرارتی بالایی هستند. به همین دلیل، تغییرات دما می‌تواند باعث تغییر ابعاد و اندازه‌های قطعات تولید شده از این پلیمرها شود. این ویژگی در کاربردهایی که تغییرات دمایی قابل توجهی دارند، باید مورد توجه قرار گیرد.
5. رنگ‌پذیری (Colorability): بسیاری از پلیمرهای ترموپلاستیک به راحتی قابل رنگ‌آمیزی هستند، که این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در بسته‌بندی، لوازم خانگی و محصولات مصرفی بسیار مناسب می‌سازد.

خواص مکانیکی پلیمرهای ترموپلاستیک

1. استحکام کششی (Tensile Strength): استحکام کششی به مقدار نیرویی گفته می‌شود که پلیمر می‌تواند بدون شکستن یا از هم گسیختن تحمل کند. این خاصیت در تعیین کاربردهای صنعتی بسیار مهم است. به طور کلی، پلیمرهای ترموپلاستیک استحکام کششی مناسبی دارند، اما نسبت به فلزات و سرامیک‌ها معمولاً ضعیف‌تر هستند.
   • استحکام کششی پلیمرهای ترموپلاستیک معمولاً بین 20 تا 100 مگاپاسکال قرار دارد.
2. مدول الاستیسیته (Elastic Modulus): مدول الاستیسیته نشان‌دهنده سختی ماده است و مشخص می‌کند که چگونه ماده در برابر تغییر شکل ناشی از بار یا فشار واکنش نشان می‌دهد. پلیمرهای ترموپلاستیک به دلیل ساختار مولکولی انعطاف‌پذیر خود، مدول الاستیسیته کمتری نسبت به فلزات دارند، که این ویژگی برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری دارند، مناسب است.
   • مدول الاستیسیته برای پلیمرهای ترموپلاستیک معمولاً بین 1 تا 4 گیگاپاسکال متغیر است.
3. سختی (Hardness): سختی به توانایی ماده در برابر خراشیده شدن یا فرورفتن در آن اشاره دارد. پلیمرهای ترموپلاستیک می‌توانند سختی مختلفی داشته باشند و این ویژگی در تعیین کاربردهای مقاوم در برابر سایش و ضربه اهمیت دارد. پلیمرهایی مانند پلی‌کربنات (PC) و پلی‌آمید (PA) سختی بالاتری دارند.
   • سختی پلیمرهای ترموپلاستیک می‌تواند از مقیاس Shore A (نرم) تا Shore D (سخت) متغیر باشد.
4. ضریب اصطکاک (Coefficient of Friction): پلیمرهای ترموپلاستیک معمولاً ضریب اصطکاک پایینی دارند که باعث می‌شود برای کاربردهایی که در آن‌ها حرکت یا تماس دائمی با سطوح مختلف ضروری است، مانند بلبرینگ‌ها و لوازم خودرو، مناسب باشند.
5. دکمه‌پذیری و شکست (Impact Resistance and Toughness): دکمه‌پذیری به قابلیت پلیمر در جذب انرژی و تغییر شکل بدون شکست اشاره دارد. این ویژگی برای کاربردهای مقاوم در برابر ضربه مانند لوازم خانگی، قطعات خودرو و بسته‌بندی بسیار مهم است. بسیاری از پلیمرهای ترموپلاستیک، مانند پلی‌کربنات (PC) و پلی‌اتیلن (PE)، دکمه‌پذیری خوبی دارند.
   • پلیمرهای ترموپلاستیک می‌توانند مقاومت بالایی در برابر ضربه داشته باشند، به خصوص پلیمرهایی که دارای افزودنی‌هایی برای بهبود مقاومت ضربه هستند.
6. خستگی و تنش درازمدت (Fatigue and Creep Resistance): مقاومت در برابر خستگی به توانایی ماده در مقاومت در برابر بارگذاری‌های متناوب اشاره دارد. همچنین، تنش درازمدت (creep) به تغییر شکل تدریجی ماده تحت فشار ثابت به مدت طولانی گفته می‌شود. پلیمرهای ترموپلاستیک معمولاً در برابر خستگی و تنش درازمدت حساس‌تر از فلزات هستند، اما با انتخاب مناسب پلیمر و طراحی محصول، این ویژگی‌ها می‌توانند بهبود یابند.

