سازگاركننده های واكنشی

پلی الفین های پیوند خورده با مالئیك انیدرید (MA) عموماً به عنوان عوامل اتصال برای سیستم های حاوی پركننده یاتقویت كننده استفاده می شوند، اما همچنین می توانند به عنوان سازگاركننده هایواكنشی برای آلیاژ پلی الفین ها با پلیمرهایی نظیر نایلون و EVOHكه با MA واكنش می دهند، به كار گرفته شوند. PEیا PP پیوند خورده با MA تهیه شده توسط شركت Crompton امكان تهیه آلیاژهای نایلون – PPرا برای كاربردهایی نظیر قطعات سیستم سرمایش ماشین ها می دهند. خواص مناسب نایلوندر دماهای بالا مورد نیاز می باشد، اما PP نیز به عنوان كاهش دهنده جذبرطوبت كه باعث تخریب نایلون می گردد، لازم است.  MA-g-PP را همچنین می توان به عنوان لایهمیانی (Tie Layer) سازگاركننده در فیلم های بستهبندی چند لایه PP با EVOH كه مانع نفوذ اكسیژن است، به كاربرد. سازگاركننده های پیوند خورده با MA در بازیافت فیلم های چند لایه كه ممكناست حاوی نایلون و PP باشند، سودمند خواهند بود. خطمحصول Dupont Pusabound محدوده وسیعی از پلیمرهای پیوندخورده با MA را تولید می كند.

سایر سازگاركننده های واكنشی شامل ترپلیمر اتیلن – بوتیلاكریلات – گلیسیدیل متیل اكریلات (E-BA-GMA)مانند PTW Dupont Elvaloy می باشند كه می توانند برایسازگار سازی آلیاژهای پلی بوتیلن ترفتالات PA/PBT, PP (PBT) و پلیاتیلن ترفتالات (PET) پلی الفین به كار روند. یككاربرد برای این ترپلیمرها در سیم و كابل های مقاوم حرارتی می باشد.

كوپلیمرهای KratonPG،كوپلیمرهای بلوكی Kraton G می باشند كه با MAپیوند زنی شده اند. از آنجا كه هر مولكول دارای دو جزء است، این كوپلیمرها بامحدوده وسیعی از پلیمرها شامل نایلون، PS و پلی الفین ها سازگار می باشند.این مولكول ها در آلیاژهای حاوی سه پلیمر یا بیشتر نیز كاربری مناسبی خواهند داشت.

پلیمرهای KratonA را میتوان جهت تولید موادی كه استحكام، كشسانی، مقاومت حرارتی، نرمی و ظاهر اصلاح شدهای دارند استفاده كرد و استفاده آن ها را در كاربردهای مختلف نظیر فیلم، اسباببازی، بسته بندی، خودرو، لوازم ورزشی، تجهیزات ساختمانی و محصولات قالب گیری واكسترود شده تسهیل نمود.

   

ثبات هیدرولیكی بهتر
هزینه های تولید كمتر
عملكرد بهتر در تست حرارتی پیر سازی
دمای انحنای تحت بار كمتر (HDT پلی آمید 6-6 در MPa 1/8 حدود C 90-80 است)

 

جدول (1) خواص فیزیكی مکانیکی نایلون 6 و نایلون 6-6 را با هم مقایسه نموده است.

با توجه به چرخه قالبگیری سریع ،‌ انگیزه های اقتصادی زیادی برای استفاده از این مواد در كاربرد های متعدد وجود دارد كه از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

     

 

  

•  ثبات ابعادی بهبود یافته

 

جدول (2) خلاصه‌ای از خواص انواع عمومی نایلون‌ها را كه به صورت تجاری عرضه می‌گردند را ارائه می‌دهد.

ادامه جدول (2) خواص فیزیكی مکانیکی انواع مختلف نایلون

 

شاخص گرانروی مذاب یا MFR  اندازه گیری سهولت جریان مذاب گرانول های ترموپلاستیک ها می باشد.این ویژگی نشان می دهد جرم مشخصی از ماده بر حسب گرم که در زمان ده دقیقه از یک لوله بسیار باریک بر حسب فشار اعمال شده عبور می کند,در دما معین چه میزان می باشد. مبنای این آزمون  بر اساس استاندارد  ASTM D1238 و ISO 1133 تدوین شده است.

در واقع MFR با جرم مولکولی رابطه عکس دارد , هرچه MFR بالاتر باشد نشان دهنده جرم مولکولی پایین تر و هرچه کمتر باشد نشانگر جرم مولکولی بالاتر است. این مشخصه تعیین کننده گرید گرانول های پلاستیک ها می باشد . بنابراین MFR که با ویسکوزیته مرتبط است تعیین می کند که این گرید برای چه فرایند قالبگیری و شکلدهی مناسب است.در تعریف دیگر این موضوع نشان دهنده میزان تبدیل به سیال شدن یا جریان یافتن , مواد گرانولی در صورت حرارت دیدن است. در حقیقت MFR بالا برای تزریق و  MFR پایین برای تولید اکستروژن مناسب است,در حالت تزریق نیاز به گرانروی کم می باشد تا براحتی بتواند در قالب حرکت کند و حفره های قالب را پرکند.درحالیکه در فرایند تولید لوله باید گرانروی زیاد باشد تا اصطلاحا از قسمت دای شره ننماید.

MFR  برای پلی اتیلن در ۱۸۰C و برای پلی پروپیلن در C  ۲۳۰ اندازه گیری می گردد.بنابراین MFRتابع دما است.

 در پتروشیمی های ایران و جهان دیتا شیت یا مشخصات فنی برای هر نوع ماده پلیمر منتشر می گردد .در تمام این دیتا شیت ها ,این شاخص بر اساس استاندارد مربوطه  اندازه گیری و اعلام می گردد تا خریدار بتواند تشخیص دهد آیا این ماده برای فرایند اکسترورن مناسب است یا تزریقی , بادی و غیره.

آیا MFR برای تمام مواد ترموپلاستیک قابل اندازه گیری است؟

این شاخص به غیر از پلی اتیلن و پلی پروپیلن برای سایر مواد نظیر ABS, پلی استایرن,استالها و غیره نیز قابل اندازه گیری است .نکته شایان توجه این است که MFR  برای هر پلاستیک در دمای خاصی که استاندارد تعیین نموده می بایست اندازه گیری گردد.ضمنا برای پی وی سی تحت نام Kvalu اندازه گیری می گردد و برای پت با شاخص IV  .

آیا این شاخص برای مواد نو و بازیافتی قابل اندازه گیری است؟

این شاخص برای مواد نو و بازیافتی هر دو  قابل اندازه گیری است. برای این منظور پیشنهاد می گردد کارگاها و شرکت های تولید کننده گرانول های بازیافتی برای ایجاد بازار بهتر خصوصا صادرات از دستگاه MFR  برای سنجش این موضوع استفاده نمایند تا بتوانند زمینه های بهتری برای فروش مواد خود ایجاد کنند.از طرف دیگر این شاخص نشان می دهد که برای چه فرایندی قالبگیری مواد بازیافت شده می توانند استفاده گردند.

 آیا این موضوع نشان دهنده کیفیت مواد است؟

 در تهیه مواد گرانولی بازیافتی برخی به اشتباه می پندارند که هر چه این عدد بیشتر باشد کیفیت بالاتر است در حالیکه عدد بالاتر نشان دهنده ویسکوزیته پایین تر است .

چند مثال از ارتباط MFR با گریدها و کاربرد مواد

MFR	جنس پلاستیک	گرید	کاربرد
۰٫۰۴	LLDPE	LL7000F	نایلون و نایلکس
۰٫۹	LLDPE	LL209	فیلم
۰٫۷۵	HDPE	۰۰۷۵	فیلم (نایلون)
۰٫۳۵	HDPE	۰۰۳۵	ظروف بادی
۱۸	HDPE	۵۲۵۱۸	ساخت ظروف خانگی، لوازم ورزشی، اسباب بازی، قطعات سنگین و آزمایشگاهی و… .
۱۶	PP	V30S	تزریق ظروف بسته بندی روشن
۰٫۵۵	HDPE	EX3B	برای تولید لوله

چگونه MFR  را اندازه گیری می نماییم:

1. ابتدا باید جنس پلیمر مشخص شود تا براساس آن روش و شرایط آزمون انتخاب گردد.
2. در ستمون شرایط پیشنهاد شده میزان دمای کوره و وزن وزنه استاندارد را یادداشت می کنیم.
3. دمای کوره را روی عددی که استاندارد توصیه کرده قرار می دهیم و به دستگاه MFR این فرصت را می دهیم تاخود را به این دما برساند.
4. در طول مدت زمانی که کوره خود را به دمای مورد نظر می رساند, حدود شش گرم از گرانول پلاستیک مورد نظر را با ترازویی به دقت یک هزارم گرم توزین می کنیم.
5. پس از رسیدن کوره دستگاه به دمای معینی که استاندار میزان آن را برای پلی اتیلن ۱۹۰ درجه سانتی گراد ,پلی استایرن ۲۰۰ و پلی پروپیلن ۲۳۰ مشخص کرده است می ریزیم, و پیستون روی گرانول ها داخل کوره دستگاه پلاستومتر قرار می دهیم تا در مدت زمان حدود بیست دقیقه, کل مجموعه به تعادل حرارتی برسد و گرانول ها کاملا ذوب شود.
6. در لحظه شروع آزمایش وزنه معینی که استاندارد ASTM D1238 برای پلی اتیلن ۲۱۶۰ گرم, پلی استایرن ۵۰۰۰ گرم و پلی پروپیلن ۱۶۰ گرم توصیه نموده است بر روی سر بالایی پیستئن قرار می دهند تا مواد مذاب از داخل یک دای استاندارد با مشخصات, جنس آلیاژ تنگستن که در مقابل حرارات تغییر ابعاد نمی دهد, به ضخامت mm 8.000 و قطر سوراخ وسط ۲٫۰۹۵ که از آنجا عبور پلاستیک مذاب با سرعت برشی کم انجام می شود
7. از لحظه ای که وزنه روی بخش فوقانی پیستون قرار می گیرد, عمل روزن رانی یا اکسترودر پلاستیک مذاب شروع می شود,از همان ثانیه باید زمان شروع آزمایش را دقیقا در نظر گرفت زیرا مقدار پلاستیک مذاب خارج شده در زمان ده دقیقه , عدد شاخص جریان مذاب ان نمونه را تعیین می کند.

منابع: www.polymeresabz.com/سایت پتروشیمی شازند, سایت پلاتو ایران, دایره المعارف پلاستیک, کتاب آنالیز و شناسایی کمی و کیفی پلیمرها تالیف مهندس سعید نعمتی.
گردآوری و ترجمه: فاطمه ارشادی

پلیمرها به طور کلی به سه گروه اصلی گرمانرم ها یا تروموپلاستیک ها، گرما سخت ها یا ترموست ها، الاستومرها دسته بندی می‌شوند.

ترموپلاستیک ها با افزایش دما نرم شده و با خنک شدن به سختی اولیه اشان برمی گردند و بیشتر قابل ذوب هستند، به عنوان مثال، نایلون، پلاستیک های گرما سخت (ترموست ها) وقتی گرم می شوند، سخت شده و هنگام سرد شدن به سختی اولیه برمی گردند. این مواد توسط کاتالیزورها یا گرم شدن تحت فشار به یک شکل دائمی تبدیل می شوند. الاستومرها نظیر رابرها می توانند بدون پاره شدن و گسستن در برابر تغییر شکل مقاومت کنند.
در مطلب حاضر، انواع محدودی از پلیمرهای هر گروه و کاربرد و خواص آنها مورد بررسی قرار می گیرد.

ترموپلاستیک ها
الف – پلی اولفین یا پلیمرهای اتنیک
همه این ترموپلاستیک ها بطور مشترک دارای منور اتلین (H2C=CH2) هستند.
پلی اتیلن ۶(PE)- پلی اتیلن اولین محصول تجاری در سال ۱۹۴۰ بوده و از نفت خام یا گاز طبیعی تهیه می شود.
پلی اتیلن یک ماده ترموپلاستیک است که بسته به ساختار مولکولی از یک نوع به نوع دیگر متفاوت است. در حقیقت، با تغییر وزن مولکولی (یعنی طول زنجیر)، تبلور (یعنی وضعیت زنجیر)، و خواص شاخه ( یعنی پیوند شیمیایی بین زنجیرهای مجاور) می‌ توان محصولات متنوعی از آن تولید کرد. پلی‌اتیلن می تواند در چهار نوع تجاری تهیه شود:

(۱) دانسیته پایین، (۲) دانسیته متوسط، (۳) دانسیته بالا و (۴) پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا.

پلی اتیلن دانسیته پایین (LDPE)دارای نقطه ذوب OC1050، سختی، مقاومت شکست فشاری، شفافیت، انعطاف پذیری و خاصیت انبساط پذیری است. بنابراین، به دلیل روش ساخت و استعمال آسان آن، برای لوله کشی و بسته‌بندی‌ها استفاده می شود. مقاومت شیمیایی آن بسیار برجسته است، گر چه به اندازه پلی‌اتیلن دانسیته و یا پلی پروپیلن نیست، اما این پلیمر در مقابل بسیاری اسیدهای معدنی (مانند HCI و HF) و قلیاها (نظیر NH4OH-KOH-NaoH) مقاوم بوده و برای جابجایی مواد شیمیایی معدنی می توان از آن استفاده کرد، ولی باید از تماس آن با آلکان ها، هیدروکربن های آروماتیک، هیدروکربن های کلرینه و اکسید کننده‌های قوی (نظیر HNo3)) اجتناب کرد. اتصال قسمتهای مختلف از جنس PE با استفاده از جوش ذوبی انجام می شود.
بدین ترتیب، انجام لوله کشی به این شکل ارزان بوده و نسبت به دیگر مواد موجود، برای خطوط فاضلاب، خطوط آب، و دیگر سرویسهایی که در معرض فشارها و یا درجه حرارت های بالا قرار نمی گیرند، بسیار مقاوم و بهترین انتخاب است. با وجود این، محدودیت هایی وجود دارد که استفاده از آنها را در بسیاری کاربردها غیرممکن می سازد. این محدودیت ها عبارت از، استحکام پایین، مقاومت حرارتی پایین (بالاترین محدوده دمایی برای این ماده 0C60 است)، نزول کیفیت تحت پرتو تابی UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشید) است. با وجود این، پلی اتیلن می تواند جهت افزایش استحکام، مقاومت و دیگر خواص مکانیکی مطلوب با مواد دیگر ترکیب شود.

پلی اتیلن دانسیته بالا (HDPE)دارای خواص مکانیکی برجسته و مقاومت مکانیکی نسبتاً بیشتری در مقایسه با نوع دانسیته پایین است. تنها اکسید کننده های قوی بطور محسوس در محدوده دمایی مشخص به این مواد حمله خواهند کرد. اگر رزین پایه درست انتخاب نشود، شکست فشاری HDPE می تواند مشکل ساز باشد. خواص مکانیکی این ماده، استفاده از آنها را در شکل های بزرگتر و کاربردهایی نظیر مواد ورقه ای در داخل مخازن، بعنوان عایق کاری در ستون‌ها گسترش داده است. در این ماده نیز از جوش حرارتی می توان استفاده کرد.

پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE)یک پلی اتیلن خطی با محدوده وزن مولکولی متوسط ۱۰۶×۳ تا ۱۰۶×۵ است. زنجیرهای خطی طولانی، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر سایش، سختی، مقاومت در برابر شکست فشاری را، علاوه بر خواص عمومی PE نظیر خنثی بودن در مقابل مواد شیمیایی و ضریب اصطکاک پایین ایجاد می‌کنند. بنابراین، این ترموپلاستیک برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند، نظیر اجزای استفاده شده در ماشین آلات بکار می رود. در حالت کلی، پلی‌اتیلن‌ها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشید بسیار حساس هستند. با وجود این، می‌توان از حساسیت آن با افزایش تثبیت‌کننده‌های مخصوص جلوگیری کرد.

پلی پروپیلن (PP)با متیل جانشین شده بر روی اتیلن (پروپیلن) بعنوان منومر، خواص مکانیکی بطور قابل ملاحظه ای در مقایسه با پلی اتیلن بهبود می یابد، در حقیقت این پلیمر دارای دانسیته پایین (kg.m3 915-900)، سخت تر و محکم تر بوده و دارای استحکام بیشتری نسبت به انواع دیگر است. علاوه بر این نسبت به PE در دماهای بالاتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقاومت شیمیایی آن بیشتر بوده و تنها توسط اکسید کننده های قوی مورد حمله قرار می گیرد. اگر در انتخاب رزین مناسب دقت نشود، شکست فشاری PP می‌تواند مشکل ساز باشد.خواص مکانیکی بهتر این ماده استفاده از آن را در اشکال بزرگتر، به شکل مواد ورقه ای داخل مخازن، بعنوان پوشش گسترش داده است. ضریب انبساط حرارتی برای PP از HDPE کمتر است. دو کاربرد مهم PP ساخت قسمت های قالب تزریقی و رشته‌ها و فیبرها است.

پلی بوتیلن (PB)از پلی ایزوبوتیلن حاصل از تقطیر روغن خام تهیه شده است. منومر آن اتیلن با دو گروه متیل جایگزین شده با دو اتم هیدروژن است.

پلی‌وینیل کلراید (PVC)اولین ترموپلاستیک استفاده شده در مقادیر بالا در کاربردهای صنعتی است. این پلیمر با واکنش گاز استیلن با اسید‌هیدروکلریک در حضور کاتالیزور مناسب تهیه می شود. استفاده از PVC به دلیل سادگی ساخت، در طول سالها افزایش یافته است. این پلیمر دارای کاربری آسان است.در مقابل اسیدها و بازهای معدنی قوی مقام بوده و در نتیجه بیش از ۴۰ سال بطور گسترده به عنوان لوله کشی آب سرد و مواد شیمیایی استفاده می شده است. گرچه، در طراحی ساختار لوله، ضریب انبساط حرارتی خطی و ضریب الاستیک ناچیز این ماده باید در نظر گرفته شود.

پلی وینیل کلراید کلرینه شده (CPVC)پلی وینیل کلراید می تواند با کلرینه شدن جهت تولید یک پلاستیک وینیل کلراید با مقاومت خوردگی اصلاح شده و مقاومت در دماهای ۲۰ تا ۳۰ درجه بالاتر تغیر کند. بنابراین، CPVC که دارای همان محدوده مقاومت شیمیایی PVC است، می تواند به عنوان لوله، اتصالات، کانال ها، تانکها و پمپها در تماس با مایعات خورنده و آب داغ استفاده می‌شود. برای مثال، می‌توان تعیین کرد که مقاومت شیمیایی این ماده در مقایسه با PVC در محیطهای حاوی wt%20 استیک اسید، wt%50-40 کرومیک اسید wt%70-60 نیتریک اسید در oC300 و wt%80 سولفوریک اسید، هگزان در oC50 و wt%80 سدیم هیدروکسید تا دمای ۸۰ درجه سانتیگراد، بیشتر است.

پلی وینیل استات (PVA)از منومری که در آن یک گروه استات با یک اتم هیدروژن در منومر اتیلن جایگزین شده، تهیه می شود. این پلیمر به عنوان پلیمرهای ساختاری استفاده نمی شود، زیرا یک ترموپلاستیک نسبتاً نرم است و از این جهت تنها برای پوشش ها و چسب ها بکار می رود.

پلی استایرن (PS)از منومر استایرن C6H5CH=CH2 (فنیل بنزن) تشکیل شده است. پلی استایرن یک آمورف و ترموپلاستیک ناهمسان است. حلقه آروماتیک به سختی پلاستیک کمک می کند و از جابجایی زنجیر که پلاستیک را ترد و شکننده می کند، جلوگیری می‌کند. این پلیمر برای کاربردهایی که مستم تماس با مواد شیمیایی خورنده هستند، توصیه نمی شود، زیرا مقاومت شیمیایی آن در مقایسه با دیگر ترموپلاستیک های موجود ناچیز بوده و در محیط های خاص شکست فشاری خواهند داشت. پلی استایرن در مقابل تابش اشعه UV (مانند تابش نور خورشید ) حساس بوده و به رنگ مایل به زرد تبدیل می‌شود و مقاومت حرارتی آن نیز تنها 0C 650 است. این ماده به عنوان پوشش تجهیزات و در بسیاری کاربردهای الکتریکی استفاده می شود. اتصالات لوله کشی از این پلاستیک تهیه شده، و بسیاری ظروف هستند که از پلی‌استایرن اصلاح شده، ساخته می شوند. نحوه اتصال این قطعات توسط جوشکاری با استفاده از حلال است، اما استفاده از آنها به آب و محلولهایی که حاوی مواد آلی و معدنی نباشند، محدود می شود. پلی استایرن سومین ترموپلاستیک پرمصرف پس از PE و PP با بازار ۲۰% است.

پلی متیل پنتن (PMP)یک دستگاه پلاستیک با شفافیت و خواص الکتریکی خوب است که می تواند تا دمای 0C150 نیز مورد استفاده قرار گیرد.

آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)یک سه بسپار با منومر بوتادین است، منومر دوم، آکریلونیتریل، از مولکول اتیلن که اتم هیدروژن آن با یک گروه نیتریل (CN) جایگزین شده تشکیل شده. منومر سوم از یک مولکول اتیلن با گروه فنیل جایگزین شده با اتم هیدروژن (استایرن) تشکیل شده است.خواص این پلیمر با تغییر نسبت آکریلونیتریل در دو جزء دیگر آن، بطور قابل ملاحظه‌ای متغیر است. این مشتق از رزین های استایرن دارای جایگاه مهمی است. در حقیقت، استحکام، سختی، ثبات بعدی و دیگر خواص مکانیکی آنها، با تغییر این نسبتها قابل اصلاح است. گرچه، این مواد دارای مقاومت حرارتی پایین OC90 استحکام نسبتاً کم، و مقاومت شیمیایی محدود هستند، قیمت پایین، اتصال راحت و راحتی ساخت، این مواد را برای لوله‌های توزیع گاز، آب، فاضلاب و خطوط تخلیه، قسمتهای اتومبیل و خدمات بسیار از تلفن تا قسمتهای مختلف اتومبیل بسیار مورد توجه کرده است. مقاومت این ماده توسط مقدار کمی از ترکیبات آلی تهدید می شود، و به آسانی توسط عوامل اکسید کننده و اسیدهای معدنی قوی مورد حمله قرار می‌گیرد. علاوه بر این، ممکن است گراکینگ فشاری در حضور بعضی مواد آلی در آنها رخ دهد.

پلی تترافلورواتیلن (PTFE)از منومر مولکول اتیلن کاملاً فلورینه شده به دست می آید که تحت نام تجاری تفلون ۴ شناخته شده است. نظر به ذوب بالا (0C327) دارای پایداری دمایی بسیار بالا با مقاومت حرارتی تا 0C280 است، و از نظر شیمیایی یکی از خنثی ترین مواد شناخته شده پس از شیشه، فات دیر گداز نظیر تانتالم۱ و فات گروه پلاتینیم نظیر ایریدیم ۲ یا پلاتینیم ۳ برای استفاده در مواد خورنده حتی در دمای بالا است. یکی از مشکلات عمده این پلیمر خستگی ناشی از سیکل های حرارتی به واسطه تکرار انبساط و انقباض در یک دوره زمانی در دماهای بالاتر از مرز بیان شده است. با توجه به تخلخل آنها، یکی از دلایل زوال فلوروکربن‌ها جذب مواد شیمیایی و به دنبال آن واکنش با اجزای دیگر در ترموپلاستیک است. هنگامی که این پدیده اتفاق می افتد، منجر به دفرمه شدن سطح، نظیر حبابی شدن می شود. این مواد دارای محدوده دمایی معینی هستند و از افزایش دما باید اجتناب شود.

پلی تری فلورو کلرو اتیلن (PTCE)این کلرو فلورو پلیمر دارای پایداری حرارتی تا 0C175 بوده و مقاومت شیمیایی کمتری نسبت به PTFE کاملاً فلورینه شده دارد. این پلیمرتحت نام تجاری Kel-F شناخته شده است. بطور کلی، خواص کاری این پلاستیک نسبتاً خوب است، بطوری که می تواند به وسیله قالبگیری تزریقی شکل گرفته و نتیجتاً بعنوان پوشش و همچنین برای پوشش‌های پیش ساخته برای بسیاری کاربردهای شیمیایی استفاده شود.

پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF)این ماده دارای مقاومت حرارتی کم تر 0C15 و پایداری شیمیایی پایین تری نسبت به دیگر فلوروکربن‌ها است. این پلیمر دارای کاربردهای بسیاری در صنایع فرآیند‌های شیمیایی و ساخت پمپ ها، شیرها، لوله، مخازن کوچک و دیگر تجهیزات است. این مواد به عنوان پوشش و آستر نیز بکار می روند.