نتیجه‌گیری

خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمرهای ترموپلاستیک شامل ویژگی‌هایی همچون چگالی پایین، شفافیت، مقاومت در برابر حرارت، استحکام کششی مناسب، مدول الاستیسیته انعطاف‌پذیر و مقاومت در برابر ضربه و خستگی است که آن‌ها را برای کاربردهای گسترده در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، بسته‌بندی، لوازم خانگی و صنایع الکترونیک مناسب می‌سازد. این خواص باید بسته به نوع پلیمر و نیازهای خاص هر صنعت، مورد ارزیابی و انتخاب قرار گیرند.

طبقه‌بندی پلیمرهای ترموپلاستیک و انواع مختلف آن‌ها

پلیمرهای ترموپلاستیک به دسته‌ای از مواد پلیمری گفته می‌شود که در اثر گرما نرم شده و می‌توانند به اشکال مختلف تغییر شکل دهند و پس از سرد شدن، به حالت جامد بازمی‌گردند. این مواد به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند قابلیت بازیافت، انعطاف‌پذیری و فرآیند پذیری راحت، کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارند. در این بخش، به طبقه‌بندی پلیمرهای ترموپلاستیک و انواع مختلف آن‌ها خواهیم پرداخت.

1. طبقه‌بندی بر اساس ساختار شیمیایی

پلیمرهای ترموپلاستیک را می‌توان بر اساس ساختار شیمیایی به دسته‌های مختلف تقسیم کرد. این طبقه‌بندی شامل پلیمرهای آلی، پلیمرهای هتروپلیمر، و پلیمرهای هموپلیمر است. مهم‌ترین گروه‌های پلیمرهای ترموپلاستیک بر اساس ساختار شیمیایی عبارتند از:

1.1 پلیمرهای تک‌واحدی (Homopolymers)

این نوع پلیمرها از یک نوع مونومر (واحد تکراری) تشکیل شده‌اند. در واقع، تمام واحدهای تکراری در زنجیره پلیمری یکسان هستند.

• پلی‌اتیلن (PE): از مونومر اتیلن ساخته می‌شود و یکی از رایج‌ترین پلیمرهای ترموپلاستیک است.
• پلی‌پروپیلن (PP): از مونومر پروپیلن ساخته می‌شود و در تولید قطعات پلاستیکی، بسته‌بندی‌ها و لوازم خانگی استفاده می‌شود.

1.2 پلیمرهای هموپلیمر (Copolymers)

پلیمرهای هموپلیمر از دو یا چند نوع مونومر مختلف تشکیل شده‌اند که در زنجیره پلیمری به صورت مرتب یا تصادفی توالی دارند.

• اتیلن-وینیل استات (EVA): یک کوپلیمر از اتیلن و وینیل استات است که در تولید کفش‌های ورزشی، فیلم‌های بسته‌بندی و لوازم پزشکی کاربرد دارد.
• پلی‌استایرن-بوتادین (SBS): یک کوپلیمر است که در تولید لاستیک‌های ترموپلاستیک و کاربردهای مختلف در صنعت خودروسازی و کفش‌سازی به کار می‌رود.

1.3 پلیمرهای هتروپلیمر (Blends)

پلیمرهای هتروپلیمر از مخلوط چند نوع پلیمر با خواص مختلف ساخته می‌شوند. این پلیمرها ترکیب‌های جدیدی با ویژگی‌های بهینه از هر دو پلیمر ایجاد می‌کنند.

• پلی‌اتیلن-پلی‌استایرن (PE-PS): ترکیب پلی‌اتیلن و پلی‌استایرن که به دلیل خواص ویژه‌اش در برخی کاربردها مانند بسته‌بندی‌ها و قطعات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2. طبقه‌بندی بر اساس خواص فیزیکی و مکانیکی

پلیمرهای ترموپلاستیک را می‌توان بر اساس خواص مکانیکی، دمای عملکرد و کاربردهای آن‌ها نیز دسته‌بندی کرد. این طبقه‌بندی به صورت زیر است:

2.1 پلیمرهای ترموپلاستیک با استحکام بالا

این پلیمرها دارای خواص مکانیکی قوی هستند و در کاربردهایی که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر فشار و کشش دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• پلی‌کربنات (PC): پلی‌کربنات یکی از پلیمرهای ترموپلاستیک است که در برابر ضربه و فشار بسیار مقاوم است و در تولید قطعات مقاوم در برابر ضربه، لنزهای عینک و شیشه‌های مقاوم به کار می‌رود.
• پلی‌اتیلن ترفتالات (PET): این پلیمر در صنعت نساجی برای تولید پارچه‌های مقاوم و در صنعت بسته‌بندی برای تولید بطری‌های شفاف و مقاوم استفاده می‌شود.