ب) پلی آمیدها (PA)ترموپلاستیک های پلی آمید از طریق چگالش واکنش کربوکسیل اسید (RCOOH) و یک آمین (RNH2) با حذف آب تهیه می شود. این رزین ها تحت نام تجاری نایلون، یکی از اولین محصولات رزینی استفاده شده بعنوان مواد مهندسی شناخته شده است. خواص مکانیکی بسیار خوب بهمراه راحتی ساخت، رشد متداوم آنها را برای کاربردهای مکانیکی حتمی می‌کند. استحکام بالا، سختی، مقاومت در برابر سایش و مدول یانگ بالا خواص بسیار با ارزش نایلون ها بوده و موارد استعمال آن‌ را در کاربردهای مهم در تجهیزات عملیاتی مختلف نظیر چرخ دنده ها، اتصالات الکتریکی، شیرها، نگهدارنده ها، لوله گذاری و پوشش سیم‌ها توجیه می‌کند. مقاومت حرارتی نایلون می‌تواند متغیر باشد، اما در محدوده دمایی 0C100، باید در نظر گرفته شود. این پلیمر به عنوان یک ترموپلاستیک، به استثنای مقاومت ناچیز آن در تماس با اسیدهای معدنی قوی دارای مقاومت شیمیایی خوبی است. نظر به گوناگونی مشتقات یا کوپلیمرهای آغازگر، انواع تجاری متنوعی از رزین های نایلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلی آن، نایلون و نایلون ۶۶ است که دارای استحکام بالایی هستند. اخیراً ، انواع تجاری جدیدی از نایلون عرضه شده که بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدودیت‌های موجود، برتری دارد. این مواد شامل پلی آمیدهایی است که دارای یک گروه آروماتیک در منومر آنها بوده، و به همین دلیل آرامید رزین (آرومانتیک آمیدها) که تحت نام تجاری Kevlar و Nomex شناخته شده، نامیده می شود.

ج) پلی استالیز
پلی استاها تحت نام تجاری Delrin و عموماً با پلیمر اولیه فرمالدئید است. ثبات بعدی عالی و استحکام رزین استال، استفاده از آنها در چرخ دنده ها، پره‌های پمپ، انواع اتصالات رزوه ای نظیر درپوش‌ها و قسمتهای مکانیکی را امکان پذیر می‌کند. این مواد مختلف آلی و معدنی در محدوده وسیعی است. همانند بسیاری پلیمرهای دیگر این پلیمر فرمالدئید در مقابل اسیدهای قوی، بازهای قوی یا مواد اکسید کننده مقاوم نخواهد بود.

د) سلوها
مهمترین مشتقات سلوی در پلیمرها، ترموپلاستیک های استات، بوتیرات و پروپیونات هستند. این پلیمرها در موارد مهم استفاده نمی شوند اما در قطعات کوچک نظیر پلاک های شناسایی، پوشش های تجهیزات الکتریکی و دیگر کاربردهایی که نیاز به یک پلاستیک شفاف با خواص مقاومت ضربه بالا دارند، استفاده می شود. خواص فرسایشی این مواد، مخصوصاً در مورد پروپیونات خوب است، اما مقاومت مکانیکی آنها در مقایسه با دیگر ترموپلاستیک ها قابل رقابت نیست. آب و محلولهای نمکی اثری بر این مواد ندارند، اما مقادیر ناچیز از اسید، قلیا یا دیگر حلال ها بر روی آن اثر نامطلوبی دارد. بالاترین دمای مفید 0C60 است.

ه) پلی‌کربناتها (PC)
پلی کربناتها توسط واکنش پلی فنل با دی کلرومتان و فسژن تهیه می شود. منومر اولیه این ماده OC6H4C(CH3)2C6 H4COO است. پلی کربنات یک ترموپلاستیک خطی، با خاصیت کریستالیزاسیون پایین، شفاف و با جرم مولکولی بالا بوده وعموماً تحت نام تجاری Lexan شناخته می‌شود. این پلیمر دارای مقاومت شیمیایی بالا در گریس کاری و روغن کاری بوده ولی دارای مقاومت پایین در برابر حلالهای آلی است. مقاومت فوق العاده بالای این ترموپلاستیک (۳۰ برابر شیشه ضربه گیر) به همراه مقاومت الکتریکی بالا راحتی ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (۹۰%) استفاده از این پلیمر را در بسیاری کاربردهای صنعتی توسعه داده است. وقتی یک پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسیار ضربه گیر مورد نیاز باشد، پلی کربنات انتخابی مناسبی است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسیار کوچک ماشین آلات – مخصوصاً ماشین آلاتی که دارای تجهیزات قالبگیری پیچیده هستند، پره های پمپ ها، کلاه های ایمنی و دیگر کاربردهایی که نیاز به وزن سبک و مقاومت ضربه گیری بالا دارد، استفاده از ترموپلاستیک‌های پلی کربنات رضایت بخش است. این مواد می‌توانند در دماهای بین 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گیرند.

ترموست ها
الف – پلی اورتان ها (PUR)
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.

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 0C80 است.

رزین‌های اپو کسی (EP)اپوکسی های با پایه گلیسیدال اتر شاید بهترین ترکیب از نظر مقاومت سایشی و خواص مکانیکی باشند. اپوکسی های تقویت شده با فایبر گلاس استحکام بسیار بالا و مقاومت حرارتی خوبی دارند و مقاومت شیمیایی رزین اپوکسی در مقابل اسیدهای ضعیف بسیار عالی و در مقابل اسیدهای قوی نامناسب می باشد. مقاومت قلیایی آن، در محلول های ضعیف بسیار خوب است. اپوکسی در قالب ریزی، اکستروژن ها، ورقه ها، چسبنده ها و پوشش ها کاربرد دارند. این مواد بعنوان لوله ها ، شیرها، پمپ ها، تانک های کوچک، ظروف، سینک ها، آسترکاریها، پوشش های محافظ، عایق کاری، چسبنده ها و حدیده ها بکار می روند.

الاستومرها
رابرها و الاستومرها عمدتاً بعنوان مواد پوشش برج ها،مخازن، تانکها، و لوله ها استفاده می شوند. مقاومت شیمیایی بستگی به نوع رابر و ترکیبات آن دارد. اخیراً رابرهای مصنوعی به بازار عرضه شده که نیازهای صنایع شیمیایی را تا حد زیادی تامین کند. هرچند هیچ یک از رابرهای تهیه شده دارای خواص رابر طبیعی نیست، ولی در یک یا چند مورد نسبت به آن برتری دارد. از رابرهای مصنوعی، ترانس – پلی ایزوپرن سیس- پلی بوتادین، شبیه رابر طبیعی هستند. تفاوت رابرها و الاستومرها در کاربردهای خاص، مشخص می شود.

الف) رابر طبیعی (NR)
رابر طبیعی یا سیس – ۱ و ۴- پلی‌ایزوپرن دارای منومر اولیه سیس – ۱ و ۴- ایزوپرن (این ماده گاهی کائوچو نامیده می‌شود) است. رابر طبیعی توسط فرآوری عصاره درخت رابر

(Heva Brasiliensis) با بخار، و ترکیب آن با عوامل ولکانیزه، آنتی‌اکسیدان‌ها و پرکننده تهیه می‌شود. رنگهای دلخواه می‌تواند با ترکیب رنگدانه‌های مناسب (به عنوان مثال، قرمز: اکسید آهن- Fe2O3، سیاه: کربن سیاه و سفید: اکسید روی – ZnO) حاصل شود. رابر طبیعی دارای خواص دی‌الکتریک مناسب قابلیت ارتجاعی عالی، قابلیت جذب ارتعاش بالا و مقاومت شکست مناسب است. بطور کلی، رابرهای طبیعی از نظر شیمیایی در مقابل اسیدهای معدنی رقیق، قلیا و نمکها مقاوم هستند. رابر طبیعی، براحتی توسط مواد شیمیایی اکسید‌کننده، اکسیژن اتمسفری، ازن، روغن‌ها، بنزن و ستن‌ها مورد حمله قرار گرفته وغالباً دارای مقاومت شیمیایی کم در مقابل نفت و مشتقات آن و بسیاری مواد شیمیایی آلی هستند، بطوری که در معرض آنها نرم می‌شوند. علاوه بر این، در مقابل تابش اشعه UV (به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض نور خورشید) بسیار حساس هستند.

در مجموع این ماده برای کاربردهایی که به مقاومت سایشی، مقاومت الکتریکی و خواص جذب ضربه یا ارتعاش نیاز دارند، بسیار مناسب است. با وجود این، به واسطه محدودیت مکانیکی رابر طبیعی، و همچنین بسیاری رابرهای مصنوعی، توسط ولکانیزاسیون و ترکیب با افزودنیهای دیگر این مواد به محصولات پایدارتر و سخت‌تر تبدیل می‌شوند. فرآیند ولکانیزاسیون شامل اختلاط رابر طبیعی یا مصنوعی خام با ۲۵ درصد وزنی سولفور و حرارت مخلوط در OC150 است. مواد رابر حاصله به واسطه واکنش‌های زنجیری بین رشته‌های کربن مجاور به مراتب سخت‌تر و قوی‌تر از مواد اولیه هستند. بنابراین، کاربردهای صنعتی رابر طبیعی ولکانیزه شده شامل مواردی نظیر: پوشش داخلی پمپ‌ها، شیرها، لوله‌ها، خرطومی‌ها و اجزای ماشین کاری است. به دلیل مقاومت شیمیایی پایین و حساسیت این رابر به نور خورشید، که یک خاصیت نامطلوب در صنایع است، امروزه این ماده با انواع جدید الاستومرها جایگزین می‌شود.

ب – ترانس- پلی‌ایزوپرن رابر (PIR)
ترانس – ۱ و ۴- پلی‌ایزوپرن رابر، یک رابر مصنوعی با خواص مشابه نوع طبیعی آن است. این ماده اولین بار در طول جنگ جهانی دوم به واسطه مشکلات تامین رابر طبیعی بطور صنعتی شناخته شد. گرچه، این ماده حاوی ناخالصی‌های کمتری نسبت به رابر طبیعی بوده و فرآیند تهیه آن بسیار ساده است، به دلیل قیمت بالای آن، زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرد. خواص مکانیکی و مقاومت شیمیایی آن، مشابه رابر طبیعی بوده و مانند بسیاری از انواع دیگر رابرها خواص مکانیکی آن توسط فرآیند ولکانیزاسیون بهبود می‌یابد.

ج- رابر استایرن بوتادین (SBR)
رابر استایرن بوتادین، یک کوپلیمر استایرن و بوتادین است. این رابر تحت نام تجاری Buna S شناخته شده است. مقاومت شیمیایی آن مشابه رابر طبیعی است و دارای مقاومت پایین در مقابل اکسید‌کننده‌ها، هیدروکربن‌ها و روغن‌های معدنی است. از این رو از نظر شیمیایی مزیت خاصی نسبت به دیگر رابرها ندارد این رابر در تایر اتومبیل، تسمه‌ها، واشرها، لوله‌های خرطومی و دیگر محصولات متنوع استفاده می‌شود.

د- رابر نیتریل (NR)
نیتریل رابر، یک کوپلیمر از بوتادین و آکریلونیتریل است. این ماده در نسبتهای متفاوت از ۲۵:۷۵ تا ۷۵:۲۵ ساخته می‌شود که سازنده باید درصد آکریلونیتریل را در محصول خود مشخص کند. رابر نیتریل تحت نام تجاری Buna N شناخته شده و نظر به مقاومت در برابر متورم شدن در حالت غوطه‌وری در روغن‌های معدنی، دارای مقاومت بالا در مقابل روغن‌ها و حلا‌ل‌ها است. علاوه بر این، مقاومت شیمیایی آن در مقابل روغن‌ها متناسب با میزان آکریلونیتریل آن است. گرچه این ماده در مقابل اکسید‌کننده‌های قوی نظیر اسید نیتریک مقاوم نیست، مقاومت خوبی در مقابل ازن و تابش اشعه UV نشان می‌دهد. رابر نیتریل برای لوله‌های پلاستیکی گازوئیل، دیافراگم پمپ‌های سوخت، واشرها، آب‌بندها و درزگیرها (نظیر او- رینگ‌ها) ونهایتاً زیره‌های مقاوم در برابر روغن برای کفش‌های کار ایمنی استفاده می‌شوند.

ه) بوتیل رابر
بوتیل رابر، یک کوپلیمر از ایزوبوتیلن و ایزوپرن است. بوتیل رابر از نظر شیمیایی در مقابل اسیدهای معدنی رقیق، نمکها و قلیاها مقاوم بوده و مقاومت شیمیایی خوبی در مقابل اسید‌های غلیظ به استثنای اسیدنیتریک و اسید سولفوریک دارا است. این رابر در مقابل ازن نیز مقاومت بالایی دارد. گرچه به راحتی در مقابل مواد شیمیایی اکسید‌کننده، روغن‌ها، بنزن، و ستن‌ها مورد حمله قرار می‌گیرد، دارای مقاومت شیمیایی پایین در مقابل نفت و مشتقات آن و دیگر مواد شیمیایی آلی است. علاوه بر این، رابر بوتیل در مقابل اشعه UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشید) بسیار حساس است. مشابه دیگر رابرها، خواص مکانیکی آن توسط فرآیند ولکانیزاسیون بهبود می‌یابد. کاربردهای صنعتی آن مشابه کاربردهای رابر طبیعی است. بوتیل رابر برای تیوبهای داخلی تایر و لوله‌های خرطومی استفاده می‌شود.

نتیجه‌گیری:
با توجه به مطالب ارایه شده در این مبحث، پلیمرها به سه گروه اصلی ترموپلاستیک‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها تقسیم می شوند که بعضی انواع آن از نظر خواص فیزیکی و کاربردهای آنها بیان شد. نتیجه حاصل از بررسی انواع مختلف پلیمرها مشخص می‌کند که هر سه گروه مذکور داری مقاومت شیمیایی بسیار بالا در برابر اسیدهای معدنی بوده و تقریباً همه آنها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشید، بسیار حساس هستند.

ترموپلاستیک‌ها با توجه به خواص مکانیکی و شیمیایی مناسب، در بسیاری کاربردهای صنعتی نظیر لوله‌ها و تجهیزات انتقال، تجهیزات الکتریکی، پوشش‌ها، اتصالات و نظایر آن استفاده می‌شوند.
ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستیک‌ها دارای مقاومت خوردگی پایینی هستند و در نتیجه استفاده از آنها در صنایع محدود به ساخت لوله‌ها، شیرها، پمپ‌ها، ظروف، پوشش‌های محفاظ، عایق‌کاری، چسبنده‌ها و … می شود.
الاستومرها نیز به عنوان مواد پوشش‌ مخازن، تانکها و لوله‌ها استفاده شده و از نظر شیمیایی در مقابل اسیدهای معدنی رقیق، قلیاها و نمک ها مقاوم هستند.

منبع : انجمن کامپوزیت ایران

كوپلیمرهای اتیلن – اتیل اكریلات (EEA) می توانند به عنوان سازگاركننده های غیر واكنشی برای آلیاژ پلیمرها یا افزودنی های قطبی با پلی الفین ها به كار گرفته شوند. EEA می تواند در خطوط بازیافت حاوی نایلون و PP به عنوان جایگزین ارزان تر برای پلی الفین های پیوند خورده با MA در مواردی كه نیاز به مقاومت ضربه بالایی نیست یا حین تولید تحت برش بالا قرار نمی گیرد، به كار گرفته شود. Amplity EA از شركت Dow در محدوده وسیعی از اندیس های مذاب موجود می باشد تا با گرانروی اجزا در خط بازیافت همخوانی داشته باشد. EEA همچنین می تواند جهت امكان پذیر نمودن استفاده از مواد افزودنی به میزان بسیار زیاد در مستریج های PE استفاده گردد. افزودنی هایی نظیر آنتی آكسیدانت ها، رنگ دهنده ها یا آنتی استاتیك ها بسیار قطبی بوده و در پلی الفین های معمول انحلال پذیری پایینی دارند. افزودن EEA % 30-5 به مستریچ اغلب امكان افزایش دو برابر ماده افزودنی را به آمیزه ساز خواهد داد در حالی كه از مهاجرت نابهنگام جلوگیری می نماید، خط تولید Dupont Elvaloy AC شامل كوپلیمرهای EEA، اتیلن – بوتیل اكریلات (EEA) و اتیلن – متا كریلات (EMA) می باشد كه به عنوان سازگاركننده برای گونه های مختلفی از پلیمرهای *** از شركت Crompton كه در سال 2002 از Basell خریداری شد، كوپلیمرهای پلی متیل متاكریلات (PMMA) یا پلی استایرن (PS) پیوند خورده بر روی پلی پروپیلن (PP) میباشند. PMMA-g-PP می تواند به عنوان سازگاركننده غیر واكنشی برای آلیاژسازی PP غیر قطبی با رزین های مهندسی قطبی نظیر MMA، استایرن – اكریلونیتریل (SAN)، اكریلونیتریل – بوتادین – استایرن (ABS)، اكریلونیتریل -  استایرن – اكریلات (ASA)، پی وینیل كلراید (PVC) یا پلی كربنات (PC) به كار رود. این آلیاژها جهت حصول خواص مشخصی نظیر مشخصات جریان یا جذب رطوبت مورد نیاز استفاده می شوند. آلیاژهای سازگار شده PP با پلیمرهای مهندسی در كاربردهای خودروسازی در حال رشد هستند. محرك های این رشد، قیمت پایین تر PP و قابلیت بازیافت PP و آلیاژهای حاوی سازگاركننده می باشند. PS g PP جهت سازگارسازی آلیاژهای پلی فنیلن اتر (PPS) و PP مورد استفاده قرار می گیرد زیرا PS و PPE از معدود پلیمرهایی هستند كه كاملاً امتزاج پذیر می باشند. PS g PP همچننی می تواند بازده اصلاح ضربه كوپلیمرهای بلوكی استایرنی (SBC) راكه به عنوان اصلاح كننده ضربه PP به وسیله سازگار نمودن PP و SBC به كار می روند، بهبود بخشد. SBC ها خود به عنوان سازگاركننده  استفاده می شوند. SBC ها می توانند آلیاژ پلی فنیلن اكایرد (PPO) و نایلون را سازگار نموده و باعث چقرمگی آن شوند. این آلیاژ تركیبی از خواص بهینه را دارا می باشد:

مقاومت حرارتی و ضربه به همراه سفتی و مشخصات سطحی عالی، SBC های مختلف جهت سازگار نمودن آلیاژهای استایرنی و الفین ها استفاده می شوند، پلیمرهای استایرنی شامل رزین ABS, HIPS, PS, K و غیره می باشند. سازگار كننده های این آلیاژها شامل كوپلیمرهای چند بلوكی استایرن – بوتادین (SB)، استایرن – بوتادین – استایرن (SBC)، استایرن – اتیلن – بوتیلن – استایرن (SBES) و استایرن – ایزوپرن – استایرن (SBS) می باشند، جزء لاستیكی پلی دی ان (بوتادین یا ایزوپرن) سازگار كننده با جزء الفینی آلیاژ پلیمری امتزاج پذیر می باشد. برخی مواد تنها سه بلوكی هستند (استایرن – دی ان – استایرن) در حالیكه بقیه شامل مقادیر مشخصی از كوپلیمر دو بلوكی می باشند (استایرن – دی ان). كوپلیمرهای سه بلوكی استحكام را افزایش داده و محدوده دمایی كاربری آلیاژ را وسعت می بخشند. كوپلیمرهای دارای اجزای دو بلوكی را می توان در كاربردهایی كه جریان آسان تر، سختی كمتر و چسبندگی بیشتر مورد نیاز است (مانند لایه های میانی در فیلم های چند لایه)، به كار گرفت. آلیاژهای استایرن- الفین سازگار شده در محدوده ای از كاربردها استفاده می شوند. برای مثال HDPE و یك سازگار كننده SBC را می توان با HPES آلیاژ نمود تا مقاومت شیمیایی آن در عین حفظ شكل پذیری حرارتی افزایش یابد. Kraton G SBC كه دارای بلوك رابری هیدروژنه میب اشد، حساسیت برشی بسیار بالا با گرانروی بی نهایت در برش صفر دارد. این خاصیت برای قالب گیری تزریقی و در انتهای چرخه قالب گیری كه برش برابر صفرمی باشد مناسب است. در این مقطع از فرایند، كوپلیمر فازهای آلیاژ را تثبیت كرده و از جدایی آن ها طی زمان جلوگیری می كند. SBC ها به طور گسترده ای برای سازگار سازی مواد بازیافتی استفاده می شوند. Kraton G با مقاومت تخریب خوب در بازیافت PVC كه می تواند طی چرخه های حرارتی متعدد به محصولات جانبی تخریب گردد، سودمند بوده و دارای مزیت است. مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد كه كوپلیمرهای SIS خطی سه بلوكی حاوی مقادیر متوسط یا بالای استایرن، مشخصاً در كاربری های مربوط به بازیافت كه در معرض چندین فرایند در حالت مذاب هستند، موثر می باشند. استفاده از این كوپلیمرهای SIS در آلیاژهای HPES و HDPE نسبت به كوپلیمرهای چند بلوكی SB و كوپلیمرهای سه بلوكی SBS دارای مزایایی از نظر سرعت جریان مذاب (MFR) و خواص فیزیكی میباشند.

سازگاركننده ها جهت تهیه آلیاژ از پلیمرهای غیرقابل امتزاج و خلق یك مخلوط همگون به كار می روند. مواد ناسازگار، مانند آب وروغن، هنگام اختلاط دو فازی می شوند. یك سازگاركننده مانند یك عامل سطح فعال عملكرده و كشش بین سطحی دو پلیمر ناسازگار را كاهش داده و امكان تهیه آلیاژ از آن هارا فراهم می آورد.

هر چند كه آلیاژ كماكان دو فازی است اماسازگاركننده، اختلاط و پایداری دو فاز را تا حدی كه آلیاژ به مثابه حالت امتزاجپذیر عمل كند، ممكن می سازد. سازگار كننده نوعاً شامل دو بخش است به طوری كه هربخش می تواند با یكی از اجزای آلیاژ بر همكنش داشته باشد، سازگاركننده های غیرواكنشی پیوندی تشكیل نمی دهند اما عموماً با یكی از اجزا آلیاژ امتزاج پذیر میباشند.

سازگاركننده ها نقش مهمی در خلق انواع مختلف آلیاژداشته و به آمیزه سازان نیز تا حدودی آزادی عملكرد در جهت برآورد نیازهای مشخص میدهند. آلیاژهای پلیمری عموماً خواص ضربه یا خمشی، مقاومت شیمیایی، شكل پذیریحرارتی و قابلیت چاپ را تغییر می دهند، در برخی موارد بعضی از خواص آلیاژ سازگارشده از هر یك از اجزا به تنهایی پیشی می گیرد.

سازگاركننده های *** از شركت Cromptonرا می توان جهت تهیه تركیبات پلی پروپلین با كاركرد بهینه، همچنین آلیاژهای پلیپروپلین یا بسیاری از گرما نرم های مهندسی مختلف به كار گرفت. جریان پذیری بهتر،دانسیته پایین تر، قالب پذیری و مقاومت شیمیایی بهتر، مقاومت به پیر شدن بهتر،مقاومت به خراش بهتر، شفافیت بالا و ماندگاری رنگ بهتر به علاوه كاهش وزن برایكاربردهای ویژه از مزایای استفاده از این مواد می باشد.

سازگاركننده ها برای آلیاژهای پلیمری

كاربرد آلیاژهای پلیمری به دلیل ارائه موازنه ایمطلوب از خواص فیزیكی و شیمیایی همچنان به رشد سریع خود ادامه می دهد. سازگاركنندهها مكانیسمی جهت اختلاط این پلیمرهای غیر قابل امتزاج فراهم می آوردند. در اینمقاله به روند اخیر استفاده از سازگاركننده ها برای آلیاژهای پلیمری نگاهی میاندازیم.

استفاده از آلیاژهای پلیمری و به تبع آنسازگاركننده ها طبق پیش بینی كارشناسان، همچنان به رشد خود ادامه خواهد داد. بازارسازگاركننده ها، بدون در نظر گرفتن آن میزان كه در بازیافت استفاده می شود، درحدود 6/13 میلیون كیلوگرم (30 میلیون پوند) در سال 2000 تخمین زده شده است وانتظار می رود تا با سرعت رشد سالانه % 4/5 در سال 2005 به 6/ میلیون كیلوگرم(40 میلیون پوند) برسد. كمپانی ارتباطات تجاری (BCC)كه یك كمپانی آمریكایی است این مطلب را در گزارش سال 2001 خود تحت عنوان "بهینه سازی پلیمر پس از پلیمریزاسیون" بیان كرده است. دو عامل خواص و قیمت،رشد آلیاژها را تضمین میكنند. آلیاژهای پلیمری جهت حصول موازنه مطلوب میان خواصفیزیكی و شیمیایی به طور وسیعی استفاده می شوند. گرایش به پلیمرهای با نقاط ذوببالاتر و پایداری حرارتی بهتر منجر به كاربرد بیشتر آلیاژهای پلیمری شده است كهبرای بهبود این پلیمرها كه نوعا شكننده تر هستند، به كار گرفته می شوند.

تمایل دیگر، آلیاژ سازی سه ماده یا بیشتر با یكدیگرمی باشد كه عمدتاً در اجزای قالب گیری شده محصول مورد استفاده مصرف كننده به كارمی روند، كه از آن جمله می توان به لاستیك های با زیر دست نرم بر روی مسواك ها یاتیغ ها اشاره نمود. اجزای قالب گیری شده یك محصول از مخلوط پیچیده ای از پلیمرهاتشكیل می شوند كه خواص فیزیكی مطلوب به همراه چسبندگی به زمینه را دارا می باشند.سازگاركننده ها در به دست آوردن این آلیاژها نقش كلیدی دارند.

صنعت پلاستیك به طور مداوم به دنبال كاهش در هزینهها می باشد. در برخی موارد كه یك پلیمر گران جهت كاربرد مشخصی مورد نظر می باشد،آلیاژ سازی با یك پلیمر ارزان تر با یك پركننده، با استفاده از سازگاركننده یاعامل اتصال (CouplingAgent) مربوط،هزینه ها را كاهش خواهد داد. راه حل دیگر اصلاح یك پلیمر ارزان مانند ppبا استفاده از مواد افزودنی یا آلیاژسازی می باشد به طوری كه بتواند با مواد بهتراز لحاظ خواص رقابت كند.

۵ اشتباه رایج در هنگام خرید کارت حافظه MicroSD

بخشی از مشکلات انتخاب نادرست MicroSDها به دلیل تعدادی از مشخصه‎های مربوط به کارت‎های حافظه است. در ادامه سعی خواهیم کرد نگاهی به روش صحیح خواندن این مشخصات داشته باشیم و ببینیم کدام یک از آنها مناسب شما است.

۱- خرید کارت‎های ناسازگار

وقتی صحبت از کارت‎های MicroSD در میان باشد، شما اغلب در مورد مشخصات کلی صحبت می‎کنید. تمام کارت‎های MicroSD داخل تمام اسلات‎های MicroSD جا می‎شوند، اما این به این معنا نیست که وما تمام آنها کار هم می‎کنند. سه فرمت مختلف و استانداردهای متفاوت برای کارت‎ها وجود دارد که سازگاری آنها را تعیین می‎کند.

این سه فرمت که احتمالا از قبل با آنها آشنا هستید SD, SDHC و SDXC ( یا microSD، microSDHC و microSDXC) هستند، البته هر دو اندازه میکرو و معمولی از ویژگی‎های یکسانی پیروی می‎کنند. با وجودی که هر یک از این فرمت‎ها از مشخصه SD تبعیت می‎کنند، اما به شیوه یکسان کار نمی‎کنند. در نتیجه، فرمت‎های جدید با فرمت‎های قدیمی‎تر سازگار نیستند و شما نمی‎توانید کارت‎های جدیدتر را در سخت‌افزارهایی که تنها از فرمت‎های قدیمی‎تر پشتیبانی می‎کنند، استفاده کنید.

تفاوت‎های بین این سه فرمت قابل توجه هستند:

microSD: ظرفیتی تا حداکثر ۲ گیگابایت دارد و می‎توان از آن در هر اسلات microSD استفاده کرد.
microSDHC: ظرفیتی بین ۲ تا ۳۲ گیگابایت دارد و می‎توان از آن در سخت افزاری که از SDHC یا SDXC پشتیبانی می‎کند استفاده کرد.
microSDXC: ظرفیتی بین ۳۲ گیگابایت تا ۲ ترابایت (اگر چه در زمان انتشار این مقاله، ظرفیت ۵۱۲ گیگابایت بزرگترین میزان موجود است) دارد و تنها می‎توان از آن در دستگاه‎هایی که از SDXC پشتیبانی می‎کنند استفاده کرد.
علاوه بر این، برای بررسی سازگاری کارت با سخت افزار مورد نظر، شما باید به جزئیات دیگری نیز توجه داشته باشید.

ظرفیت فیزیکی

اول از همه این که، سخت افزاری که از اسلات microSDXC پشتیبانی می‎کند به طور خودکار تمام ظرفیت‎های کارت‎های این فرمت را پشتیبانی نمی‎کند. برای مثال، تلفنThe HTC One M9 به طور رسمی‎ از کارت‎هایی تا حداکثر ۱۲۸ گیگابایت پشتیبانی می‎کند و نمی‎تواند با ظرفیت‎های بیشتر کار کند.

و اگر چنانچه قصد داشته باشید از کارت microSD خود در کامپیوتر شخصی (برای مثال نقل و انتقال فایل‎ها) استفاده کنید، باید مطمئن شوید که کامپیوتر شخصی شما از سیستم فایلی که کارت با آن فرمت شده است پشتیبانی می‎کند. کارت‎های MicroSDXC به طور پیش فرض از سیستم exFAT استفاده می‎کنند. سیستم عامل ویندوز بیش از یک دهه است که از این فرمت پشتیبانی می‎کند. اما تنها نسخه‎های ۱۰٫۶٫۵ (Snow Leopard) و بالاتر OS X می‎توانند آن را شناسایی کنند.

Ultra High Speed

فرمت‎های SDHC و SDXC می‎توانند از رابط گذرگاه فوق سریع یا UHS (مدارات پر سرعتی که امکان تبادل داده با نرخ سریع‎تر را فراهم می‎کنند) پشتیبانی کنند. دو نسخه از این گذرگاه فوق سریع وجود دارد: UHS-I با سرعت حداکثر ۱۰۴ مگابایت در ثانیه و UHS-II با سرعت حداکثر ۳۱۲ مگابایت در ثانیه.

به منظور بهرمندی از حداکثر توان عملیاتی UHS نیاز است که سخت افزار شما نیز از آن پشتیبانی کند.کارت‎های حافظه UHS در اسلات‎های قدیمی‎تر نیز کار می‎کنند اما سرعت انتقال اطلاعات آنها به ۲۵ مگابایت در ثانیه کاهش میابد.

۲- انتخاب سرعت اشتباه

شناسایی سرعت یک کارت microSD نیز به همان پیچیدگی فرمت و سازگاری آن است. چهار روش برای نمایش سرعت یک کارت وجود دارد، و برای سازندگان غیر معمول نیست که از همه آنها استفاده کنند.

کلاس سرعت

کلاس سرعت حداقل سرعت نوشتن یک کارت حافظه را به مگابایت در ثانیه نمایش می‎دهد. چهار کلاس سرعت مختلف به ترتیب زیر وجود دارد:

Class 2: حداقل ۲ مگابایت در ثانیه
Class 4: حداقل ۴ مگابایت در ثانیه
Class 6: حداقل ۶ مگابایت در ثانیه
Class 10: حداقل ۱۰ مگابایت در ثانیه

نمایش سطح پایه عملکرد به شما کمک می‎کند تا تشخیص دهید که آیا یک کارت برای انجام یک وظیفه خاص مناسب است یا خیر، اما از آنجا که این اطلاعات اشاره‎ای به حداکثر سرعت نمی‎کند، از لحاظ فنی این امکان وجود دارد که یک کارت Class 2 سریع‎تر از یک کارت Class 6 باشد. با وجود سرعت گذرگاه ۲۵ مگابایت در ثانیه‎ای کارت‎های Class 10، این کارت‎ها باید به طور محسوسی (در مقایسه با سرعت ۱۲٫۵ مگابایت در ثانیه کارت‎های Class 2 تا Class 6) سریع‎تر باشند.

کلاس سرعت UHS

کلاس سرعت UHS حداقل سرعت نوشتن کارت‎های microSD که از سرعت گذرگاه UHS-I و UHS-II پشتیبانی می‎کنند را نمایش می‎دهد. ما این مشخصات را به این دلیل در دسته بندی جداگانه قرار دادیم زیرا بعضی از تولیدکنندگان هر دو کلاس را روی کارت‎های خود چاپ می‎کنند. این دو کلاس سرعت UHS عبارتند از:

U1: حداقل ۱۰ مگابایت در ثانیه
U3: حداقل ۳۰ مگابایت در ثانیه

حداکثر سرعت ثبت شده

با وجودی که می‎توان این فرضیه را در نظر داشت که هر چه کلاس سرعت بالاتر باشد عملکرد کلی نیز سریع‎تر خواهد بود، بعضی از تولیدکنندگان یک حداکثر سرعت را نیز برای محصولات خود مشخص می‎کنند.

این سرعت‎ها به صورت مگابایت در ثانیه نمایش داده می‎شوند و به شما این امکان را می‎دهند تا سریع‎ترین کارت‎ها را انتخاب کنید. این سرعت‎ها بر مبنای آزمایش‌های سازنده مشخص می‎شوند، بنابراین ممکن است دستیابی به این اعداد اعلام شده در بهترین شرایط ممکن آزمایشگاهی مقدور باشد نه در عملکردهای شرایط واقعی.

در عمل عوامل خارجی دیگری نیز وجود دارند که روی سرعت خواندن و نوشتن تاثیر می‎گذارند. برای نمونه، اگر شما در حال کپی کردن فایل روی کامپیوتر شخصی خود باشید، مشخصات کامپیوتر و حتی کابل USB که شما از آن استفاده می‎کنید هم در این جریان تاثیر گذار هستند.

سرعت نسبی

روش دیگری که تولیدکنندگان سرعت کارت‎هایشان را با آن نمایش می‎دهند به روزهای قدیمی‎ رایت سی‎دی باز می‎گردد. نرخ انتقال اصلی‎ داده برای سی‎دی‎ها ۱۵۰ کیلوبایت در ثانیه بود. بعد از توسعه درایوها، آنها در تبلیغات خودشان از عبارتی مثل ۲x, 4x, 16x و نظایر آن برای نشان دادن اینکه چند برابر سریع‎تر از مقدار ۱۵۰ کیلوبایت در ثانیه بودند استفاده می‎کردند.

کارت‎های MicroSD نیز اغلب از برچسب‎هایی به همین شکل استفاده می‎کنند. وقتی کارتی به عنوان ۱۰۰x معرفی می‎شود به معنای ۱۰۰ x 150 کیلوبایت در ثانیه یا به عبارتی ۱۵ مگابایت در ثانیه است. البته باز هم نباید فراموش کرد که رسیدن به چنین سرعتی تحت شرایط ایده ال آزمایشگاهی سنجیده شده است.

۳- انتخاب کارت‎های نامناسب برای انجام وظایفی مشخص

وقتی یک کارت microSD خریداری می‎کنید، لازم است نمونه‎ای را انتخاب کنید که با نوع استفاده شما سازگار باشد. این به این معنا است که انتخاب کارتی که به اندازه کافی پرظرفیت و سریع باشد، وما پرظرفیت‎ترین و سریع‎ترین کارت موجود نیست. کارت‎های پرظرفیت UHS-II U3 هنوز قیمتهای بسیار بالایی دارند و شما همیشه هم متوجه مزایای آن نخواهید شد.

اگر از کارت microSD برای افزایش فضای ذخیره سازی تلفن هوشمند خود استفاده می‎کنید، قابل قبول است که پرظرفیت‎ترین کارت موجودی که می‎توانید را انتخاب کنید. در همین حال، با توجه به اینکه شما قرار نیست دائما فایل‎های حجیم را مبادله کنید، سرعت نباید اولویت اصلی شما باشد.

استثنایی که ممکن است در این بین وجود داشته باشد زمانی است که شما از یک تلفن پیشرفته که می‎تواند ویدیوهای ۴K را تولید کند استفاده می‎کنید، تحت چنین شرایطی هر دو مشخصه ظرفیت و سرعت بالا از اهمیت برخوردار است.

پاناسونیک برای فیلم‎برداری ۴K یک کارت UHS Speed Class 3 م(U3) را توصیه می‎کند. برای ویدیوهای full HD نیز Class 10 یا Class 6 توصیه شده است. اگر سرعت نوشتن کارت شما بیش از اندازه کند باشد، باعث جا انداختن فریم‎ها و در نتیجه تولید یک ویدیوی پرش دار می‎شود.

برای عکاسی، بعضی از کاربران ترجیح می‎دهند به جای یک کارت پرظرفیت از چند کارت کم ظرفیت‎تر استفاده کنند تا با این کار خطر از بین رفتن تمامی‎ عکس‎هایشان را در صورت آسیب دیدن یک کارت به حداقل برسانند. اگر شما از فرمت RAW برای عکاسی استفاده می‎کنید که معمولا باعث تولید فایل‎هایی با حجم ۲۰ مگابایت یا بیشتر می‎شود، بهتر است از مزایای سرعت U1 یا U3 بهره‎مند شوید (البته آنها حداقل به فرمت SDHC نیاز دارند).

این نکته را نیز باید در نظر داشته باشید که در یک مبدل SD تفاوتی بین یک کارت SD بزرگ و یک کارت microSD وجود ندارد. اگر دوربین شما تنها اسلات SD را پشتیبانی می‎کند، شما همچنان می‎توانید از یک کارت microSD در آن استفاده کنید.

۴- خرید کارت‎های تقلبی

هر چند به وضوح روشن است که نباید سراغ کارت‎های تقلبی رفت، اما متاسفانه هنگام خرید به راحتی ممکن است گرفتار آنها شوید. اگر شما در یک فروشگاه ناشناس به کارت‎های حافظه مارک دار ارزان قیمت برخورد کردید، حتما این خطر وجود دارد که ممکن است پیشنهادی که به شما داده می‎شود تقلبی باشد. چند سال پیش یکی از مهندسان شرکت سن‎دیسک اعلام کرد که یک سوم کارت‎های موجود در بازار که نشان سن‎دیسک دارند تقلبی هستند. بعید است که این میزان از آن زمان کاهش پیدا کرده باشد.

در راهنمای خرید سایت Ebay صفحه‎ای وجود دارد که نشان می‎دهد محصولات تقلبی چقدر رایج هستند. فروشندگان Amazon Warehouse نیز به این کار متهم شده‎اند. اگر شما از منابع نامطمئن خرید می‎کنید، حتما قبل از خرید اول نظرات دیگران را در مورد این محصول بررسی کنید.

معمولا ظرفیت کارت‎های تقلبی از آنچه روی آنها چاپ شده به مراتب کمتر است و شما تا زمانی که کل کارت را پر نکرده باشید متوجه این موضوع نخواهید شد. برای بررسی اصل بودن کارت‎هایی که قبلا خریداری کرده‎اید می‎توانید از نرم افزار H2testw برای ویندوز، یا F3 برای مک و لینوکس استفاده کنید.

۵- برندهای ناشناس را فراموش کنید

همه ما کارت‎های حافظه فلشی داشته‎ایم که یکباره و بدون دلیل مشخصی از کار افتاده‎اند. کارت‎های microSD هم روزی خراب می‎شوند و وقتی این اتفاق افتاد، آنها تمام داده‎های شما را هم با خود خواهند برد. به همین علت خرید کارت از برندهای بزرگ و معروف همیشه عاقلانه‎تر از خرید کارت‎های ارزان بی نام و نشان است. شما با خرید کارت‎هایی که در برابر شوک، آب و حتی اشعه اکس فرودگاه محافظت شده‎اند، می‎توانید انتظار عملکردی بهتر، سطح بالاتری از قابلیت اطمینان، و همچنین استحکام بیشتری از آنها داشته باشید.

همچنین بهتر است از برندهایی استفاده کنید که به شما پیشنهاد ضمانت مادام العمر (تعویض کارت با یک کارت جدید در صورت خرابی) و یا دسترسی به نرم افزار image recovery (برای بازیابی اطلاعات از کارت‎های خراب یا آسیب دیده) را می‎دهند. برای نمونه تولیدکنندگانی مثل Lexar و SanDisk این خدمات را به استاندارد کار خود تبدیل کرده‎اند.

کارت MicroSD ایده‎ال شما کدام است؟

عوامل متعددی در انتخابات یک کارت ایده ال وجود دارد که باید آنها را مد نظر قرار داد، اما بعد از اینکه شما با مفاهیمی‎ مثل سرعت، فضا و اصطلاحات فنی دیگر آشنا شدید، انتخاب یک نمونه مناسب از بین انواع و اقسام این کارت‎ها بسیار راحت‎تر خواهد شد. به عنوان یک قانون کلی، همیشه بهتر است کارت‎های خاص را برای انجام وظایف خاص خریداری کنید. با این کار شما این تضمین را خواهید داشت که بهترین ترکیب از سرعت و ظرفیت را برای سخت افزار خود انتخاب کرده و در حالت کلی به بهترین عملکرد خواهید رسید.

منبع:ماهنامه شبکه

اهمیت شناخت مواد:

یكی از بزرگ­ترین مشكلات مبتلا به صنایع پلیمری و بازیافت پلیمرها، عدم شناخت مراكز تولیدی و یا فروش مواد اولیه از مواد پلیمری است و همین امر سبب می­گردد مواد مناسبی خریداری نشود و یا قطعه تولید شده با افت کیفیت مواجه گردد.

برای مثال:

1-      پس از اتمام مواد، جایگزینی آن­ها درست انجام نمی شود و خواصّ محصول جدید با مشخصات تولیدات قبلی تفاوت­های محسوسی دارد، حتی اگر جنس و نوع انتخاب شده ساخت همان شرکت قبلی باشد ولی به دلیل متفاوت بودن گونه افت خواصّ زیادی در قطعات جدید بوجود می آید.

2-      مواد پلاستیکی زیادی خریداری می شود بدون تست کردن صحت نوع مواد ادعا شده از طرف فروشنده.برای مثال ادعا می شود که 10 تن فیلم پ.پ است در حالی که پی وی سی است.یا گرانول پلی اتیلن است در حالیکه گرانول پ.پ است.

3-      قطعه ای با خواص عالی برای مثال پ.پ تقویت شده در زمینه کاری ما از شرکت رقیب به دستمان رسیده که می بایست از ماهیت آن مطلع شویم.

پس برای ورود علمی و آگاهانه در این حوزه و جلوگیری از انتخاب غلط مواد پلیمری  باید ابتدا با سه واژه­ی جنس، نوع و گونه پلیمر آشنا شد و سپس از پارامترهای فنی آن­ها اطلاعات لازم را به­دست آورد.

هفت پلاستیك پلی­اتیلن سنگین، پلی­اتیلن سبک، پی­وی­سی، پلی­استایرن، پت , پلی پروپیلن و ABS از اهمیت صنعتی و بازرگانی بسیار بالایی برخوردار هستند در www.polymeresabz.com. به اطلاعات بیشتری در این زمینه پرداخته شده است.

در این دوره به بررسی روشهای شناسایی كیفی این پلاستیك­ها پرداخته می شود.

برای این منظور سه مبحث زیر بسیار مهم است:

الف: روش‌های ساده­ی تشخیص پلاستیك‌ها از لاستیك‌ها

ب: روش‌های تشخیص پلاستیك‌های گرمانرم از گرماسخت

پ: آزمایشهای ساده و کم هزینه برای تشخیص

پلاستیکها از چه موادی تشکیل شده اند؟

یك آمیزه پلاستیكی كه شناخت و معرّفی آن­ها اامی است عبارتند از:

1 . پلیمر پایه (مهمترین جزء آن قطعه است.)

2 . پركننده‌ها

3 . نرم كننده (در صورت امكان)

مهمترین قسمت یك آمیزه، پلیمر پایه آن است بنابراین اگر شناسایی جنس و نوع درست انجام ‌شود، با اهمیت‌ترین بخش فرآیند با موفقیّت صورت ‌پذیرفته است در غیر این حالت اگر تنها افزودنی‌های آمیزه درست شناسایی شده باشند، گزارش­كار گمراه‌كننده و فاقد ارزش خواهد بود.

بنابراین شناسایی كیفی یك قطعه پلاستیكی عبارتست از مشخص نمودن جنس اجزاء اصلی شركت‌كننده در آمیزه (فرمولاسیون) آن قطعه، كه معمولاً جنس پلیمرپایه آن مشخص می­شود (صرف­نظر از مقدار آن در آمیزه).

مراحل اولیه شناسایی كیفی پلاستیك­ها با استفاده از آزمایش های ساده

اولین گام در شناسایی كیفی یك پلاستیك

گام اول برای شناسایی كیفی یك پلاستیك مجهول عبارتست از استفاده از خواصّ ظاهری و مكانیكی است:

به‌عنوان مثال آیا نمونه شفاف است یا كدری؟

انعطاف­پذیر است یا خیر؟

خاصیت  كشسانی‌ دارد؟

سخت است یا نرم؟

دانسیته­ی آن چقدر است؟

و شرایط كاركرد قطعه چیست؟

از هر كدام از این اطّلاعات می‌توان سر نخ‌های اولیه شناسایی كیفی را به دست آورد.

مثال: از بررسی­های یک نمونه فیلم شفاف نتایج مقدماتی زیر گرفته شده است:

الف. فیلم نمونه مجهول شفاف است

ب. نمونه در برابر حرارت در محدوده حرارتی (111 ˚C) ذوب می­شود

پ. در دمای  نمونه فیلمی روی سطح آب شناور باقی می­ماند به عبارت دیگر دانسیته آن کمتر از یک گرم بر سانتیمتر مکعب است

ت. در اثر تماس با آب جذب آب نمی­کند

ث. در اثر ذوب فیلم توده­ای به دست آمد که دارای ظاهری کدر و ابری رنگ می­باشد

ج. هنگام ذوب شدن و خصوصا با بالا رفتن حرارت بعد از ذوب پلاستیک بویی شبیه به موم و واکس از نمونه به مشام می­رسید.

جمع بندی و استفاده از این اطّلاعات در مباحث آینده مطرح خواهد شد

گام دوم آزمون‌های اولیه شناسایی كیفی پلاستیك­ها

آزمایش‌های مقدّماتی كه در این مبحث معرفی می­شوند در عین سادگی، ارزانی و امكان انجام سریع، اطّلاعات كلیدی و مهمی را از ماهیّت پلیمر مجهول آشكار می‌سازند.

2-1 آزمون­های تجزیه حرارتی

در بررسی­های مقدماتی و غیر کمّی، از دو روش تجزیه حرارتی (پیرولیز) و سوزاندن زیاد استفاده می­شود .

نتایج هر دو روش مکمل هم بوده و برای دستیابی به اطلاعات مورد نیاز به کار می­رود.

نکته قابل تذکر این است که، کاربرد این دو روش، باید قوه تشخیص، حس بویایی قوی، تجربه لازم و صبر و دقت کافی در پردازش اطّلاعات فراوان به دست آمده از این روش­ها را داشته باشد.

2-2 تعیین PH گازهای حاصل از تخریب حرارتی پلیمر

قطعه كوچكی از یك پلاستیك به اندازه یك عدس بزرگ را درون یك بوته چینی یا لوله آزمایش كوتاه در معرض هوا، به صورت تماس غیرمسقیم با شعله یك چراغ الكلی، حرارت می‌دهند تا پلیمر به تخریب حرارتی خود برسد و گازهایی كه در اثر تخریب و تجزیه حرارتی از عوامل و عناصر سازنده پلاستیك به­وجود آمده‌اند، متصاعد گردند.

در چنین حالتی PH گازهای خارج شده را توسط معرفّ­ها (اندیكاتورها) اندازه‌گیری می‌كنند، در اثر این تجزیه ملكولی، برخی از عناصر كلیدی تشكیل­دهنده زنجیره پلیمر و گروه‌های جانبی آن مشخّص می‌گردند.

بسته به ماهیت اسیدی، خنثی یا بازی بودن PH گازهای متصاعد شده، گروهی كه پلیمر مجهول به آن وابسته است مشخص می­شود.

در شكل (1) یك نمونه پلاستیكی در حال انجام آزمایش PH متری دیده می­شود (هنوز گازهای ناشی از تخریب حرارتی از دهانه لوله به سمت متصاعد نشده­اند).

2-3آزمون شعله

آزمون شعله غالباً در راستای شناسایی كیفی پلاستیك‌ها و الیاف كاربرد فراوان دارد، در حقیقت هدف از انجام این آزمایش بررسی و تحقیق پیرامون رفتار و پدیده‌هایی ‌است كه یك پلاستیك هنگامی كه در داخل شعله قرار می‌گیرد، در درون آتش و پس از خروج از آتش از خود بروز می‌دهد.

از ویژگی‌های آزمون شعله سرعت انجام، سهولت آزمایش و اقتصادی‌بودن آن است ضمن این كه مجموعه اطّلاعات به دست آمده، متنوع و بسیار كاربردی هستند.

توجه: معمولاً تنها با انجام یك آزمایش مانند شعله نمی­توان از صحّت شناسایی كیفی یك پلاستیك مجهول مطمئن شد، همان­طور كه در مبحث قبل بیان گردید با تعیین PH گازهای حاصل از یك نمونه مجهول نیز به تنهایی شناسایی جنس پلاستیك مجهول امكان پذیر نبود، با این مقدمه باید اذعان كرد جنس پلاستیك مجهول را با مجموعه­ای از نتایج چند آزمون مختلف كه كنار هم گذاشته شوند تا اطمینان كامل از صحّت تشخیص كیفی فراهم گردد.

نتایج حاصل از آزمایش شعله

گرم نمونه را به وسیله اسپاتول فی روی لبه خارجی شعله بگیرید. مقدار کمی در حدود نیم

اگر نمونه بلافاصله شعله­ور نشد، به مدت چند ثانیه آن را درون شعله قرار دهید و سپس آن را از شعله دور کنید.

سهولت در شعله وری، بو، خود اطفائی، تغییر رنگ، ذوب و تجزیه نمونه، سوختن نمونه، رنگ شعله باید مورد توجه قرارگیرد.