2.2 پلیمرهای ترموپلاستیک با انعطاف‌پذیری بالا

این پلیمرها به راحتی تغییر شکل می‌دهند و در کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• پلی‌اتیلن (PE): یکی از پرکاربردترین پلیمرهای ترموپلاستیک که در انواع مختلفی مانند پلی‌اتیلن کم‌چگالی (LDPE) و پلی‌اتیلن سنگین (HDPE) به کار می‌رود.
• پلی‌پروپیلن (PP): این پلیمر به دلیل مقاومت در برابر مواد شیمیایی و انعطاف‌پذیری بالا در تولید بسته‌بندی‌ها، قطعات خودرو و لوازم خانگی استفاده می‌شود.

2.3 پلیمرهای مقاوم به حرارت

این پلیمرها در دماهای بالا مقاومت خوبی دارند و در کاربردهایی که نیاز به تحمل دمای بالا دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• پلی‌آمید (PA): پلی‌آمیدها که به نام نایلون نیز شناخته می‌شوند، در تولید قطعات خودرو، لوازم خانگی و پوشاک مقاوم در برابر حرارت کاربرد دارند.
• پلی‌فنیلن سولفاید (PPS): یک پلیمر مقاوم به حرارت که در دماهای بالا و در برابر مواد شیمیایی و الکتریکی کاربرد دارد.

2.4 پلیمرهای شفاف

این پلیمرها برای تولید قطعات شفاف و با ویژگی‌های نوری مناسب استفاده می‌شوند.

• پلی‌کربنات (PC): دارای شفافیت بالا و مقاومت در برابر ضربه است.
• پلی‌اتیلن ترفتالات (PET): علاوه بر کاربردهای بسته‌بندی، به دلیل شفافیت بالا در تولید شیشه‌های نوری و لنزها نیز استفاده می‌شود.

3. طبقه‌بندی بر اساس کاربرد

پلیمرهای ترموپلاستیک بر اساس کاربردهای خاص خود نیز دسته‌بندی می‌شوند که این طبقه‌بندی به شرح زیر است:

3.1 پلیمرهای ترموپلاستیک برای بسته‌بندی

این پلیمرها به دلیل ویژگی‌هایی مانند شفافیت، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر ضربه در تولید بسته‌بندی‌ها استفاده می‌شوند.

• پلی‌اتیلن (PE)
• پلی‌پروپیلن (PP)
• پلی‌استایرن (PS)

3.2 پلیمرهای ترموپلاستیک برای صنایع خودرو

پلیمرهای ترموپلاستیک در صنعت خودروسازی برای تولید قطعاتی مانند داشبورد، سپر، پوشش‌ها و لوازم داخلی خودرو به کار می‌روند.

• پلی‌آمید (PA)
• پلی‌پروپیلن (PP)
• پلی‌کربنات (PC)

3.3 پلیمرهای ترموپلاستیک برای صنایع الکترونیک

این پلیمرها به دلیل ویژگی‌های عایق الکتریکی و مقاومت در برابر دما در تولید قطعات الکترونیکی، کابل‌ها، عایق‌ها و قطعات الکتریکی استفاده می‌شوند.

• پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)
• پلی‌فنیلن سولفاید (PPS)
• پلی‌کربنات (PC)

نتیجه‌گیری

پلیمرهای ترموپلاستیک را می‌توان بر اساس ساختار شیمیایی، خواص فیزیکی و مکانیکی، دمای عملکرد و کاربردهای خاص آن‌ها به دسته‌های مختلف تقسیم کرد. این پلیمرها به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود مانند قابلیت فرآیندپذیری بالا، انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر حرارت و ضربه، کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف از جمله بسته‌بندی، خودروسازی، الکترونیک و لوازم خانگی دارند. انتخاب نوع پلیمر ترموپلاستیک مناسب به ویژگی‌های مورد نیاز برای کاربرد نهایی بستگی دارد.

امیدوارم از خواندن این مقاله لذت برده باشید برای مشاهده بقیه مقالات به بخش وبلاگ سایت دانیال تهویه مراجعه کنید.