پس از آن نمونه باید به منظور تعیین جنس خاکستر نیز سوزانده شود.

با پاسخ به سوالات زیر و در نظر داشتن عناصر تشکیل دهنده پلیمر مجهول و جداول پیوست می­توان پلاستیك را تاحدودی شناسایی کرد .

الف- آیا نمونه به حالت مذاب در می­آید؟

ب- آیا پلاستیك به آسانی شعله­ور می­شود؟

پ- آیا ماده به سختی می­سوزد؟

ت- شعله چه رنگی است؟

ث- آیا از نمونه در حال سوختن قطره می­چكد؟

ج- آیا قطرات در حین چكیدن مشتعل هستند؟

چ-  آیا نمونه پس از سوختن از خود خاکستر بجا می­گذارد؟

ح-  آیا نمونه پس از بیرون آمدن از شعله خود به خود خاموش می­شود؟

خ- آیا نمونه ذغالی می­شود؟

د-  چه بویی از سوختن پلاستیك حاصل می­شود؟

هر كدام از این ویژگی­های ده­گانه به عناصر شركت­كننده در واحد تكرار شونده، ساختار ملكولی و پیوندهای فیزیكی بین زنجیرها بستگی دارد كه آشنایی با آن­ها باعث شناسایی كیفی پلاستیك تحت آزمون خواهد شد.

بررسی بوهای متصاعد شده در حین آزمون شعله پلاستیك‌ها

بوهایی كه از سوختن پلاستیك‌ها ایجاد می‌شود برانگیخته از ساختار ملكولی و مواد افزودنی آن­ها است، اغلب پلاستیك‌های گرمانرم خالص، در حین سوختن بوهای كاملاً مشخصی تولید می‌كنند.

باید توجه داشت كه پركننده‌های آلی، پایداركننده‌ها، و سایر افزودنی‌های اضافه شده به آمیزه پلاستیك در حین سوختن روی بوی پلیمر خالص تاثیر می­گذارند، بنابراین هرقدر پلیمر خالص­تر باشد بوی متصاعد شده بهتر قابل تشخیص خواهد بود.

چند مثال برای تشخیص :

بویی كه از سوختن پلی‌اتیلن نسبتاً خالص بوجود می‌آید رایحه‌ی پارافین‌ها و واكس‌ها را تداعی می‌كند زیرا با ساختمان ملكولی آن­ها تشابه دارد.

بویی كه از سوختن پلی‌استایرن خالص به مشام می­رسد عطر‌ی نسبتاً خوش و شبیه به شكلات دارد كه سوختن آن با ایجاد دوده همراه است.

پلی‌آمیدها بخاطر مشابهت ملكولی با پلی‌پپتایدها كه پروتئین‌ها از آن­ها مشتق می شوند اغلب بویی شبیه سوختن شاخ حیوانات (دارای پایه پروتئینی هستند) را منتشر می سازند.

2-4 آزمون بررسی گستره ذوب پلاستیك‌های گرمانرم

در پدیده ذوب یك پلیمر، حرارت دریافت شده نیروهای بین زنجیرهای پلاستیك را تا آن حد كاهش می‌دهد كه زنجیرها می‌توانند روی هم بلغزند و جاری شوند یا تحت تنش وارد بر آن، ملكول‌های پلاستیك مذاب به­حركت در آیند آن­چه شایان دقّت است پدیده ذوب در پلاستیك­ها فقط در گروه پلاستیك­های بلوری و نیمه بلوری دیده می­شود، و این تغییر حالت فیزیكی پلاستیك در آمورف­ها حتی در زیر دستكاه میكروسكوپ دارای صفحه داغ^[1] چندان ملموس نیست.

چون در فرآیندهای پلیمریزاسیون مواد پلیمری توزیع جرم ملكولی وجود دارد و همه زنجیرها دارای جرم ملكولی یكسان نیستند، در حین ذوب ابتدا زنجیرهای سبك‌تر و سپس سنگین‌تر ذوب می شوند كه همین امر موجب به­وجود آمدن پدیده­ی گستره ذوب در پلاستیك­ها می‌شود.  در جدول (1) گستره ذوب شش پلاستیك مهم ارائه شده است.

جدول (1) ارائه گستره ذوب شش پلاستیك مهم

گستره ذوب	نام پلاستیك
115 ± 4 C	LDPE
127 ± 4 C	HDPE
125 ± 4 C	LLDPE
165 ± 5 C	PP
255 ± 5 C	PET
328 ± 5 C	PTFE(Teflon)

آزمون تعیین دانسیته

دانسیته یا وزن مخصوص هر قطعه عبارتست از وزن واحد حجم آن، و مقدار آن از فرمول d = M/V gr/cm³ محاسبه می‌شود. هر قدر قطعه­ی پلیمری كه در نظر است وزن مخصوص آن اندازه­گیری شود خالص‌تر باشد (دارای مواد افزودنی كمتر)، دانسیته آن به مقادیر مندرج در كتب و جداول نزدیك‌تر خواهد بود.

در جدول (4) دانسیته تقریبی تعدادی از مهمترین پلاستیک­های صنعتی و پرمصرف با‌هم مقایسه شده‌اند.

تعیین دانسیته یك قطعه پلاستیكی از نظر كنترل كیفیت بسیار مهم، ولی از جهت كمك به شناسایی كیفی حائز اهمیت زیادی نیست.

جدول (4) مقایسه دانسیته تقریبی تعدادی از مهمترین پلاستیک­های صنعتی و پرمصرف

Density (g/cm3 )	Material
0.85-0.92 0.89-0.93 0.94-0.98 1.04-1.06 1.04-1.08 1.34-1.40 1.38-1.41 2.1-2.3	Polypropylene (PP) High-pressure (low-density) polyethylene (LDPE) Low-pressure (high-density) polyethylene (HDPE) Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) Polystyrene (PS) Polyethylene terephthalate (PET) Rigid PVC Polytetrafluoroethylene

آزمون قابلیت انحلال

در آزمون حلالیّت مساله­ی انحلال یا عدم انحلال یک پلاستیک در یک یا چند حلال در دمای محیط یا بالاتر مورد بررسی قرار می­گیرد.

حلالیت نه تنها به اجزای تشکیل دهنده یک پلیمر بلکه به درجه پلیمرشدن، میزان شاخه ای بودن، شبکه­ای بودن و ایزومری ، نظم فضایی، و بلورینگی مواد پلیمری بستگی دارد.

در آزمون انحلال، باید موارد زیر یادداشت شود و بر مبنای این مشاهدات نتیجه­گیری به عمل آید:

الف - آیا پلیمر در حلال متورم می­شود؟

ب - آیا مقدار کمی­ از پلیمر حل میشود؟

پ - آیا محلول گرانرو می­شود؟

ت - آیا تغییری در رنگ محلول ایجاد می­شود؟

ث – آیا محلول کدر می­شود؟

در صورت بروز هرگونه شبهه درباره مواد حل شده، محلول باید روی یک شیشه ساعت برای تعیین مواد حل شده تبخیر شود. با پاسخ به سوالات یک تاپنج و با استفاده از جداول مربوطه میتوان پلیمر مجهول را تاحدودی شناسایی کرد.

آزمون رنگ

آزمون رنگ، بر اساس واکنش پلیمر بامعرف است که منجر به تشکیل رنگ ناشی از تولید فراورده می­شود .

واکنش­های تشکیل رنگ هنوز مفیدترین آزمون برای شناسایی مشخصات ساختاری و گروههای عاملی حتی در آزمایشگاه­هایی که دارای تجهیزات پیشرفته هستند، می­باشد . از مزایای آزمون رنگ، می­توان به­ حساسیت، مهارت، صرفه اقتصادی، زمان، مکان و حداقل تجهیزات با کاربری آسان اشاره نمود.

نتیجه­گیری:

هدف از طرح مباحث فوق این است که به محض دیدن یك قطعه پلیمری با استفاده از ابتدایی‌ترین حركات و آزمون‌ها مانند بازتاب قطعه در برابر كشیدن، خم كردن، پیچاندن، فشار دادن آن بین دو ناخن، ارزیابی برجهندگی و عكس‌العمل آن در اثر برخورد با زمین، شفافیّت ظاهری و سایر آزمایش های اولیه نظیر دانسیت ,پ هاش متری و حلالیت بتواند به‌سرعت تشخیص دهد که پلیمر مجهول به كدام یك از خانواده‌های پلاستیك یا لاستیك وابسته است و در ادامه بتواند استنباط كند که مجهول مورد نظر به کدام یک از گروه­های پلاستیک­ها تعلق دارد و متناسب با ماهیت آن باید راه‌كارهای عملی را برای تشخیص نوع آن در پیش گیرد.

بیشتر پلیمرها در مجموعه­ی پلاستیك‌ها جای دارند و لاستیك‌ها از نظر تعداد در مقایسه با پلاستیك‌ها بسیار محدودترند، بنابراین ضروری است كه کاربر پلیمر، اطّلاعات وسیع در زمینه‌های مختلف پلاستیك‌ها داشته باشد.

منابع و مآخذ

1. Hawley G G., The Condensed Chemical Dictionary, Van Nostrand Reinhold Comp., 1981.
2. Polymers, identification and analysis preliminary test method, ISIRI 8391, 1st edition, 1384.
3. Braun D. , Identification of plastics, Hanser publication, Germany, 1984.

4. كراوس آ، لانگ آ، آشنایی با تجزیه شیمیایی پلاستیك­ها(تئوری و عملی)، ترجمه دكتر محمود محراب­زاده، مركز نشر دانشگاهی، چاپ اول، 1365.

5. نعمتی سعید ، آنالیز و شناسایی کیفی و کمّی  پلیمرها(تئوری و عملی)، جهاد دانشگاهی امیرکبیر، چاپ اول، 1391

مولف:مهندس سعید نعمتی شرکت پویاپلیمرامیرکبیر info@polymeresabz.comاین نشانی پست الکترونیک دربرابر spambot ها و هرمه ها محافظت می شود. برای مشاهده آن شما نیازمند فعال بودن جاواسکریپت هستید

مقدمه
کاتالیزور از دو صفت کاتا و لیزور تشکیل شده است در زبان یونانی کاتا به معنای پائین، افتادن، یا پائین افتادن است و لیزور به معنی قطعه قطعه کردن می­باشد. در برخی زبانها کاتالیزور را به معنی گردهم آوردن اجسام دور از هم معرفی کرده­اند تجربه نشان داده است که واکنش با کاتالیزور در دمای کمتری صورت می­گیرد و هم چنین کاتالیزور انرژی اکتیواسیون را کاهش می­دهد یا باعث می­شود ملکولهای درشت به ملکولهای کوچکتر قطعه قطعه و شکسته شوند.
اولین گزارش مربوط به کریشف می­باشد که با استفاده از یک اسید به عنوان کاتالیزور توانست نشاسته را به قند هیدرولیزه کند. بعدها دیوی توانست واکنش اکسید اسیون هیدروژن را با اکسیژن در حضور کاتالیزور پلاتین انجام دهد که این واکنش یک واکنش گرماگیر بوده و در نتیجه هنگام انجام واکنش جرقه تولید می­شد. کاتالیزور به دو نوع کاتالیزور مرغوب و نامرغوب تقسیم می­شود
کاتالیزور مرغوب به کاتالیزوری گفته می شود که فقط اجازه تشکیل یک نوع محصول را بدهد اگر در حضور کاتالیزور محصولات متفاوتی امکان تشکیل داشته باشند کاتالیزور نامرغوب تلقی می­شود.
اولین کار در توضیح اینکه چرا یک واکنش کاتالیزوری انجام می­گیرد و کاتالیزور چه نقشی دارد توسط فارادی انجام شد بیشترین بهره­برداری از کاتالیزور در جنگ جهانی بود. دهه 1960 ـ 1950 دهه­ای است که با تولید کاتالیزورهای زیگرناتا ترکیبات بسیار هم و استراتژیک ساخته شد.

تاریخچه کشف کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
کاتالیزورهای زیگلر-ناتا به عنوان یک دسته مهم از کاتالیزورهای صنعتی نقش به سزایی در تولید    پلی­اولفین­ها دارند. اولین بار هو کمپ دانشجوی محقق آلمانی، کارل زیگلر، کاملاً اتفاقی کاتالیزورهای زیگلر- ناتا را در انستیتو ماکس پلانک» آلمان کشف کرد. وی فهمید اتیلن در مجاورت ترکیبات آلومنیوم و ترکیبات کلوئیدی نیکل، که به صورت کاملاً اتفاقی در راکتور به­جا مانده بودند، در دمای پایین پلیمریزه می­شود. همچنین ناتا و همکارانش نشان دادند که می­توان با کمک این دسته از کاتالیزورها پروپیلن را به صورت منظم فضایی پلیمریزه کرد. تا قبل از آن تهیه پلی­پروپیلن با وزن مولکولی بالا تقریباً غیر ممکن بود و تنها پلی پروپیلن اتاکتیک با وزن مولکولی پایین تهیه می­شد. کشف مذکور که به تهیه نوع خاصی از کاتالیزورها برای تهیه پلی­اولفین­ها منجر شد چنان مهم بود که کارل زیگلر و جولیا ناتای ایتالیایی در سال 1956 برنده جایزه نوبل شیمی شدند. کشف کاتالیزورهای زیگلر- ناتا مسیر تحقیقات در زمینه پلی­اولفین­ها را تغییر داد و با تغییراتی نه چندان بنیادی در این دسته از کاتالیزورها تولید پلی­اولفینی با خواص مطلوب ممکن شد.
امروزه به جرأت می­توان گفت که تولید پلیمرها با اسـتفاده از کاتالیـزورهای زیگلر-ناتا یکی از مهم­ترین روش­هاست و بیشترین سهم را در تولید پلیمرها دارد. در حال حاضر و با آن که نسل هشتم این کاتالیزورها در حال تشکیل است، هنوز کاتالیزورهای زیگلر-ناتا مهمترین عوامل تولید پلی­اولفین­ها هستند و با گذشت حدود چهار دهه از عمر کاتالیزورهای متالوسن، که در برخی حالات تقریباً شبیه کاتالیزورهای زیگلر-ناتا هستند و با توجه به همین شباهت­ها برخی از محققان آن­ها را یکی از نسل­های کاتالیزورهای زیگلر-ناتا به حساب می­آورند، هنوز در حدود نود درصد از پلی­اولفین­ها از روش کاتالیزورهای زیگلر-ناتا تهیه می­شوند و کاتالیزورهای متالوسنی هنوز به صورت صنعتی نتوانسته­اند جایگاهی مناسب بیابند و تنها چند شرکت، از جمله بازل، به­صورت محدود پلی­اولفین­ها را با کاتالیزورهای متالوسنی تولید کرده­اند. در حال حاضر نسل­های جدید کاتالیزورهای زیگلر-ناتا فعالیت بسیار بالا و طول عمر کوتاهی دارند. کاتالیزورهای نسل اول بعضی مواقع تا 24 ساعت همچنان فعالیت خود را حفظ می­کردند و به علت فعالیت کم و نسبت بالای کاتالیزور در محصول نهایی صنعتگران مجبور به شتشوی محصول و خنثی کردن کاتالیزور بودند؛ ولی امروزه با توجه به فعالیت­های بالای کاتالیزور، مقدار کاتالیزور آن­قدر در محصول نهایی پایین است که مشکل شتشو و خنثی کردن کاتالیزور چندان وجود ندارد و همین باعث کاهش هزینه­های تولید نیز شده است. بخشی دیگر از فعالیت­های محققان نیز در زمینه کاتالیزورهای زیگلر-ناتا در زمینه فضاگزینی است. کاتالیست­های زیگلر-ناتا     می­توانند همگن و یا ناهمگن باشند ولی عمدتاً ناهمگن هستند و نوع محلول آنها به دلیل عدم پایداری کاتالیزور و کنترل نامناسب نظم فضایی معمولاً در صنعت استفاده نمی­شوند. برای رفع این نقص  کاتالیزورهایی بر پایه متالوسن در حال شکل­گیری هستند. این کاتالیزورها محلول­اند و می­توانند با آلومینواکسان­ها و دیگر کمک کاتالیزورها پلی­اولفین­ها را با کنترل نظم فضایی؛ ریز ساختار عالی و توزیع وزن مولکولی باریک (به دلیل داشتن تنها یک نوع مرکز فعال) تولید کنند اما به علت مشکلات فرآیندی و صنعتی ، پلی­اولفین­هایی که با این دسته از کاتالیزورها تولید می­شوند هنوز از چند درصد کل پلیمرها نکرده است. کاتالیست­­های متالوسن برای کاربردهای اکستروژن و قالبگیری دمشی مناسب نیستند و فقط برای کاربردهای قالبگیری تزریقی مناسب هستند.

کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
در کلی­ترین حالت کاتالیستهای زیگلر-ناتا از واکنش ترکیبات فات واسطه (بیشتر هالیدها) گروههای چهار تا هشت جدول تناوبی  نظیر تیتانیوم، وانادیوم، کرمیوم، زیریوم و با آلکیل، آریل یا هالیدهای عناصر گروه یک تا چهار بوجود می­آیند:
کاتالیست زیگلر-ناتای فعال                   هالید آلکیل یا آریل ف     +      ترکیب ف واسطه
                                                           از گروه 1 تا 4                     از گروه 4 تا 8
تعریف فوق کلی است و خیلی از ترکیبات بدست آمده، کاتالیستهای فعال نیستند. واکنش فوق در حلالهای آلی صورت می­گیرد و در گزارش یک سیستم کاتالیستی زیگلر-ناتا نوع حلال نباید  فراموش شود و پلیمریزاسیون اولفین­ها نیز با استفاده از حلالهای خنثی مثل هگزان، هپتان، تولوئن و انجام می­شود. استفاده از حلالهای قطبی اثرات زیادی بر مکانسیم واکنش دارد. از جمله نکات دیگر این است که اگر کاتالیزور در محیط واکنش حل شود، سیستم پلیمریزاسیون را همگن و در غیر این صورت ناهمگن می­نامند. ترکیبات آلی یا معدنی برای مقاصد خاص به این ترکیب دوتایی اولیه اضافه می­شوند؛ برای مثال الکترون­دهنده­ها برای بهبود ایزوتاکتیسیتی؛ نگهدارنده برای افزایش فعالیت کاتالیزور و هیدروژن برای کنترل وزن مولکولی. شباهت اجزای کاتالیزور زیگلر-ناتا در این است که یک موضع کئوردیناسیون خالی روی ف واسطه وجود دارد و یک مولکول مونومر می­تواند به آن متصل شود؛ دومین مولکول مونومر خود را به موضع کئوردیناسیون خالی بعدی متصل می­کند که از آنجا می­تواند با اولین مولکول متصل شده واکنش دهد. این سبب می­شود که دومین موضع کئوردیناسیون دوباره خالی و امکان ورود مولکول­های بعدی مونومر و واکنش ­آن­ها با زنجیر پلیمر در حال رشد فراهم شود، به دلیل وضعیت فضایی خاص موجود در­ ترکیبات کئوردیناسیون فات واسطه، این نوع پلیمریزاسیون به صورت بسیار فضاویژه ادامه می­یابد و پلیمری ایجاد می­شود که در آن سر واحدهای مونومر ساختار شیمیایی مشابهی دارند؛ یعنی یک پلیمر ایزوتاکتیک به دست می­آید.

ساختمان کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
کاتالیزورها، هالیدهای فات واسطه گروه­های چهار تا هشت جدول تناوبی و معروفترین و پرمصرفترین آن­ها TiCl3 و TiCl4  هستند. TiCl3 با غلتک به ذرات ریز فعال تبدیل می­شود. محصول به­دست آمده ساختمان بسیار منظم بلوری و چهار نوع ساختار بلوری ، ،   و  دارد که نوع  بهترین نوع شناخته شده است. TiCl3 یک بلور یونی مانند سدیم کلراید و نسبتاً غیر متخلخل و با سطح ویژه کم (10-40 متر مربع بر گرم) است. همچنین نقطه ذوب بالایی دارد و در دمای 450 درجه سانتی­گراد به TiCl4  و در دمای 830 درجه سانتی­گراد به بخار TiCl4 تبدیل می­شود.
پارامترهای مؤثر بر عملکرد کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
عملکرد کاتالیزورها عموماً به پارامترهایی چون مقاومت فیلم سیال، مقاومت در مقابل نفوذ به داخل حفرات کاتالیزور، مقاومت­ پدیده­های سطحی و مقاومت در برابر نفوذ محصولات به خارج وابسته است. اگر چه عموماً کاتالیزورهای مذکور به دلیل گرفتگی منافذ و پوشانده شدن مکان­های فعال کک تشکیل می­دهند و غیر فعال می­شوند، در بیشتر مواقع کاتالیزورهای کئوردیناسیون، به دلیل حضور مقادیر اضافی اکسیژن، نیتروژن یا گوگرد موجود در مونومرها، فعالیت خود را از دست می­دهند
حالت فیزیکی اولیه کاتالیزور تأثیر مهمی بر روی فضاویژگی، ریز ساختار، ترکیب نسبت کوپلیمر و مورفولوژی دارد. پلیـمر بسیار ایزوتاکتـیک آلفـااولفـین­ها فقط با کاتالیزورهای غیرهمگن مانند          -AlEt3 VCl3 به دست  می­آید. این کاتالیزور بخش VCl3  نامحلول دارد ولی ناحیه AlEt3 آن در هیدروکربن قابل حل است. گاهی آلکیل فی نظیر    در هیدروکربن نامحلول است و نمک فی واسطه در هیدروکربن حل می­شود.

کمک کاتالیزور
در سیستم­های کاتالیزوری زیگلر-ناتا، هالیدها، آلکیل یا آریل­های عناصر گروه­های یک تا چهار که در این سیستم فعال­کننده کاتالیـزوراند، کمک کاتالیـزور یا کوکاتالـیست نامیده می­شوند. برخی از کمـک کاتالیزورهای معروف صنعتی عبارت­اند از: Al2(C2H5)3Cl،Al(C2H5)3Cl، Al(C2H5)3Cl، Al(C2H5)3 و Al(n-C6H13)3. کمک کاتالیزورها نقش بسیار مهمی در واکنش پلیمریزاسیون دارند و معمولاً نسبت Al/Ti یکی از پارامترهای بسیار مهم در پلیمریزاسیون است و تأثیر زیادی بر خواص نهایی محصول و نیز فعالیت کاتالیزور و سرعت پلیمریزاسیون دارد. نقش کمک کاتالیزور، فعال کردن موضع کئوردیناسیون روی TiCl4  است.
کمک کاتالیزور دو نقش عمده در واکنش پلیمریزاسیون دارد:
ا-فعال کردن کاتالیزور.
2- از بین بردن آلودگی­ها.
برای از بین بردن آلودگی­ها، کمک کاتالیزور با عواملی همچون آب و اکسیژن موجود در سیستم ترکیب و مانع از تأثیر آن­ها بر روی کاتالیزور می­شود. به همین دلیل معمولاً در سیستم­های آزمایشگاهی، به علت آلودگی بیشتر نسبت به سیستم­های صنعتی به دلیل باز و بسته شدن مکرر و قرار گرفتن سیستم در معرض هوا، ابتدا کمک کاتالیزور را به سیستم اضافه می­کنند تا آلودگی­های سیستم را از بین ببرد. به این دلیل نسبت کمک کاتالیزور به کاتالیزور در سیستم آژمایشگاهی در حالت بهینه از سیستم­های صنعتی بیشتر است. معمولاً هر سیستم کاتالیزوری زیگلر-ناتا فعال نیست و برای هر مونومر از یک ترکیب کاتالیزوری خاص استفاده می­شود؛ ولی یکی از قواعد کلی این است که در سیستم­های تیتانیوم و آلومنیوم هنگامی که تعداد مجموع اتم­های کلر در کاتالیزور و کمک کاتالیزور چهار است، فعالیت سیستم خوب است. برای مثال کمک کاتالیزور مناسب برای TiCl4،  Al(C2H5)3 و برای TiCl3، Al(C2H5)2Cl است.
الکترون­دهنده­ ها
الکترون­دهنده­ها بیشتر برای ایجاد فضاگزینی به کاتالیزورهای تولید پلی­پروپیلن افزوده می­شوند و بعضی مـواقع فعالیت کاتالیـزور را نیز کاهـش می­دهند. این ترکیـبات معـمولاً استری هسـتند. الکترون­دهنده­ها اصولاً به دو صورت داخلی و خارجی استفاده می­شوند. در حالت داخلی ترکیب کاتالیزور و نگهدارنده به عنوان پیش کاتالیزور است. در این حالت کاتالیزور شامل یک الکترون­دهنده داخلی (معمولاً یک ترکیب آلی به علاوه یک هالید فی) است. در کاتالیزورهای جدید زیگلر-ناتا این الکترون­دهنده شامل یک ترکیب آروماتیک تک­استری مانند اتیل بنزوات است. الکترون­دهنده­های خارجی نیز برای افزایش فضاگزینی استفاده می­شوند. در این حالت الکترون­دهنده جداگانه به سیستم اضافه می­شود. از این دسته می­توان به سالیکسارن­ها اشاره کرد.

توسعه کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
از زمان کشف اولیه کاتالیزورهای زیگلر-ناتا از دهه 50 میلادی، تاکنون اصلاحات بسیاری انجام شده­اند که به ایجاد نسل­های مختلف این کاتالیزورها انجامیده­ اند. این اصلاحات موجب بهبود بازده پلیمریزاسیون و فضاویژگی شده­اند و کنترل مورفولوژیکی را نیز ممکن کرده­اند.
نسل اول
سیستم کاتالیزورAlEt2Cl /TiCl3 نخستین کاتالیزوری بود که برای تولید صنعتی پلی­پروپیلن استفاده شد. این سیستم کاتالیزوری شاخص ایزوتاکتیسیتی پایین (حدود %90) و بازده کم داشت و در نتیجه جدا کردن کاتالیزور باقی­مانده و پلیمر اتاکتیک مشکل بود.
زیگلر و همکارانش، با آسیاب طولانی TiCl3  احیا شده، همراه با ترکیب Al و یا آسیاب مخلوط TiCl3 و AlEt3 ، به کاتالیزوری با فعالیت بسیار بیشتر رسیدند. این نوع کاتالیزور را AA-TiCl3 می­نامند که به عنوان کاتالیزور نسل اول شناخته می­شود. این کاتالیزور همراه با کمک کاتالیزور AlEt2Cl برای پلیمریزاسیون پلی­اتیلن استفاده می­شد ولی همچنان بازده و فضاگزینی کمی داشت و جداسازی کاتالیزور و پلیمر اتاکتیک ضروری بود.
نسل دوم
برای ایجاد مراکز پلیمریزاسیون، آلکیل آلومنیوم باید به اتم­های Ti دسترسی یابد. با توجه به این که در TiCl3 فقط اتم­های سطحی  Ti (کسر کوچکی از کل اتم­هایTi  ) قابل دسترس­اند، برای افزایش اتم­های Ti در دسترس و افزایش فعالیت کاتالیزور بسیار تلاش شده است که این تلاش­ها در شرکت سولوی به ساخت کاتالیزور جدیدی با مساحت سطح بسیار بیشتر از AA-TiCl3 منجر شده است. این کاتالیزور به عنوان TiCl3  سولوی شناخته می­شود. مساحت سطح از 40-30 مترمربع بر گرم برای AA-TiCl3 به 150 مترمربع بر گرم برای سولوی افزایش یافته و بازده این کاتالیزور حدود پنج برابر کاتالیزور نسل قبلی و ایزوتاکتیسیتی آن حدود %95 است. در دهه 70 و 80 کاتالیزور TiCl3 سولوی و کاتالیزورهای اصلاح­شده در شرکت­های دیگر، به همراه کمک کاتالیزور AlEt3 برای پلیمریزاسیون اتیلن و AlEt2Cl برای پلیمریزاسیون پروپیلن، در برخی از فرآیندهای صنعتی استفاده شده­اند.

نسل سوم
از ابتدای دهه 60 میلادی کاتالیزورهای بسیار فعالی همراه نگهدارنده­ها تولـید شدند. این نگهدارنده­ها حاوی گروه­های عامل OH هستند. هیدروکسید منیزیم، هیدروکسی کلرید منیزیم، سیلیکا و آلومینا از جمله این نگهدارنده­ها هستند. به دلیل فعالیت بسیار بالا، این کاتالیزورها برای پلیمریزاسیون اتیلن مناسب بودند ولی به دلیل فعالیت و فضاویژگی پایین برای پلیمریزاسیون پروپیلن مناسب نبودند. در اواخر دهه 60 میلادی، کاتالیزورهای نگهداری­شده روی MgCl2 کشف شدند که فعالیت بسیار زیادی برای اتیلن و پروپیلن داشتند.  فضا ویژگی پایین این کاتالیزورها موجب شد که در پلیمریزاسیون پروپیلن کاربرد نداشته باشند.  در ابتدای دهه 70 این مشکل با استفاده از بازهای لوییس مناسب حل شد. MgCl2  و TiCl4 با یک باز لوییس، به عنوان الکترون­دهنده داخلی، آسیاب می­شدند. این مخلوط کاتالیزوری  همراه با کمک کاتالیزوری AlEt3 و یک باز لوییس دوم به عنوان الکترون­دهنده خارجی، می­توانست پروپیلن را با ایزوتاکتیسیتی بالا پلیمریزه کند. همچنین شرکت مونته­دیسون سیسـتم کاتالیـزوری TiCl4/MgCl2 را همراه با اتیل بنـزوات به عنـوان الکتـرون­دهـنده داخلی و متیل­پراتولوئات به عنوان الکترون­دهنده خارجی برای تولید پلی­پروپیلن ایزوتاکتیک به کار برد. این کاتالیزور­های نگهداری­شده به کاتالیزورهای نسل سوم معروف شدند؛ اما مشکل پایین بودن ایزوتاکتیسیتی همچنان وجود داشت.
نسل چهارم   
این دسته کاتالیزورها به کاتالیزورهای فرافعال هم معروف هستند. در آن­ها از آلکیل­فتالات­ها به عنوان الکترون­دهنده داخلی و الکوکسی­سیلان­ها  به عنوان الکترون­دهنده خارجی استفاده می­شود. این کاتالیزورها بازده بالاتر و بهره ایزوتاکتیکی بسیار بالاتری از نسل قبلی دارند و به طور کلی تعادل خوبی بین بازدهی و ایزوتاکتیستیی ایجاد می­کنند.
نسل پنجم
این نسل از کاتالیزورها در اواخر دهه 80 میلادی بر پایه نوع جدیدی از الکترون­دهنده­ها کشف شدند. با استفاده از ا،3- دی­اترها به عنوان الکترون­دهنده داخلی دیگر نیازی به الکترون­دهنده خارجی نیست. علاوه بر این فعالیت و بهره ایزوتاکتیکی نیز بسیار بالاتر می­رود. البته این دسته از کاتالیزورها استفاده صنعنی ندارند.
نسل ششم (متالوسن­ها)
هنگامی که متالوسن­های فات واسطه­ای مانند زیریوم و هافنیوم با متیل آلومینواکسان(MAO) ترکیب شوند، می­توانند پلی­پروپیلن ایزوتاکتیک و سیندیوتاکتیک با درصد بالا تولید کنند. و بازده بسیار بالایی داشته باشند. کشف این کاتالیزورها(کاتالیزورهای متالوسن) اهمیت بسیار زیادی در محافل علمی و صنعتی دارد.
کاتالیزورهای نسل هفتم
در این دسته از کاتالیزورها، که عموماً طی پانزده سال اخیر تولید شده­­اند، به جای دی­استرفتالات­ها به عنوان الکترون­دهنده داخلی یا به همراه دی­اترها، از استرمالونوات­ها و ساکسونیت­ها استفاده می­شود. این کاتالیزورها فعالیت بیشتری دارند.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

انواع کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
مهمترین طبقه­بندی کاتالیزورهای زیگلر-ناتا، بر اساس حلالیت و اجزای ف واسطه در محیط پلیمریزاسیون است و به سه دسته زیر تقسیم می­شوند:
کاتالیزورهای زیگلر-ناتای همگن
در این نوع کاتالیزورها، ترکیبات ف واسطه و مراکز فعال پلیمریزاسیون، که از واکنش ترکیب ف واسطه با آلکیل فی به­دست می­آیند،  در محیط واکنش محلول هستند. سیستمهای کاتالیزوری شامل ترکیبات وانادیوم VCl4 و VOCl3 که در فرآیندهای صنعتی برای تولید کوپلیمر پروپیلن-اتیلن و ترپلیمرهایی مانند اتیلن-پروپیلن-دی­ان به کار می­روند، جزء  این دسته­اند. همچنین این دسته کاتالیزورها می­توانند پیوندهای عرضی ایجاد کنند. برای  پلیمریزاسیون اتیلن از این دسته کاتالیزورها از سیستم­های کاتالیزوری VCl4/ALEt2Cl استفاده می­شود. به­طور کلی برای پلیمریزاسیون آلفااولفین­ها (شامل پلی­اتیلن، پلی­پروپیلن و) از سیستم­های کاتالیزوری  VCl4/ALEt2Cl و VOCl3/Al2Et2Cl3
استفاده می­شود. همه کاتالیزورهای متالوسن نیز جزء این دسته­اند.
کاتالیزورهای زیگلر-ناتای شبه همگن
اولین کاتالیزورها کشف شده زیگلر، TiCl4/AlEt3، از این دسته است. در این نوع کاتالیزورها، ترکیبات ف واسطه اولیه(کاتالیزور) در محیط واکنش محلول هستند ولی پس از واکنش با کمک کاتالیزور محصولی نامحلول ایجاد می­شود. سیستم­های کاتالیزوری TiCl4/AlEt2Cl و AlEt2Cl/VCl4 این دسته به طور خاص برای پلیمریزاسیون اتیلن و سیستم­های کاتالیزوری TiCl4/AlEt3 و VoCl3 برای پلیمریزاسیون و کوپلیمریزاسیون آلفااولفین­ها به کار می­روند.
کاتالیزورهای زیگلر-ناتای ناهمگن
این دسته از کاتالیزورها مهمترین کاتالیزورهای استفاده شده در صنعت برای پلیمریزاسیون و کوپلیمریزاسیون آلفااولفین­ها هستند. کاتالیزورهای دارای نگهدارنده نیز از این دسته­اند. در این کاتالیزورها هم ترکیبات ف واسطه و هم مراکز فعال پلیمریزاسیون در محیط واکنش نامحلول هستند. از این دسته، سیستم­های کاتالیزوری ؛  و  برای پلیمریزاسیون اتیلن و سیستم­های کاتالیزوری ؛  و  برای پلیمریزاسیون و کوپلیمریزاسیون آلفااولفین­ها استفاده می­شوند.
کاتالیرورهای نگهداری شده
یکی از نکات مهمی که ناتا به آن پی برد این بود که در سیستم­های کاتالیزوری آن دوره تنها کم­تر از یک درصد از اتم­های تیتانیوم در واکنش پلیمریزاسیون شرکت می­کردند و به همین دلیل فعالیت کاتالیزورهای نسل اول پایین بود.  در سیستم­های کاتالیزوری دارای حامل، کاتالیزور روی این دسته از مواد که شبکه­ای هستند سوار می­شود و میزان اتـم­های کاتالیزور شرکـت­کننده در واکنش افزایش  می­یابد که سبب افزایش شدید مقدار پلیمر تولیدی می­شود.
اما نکته مهم این است که این حامل­ها خنثی هستند و نقشی در فعالیت کاتالیزور ندارند (مانند سیلیکا و آلومینا).
مهمترین نگهدارنده­­ها در سیستم کاتالیزوری زیگلر-ناتا عبارت­اند از: MgCl2، Mg(OEt)2 وMg(OH)2 . نگهدارنده­ها با کاتالیزور کمپلکس تشکیل و فعالیت آن را افزایش می­دهند اما در عین حال خود غیر فعال هستند.
نگهدارنده­های سیلیکاتی
اکسیدهای معدنی از قبیل SiO2، Al2O3  و. به علت تخلخل، سطح ویژه بالا و مورفولوژی عالی آن­ها به عنوان حامل­های کاتالیزور استفاده می­شوند. در میان اکسیدهای معدنی، سیلیکای آمورف بیشتر از سایر مواد به عنوان نگهدارنده در پلیمریزاسیون اتیلن و پروپیلن به­کار می­رود. طبق نظر مانوز و اسکلونا، سیلیکات­هایی که بیشترین منافذ را دارند، فعال­ترین کاتالیزورها را تولید می­کنند. اما باید در نظر داشت که سیلیکات­های با حجم نفوذ بالا استحکام پایینی دارند و در حین فرایند تولید ساییده می­شوند. فعالیت پلیمریزاسیون برای کاتالیزور TiCl4، با نگهدارنده سیلیکاتی، با افزایش متوسط قطر منافذ زیاد می­شود.


منیزیم کلراید (MgCl2)

از میان نگهدارنده­های متفاوت و متنوع براس ساخت کاتالیزورهای زیگلر-ناتا، MgCl2 بهترین است. کشف MgCl2 در شرکت مونت­دیسون  به عنوان نگهدارنده TiCl4 نقطه عطفی در پلیمریزاسیون پروپیلن با استفاده از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا است. Ti پس از قرار گرفتن روی سطح MgCl2 به سختی جدا می­شود که پیوند قوی بین MgCl2 و TiCl4 را نشان می­دهد. تشکیل این پیوند قوی ممکن است به علت تشابه شعاع یونی Ti4+ (0.78 آنگستروم) و Ti3+ (0.77  آنگستروم) با شعاع یونی Mg2+ (0.75 آنگستروم) باشد.
MgCl2 تقریباً در همه کاتالیزورهای نگهداری شده مهم استفاده می­شود زیرا کاتالیزوری با بالاترین فعالیت و تاکتیسیته را تولید می­کند.
کاتالیستهای خیلی فعال با استفاده از نگهدارنده MgCl2 برای پلیمریزاسیون اتیلن و پروپیلن تهیه شده است اولین پتنت­ها در سالهای اولیه دهه 1960 ارائه شدند. پلی­پروپیلنی که با استفاده از این کاتالیست­ها تولید می­شود، دارای نظم بالایی است (ایزوتاکتیسیتی بیش از %90). از سال 1968 صدها پتنت برای تولید کاتالیستهای زیگلر-ناتا بر پایه MgCl2 برای پلیمریزاسیون پروپیلن ارائه شده است. جدول زیر پتنت­های ارائه شده جهت تولید کاتالیست­های خیلی فعال را در سالهای اخیر نشان می­دهد.

 

جدول- کاتالیست­های خیلی فعال برای پلیمریزاسیون پروپیلن

Company	Isotactic Index	Productivity (kg/g Ti)	Catalyst
Shell International Research	96	2000	1. [(MgCl2+EtoBZ) milled+TiCl4] +CCl4/Et3Al+ p-MeOC6H4CO2Et
Mitsui Petroleum	97	4800	2. [(MgCl2+EtOH+YF + Kerosene + EtOBz + TiCl4]/Et3Al + MeC6H4CO2Me
Mitsui Petroleum	96	8577	3. MgCl2+EtOH+Kerosene+Emasol 320 + Et3Al + EtOBz+TiCl4/Et3Al+MeC6H4CO2Me

نقش منیزیم در کاتالیزورهای با یک نگهدارنده
واضح است که استفاده از کلرید منیزیم دو اثر عمده دارد. اولین و مشخص­ترین اثر توزیع مؤثر تیتانیوم فعال است که در کاتالیزورهای معمولی بر پایه تری کلرید تیتانیوم  بر پلیمریزاسیون تأثیر دارد. کلرید منیزیم دافع الکترون است؛ بنابراین بر پیوند پلیمر تیتانیوم تأثیر می­گذارد و آن را ناپایدار می­کند و در نتیجه ثابت سرعت رشد و ورود مونومر افزایش می­یابد.

کاتالیزورهای نگهداری­شده Mg(OR)2
کاتالیزورهای تهیه شده از واکنش TiCl4 با منیزیم الکوکسید Mg(OR)2  فعالیت بسیار زیادی برای پلیمریزاسیون اتیلن و پروپیلن از خود نشان داده­اند. تصور می­شود که ساختمان اولیه  Mg(OR)2در حین تهیه کاتالیزور از بین می­رود و ساختمان بلوری جدیدی به­دست می­آید. جابجایی گروه آلکوکسید از نگهدارنده­ها با Cl از TiCl4 گزارش شده است. بنابراین تصور می­شود که نگهدارنده نهایی همان MgCl2  باشد. یکی از مهمترین دلایل استفاده از منیزیم آلکوکسید نسبت به MgCl2 قدرت جذب بالای رطوبت  MgCl2در حین استفاده است. که مسلماً مشکلات زیادی ایجاد می­کند. همچنین در اثر واکنش Mg(OR)2  با TiCl4 و تشکیل  MgCl2 با ساختار بلوری- آمورفی مساحت سطح کاتالیست تا  9 برابر افزایش می­یابد. کاتالیزورهای از این نوع را شرکت­هایی مانند سولوی، سای  و هوخـست در دهه­های 60 و 70 معرفی کردند. بوهم کاتالیستهای فعالی که شامل 8.5  درصد وزنی Ti هستند و از واکنش  Mg(OEt)2، TiCl4 تهیه شده­اند را مورد مطالعه قرار داد و دریافت که کاتالیست حاصل بشدت متخلخل بوده و از لحاظ ساختمان کریستالی آمورف می­باشد. بعلت متخلخل بودن کاتالیست، در لحظات اولیه پلیمریزاسیون ذرات کاتالیست خرد شده و ذرات ریزتری بدست می­آیند که قطر آنها به 0.0005 mm نیز می­رسد. در جدول زیر پتنت­های ارائه شده در سالیان اخیر آورده شده است.
 

 

جدول- پتنت­های ارائه شده جهت تولید کاتالیست بر پایه Mg(OEt)₂

Patent Number	Company	Catalyst
Belg. 737778(1968) US 36443(1968)	Hoechst AG	1. Transition metal halide reacted with Mg(OR)2,etc.
Belg. 743325(1969)	Solvay & Cie	2. Transition metal halide reacted with Mg(OR)2 , etc.
Belg. 780530(1971)	Hoechst AG	3. Transition metal compound reacted with Mg(OR)2 and acid halide
Br.1357474(1974)	Hoechst  AG	4. Ti(OPr)4+ Mg(OEt)2+SiCl4
Ger.3231031(1984)	Hoechst  AG	5. Mg(OEt)2 +TiCl4 + THF, etc.
US 4567155(1986)	Standard  Oil(Amoco)	6. (Mg(OEt)2 + AlEt3) + TiCl4+1,2- dichloroethane+EB
Eur.0159736(1985) US 4567155(1986)	Sell Int. Res. Mij. BV	7. Mg(OEt)2+ TiCl4 +EB
Eur.0159736(1985) US 4535068(1985)	Toa  Nenryo Kogyo KK	8. (Mg(OEt)2+ SiHCl3)+TiCl4
Eur. 0227455(1987	Conoco	9. Ti(OBu)4+Mg(OSiMeBuPh)2
US 4440869(1984) US 4559317(1985)	Phillips Petroleum Co.	10. Mg(OCH(CF3)2)2+TiCl4+HSiCl3
US 7196152(2007)	Basell Polyolefine GmbH	11. Mg(OEt)2 + TiCl4 + Al2(C2H5)3Cl3 +         M-RX (such as SiCl4) where M is an element of main group IV of the Periodic Table, R is halogen or an organic radical
US 7402637(2008)	Basell Polyolefine GmbH	12. Mg(OEt)2+ TiCl4+ Al2(C2H5)3Cl3
US 7649061(2010)	Basell Polyolefine GmbH	13. Mg(OEt)2+ TiCl4+ Al2(C2H5)3Cl3

جدیدترین پتنتهای ارائه شده در سالهای اخیر می­توان به پتنت ارائه شده توسط فرانک و همکاران در سال 2007  اشـاره نمـود. آنهـا از کاتالیست زیگلر با ساختاری اصـلاح شـده برای پلیمریزاسیـون 1- اولفین (اتیلن) تحت شرایط عملیاتی مختلف استفاده نمودند. نتایج حاصل از آزمایشات بیانگر آن بود که میزان واکس در پلیمر تولیدی کاهش یافته است.
همچنین پلیمر تولیدی دارای مقدار خیلی کم ف واسطه و هالوژن بود از این­ رو نتایج تست خوردگی و پایداری رنگ پلیمر نیز رضایت­بخش بود.
از دیگر پتنت­های ارائه شده می­­توان به پتنت  ارائه شده  توسط بوهم و همکاران در سال 2008 اشاره نمود. آنهـا از کاتالیست زیگلر برای پلیمریزاسیـون 1- اولفین (اتیلن) استفاده نمودند. نتایج حاصل بیانگر آن بود که میزان Fine در پودر پلیمر تولیدی کاهش یافته است. همچنین پلیمر تولیدی دارای مقدار خیلی کم ف واسطه و هالوژن بود از این­ رو نتایج تست خوردگی و پایداری رنگ پلیمر نیز رضایت­بخش بود.
اثر شرایط واکنش بر ساختمان کاتالیست­های نگهداری شده  Mg(OEt)2
محققین مختلفی روی کاتالیست­های ساپورت شده با Mg(OEt)2   کار کرده­اند. لی و همکارانش گزارش کردند که در هر شرایطی کاتالیستهای تهیه شده بر پایه Mg(OEt)2  دارای تیتانیوم بیشتری نسبت به کاتالیستهای تهیه شده بر پایه MgCl2 هستند و افزایش دمای واکنش تهیه کاتالیست بطور آشکار درصد وزنی تیتانیم را پایین می­آورد و لذا بر وم کنترل دمای واکنش تأکید کرده­اند. ایزوتاکتیسیته کاتالیزورهای ایجاد شده از واکنش Mg(OR)2 با TiCl4  با افزایش دفعات واکنش انها نیز افزایش می­یابد. این رفتار احتمالاً به خاطر خروج بیشتر گروه آلکوکسید تیتانیوم از کاتالیزور است که حضور آن باعث کاهش فعالیت کاتالیزور می­شود. 
مقدار Ti همراه کاتالیزورهای دو جزئی Mg(OR)2 /TiCl4  حدود 5/8 تا 13 درصد وزنی گزارش شده است اما افزایش الکترون­دهنده داخلی به این سیستم سبب کاهش درصد Ti  همراه کاتالیزور  می­شود. لی و همکارانش گزارش کردند که واکنش تعویضی بین گروه­های اتوکساید  Mg(OEt)2 و کلر TiCl4  را با اضافه کردن دونور داخلی و یک ترکیب آلی حاوی کلر می­توان تقویت کرد و در نهایت بنزویل کلراید را بعنوان ترکیب قابل قبول معرفی کردند.
پس از اضافه کردن TiCl4 سطح کاتالیست در حدود 9 برابر افزایش یافته  و به  125 می­رسد. این افزایش در حضور بنزویل کلرید بیشتر است و در صورت تحت عملیات قرار دادن کاتالیست با TiCl4 این افزایش بیشتر خواهد شد و سطح می­تواند تا  250 برسد.
در طی مطالعات بعدی مشخص شده که قسمت عمده Mg(OEt)2  در حین واکنش با TiCl4 به MgCl2 تبدیل می­شود اما ساختار آن با MgCl2 کریستالین که برای تهیه کاتالیست بکار می­رود متفاوت است. بنزویل کلراید با انجام واکنش تعویضی با Mg(OEt)2 به اتیل بنزوات تبدیل می­شود و درصد کمی از آن بصورت بنزویل کلرید در کاتالیست نهای باقی می­ماند. مطالعات X-Ray نیز نشان می­دهد که پیک مشخصه Mg(OEt)2 در کاتالیست تهیه شده وجود ندارد، یعنی ساختار اولیه Mg(OEt)2 پس از واکنش با TiCl4 بهم می­ریزد و MgCl2 تشکیل شده خیلی  بی­نظم­تر از MgCl2 بدست آمده از آسیاب مکانیکی است.
مکانیسم تشکیل کاتالیست بر پایه Mg(OEt)2
مکانیسم تشکیل کاتالیست و واکنشهای دخیل پیچیده هستند با این حال با استفاده از برخی مشاهدات واکنشهای زیر جهت تشکیل کاتالیست پیشنهاد شده­اند
کاتالیست از افزودن TiCl4 به Mg(OEt)2  در یک حلال خنثی نظیر هگزان تهیه می­شود:
  
ترکیبات ،    و  استرکلریدهای تیتانیوم هستند.  نامحلول و   محلول می­باشد  و حلالیت    کم می­باشد.
این واکنش­های تبدیلی در حضور الکترون­دهنده داخلی نیز انجام می­شود.   استفاده از اتیل بنزوات به عنوان الکترون­دهنده داخلی  فعالیت بیشتری از دی بوتیل فتالات دارد اما دی استر ایزوتاکتیسیته بالاتری ایجاد می­کند. 
گفته می­شود که واکنشهای زیر نیز در راکتور تهیه کاتالیست اتفاق می­افتد:
Mg(OEt)2   شامل مقادیر ناچیزی اتانل می­باشد. که می تواند نقش مهمی در واکنشها داشته باشد:
بدین ترتیب:
کاتالیست حاصل ترکیبی است از استروکلریدهای تیتانیوم و منیزیم که فرمول مشخصی برای اجزای آن نمی­توان ارائه کرد.
پلیمرهای تولیدی با کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
مونومرهایی که می­توانند به کمک این کاتالیزورها پلیمریزه شوند، باید گروه­های عاملی قطبی داشته باشند (مانند اتیلن، پروپیلن، بوتادی­ان و استایرن). عوامل انتقال زنجیر برای جلوگیری از ایجاد وزن­های مولکولی اضافی افزوده می­شوند. که متداولترین عامل انتقال زنجیره هیدروژن (H2) است که با دادن یک اتم به انتهای مولکول پلیمر و اتم دیگر به موضع کئوردیناسون کاتالیزور عمل می­کند. مونومـرهایی که به کمـک کاتالیـزورهای کئوردیناسیون پلیمـریزه می­شـوند، معمولاً 1- اولفین­ها و دی­ان­های مزدوج­اند. این کاتالیزورها، که به کاتالیزورهای زیگلر-ناتا یا کاتالیزورهای کئوردیناسیونی معروف شده­اند، در دمای اتاق و فشار اتمسفری، اولفین­ها را پلیمریزه می­کنند. پلیمرهای حاصل گاهی به قدری سنگین­اند که برای ساخت کالا مناسب نیستند. در این موقع می­توان پلیمر را به طریق گرمایی شکست تا ماده­ای با وزن مولکولی پایین­تر و توزیع بلورینگی همگن­تر به دست آید. این کاتالیزورها از اولفین­های سنگین­تری مانند پروپیلن محصولاتی با نقطه ذوب بالاتر و ساختار فضاویژه تولید می­کنند.
پلیمریزاسیونی که در آن کاتالیست و ذرات پلیمر در یک حلال خنثی (هیدروکربن­های سبک یا سنگین) معلق و سپس ته­نشین می­شوند دوغابی نامیده می­شود. این روش اولین شیوه اقتصادی تولید پلی­اتیلن سنگین با کاتالیست­های زیگلر-ناتا بود.
شرکت هوخست اولین شرکت در دنیا است که مبادرت به تولید پلی­اتیلن سنگین با استفاده از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا نموده است. کاتالیستهای نسل اولیه این شرکت دارای فعالیت پایینی بودند و در ادامه پژوهشها، این شرکت قادر شد در سال 1968 اولین پتنت را در خصوص تهیه کاتالیستهای خیلی فعال بر پایه Mg(OEt)2 ارائه کند بعداً در سالهای 1971، 1974 و 1984 هوخست سه پتنت دیگر برای تهیه کاتالیستهای خیلی فعال ارائه کرد.
در حال حاضر در شرکت­های پتروشیمی تولید کننده پلی­اتیلن سنگین امکان استـفاده از کاتالیست­های زیگلر-ناتا با نامهای تجاری THB، THE، THT و THS وجود دارد به گونـه‌ای که در هـمه آنها تری­اتـیل­آلومنـیوم  (AL-Triethyl)به عنوان  فعال­کننده به­کار می­رود. این سیستمهای کاتالیستی قادرند تا به طور کامل کلیه محصولات کاربردی و هر گرید خاص و سفارشی برای کاربرد مورد نظر را پوشش دهند.
اختصارات کاتالیستی را را می­توان به شکل زیر تفسیر نمود:
حرف ‌‍T ]ساپورت=Trager ‌ [  نشانگر یک کاتالیست ساپورت شده است.
حرف H نشانگر یک سیستم کاتالیستی است که در آن هیدروژن برای کنترل وزنی مورد استفاده
قرار می­گیرد.
حرف B   (پهن=Breit) در پایان ترکیب THB نشانگر کاتالیستی است که محصولی با توزیع وزن مولکولی پهن تولید می­کند.

حرف E  (باریک =Eng) در پایان ترکیب THE بیانگر کاتالیستی است که محصولی با توزیع وزن مولکولی باریک تولید می­کند.

حرفT در پایان ترکیب THT زمانی استفاده می­شود که سیستم کاتالیستی توزیع وزن مولکولی محصول را متوسط تا پهن می­کند.

حرف S در پایان ترکیب THS وابسته به کاتالیستی با فعالیت بسیار زیاد است که برای گریدهای    ( bimodal ) و (unimodal ) بکار می­رود و کاربرد آن برای تولیـد گریدهایی با تـوزیع وزن مولکـولی باریـک تا پهن می­باشد.

باید به این نکته توجه شود که توزیع وزن مولکولی را تنها به واسطه نوع کاتالیست مصرفی نباید تخمین زد بلکه به وسیله فرآیند انتخابی نیز بیان می­شود.

تفاوت کاتالیست­های ذکر شده در نسبت مواد اولیه بکار رفته و شرایط انتخاب شـده، می­باشد.
 

پلی متیل متا کریلات (اکریلیک ،PMMA)
پلی متیل متا کریلات یکی از پلاستیکهای مهندسی پرکاربرد در صنعت پلیمر می باشد. کاربرد اصلی این پلیمر به دلیل شفافیت بالای آن است. پلیمرهای اکریلیک (پلی متیل متاکریلات)،از خود خواص نوری و مقاوم در برابر آب و هواهای گوناگون بسیار عالی ای را نشان می دهند یعنی وقتی در معرض تماس با شرایط جوی قرار می گیرند،مقاومت بالایی دارند و در برابرهوازدگی و شرایط محیطی (دما،فشارو رطوبت یا بخار آب) بسیار مقاوم می باشند. همچنین در محدوده رنگی بسیار متنوعی ، به رنگ­های شفاف در برابر عبور نور ((Transparent، نیم شفاف (Translucent) و مات یا کدر (opaque) می­باشند. اکریلیک ها از پلیمرها و کو پلیمرهایی تشکیل شده­اند که منومرهای اصلی آنها به دو خانواده، استر- اکریلاتها و متا کریلاتها تعلق دارند. ورقه های اکریلیک شفاف و سخت از متیل متاکریلات تهیه شده اند،همچنین رزینهای اکسترژن و قالب گیری در یک محلول پیوسته از متیل متا کریلات که با درصد کمی از اکریلاتها یا متاکریلاتها، کوپلیمریزه شده است،ساخته می شوند.

متیل متاکریلات،از طریق یک فرایند دو مرحله ای که در طی آن استون و هیدروژن سیانید با هم واکنش می دهند تا استون سیانوهیدرین به دست آید،تولید شده است، تولید شده است. سپس، این ترکیب در حضور اسید سولفوریک غلیظ با متانول حرارت داده می شود تا منومر MMA،به دست آید. منومرهای اکریلیک از طریق فرایندهای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد که به وسیله آغازگرهای پروکسیدی،شروع می شوند، پلیمریزه شده و PMMA  را به وجود می اورند. یک آغازگر (lnitiator) منومری فعال در دماهای بالاتر موجب پیشرفت واکنشی می گردد که بسیار شدید و گرمازاست،به طوری که گرمای آزاد شده بایستی به نحوی از سیستم خارج شده و مهار گردد.

فرمولاسیونهای گوناگون پلاستیکها هم در وزن مولکولی و هم در خواص فیزیکی – مکانیکی اصلی، همانند سرعت جریان پلیمر مذاب (MFI)، مقاومت حرارتی و چقرمگی با هم تفاوت دارند. فرمولاسیونهای ویژه ای وجود دارند که سطوح مات و بی جلا را پدید آورند و یا اینکه نور فرابنفش را جذب یا از خود عبور می دهند. آنها همچنین در محدوده کاملی از رزینهای رنگی ، به صورتهای شفاف، نیمه شفاف و مات یا کدر، قابل دسترس می باشد.

مزایای اکریلیک

-          شفافیت نوری عالی

-          سختی سطح عالی

-          قابلیت تحمل عالی در برابر شرایط آب و هوایی گوناگون،مقاومت عالی در برابر هوازدگی و شرایط  جوی، مقاومت بالا در برابر نور خورشید.

-          صلب و انعطاف ناپذیرهمراه با استحکام ضربه ای خوب

-          پایداری ابعادی عالی و کاهش حجم و شرینک یا انقباض درون قالبی پایین

-          شکل دهی گرمایی آنها با چقرمگی دومحوری، یا دوبعدی، افزایش می یابد.



معایب و محدودیتهای اکریلیک

-          مقاومت  کم در برابر حلال،به ویژه به وسیله کتونها، استرها،کلروکربنها، هیدروکربنهای آروماتیک و فرئون براحتی تحت حمله قرار می گیرد.

-          قابل احتراق،دمای سرویس پیوسته یا درجه حرارت کاری مداوم به 160درجه فارنهایت محدود شده است.

-          انواع تجاری انعطاف پذیر قابل دسترس نمی باشند.

-          رطوبت موجب تغییرات ابعادی در قطعات قالب گیری شده می گردد.



کاربردهای اکریلیک

-          خودرو: چراغها یا نورهای عقب، عدسیهای نوری پارکینگ، نشانه های تزئیناتی، و پلاکهای ماشین یا تابلوها ی ویژه نوشتن اسم.

-          لوازم خانگی: نگهدارندها و قاب عکسها و کالاهای تزئیناتی

-          کالاهای شفاف: قابل استفاده در رنگین کمانی از رنگهای درخشنده، ماده ای ایدهآل برای بسته بندی، جواهرات و نشانه ها

-          وسایل الکترونیکی:از این پلیمر در پوشش دادن تخته مدار چابی استفاده شده است.

پلی‌استایرن یک پلیمر مصنوعی از مونومر استایرن (یک ماده پتروشیمی) می‌باشد که به سه نوع معمولی، مقاوم و انبساطی وجود دارد.

 

ساختار پلی استایرن

از نظر شیمیایی، پلی استیرین یک هیدروکربن طویل زنجیر است که در آن مراکز متغیر کربنی به گروه‌های فنیل (نامی که به بنزن حلقه‌ای داده می‌شود) متصلند. فرمول شیمیایی پلی استایرن (n(C8H۸ می‌باشد؛ این ماده حاوی موله‌های عناصر شیمایی کربنی و هیدروژن می‌باشد.

ویژگی‌های ماده توسط جذب کوتاه مدت وان در والسی بین زنجیرهای پلیمری تعیین می‌شود. از آنجایی که مولکول‌ها هیدروکربن‌های بلند-زنجیری هستند که از هزاران اتم تشکیل می‌شوند، نیروی کششی کلی بین مولکول‌ها بزرگ می‌باشد. هنگام حرارت دادن (یا به سرعت بدشکل شدن به علت ترکیب با ویژگی‌های ویسکوالاستیک viscoelastic و عایق حرارتی) زنجیره‌ها سازگاری بیشتری بدست آورده و از کنار یکدیگر سر می‌خورند. این سستی بین مولکولی (در مقابل قدرت بالای بین مولکولی به علت استقامت هیدروکربنی) حالت انعطاف پذیری و کشسانی به این ماده می‌دهد. قابلیت سیستم برای بدشکل شدن آن در دمای بالاتر از دمای تبدیل شیشه‌ای اش، به پلی استرین (و بطورکلی پلیمرهای نرمش پذیر در مقابل حرارت) این امکان را می‌دهد تا هنگام حرارت دادن به راحتی نرم شده و به شکل‌های گوناگون درآید.

تاریخچه

اولین بار پلی استایرن توسط ادوارد سایمون در سال ۱۸۳۹ کشف شد که خودش نمی‌دانست چه مادهٔ با ارزشی کشف کرده. تهیه تجاری منومر استایرن و پلیمریزاسیون آن به سال ۱۹۳۴ بر می‌گردد که کمپانی "داو" توانست استایرن را از فراورده‌های نفتی سنتز نماید و سپس آن را پلیمریزه کند. در همان زمان مشابه این فرایند مراحل تکمیلی خود را در آلمان غربی می گذراند. تجربیات به دست آمده از این محصول در زمان جنگ جهانی دوم موجب گردید تا در سال‌های بعد از جنگ، پلی استایرن نه تنها به عنوان یک عایق الکتریسیته گران قیمت شناخته نشود، بلکه به عنوان یک پلاستیک گرمانرم، ارزان و با خواص خوب معرفی شود. با طی گذر زمان و با انتشار تئوری‌های مختلف (از جمله تئوری هرمان اشتاودینگر در سال ۱۹۲۲ در مورد پلیمر)، در نهایت شرکت BASF در ابتدای سال ۱۹۵۰ یک فرایند دو مرحله‌ای برای تولید فوم پلی استایرن را گسترش داد. در این فرایند مرحله اول شامل تهیه دانه‌های حاوی توزیع یکنواخت عامل پف زا توسط روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی مونومر استایرن بوده که در مرحله دوم این ماده در داخل یک قالب فرایند می‌گردد. سهولت تولید محصول به هر شکل و اندازه از مزایای این روش بوده که باعث توسعه آن شد. این ماده اولین بار در سال ۱۹۵۰ تولید گردید.

طبقه بندی

پلی استایرن به چهار نوع تقسیم می شود: 1-PS نیمه بلوری با کاربرد عمومی و چند منظوره (MIPS) PS medium modified Rubber ) (GPPS)  2-PS  اصلاح شده با لاستیک High)(MIPS)(HIPS) PS با مقاومت ضربه ای بالا (HIPS) (PS  Expandable)و  4-ps  قابل انبساط (EPS).

فرایند تولید

پلی استایرن‌ها ، پلاستیکهایی هستند که در ساخت آنها ، از منومر استایرن استفاده شده باشد. معروفترین پلاستیکها از این خانواده پلی استایرن ، پلی استایرن اصلاح شده ایمپکت پلی استایرن، استایرن آکریلونیتریل (SAN ) و آکریلونیتریل بوتادین استایرن ( ABS ) است .

بطور کلی ، پلیمریزاسیون زنجیری به واکنش ترکیب مولکول‌های منومر با یکدیگر و تشکیل مولکول‌های بزرگ پلیمری گفته می‌شود. در این روش ، تغییر در ترکیب عنصری بوجود نمی‌آید و در روند پلیمریزاسیون ، به هیچ وجه ، محصول جانبی بدست نمی‌آید. واکنش پلیمریزاسیون زنجیری ، برای ترکیباتی که دارای یک و یا چند بند سیر نشده می‌باشند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مواد اولیه لازم برای سنتز منومر PS، اتیلن وبنزن می باشند که در فرایند سنتز با هم واکنش می دهند تا اتیل بنزن تشکیل شود که در ادامه فرایندهای بیشتری (دیهروژناسیون) بر روی آن انجام می شود تا به منومر وینیل بنزن یا همان استایرن (Styrene) تبدیل شود،مواد اضافی لازم دیگر،اکریلونیتریل (AN) ولاستیک بوتا دی ان می باشد. با استفاده از واکنش گرمایی یا کاتالیز شده منومر استایرن، فرایند پلیمریزاسیون آن آغاز می شود تا پلیمری آمورفتولید شود. برای بخشیدن و ایجاد خواص مطلوب در PS، افزودنیهای گوناگونی به آن اضافه می شود، همانند لاستیکها، نرم کننده ها،عوامل آزادکننده یا رها کننده و پایدار کننده ها. همچنین در فرمولاسیونهای بر پایه PS از گروههای مختلف افزودنی دیگر همچون رنگین سازها،به تاخیراندازهای شعله (FRs)، پایدارکننده های UV، یا اصلاح کننده های ضربه،استفاده می شود.نوعا GPPS، به علت شفافیت، صلب و سخت بودن و مناسب بودن با کاربردهای گوناگون انتخاب می شود.وقتی که به انعطاف پذیری بیشتریا مقاومت ضربه ای زیاد نیاز باشد،از MIPS یا  HIPSاستفاده می شود. HIPS   و  MIPSشامل لاستیک بوتا دی ان به عنوان عامل کوپلیمریزاسیون به منظور افزایش چقرمگی می باشند که سبب مات و کدر شدن رنگ محصول می گردد.

 

پلی استایرن معمولی

پلی استایرینی با نام اختصاری GPPS که جهت مصارف عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولاً بایستی دارای خواص نظیر مقاومت خوب در برابر حرارت، قدرت ضربه پذیری مناسب و سیالیت خوبی در هنگام فرایند باشد. این پلی استایرنها خواص دی الکتریکی و استحکام بالایی دارند به همین دلیل در مصارف الکتریکی کاربرد بالایی دارند. نام تجاری این محصول در بازار ایران کریستال می‌باشد.

موارد مصرف

برای تولید ظروف یک بارمصرف، وسایل الکترونیکی، بدنه ساعت، تلویزیون، رادیو، لوازم ورزشی، اسباب بازی، عایق برودتی دربدنه یخچال‌ها، فریزرها و وسایل خانگی

پلی استایرن مقاوم

این نوع پلی استایرن با نام اختصاری high-impact polystyrene) HIPS) مقاوم به ضربه است و به همین دلیل در ساخت ظروف و بدنهٔ لوازم خانگی کاربرد دارد. نام تجاری این ماده در بازار ایران هایمپک می‌باشد.

موارد مصرف

برای تولید لوازم ورزشی، اسباب بازی، عایق برودتی دربدنه یخچال‌ها، فریزرها و وسایل خانگی

ویژگیهای بلوك سبك پلاستوفوم سقفی EPS

تولید بلوكهای پلاستوفوم سقفی

بلوك سقفی جدید از مواد پلی استایرن انبساطی ساخته شده و بهترین جایگزین بلوكهای سیمانی و سفالی می باشد .

ویژگیهای بلوك سبك پلاستوفوم سقفی EPS

1- سبكی

2- بسرعت و سهولت در اجرای سقف

3- پایدار در مقابل زله : به دلیل كاستن بار مرده در مقابل زله پایدارری بیشتری دارد و در هنگام زله خرد نمی شود .

4- صرفه جوئی در گچ و خاك : برای اولین بار شیارهائی در سمت تحتانی بلوك مذكور ایجاد شده و در قسمت زیر سقف قرار می گیرد .

5- صرفه جوئی در آهن آلات : در هر متر مربع 22% كاهش می یابد .

6- ضربه پذیر

7- حمل و نقل سریع و آسان

8 - كاهش 15 تن وزن در هر 100 متر مربع

9- سرعت زیاد در اجرا و كاهش هزینه های دستمزد

10 - صرفه جوئی در تیر های بتنی سقف می شود به طوری كه می توان فاصله محور تیرچه بتنی را از 50 سانت به حداقل 60 سانت تغییر داد

 پلی استایرن انبساطی

این نوع پلی استیرن با نام اختصاری Expanded polystyrene) EPS) نوعی پلیمر سفید رنگ که به آنها یک عامل فوم کننده اضافه شده است. که در ایران با نام یونولیت شناخته می شود.

موارد مصرف

برای تولید بلوک‌های پلاستوفوم سقفی به منظور استفاده به عنوان عایق صوتی و حرارتی در ساختمان‌ها و مکان‌های مختلف.

عایق برودتی در سردخانه‌ها و یخچالهای صنعتی.

ساخت انواع فوم‌های بسته بندی و انواع یخدان و ترموس.


گریدهای مختلف پلی استایرن انبساطی

گریدهای یونولیت (EPS) معمولاً بر اساس اندازه ذرات و نوع پوشش سطح آنها انجام می‌شود. البته گریدهای خاصی از آن نظیر کندسوز شده (F) و آنتی استاتیک نیز وجود دارد.
 

نایلون نام كلی برای خانواده ای از پلیمرهای مصنوعی است كه اولین بار در فوریه سال 1935 توسط والاس كاروترز در شركت DuPont تولید شد و به دلیل آن كه این پلیمر از اتصال واحدهای تكرار شونده پپتامید (پیوند آمید) تولید می گردد ، آن را پلی آمید نیز نامیدند. استفاده از نایلون ها به صورت تجاری اولین بار در سال 1938 و در تولید رشته های مسواك آغاز شد. سپس در سال 1940 الیاف این ماده در تولید جورابهای نه مصرف گردید. اگرچه تولید الیاف از این ماده دارای سابقه بیشتری است، اما از سال 1950 به بعد كاربردهای آن در زمینه های تولید قطعات پلاستیكی گسترش بیشتری یافته است و به حدود 25% از كل مصرف پلی آمید ها در سال 2000 یا 1/65 میلیون تن در سال بالغ شده است. رشد سالانه 8 تا 9 درصد مصرف در حوزه تولید قطعات پلاستیكی نسبت به رشد 1/5 درصدی آن در كاربرد الیاف حاكی از زمینه های كاربردی جدید این دسته از مواد می باشد.

این مواد علاوه بر مقاومت حرارتی، دارای مقاومت الكتریكی بالایی نیز می باشند و به دلیل ساختار بلورین ،‌ مقاومت خوب شیمیایی را از خود نشان می دهند. از دیگر خواص ذكر شده برای نایلونها ،‌ خاصیت نفوذناپذیری می باشد؛ ضمن آن كه با آمیزه سازی می توان به راحتی مقاومت به اشتعال این مواد را بالا برد. پلی آمید ها به طور گسترده ای در كاربردهایی در صنایع خودروسازی و حمل و نقل ،‌ برق و الكترونیك ، نساجی ، بسته بندی و محصولات خانگی استفاده می شوند. با افزودن الیاف شیشه و افزایش استحكام این مواد ، ‌می توان از آنها به عنوان جایگزینهای مناسبی برای قطعات فی استفاده نمود و لذا پلی آمید ها را می توان اولین و مهمترین پلیمر مهندسی محسوب نمود.

تمامی پلی آمید ها كم یا بیش تمایل به جذب رطوبت دارند. به همین دلیل در استفاده از این مواد باید به اطلاعات فنی آنها ( اطلاعات مرتبط با حالت خشك و اطلاعات مرتبط با 50 درصد رطوبت) توجه گردد . جذب رطوبت همچنین در تغییرات ابعادی قطعات تولید شده با پلی آمید موثر می‌باشد و لذا توجه به این موضوع در مسایل طراحی می باید مد نظر قرار گیرد. لازم به ذكر است كه در عمل رطوبت به عنوان عامل نرم كننده (پلاستیسایزر) در پلی‌ آمید‌ها عمل می‌نماید و سبب كاهش مدول كششی‌ و افزایش مقاومت ضربه‌پذیری می گردد. با توجه به حساسیت پلی آمیدها در جذب رطوبت این مواد قبل از فرآیند تزریق ، نیازمند رطوبت زدایی می باشند. در صورتی كه عملیات رطوبت زدایی به خوبی صورت نگیرد، در سطح قطعات تولیدی، اثر نامطلوب رگه های ناشی از رطوبت مشاهده می گردد. ضمن آن كه به دلیل افزایش نقطه ای دما در قالب و اثر آب در اكسیداسیون، قطعات تولیدی دارای خواص مكانیكی ضعیفتری به دلیل تخریب مواد خواهند بود.

پلی آمید 6 و پلی آمید 66

پلی‌آمید 6 و پلی‌آمید ‌66 پر مصرف‌ ترین نوع از انواع پلی آمیدها می باشند و علیرغم تشابه خواص ، با یكدیگر تفاوتهایی را نیز دارند. به دلیل آن که پلی آمید 6 دارای مرکز تقارن نمی باشد ، علیرغم داشتن دانسیته مشابه با پلی آمید 66 ، نقطه ذوب آن 40 درجه سانتیگراد کمتر بوده و از مقاومت حرارتی نسبتا كمتری نسبت به پلی آمید 66 برخوردار است. لذا از پلی آمید 66 زمانی استفاده می گردد كه محدوده دمایی یا پایداری كه از پلی آمید 6 بدست می‌آید پاسخگوی كاربرد مورد نظر نباشد. با این اوصاف برخی از مزایا و مشخصات پلی آمید 6 در مقابل پلی آمید 66 به شرح زیر می باشد:

• ثبات هیدرولیكی بهتر
• هزینه های تولید كمتر
• عملكرد بهتر در تست حرارتی پیر سازی
• دمای انحنای تحت بار كمتر (HDT پلی آمید 6-6 در MPa 1/8 حدود ^C 90-80 است)
• صلبیت مشابه در دمای زیر ^C 0

جدول (1) خواص فیزیكی مکانیکی نایلون 6 و نایلون 6-6 را با هم مقایسه نموده است.

جدول (1) مقایسه برخی خواص فیزیکی مکانیکی نایلون 6 و نایلون 6-6

با توجه به چرخه قالبگیری سریع ،‌ انگیزه های اقتصادی زیادی برای استفاده از این مواد در كاربرد های متعدد وجود دارد كه از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

صنایع خودروسازی: نظر به فرآیند پذیری ، مقاومت حرارتی و شیمیایی خوب پلی آمید های 6 و 66 و انعطاف پذیری آنها در طراحی ، این مواد معمولا به عنوان آلترناتیو قطعات فی ، در فضای موتور استفاده می شوند. خواص مكانیكی خوبی نظیر (سختی ،‌مقاومت به خزش و .) ‌در طراحی قطعات خودرویی ، ایمنی و راحتی بیشتر را بدست خواهد داد.

صنایع برق و الكترونیك : در صنایع برق و الكترونیك كه تستهای GWIT و UL94 اامی است،‌ پلی آمید های 6 و 66 به راحتی می توانند شرایط تست اشتعال را بگذرانند و به دلیل فرآیند پذیری مطلوب، كاندیدای خوبی برای تولید قطعات كوچك مقاوم به حرارت با جداره نازك به حساب آیند.

كالاهای مصرفی و صنعتی : پلی آمید 66 به دلیل قالبگیری سریع ،‌ رنگ پذیری ،‌زیبایی سطحی ،‌مقاومت مكانیكی عالی راه حل مناسبی برای تولید كالاهای خانگی و صنعتی برای طراحی های پیچیده محسوب می گردد.

منحنی مقایسه کارایی خواص فیزیکی مکانیکی پلی آمید 6 ، پلی آمید 66 و پلی آمید 6/66 در شكل (1) نشان داده شده است. این منحنی نشان می دهد که به طور متوسط نایلون 66 دارای دانسیته، نقطه ذوب ، استحکام کششی ، سختی و مقاومت حرارتی بالاتری نسبت به دو نایلون دیگر مورد مقایسه است. در مقابل چقرمگی ، مقاومت ضربه پذیری نایلون 6 بیشترین مقدار را دارد. آمیزه پلی آمید 6/66 حد واسطه ای از این دو را نشان می دهد.

پلی آمید 11 و پلی آمید 12

پلی آمید 11 و پلی آمید 12 از جمله مواد پلاستیكی با منشاء گیاهی می باشند كه از منابع تجدید پذیر (روغن كرچك) مشتق شده اند و اگرچه مقاومت حرارتی (HDT ،‌ ماكزیمم دما و .) بالایی ندارند، اما می توانند كارایی خود را در طولانی مدت حفظ نموده ،‌ ثبات عملكرد داشته باشند و در دامنه وسیعی از شرایط (دما، فشار و شرایط شیمیایی و .) مورد استفاده قرار گیرند. این مواد دارای مزایای زیر نسبت به سایر پلی آمیدها می باشند:

PA11 و PA12 در تولید قطعاتی كه دارای كاربردهای ایمنی ، با ماندگاری بالا و قابلیت اطمینان بالا می باشند ، مصرف می گردند. گرید شفاف این مواد نیز به بازار عرضه شده اند كه در طراحی ها و تكوین قطعات، انعطاف پذیری خوبی را به طراحان می دهد. این مواد در كاربردهای زیر مصرف می گردند:

شكل (2)مقایسه منحنی های کارایی خواص فیزیکی مکانیکی نایلون 11 و نایلون 12 نسبت به نایلون 6

پلی آمید 46

پلی آمید 46 برای كاربردهای دمای بالا در محدوده وسیعی از صنایع از قبیل خودروسازی ، برق و الكترونیك و كالاهای مصرفی استفاده می شود. PA46 پلی آمیدی است كه دارای بالاترین مقاومت حرارتی است و دمای انحنای تحت بار آن در MPa 1/8 برابر 160 درجه سانتیگراد می باشد. همچنین برای پلیمر تقویت شده با 30% الیاف شیشه ، این دما برابر ^C 258 است. مقاومت مكانیكی PA46 از PA66 بیشتر و مقاومت به خستگی آن 50 بار از PA66 بهتر است. PA46 دارای ویژگی هایی به شرح زیر است:

پلی‌آمید 46 اغلب جایگزین خوبی برای فات در كاربردهای با دمای بالا می باشد.

با توجه به مقاومت سایشی مناسب این پلیمر ، عمدتا از آن در تولید چرخدنده ها استفاده می شود كه لازمه آن داشتن خواص مكانیكی و ثبات ابعادی در دمای بالا و رفتار سطحی خوب و مقاومت به خستگی بالاست.

پلی‌آمید 46را می توان روكش ف( متالایز) نمود. همچنین قطعات ساخته شده از PA46 قابلیت رنگ كاری دارند. اگرچه مقاومت رنگ بستگی به رفتار رنگدانه در درجه حرارت بالا دارد.

با توجه به سیالیت بالا، PA46 می تواند برای قطعات با شكلهای پیچیده و دیواره های نازك ، ماده مناسبی به شمار رود. شکل (3) منحنی مقایسه ای PA46 را نسبت به نایلون 6 نشان می دهد و مزایای بر شمرده شده برای این پلی آمید را به تصویر می کشد.

شكل (3) مقایسه منحنی های کارایی خواص فیزیکی مکانیکی پلی آمید 46 نسبت به نایلون 6

پلی فتال آمید PPA

پلی فتال آمید (PPA) پلی‌آمیدی با مقاومت حرارتی بالا و نیمه آروماتیك است. با توجه به جذب رطوبت پایین ، PPA برای محدوده وسیعی از كاربردها از جمله محیطهای شیمیایی و مصارفی با درجه حرارت بالا كاندید می باشد. این ماده همچنین دارای صلبیت و مقاومت عالی در برابر خزش می باشد. با توجه به داشتن ساختار آروماتیكی ، قطعات تولید شده از PPA نسبت به دیگر انواع پلی آمید دارای ویژگیهای زیر می باشند:

• ثبات ابعادی بهبود یافته
• مقاومت بهتر نسبت به حلالها و هیدرولیز
• برآورده نمودن خواص مكانیكی بهتر در دمای بالا

این پلیمر در مقایسه با PA46 ‌دارای مزیت صرفه اقتصادی بوده و در بسیاری از كاربردها نظیر صنایع خودرو در قطعات محفظه موتور (روكش تزئینی روی سیلندر ، شیر حرارتی ،‌ ژاكت آب موتور) مصرف می گردد. همچنین این ماده اگر با الیاف شیشه تقویت شود می تواند به عنوان آلترناتیو فات مصرف گردد.

شکل (4) مقایسه منحنی های کارایی خواص فیزیکی مکانیکی پلی فتال آمید نسبت به نایلون 6

جدول (2) خلاصه‌ای از خواص انواع عمومی نایلونها را كه به صورت تجاری عرضه می‌گردند را ارائه می‌دهد.

جدول (2) خواص فیزیكی مکانیکی انواع مختلف نایلون

 

ادامه جدول (2) خواص فیزیكی مکانیکی انواع مختلف نایلون

 

پلی اتیلن چیست؟ تاریخچه پلی اتیلن، انواع پلی اتیلن و مزایای آنها

پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است.
پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود.
مولکول اتیلن ( C2H4 ) دارای یک بند دو گانه C=C است. در فرایند پلیمریزاسیون باند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است.

تاریخچه تولید پلی اتیلن
پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی Hans Von Pechmanv” سنتز شد. او در سال 98 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت.
اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط ازیک ناوست” و رینولرگیسون” ( از شیمیدان‌های ICI ) در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند. علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 مایکل پرین” یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد.

استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی اتیلن
اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد.
اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، روبرت بانکس” و جان هوسن” در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953، کارل زیگلر” شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد. این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط والتر کامینیکی” و هانس ژوژسین” تولید شد.
کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمر های مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیروسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند.

تاریخچه پلی اتیلن
كلمه پلیمر از كلمه یونانى( پلى ) به معناى چند و ( مر ) به معناى واحد و یا قسمت بوجود آمده است . پلیمرها را اشتباها رزین ، الاستومر و پلاستیك نیز مى‌نامند.
در حالى كه پلاستیك تنها یك صفت است كه براى مواردى به كار مى رود كه قابلیت تغییر شكل بر اثر فشار را دارا هستند و اغلب اشتباها به عنوان یك كلمه اصلى براى صنایع پلاستیک و تولیدات آن به كار مى رود.
اولین بار كلمه پلیمر توسط شیمى دانى به نام رنالت در سال 35، به كار رفت و اولین كاربرد تجارى مواد پلیمرى در سال 34 با كشف كائوچو آغاز شد.
لكن اولین پلاستیك مصنوعى با نام نیترات سلو در سال 62 كشف و در سال 68 وارد بازار شد.
نایلون در سال 1938، پلی اتیلن در سال 1942، پلی پروپیلن در سال 1957،پلى بوتیلن درسال 1974و پلیمرهاى كریستال مایع براى ساخت اجزاى الكترونیكى در سال 1985رایج گردیدند.
پلیمرها به سه نوع پلیمرهاى طبیعى ، طبیعى اصلاح شده و مصنوعى تقسیم مى شوند.
اولین پلاستیكهاى صنعتى مدرن حدود 100سال پیش رواج یافتند ولى در دهه هاى اخیر رشد فزاینده و گوناگونى در صنایع به وقوع پیوست .
حدود 60پلیمر بسیار مهم تاكنون به بازار عرضه شده كه مشتقات آنها به بیش از 2000مورد مى رسد و كماكان در حال افزایش است. پلى اولفینها پلیمرهاى گرما نرم با خواص تقریبا مشابه و فرمولاسیون نزدیك به هم هستند كه انواع معروف آنها پلی اتیلن ها، پلی پروپیلن ها و پلى بوتیلن ها مى باشند كه در صنایع لوله،كاربرد فراوانترى دارند.

بررسی انواع مختلف پلی اتیلن ها و مزایای هر یک نسبت به دیگری
با یك نگاه به جدول زیر متوجه میشوید از نظر انبساط، مقاومت در برابر حلالها، مقاومت كششى، مقاومت فشردگى، و مقاومت حرارتى و نفوذ پذیرى گازى پپلی پروپیلنها امتیاز بیشترى نسبت به پلی اتیلنها داشته و به علت مقاومت حرارتى و مقاومت كششى پلى پروپیلنها از پلى بوتیلنها بهتر هستند. این موارد از جمله مهمترین مواردى هستند كه در صنعت لوله كشى آب سرد گرم مورد نظر مى باشند و باعث امتیاز پلى پروپیلن ها مى شوند. البته در این میان لوله هاى با تركیب پلیمر و آلمینیوم نیز تولید شدند كه به دلیل گرانى و اتلاف حرارتى و … به علت وجود ف در آنها زیاد مورد استقبال قرار نگرفت.

پلی پروپیلن ها	پلى بوتلین ها	پلی اتیلن ها	ازنظر
مقاومت شیمیایى بسیارخوب	مقاومت شیمیایى بسیار خوب	مقاومت شیمیایى بسیار خوب	شیمیایى
ارزان بدون فن آورى تا حدى گران با فن آورى	تا حدى گران	قیمت ارزان و موجود بودن در انواع قابل مصرف	هزینه
26 حد اكثر	————————	50 حد اكثر	انبساط حرارتى
مورد حمله	مورد حمله	مورد حمله	اسیدهاى اكسید كننده
می شكند لكن تثبیت می گردد	خرد می شود	تثبیت کننده دارد	اثر نور خورشید و اشعه ماوراى بنفش
آرام	سریعاً میسوزد	آرام	سرعت اشتعال
مقاوم تا 80 درجه سانتیگراد	مقاوم	مقاوم تا 60 درجه سانتیگراد	در برابر حلالها
مقاوم	مقاوم	مقاوم	در برابر بازها
31-62	26-30	4-38	مقاومت كششى
38-55	————————–	19-25	مقاومت فشردگى
0/025-0/25	نمی شكند ( كاملاً ارتجاعى )	25-1 مانند شلنگ نمی شكند	ضربه پذیرى ایزود
85-110    راك ول	55-65   شر	41-70   راك ول	سختى
قابل استفاده در لوله كشى گاز	————————–	غیر قابل استفاده در خلاء	نفوذ پذیرى گازى
110-160	کمتر از 110	80-120	مقاومت حرارتى  (درجه سانتیگراد)

پلی‌اتیلن‌ها خانواده‌ای از گرمانرم‌ها می‌باشند که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن (C2H4) بدست می‌آیند. از طریق کاتالیست و روش پلیمریزاسیون این ماده می‌توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جریان مذاب (MFI)، بلورینگی، درجه شاخه‌ای و شبکه‌ای شدن، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی را در آنها کنترل کرد. پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان‌کننده(Lubricant) به کار می‌برند. پلیمرهای با وزن مولکولی متوسط واکس‌هایی امتزاج پذیر (مخلوط پذیر) با پارافین می‌باشند و نهایتاً پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از ۶۰۰۰ در صنعت پلاستیک بیشترین حجم مصرف را به خود اختصاص می‌دهند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده‌ای است، به طوری که ساده‌تر از تمام پلیمرهای تجاری می‌باشد. یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم‌های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده‌است.

 تاریخچه تولید پلی اتیلن
پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی "Hans Von Pechmanv" سنتز شد. او در سال 98 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت. اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط "ازیک ناوست" و "رینولرگیسون" ( از شیمیدان‌های ICI ) در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند.علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 "مایکل پرین" یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی‌اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد. این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط "والتر کامینیکی" و "هانس ژوژسین" تولید شد. کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیروسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند.



استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی‌اتیلن

اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن ، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد. اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، "روبرت بانکس" و "جان هوسن" در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953 ، "کارل زیگلر" شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد.
پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است.و پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود. مولکول اتیلن ( ) دارای یک بند دو گانه C=C است. در فرایند پلیمریزاسیون بند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است.
از طریق کاتالیست و روش پلیمریزاسیون این ماده می‌توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جریان مذاب (MFI) ، بلورینگی، درجه شاخه‌ای و شبکه‌ای شدن، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی را در آنها کنترل کرد. پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان کننده(Lubricant) به کار می‌برند. پلیمرهای با وزن مولکولی متوسط واکس‌هایی امتزاج پذیر (مخلوط پذیر) با پارافین می‌باشند و نهایتا پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از ۶۰۰۰ در صنعت پلاستیک بیشترین حجم مصرف را به خود اختصاص می‌دهند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده‌ای است ، به طوری که ساده تر از تمام پلیمرهای تجاری می‌باشد . یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم‌های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده‌است .
گاهی اوقات به جای اتم‌های هیدروژن در مولکول(پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم‌های کربن متصل می‌شود که به آنها پلی اتیلن شاخه‌ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می‌گویند؛ چون چگالی آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته‌است. در این نوع پلی اتیلن مولکولهای اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می‌شوند و ریخت و شکل بسیار نامنظمی را ایجاد می‌کنند. چگالی آن بین ۹۱۰/۰ تا ۹۲۵/. است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد وینیلی (Free radical polymerization) تولید می‌شود. البته برای تهیهٔ آن می‌توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نیز استفاده کرد.

ویژگی ها و روشهای شناسایی :

مهم‌ترین ویژگی‌های ذاتی پلی اتیلن‌های تجاری برای کاربردهای اصلی که میتواند به عنوان روش شناسایی بکار رود  عبارت‌اند از:

۱) چگالی ۲) نمایهٔ مذاب ۳) توزیع وزن مولکولی

چگالی:

چگالی انواع پلی اتیلن‌ها در محدودهٔ ۹۱۰/۰ تا ۹۶۵/۰ دارد و علت اینکه آن را تا سه رقم اعشار ذکر می‌کنند این است که ۰۰۳/۰ تغییر در چگالی باعث تغییر قابل توجه‌ای در ویژگی‌ها می‌شود. به طور کلی با افزایش چگالی، خطی بودن، سفتی، استحکام کششی، استحکام پارگی، دمای نرم شدن، شکنندگی، عمر خمشی، تمایل به ترک برداشتن افزایش می‌یابد. پلی اتیلن‌ها بسته به چگالی، به چهار گونه پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)، پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE)، پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) و پلی اتیلن با چگالی زیاد (HDPE) تقسیم می‌شوند.
نمایه مذاب یا شاخص جریان مذاب Melt Flow Index) MFI) :
کاربردی‌ترین نشانهٔ ارتباط دهندهٔ ویژگی‌های پلی اتیلن به متوسط وزن مولکولی است. نمایهٔ مذاب وزن (گرم) پلی اتیلنی است که در عرض ده دقیقه از میان یک روزنهٔ ثابت در دمای ۱۹۰ درجه سانتیگراد بیرون می‌آید، و این در حالی است که وزنهٔ استانداردی بر روی پیستون محفظهٔ رانش که حاوی سه گرم پلی اتیلن است، قرار دارد. نمایهٔ مذاب تا حدودی (اما نه دقیق ) نسبت مع با گرانروی مذاب دارد. بنابر این با افزایش وزن مولکولی متوسط ، کاهش می‌یابد. نمایهٔ مذاب بیشتر، نشان دهندهٔ روانی بیشتر در دماهای فرآورش است. این نماد در اصل برای نشان دادن ویژگی‌های سیلانی (روانی) به عنوان معیاری از قابلیت اکسترود شدن است. به طور کلی با افزایش نمایهٔ مذاب ،استحکام کششی ، مقاومت پارگی، دمای نرم شدن و چقرمگی پلی اتیلن کاهش می‌یابد.
توزیع وزن مولکولی:

توزیع وزن مولکولی (Mw/Mn) نیز اثر بارزی بر روی ویژگیها دارد. با افزایش نسبت Mw/Mn استحکام کششی، دمای نرم شدن و چقرمگی کاهش می‌یابد و شکنندگی و تمایل به ترک برداشتن افزایش می‌یابد.

انواع پلی اتیلن
طبقه‌بندی پلی اتیلن‌ها بر اساس دانسیته آنها صورت می‌گیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر دخالت دارد.

HDPE پلی‌اتیلن با دانسیته بالا

این پلی‌اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن‌ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن   HDPE موثر است. برای تولید پلی‌اتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده می‌شود.

LDPE پلی‌اتیلن با دانسیته پایین
گاهی اوقات به جای اتم‌های هیدروژن در مولکول(پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم‌های کربن متصل می‌شود که به آنها پلی اتیلن شاخه‌ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می‌گویند؛ چون چگالی آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته‌است. در این نوع پلی اتیلن مولکولهای اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می‌شوند و ریخت و شکل بسیار نامنظمی را ایجاد می‌کنند. چگالی آن بین ۹۱۰/۰ تا ۹۲۵/. است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد وینیلی (Free radical polymerization) تولید می‌شود. البته برای تهیهٔ آن می‌توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نیز استفاده کرد. از خصوصیات این پلیمر ، انعطاف‌پذیری بالا است.
این پلی‌ اتیلن دارای زنجیری شاخه‌دار است بنابراین زنجیرهای LDPE نمی‌توانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است.

LLDPE پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین

وقتی هیچ شاخه‌ای در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خطی می‌نامند. پلی اتیلن خطی سخت تر از پلی اتیلن شاخه‌ای است اما پلی اتیلن شاخه‌ای آسانتر و ارزانتر ساخته می‌شود. ریخت و شکل این پلیمر بسیار کریستالی شکل است. پلی اتیلن خطی محصول نرمالی با وزن مولکولی ۲۰۰۰۰۰-۵۰۰۰۰۰ است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پائین پلیمریزه می‌کنند. چگالی آن بین ۹۴۱/۰ تا ۹۶۵/۰ است و آن را بیشتر به وسیلهٔ فرایند مشکلی که پلیمریزاسیون زیگلر ناتا نامیده می‌شود، تهیه می‌کنند.
 

MDPE

پلی اتیلن با دانسیته متوسط است.
 

UHMWPE

پلی اتیلن با وزن مولکولی بین ۳ تا ۶ میلیون را پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا یا UHMWPE می‌نامند و با پلیمریزاسیون کاتالیست متالوسن تولید می‌کنند. مادهٔ مزبور فرایند پذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن عالی است. هنگامی که از طریق تشعشع یا استفاده از مواد افزودنی شیمیایی، این پلیمر تماماً شبکه‌ای شود، پلی اتیلن یاد شده دیگر گرما نرم نخواهد بود. این ماده با پخت حین قالب گیری یا بعد از آن یک گرما سخت واقعی با استحکام کششی، خواص الکتریکی و استحکام ضربهٔ خوب در دامنهٔ وسیعی از دماها خواهد بود. از آن برای ساخت فیبرهای بسیار قوی استفاده می‌کنند تا جایگزین کولار (نوعی پلی آمید) در جلیقه‌های ضد گلوله کنند؛ و همچنین صفحات بزرگ آن را می‌توان به جای زمین‌های اسکیت یخی استفاده کرد.

پلی‌اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیکی استفاده می‌شود. HDPE ، در تولید ظروف شیر و مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد. در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولا از MDPE استفاده می‌کنند.

LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن‌ها ترکیبی ، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.

روشهای پلیمریزاسیون : زنجیر رادیکالی آزاد

ریخت‌شناسی : بسیار بلورین(پلی اتیلن خطی)، بی نظم(آمورف) با درصد تبلور پایین (پلی اتیلن شاخه‌ای)

دمای ذوب : در حدود ۱۲۰-۱۳۰ درجه سانتیگراد

دمای انتقال شیشه‌ای : در حدود ۸۰- درجه سانتیگراد( با توجه به درصد تبلور پلیمر تغییر می‌کند)

روش شناسایی:

پلی اتیلن، جامدی موم مانند، كه از نظر شیمیایی بی اثر است. در درجه حرارت معمولی در هیچ حلالی حل نمی شود و فقط به وسیله برخی هیدروكربن ها و تتراكلرید كربن متورم می شود. همچنین در مقابل اسیدها و قلیاها مقاومت خوبی دارد اما اسیدنیتریك غلیظ بر آن اثر می گذارد. پلی اتیلن در مجاورت با نور و اكسیژن به مرور فرسوده می شود. محلول و یا سوسپانسیون های پلی اتیلن در تتراكلریدكربن می توانند در درجه حرارت كلردار شوند و یك محلول نرم و الاستیكی را به وجود آورند.

کاربردهای پلی اتیلن

بسته بندی : فیلم ها ی بسته بندی ،محصولات بسته بندی ،صلب و سخت ( rigid) و نیمه سخت.

حمل و نقل : باک بنزین های خودرو

کاربردهای طبی : محصولات بهداشتی ، سینی های با کاربرد پزشکی و مخازن نگهداری دارو ،

کالاهای مصرفی : اسباب بازیها ،بطریهایی که به طریقه بادی قالب گیری می شون ،درب های بطری ،کالاهای خانگی ، ظروف آشپزخانه

لوازم خانگی : مخازن قابل حمل ، اسباب و اثاثیه گردش صحرایی در هوای آزاد و آبیاری ،

صنعتی : لوله ها ،اتصالات ،سطلها ، مخازن ، تجهیزات فرایندی و کالاها و قطعات سخت افزاری ویژه صنعت ساختمان

کالاهای الکتریکی .  کمپاند پلی اتیلن کاربرد آن تولید کابل های برق می باشد

کابلهای پلی اتیلنی

از فیلم‌های پلی اتیلنی برای بسته بندی مواد غذایی، البسه، کیسه‌های پلاستیکی، فیلم‌های محافظ درکاربردهای ساختمانی، عایق‌های رطوبت، گلخانه‌ها، پوششهای صندلی اتومبیلهای نو، تارپولین‌ها و غیره استفاده کرد. از کاربردهای دیگر آن می‌توان به استفاده از آن در عایق‌های الکتریکی کابلها وسیمها، ظروف خانگی، قطعات مختلف مصرفی در صنایع خودروسازی، قطعات تزریقی، انواع لوله‌ها، مخزنهای نگهداری مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی و از پودر آن برای بهبود خواص مختلف رزین‌های گرمانرم و گرماسخت و غیره اشاره کرد.

خشک کردن و رطوبت گیری یکی از عوامل اصلی بهبود به خصوص پلاستیکهای مهندسی می باشد.این نوع مواد در طی فرایند تولید، حمل و نقل و انبارداری رطوبت جذب می کنند و به عبارتی بهتر است در نظر داشت که تمامی پلیمرها با توجه به شرایط محیطی بالقوه دارای رطوبت اضافی می باشند بنابراین این رطوبت باید قبل از تولید باید از آنها خارج شود. وجود رطوبت اضافی در پلیمر باعث بروز مشکلاتی در طی تولید می گردد به جز اینکه محصول غیر استاندارد تولید می گردد باعث تاثیر منفی در ظاهر و برخی خواص قطعه تولیدی می شود.
پلاستیکها را در این خصوص می توان به دو گروه ذیل تقسیم نمود:
1. رطوبت زدا
پلاستیکهای نوع اول رطوبت را فقط بر روی سطحشان نگهداری می کنند که این رطوبت با استفاده از دمش هوای گرم قابل دفع می باشد بنابر این با این روش می توان پلاستیک را خشک و مورد استفاده قرار داد.
2. رطوبت گیر
در پلاستیکهای نوع دوم یعنی پلاستیکهایی که رطوبت گیر می باشند رطوبت داخل و در هسته گرانول مواد اولیه جمع شده و در این خصوص بهترین روش برای خشک کردن استفاده از خشک کننده های رطوبت زدا Dehumidifying dryer می باشد.
قبل از تولید PA،ABS،PET،PC،PS که تمایل فراوانی برای جذب رطوبت دارند وپلیمرهای رطوبت گیر مانند جهت اطمینان از رسیدن به یک محصول نهایی با کیفیت مناسب باید رطوبت گیری و خشک شوند.
رطوبت گیری نامناسب می تواند باعث کاهش خواص مکانیکی مانند ؛ مقاومت ضربه ای ، مقاومت کششی و اثرات نا مطلوب در ظاهر قطعه تولیدی گردد.
اهمیت خشک کردن پلاستیکها:
یکی از مزایای پلاستیکهای مهندسی نسبت به فات مقاومت مناسب آنها در برابر رطوبت، یا مقاومت مطلوب آنها در برابر پدیده زنگ زدن و خوردگی میباشد. همه پلاستیکها برخی اوقات با توجه به شرایط گوناگون رطوبت جذب میکنند (رطوبت داخل گرانول ها نفوذ می کند) معمولا این رطوبت در طی انبار کردن و تولید، جذب پلیمر شده و در صورت خشک کردن نامناسب این رطوبت در کیفیت محصول نهایی اثر منفی می گذارد. البته برخی از پلیمرها رطوبت را فقط بر روی سطحشان نکهداری می کنند که به آسانی قابل خشک کردن میباشد.اثرات منفی رطوبت گیری نامناسب مشکلات رایج خشک کردن نامناسب اغلب پلیمرها مانند پلی آمید، پلی کربنات، پلی سولفون به شرح ذیل می باشد:
1. سطح ظاهری
حبابهای ناشی از رطوبت میتواند باعث خرابی سطح ظاهری قطعه شود، این اثرات منفی به صورت ذیل نمایان می گردد:
- رگه های براق در سطوح
- انواع لک
- حبابهای داخلی
- نواقص ظاهری (مانند حفره …)
2.خواص فیزیکی و مکانیک
رطوبت می تواند باعث افت خواص فیزیکی و مکانیکی در پلیمر شود. حبابهای به وجود آمده از رطوبت میتواند باعث ایجاد حفره در داخل قطعه گردد. رطوبت همچنان می تواند باعث کاهش در وزن مولکولی بخاطر پدیده هیدرولیز شود.
کاهش خواص فیزیکی به صورت های ذیل رخ می دهد:
-- کاهش مقاومت ضربه ای
-- کاهش مقاومت کششی و کاهش در ازدیاد طول
برای پلاستیکهایی مانند پلی کربنات و پلی استر که مقاومت ضربه ای بسیار مهم می باشد رطوبت گیری و خشک کردن بسیار پر اهمیت است.
محتوی رطوبت در پلاستیک:
مقدار رطوبتی که یک پلیمر جذب می کند وابسته به چندین عامل می باشد. اولین عامل نوع پلیمر بوده به طوری که هر نوع دارای مشخصات جذب خاص خود می باشد. برخی از پلاستیکها تمایل بیشتری به جذب رطوبت دارند بنابراین رطوبت بیشتری نسبت به بقیه مواد جذب می کنند. نه تنها هر پلاستیک مشخصه جذب رطوبت خاص خود را دارد بلکه هر گریدی از یک نوع پلیمر هم می تواند مشخصات جداگانه ای داشته باشد.
شرایط آب و هوایی یا رطوبت در هوا، همچنین درجه حرارت هوای محیط و گرانول ها مؤثر در میزان جذب رطوبت می باشد.
عوامل مؤثر در خشک کردن:
متغیرهایی که مؤثر در خارج نمودن رطوبت یا خشک کردن می باشند عبارتند از : طبیعت پلیمر، خشکی هوا، درجه حرارت هوا و گرانول ها، مدت زمانی که پلیمر در معرض هوا قرار می گیرد.
رطوبت گیری و خشک کردن مناسب:
خشک کردن بر عکس عمل جذب می باشد یعنی خارج نمودن رطوبت از گرانول به حدی که رطوبت به حداقل میزان خود رسیده باشد. خشک کردن مناسب باعث یکنواختی تولید می گردد.

جدول دما و زمان خشک کردن پلیمرهای مهندسی

نوع پلیمر	دما (C)	زمان (Hr)	دانسیته توده (Kg /m3)
ABS	90	3-4	673
Acetal (Homopolymer)	95	1-2	641
Acetal (Copolymer)	100	1-2	641
Acrylic	80	2-3	673
Cellulose Butyrate	75	2-3	625
Cellulose Acetate	75	2-3	609
Cellulose Propionate	75	2-3	641
lonomer (Surlyn)	70	7-8	705
LCP (Xydar)	150	3-4	802
Nylon	80	4-5	657
Polycarbonate	120	3-4	641
P Carb/Pbt/Elast (Xenoy)	125	3-4	673
Peek	155	3-4	834
Pet-Bottle (Eastapak 9921)	170	5-6	834
Polyester (Rynite)	135	3-4	866
Pet(Thermx EGOOI)	130	4	673
P'Ester (PBT/Pet Valox 815)	0	4-5	770
Polyester (Pbt-Valox 420)	125	2-3	770
Polyester (Pet-Valox 700)	160	4-5	770
Petg (Easter Gn)	70	6	738
Pctg (Easter Dn)	75	6	721
Pctg/P'Carb (Eastalloy Da)	95	4-6	689
Pet (Thermx Cg 907)	70	4-6	657
Pet (Thermx Cg921 )	70	6	802
Peta (Thermx Ag 230)	165	4	705
Polyarylate	120	5-6	802
Polyetherimide	155	4-5	834
Polyethylene (Black)	70	3-4	545
PPO/Styrene (Noryl)	100	2-3	786
Polyphenylene Sulfide	140	2-3	802
Polysulfone	135	3-4	802
Polyurethane	80	2-3	770
SAN	80	3-4	641
SMA (Dylark)	95	2-3	609
TPE (Hytrel)	100	2-3	770

 

تولید MDF به زبان ساده

صنعت تخته فیبر یکی از صنایع نسبتا جدید در زمینه صنایع چوب است، به طوری که تخته فیبر نخستین بار به عنوان یکی از محصولات فرعی صنعت کاغذ توسعه پیدا کرد که علت آن هم تلاش هایی در جهت یافتن کاربردی مناسب برای حجم قابل توجهی از وازد روی الک در فرایند مکانیکی تهیه خمیر کاغذ بود که سرانجام در سال 98 منجر به ایجاد یک کارخانه تولید تخته فیبر عایق در انگلستان شد.

اولین کارخانه MDF (تخته فیبر با دانسیته متوسط) در سال 1965 در شهر دپوزیت ایالت نیویورک ساخته شد که محصول خود را با نام تجاری "بارابورد" به بازار عرضه کرد. بعد از آن به دلیل تحولی که این صنعت در استفاده از ضایعات چوبی ایجاد کرد، بسیار گسترش پیدا یافت. به طوری که امروزه حتی بازار سایر اوراق فشرده چوبی نظیر تخته خرده چوب و. را تحت تاثیر قرار داده است.

اولین کارخانجات تخته فیبر ایران در دهه 1340 با نام " فیبر رویال" در بندر نزلی و " فیبر بابلسر" به بهره برداری رسیدند. نخستین کارخانه تولید MDF ایران در بهار 1383 با نام " صنایع چوب خزر" به بهره برداری رسید. قابل ذکر است که بزرگترین کارخانه تولیدMDF جهان از ماده اولیه باگاس با ظرفیت 400000 تن در آینده در خوزستان به بهره برداری خواهد رسید که زمینه عظیمی برای صادرات این محصول استراتژیک فراهم می آید.

 تعریف:

 MDF یک محصول پانلی است که از ترکیب الیاف لینگوسلوی با رزین های مصنوعی یا هر نوع چسب مناسب دیگر تولید می شود. این پانل ها از دانسیته 496 تا 801 کیلو گرم بر متر مکعب (50-31 پوند بر فوت مکعب) در پرس داغ فشرده می شوند. چسبندگی داخلی کامل پانل به وسیله رزین مصنوعی و سایر چسب های آلی حاصل می شود.

در مقایسه با تخته خرده چوب، MDF دارای دانسیته یکنواخت تر در سراسر تخته و لبه های صاف تر و منسجم تر است که در نتیجه آن بهتر می تواند مورد ماشین کاری قرارگیرد. محصول نهایی می تواند به صورت سطح صاف و یا با رگه های دلخواه طرح چوب و. باشد که در این صورت نیاز به روکش شدن (با روکش طییعی و یا لمینت) مرتفع می شود.

(Medium Dencity Fibernation) مخفف MDF است. MDF فیبر با چگالی متوسط است که بصورت فشرده از ضایعات چوب تهیه می گردد و از مقاومت زیادی در مقابل رطوبت برخوردار است. MDFهمواره به عنوان مغز و درون کار در صنعت چوب مورد استفاده قرار می گیرد. آن چه MDF را زیبا می سازد پوشش روی آن است که بسته به نوع کارمتفاوت می باشد. از معروفترین روکش های MDF می توان PVC ، VINILIUM، HPL و فرمیکا را نام برد. لازم به ذ کر است فرمیکا بسته به نوع ضخامتش متفاوت می باشد.

بنابراین هرچه از روکش های ضخیم تر و مقاوم تر در پوشش MDF استفاده شود جنس مرغوب تری بدست خواهد آمد. MDF نوعی فیبر است که از خرده چوب به هم فشرده تحت فشار و حرارت به وجود می آید. اکنون در بیشتر موارد سازندگان کابینت از MDF به جای تخته سه لائی یا تخته های نئوپان استفاده می کنند.

دلائل استفاده:

مراحل اصلی تولید:

1- تهیه خمیر:

چوب درختان پس از قطع به صورت گرده بینه به کارخانه وارد می شود. در ابتدا پوست گرده بینه ها توسط دستگاه پوست کن برداشته می شود و سپس در دستگاه های خرد کن (chipper) به خرده چوب تبدیل می شوند. ماده اولیه ممکن است به صورت مازاد کارخانجات چوب بری و سایر صنایع باشد که در صورت نیاز وارد خرد کن ها شده و یا مستقیما وارد مرحله بخار دهی می شوند.

خرده چوب های تولید شده پس از یک مرحله شست و شو (برای تمیز شدن گرد و غبار و.) به منظور بخار دهی (steaming) وارد دیگ بخار تحت فشار می شوند. در این مرحله در اثر حرارت و فشار بخار، لیگنین (که همانند سیمانی الیاف چوب را در کنار یکدیگر نگه می دارد) نرم شده و ساختار سخت چوب به هم می ریزد.

پس از این مرحله، خرده چوب های بخار دهی شده وارد پالایشگر تحت فشار شده و در اثر عامل فشار و چرخش صفحات پالایشگر، الیاف چوبی از یکدیگر جدا می شوند. به منظور جدا سازی کامل لیگنین، الیاف شست و شو شده  و سپس وارد مرحله خشک کردن می شوند.

2- خشک کردن:

الیاف نسبتا مرطوب پس از خروج از پالایشگر به منظور خشک شدن اولیه و ورود به منطقه چسب زنی به یک پیش خشک کن گردان اولیه وارد می شوند. صرف نظر از این که از پیش خشک کن استفاده شود یا خیر، خشک کن های لوله ای شاخصی به منظور کاهش میزان رطوبت الیاف تا سطح رطوبت مورد نظر استفاده می شود.

در تولید MDF معمولا از سیستم های خشک کن لوله ای یک مرحله ای یا چند مرحله ای استفاده می شود. اکثر سیستم های خشک کن لوله ای چند مرحله ای به یک سیستم دو مرحله ای متصلند. در خشک کن های لوله ای چند مرحله ای، یک خشک کن لوله ای اولیه به همراه خشک کن لوله ای دو مرحله ای در ردیف های جداگانه نزدیک یک نقطه انتشار و نیز یک سیکلون باز یافت الیاف وجود دارد.

گرمای مور نیاز خشک کن های لوله ای از طریق سوزاندن مستقیم پروپان، گاز طبیعی و یا روغن تقطیر و یا گرمای مستقیم فراهم می شود.

3- چسب زنی:

توالی عملیات خشک کردن و چسب زنی، به روشی که رزین ها و سایر مواد افزودنی به الیاف می چسبند، بستگی دارد. رزین های اوره فرمالدئید (UF) متداول ترین چسب ها برای تولید MDF هستند. البته از رزین های دیگری نظیر فنل، ملامین و ایزوسیانات نیز برای این منظور استفاده می شود. برخی کارخانجات رزین ها را به داخل یک چسب زن زمان کوتاه (short retention) تزریق می کنند و برخی دیگر فرمولاسیون رزین را به داخل سیستم نازل ها تزریق می کنند.

اگر رزین به داخل یک چسب زن جداگانه اضافه شود، الیاف ابتدا خشک شده، به وسیله یک سیکلون بازیابی از سیستم هوای داغ جدا و وارد چسب زن می شوند. در چسب زن الیاف با رزین، موم و سایر مواد افزودنی آغشته شده و سپس به داخل مخزن ذخیره الیاف خشک منتقل می شوند. چنان چه از سیستم نازل چسب استفاده شود، الیاف ابتدا با رزین، موم و سایر افزودنی ها در یک خط نازل آغشته شده و سپس از طریق یک مجرا به داخل خشک کن منتقل می شود.

پس از خشک شدن، الیاف به وسیله یک سیکلون بازیابی از سیستم هوای داغ جدا شده و در نهایت وارد مخزن ذخیره الیاف خشک می شود.

4- پرس کردن و تولید تخته:

الیاف آغشته به چسب به وسیله هوا از مخزن ذخیره الیاف خشک به ماشین فرمینگ منتقل و از آن جا بر روی سیستم الک متحرک پیوسته می ریزند. کیک پیوسته تشکیل شده قبل از بارگذاری در پرس داغ می بایستی فشرده شود. پس از فشرده شدن اولیه مقداری اندازه بری صورت گرفته و ضایعات اندازه بری اولیه مجددا به ماشین فرمینگ بر می گردد. کیک الیاف مذکور پس از فشرده شدن و اندازه بری اولیه به پرس داغ منتقل می شود. گرما و فشار لازم به منظور واکنش چسب از طریق پرس فراهم شده و الیاف برای تولید پانل به هم می چسبند.

پرس کیک الیاف ممکن است در یک پرس پیوسته صورت پذیرد، یا کیک الیاف پیش پرس شده ابتدا توسط اره های برش هوا به صورت کیک های جداگانه ای بریده و سپس در پرس های چند طبقه بار گذاری  و سرانجام در پرس داغ نا پیوسته پرس شوند. گرمای صفحات پرس در کارخانجات تولیدMDF معمولا از طریق بخار یا روغن داغ تامین می شود.

بعد از پرس، تخته ها خنک شده، پس از سنباده زنی اندازه بری و سر انجام به ابعاد مورد نظر بریده می شوند. تخته های تولید شده می توانند رنگ شوند و یا با پوشش های ملامینه روکش شوند و در نهایت محصول نهایی به منظور حمل به محل استفاده بسته بندی می شود.

منبع: نشریه چوب و کاغذ

نویسنده: مهندس اسماعیل رسولی گرما رودی

اینم یه مطلب ساده راجع به ساخت کاغذ که قول داده بودم (ساده برای کلاس ششم )

روش ساخت کاغذ
 با این همه، از کاغذ برای بسته‌بندی، آرایش درونی ساختمان، صافی‌های صنعتی و پژوهشی و کارهای دیگر نیز بهره می‌گیرند. چینی‌ها نخستین مردمانی بودند که بیش از 2 هزار سال پیش کاغذهایی مانند کاغذهای امروزی ساختند. ایرانیان مسلمان شیوه‌ی ساختن کاغذ را از چینی‌ها آموختند و آن را بهبود بخشیدند. شهر سمرقند برای سال‌ها بزرگ‌ترین مرکز ساختن و خرید و فروش کاغذ بود. سپس، در شهرهای دیگر، از جمله بغداد، دمشق، قاهره، مغرب، جزیره‌ی سیسیل و شهرهای مسلمان‌ نشین اسپانیا، کارخانه‌های کاغذسازی به راه افتاد .

نوشتن پیش از کاغذ

پیش از ساختن کاغذ، مردمان باستان برای ماندگار کردن نظرهای خود از کنده‌کاری روی سنگ و چوب و لوح‌های گلی بهره می‌گرفتند. سومری‌ها از هزاره‌ی چهارم پیش از میلاد بر لوح‌های گلی می‌نوشتند. بابلی‌ها این روش را از سومری‌ها آموخته و کتاب‌خانه‌ی بزرگی از لوح‌های گلی درست کرده‌ بودند. آن‌ها گل را به صورت ورقه‌ای کلفت در می‌آوردند و پیش از آن که خشک شود، دانسته‌های خود را به خط میخی روی آن کنده‌کاری می‌کردند. سپس، آن را در آفتاب خشک می‌کردند یا در کوره‌‌های سفال‌پزی، می‌پختند. از این لوح‌های گلی پخته، شمار زیادی از ویرانه‌های شهرهای باستانی میان‌رودان، به‌ویژه بابل، به دست آمده است. نوشتن روی ورقه‌های مسی، برونزی و گاهی طلا نیز انجام می‌شد که لوح‌های زرین دوره‌ی هخامنشی‌ها از نمونه‌های آن‌هاست.

دست‌کم از هزاره‌ی دوم پیش از میلاد، آدمیان آموختند که می‌توانند از پوست جانوران کاغذ چرمی(پارشمن) بسازند. ایرانیان روی پوست گاو، گاومیش و گوسفند و رومی‌ها بر پوست خر وحشی می‌نوشتند. پوست‌ها پس از دباغی و صیقل‌کاری به اندازه‌ی نازک و نرم از کار در‌ می‌آمدند که در زیبایی و نیکویی شاهکار به شمار می‌آمدند. پارشمن ایرانی ویژگی‌های بهتری داشت. برای نمونه، ایرانیان برای از بین بردن بوی ناخوشایند چرم، در روند ساختن پارشمن، به آن گلاب می‌افزودند.  اوستا را نخستین‌بار روی 12 هزار پوست گاو نوشته بودند. عرب‌ها نیز روی پوست می‌نوشتند، اما چون گران بود، تنها برای نوشتن چیزهای بسیار مهم، مانند قرآن و قراردادها و پیمان‌نامه‌ها از آن بهره می‌گرفتند. آن‌ها نوشته‌های خود را بیش‌تر بر استخوان شانه‌ی شتر یا سنگ‌های نازک سفید یا شاخه‌های پوست کنده‌ی درخت خرما می‌نوشتند.

مصریان باستان از نزدیک 2 هزار سال پیش از میلاد ، از گیاه پاپیروس، که گونه‌ای از نی است، کاغذی می‌ساختند که به همان نام پاپیروس شناخته ‌شد و امروزه به صورت واژه‌ی Paper در زبان انگلیسی ماندگار شده است. مصری‌ها ساقه‌های پاپیروس را به صورت نوارهای باریکی می‌بریدند و آن‌ها را به گونه‌ای کنار هم می‌گذاشتند که مانند رشته‌های پارچه در هم فرو می‌رفتند. سپس، پاپیروس را در آفتاب خشک می‌کردند. به‌زودی، پاپیروس در تمدن‌های دیگر، از جمله یونان، روم و ایران، نیز به کار گرفته شد، اما چون آن گیاه در همه‌جا نمی‌رویید، کاغذ پاپیروس به فراوانی در دست نبود. البته، به نظر می‌رسد پاپیروس به دلیل دیگری در ایران چندان به کار نمی‌رفت، چرا که ابن‌عبدوس جهشیاری از بیان ابوجعفر منصور، خلیفه‌ی عباسی، نوشته است که:" ایرانیان حق داشتند که جز بر پوست کلفت و نازک بر چیز دیگری نمی‌نوشتند و می‌گفتند که ما جز بر آن‌چه در سرزمین ما فراهم می‌شود بر چیز دیگری نمی‌نویسیم."

مردم هندوستان روی برگ و پوست برخی درختان می‌نوشتند. ابوریحان بیرونی در این‌باره نوشته است که مردم بخش‌های جنوبی هند برگ‌های درختی به نام تاری را، که مانند درخت نخل و نارگیل است، به هم می‌چسباندند و روی آن‌ها می‌نوشتد و سپس آن برگ‌ها را با نخ به هم می‌چسباندند. شاید به همین دلیل باشد که امروزه به صفحه‌های کتاب یا دفتر، برگ می‌گویند. در سرزمین‌های شمالی هند پوست درخت توز را صیقل می‌دادند و روی آن می‌نوشتند. سپس برگه‌های نوشته شده را شماره می‌گذاردند و در پارچه‌ای می‌پیچیدند و نگهداری می‌کردند. نامه‌ای که پادشاه هند به انوشیروان نوشته بود و مسعودی در مروج‌الذهب به آن اشاره کرده است، بر پوست درخت بوده است. ایرانیان نیز برخی از نوشته‌های خود را بر توز، یعنی پوست گیاه خدنگ، می‌نوشتند. ابن‌ندیم از بیان ابومشعر بلخی نوشته است که:" ایرانیان برای آن‌که نوشته‌هایشان پایدار بماند روی توز می‌نوشتند که از درخت خدنگ به دست می‌آمد و خدنگ همان گیاهی است که چوب محکم دارد و از چوب آن تیر برای کمان می‌سازند." به نظر می‌رسد رومی‌ها نیز بخشی از نوشته‌های خود را روی پوست درختان ماندگار می‌کردند. چرا که واژه‌ی لاتین Liber ، به معنای پوست درونی درخت، برای کتاب به کار می‌رفت. اکنون نیز به جایی که کتاب‌ها در آن نگهداری می‌شود، Library ، یعنی کتاب‌خانه، می‌گویند.

از کاغذ چینی تا کاغذ ایرانی

چینی‌های باستان نخست روی پارچه‌ی ابریشم می‌نوشتند، اما از نزدیک 150 سال پیش از میلاد، آموختند که می‌توانند پوست درخت توت را خرد کنند، به صورت خمیر درآورند و از آن کاغذ بسازند. آن‌ها به کاغذهای خود ساقه‌های کتان و رشته‌های تور ماهی‌گیری کهنه نیز می‌افزودند تا محکم‌تر شود. هر چند گیاهان در بیش‌تر جاها یافت می‌شدند، اما چینی‌ها شیوه‌ی ساختن کاغذ را به صورت راز نگه داشته بودند. این راز زمانی فاش شد که عرب‌های مسلمان در سال 133 هجری/751 میلادی، اسیرانی را از چین با خود به سمرقند، از بزرگ‌ترین و شناخته‌شده‌ترین شهرهای دیرین ایران، آوردند. از جمله‌ی اسیرانی که صالح‌بن‌زیاد از چین با خود به سمرقند آورد، کسانی بودند که در کار ساختن کاغذ مهارت داشتند. ایرانیان مسلمان شیوه‌ی ساختن کاغذ را از آنان یاد گرفتند و آن را بهبود بخشیدند و به‌زودی سمرقند بزرگ‌ترین مرکز خرید و فروش کاغذ در جهان شد.

ایرانیان مسلمان برای ساختن کاغذ از پنبه و کتان و دیگر مواد گیاهی نیز بهره گرفتند و گونه‌هایی از کاغذهای نازک، کلفت، شفاف و بادوام ساختند. کاغذ ایرانی را تا نزدیک یک قرن از سمرقند و خراسان به جای‌جای سرزمین‌های اسلامی می‌بردند. سرانجام پس از نزدیک یک سده، به سال 794 میلادی، به فرمان فضل‌بن‌یحیی برمکی ، وزیر هوشمند ایرانی، نخستین کارخانه‌ی کاغذسازی را در بغداد بر پا کردند. سپس، جعفربن‌یحیی‌برمکی فرمان داد که در دیوان‌ها به جای پوست از کاغذ بهره گیرند. به این ترتیب، بهره‌گیری از کاغذ به جای پاپیروس در جای‌جای سرزمین‌های اسلامی رونق گرفت و کارخانه‌های زیادی در شهرهای سوریه، فلسطین، مصر، تونس، مراکش و مغرب ساخته شد.

با این که، کارخانه‌های کاغذسازی در جای‌جای سرزمین‌های اسلامی ساخته شد، کاغذ ایرانی همچنان بهترین کاغذ به شمار می‌رفت و بارها در کتاب‌های تاریخی از کاغذ سمرقندی و خراسانی سخن گفته شده است. برای نمونه، ابن‌ندیم از شش گونه کاغذ، که در روزگار او رواج داشته، سخن گفته است: "کاغذ خراسانی را از کتان می‌ساختند و به قولی ساختن آن از زمان بنی‌امیه معمول شد و به قولی در عهد بنی‌عباس. برخی می‌گویند که ساختن آن قدیمی است و برخی آن را چیزی جدید می‌دانند. می‌گویند برخی از هنرمندانی که از چین به خراسان رفته بودند، آن را بر اساس کاغذ چینی ساختند و اما گونه‌های آن عبارت‌اند از سلیمانی، طلحی، نوحی، فرعونی، جعفری و طاهری."

نام‌هایی که ابن‌ندیم بر می‌شمارد، نام کاغذسازان ماهر یا فرمان‌ورایانی است که به ساختن کارخانه‌های کاغذسازی فرمان دادند که بیش‌تر آن‌ها ایرانی هستند. کاغذ جعفری منسوب است به جعفر برمکی، کاغذ طاهری به طاهر دوم از فرمان‌روایان خراسان(دودمان طاهری)، کاغذ نوحی به‌ نوح سامانی، از فرمان‌روایان سامانی، کاغذ طلحی به طلحه‌بن طاهر( از طاهریان)، کاغذ سلیمانی به سلیمان راشد، فرمان‌روای خراسان در زمان هارون‌الرشید، کاغذ جعفری به جعفر برمکی و کاغذ فرعونی، که با بهترین پاپیروس مصری رقابت می‌کرده است و به نظر می‌رسد به همین دلیل به نام فرعونی شناخته شده است، اما سازنده‌ی آن مشخص نیست. از دیگر کاغذهای شناخته شده‌ی آن زمان می‌توان کاغذ جیهانی، مامونی و منصوری را نام برد. کاغذ جیهانی به شهر جیهان در خراسان بزرگ، کاغذ مامونی به مامون عباسی و کاغذ منصوری به ابوالفضل منصور‌بن‌نصربن‌عبدالرحیم از مردمان سمرقند، منسوب است.

شواهدی وجود دارد که در جای‌جای سرزمین‌های اسلامی شیوه‌ی کاغذسازی ایرانیان را در پیش می‌گرفتند. برای نمونه، سمعانی در کتاب الانساب خود درباره‌ی کاغذ منصوری نوشته است: " از کسانی که به نسبت کاغذی شهرت کرده‌اند، یکی هم ابوالفضل‌منصوربن‌نصربن‌عبدالرحیم کاغذی است از مردم سمرقند که به سال 423 هجری در سمرقند وفات یافت. کاغذ منصوری در تمام سرزمین ‌ه ای اسلامی شناخته شده است و شیوه‌ی ساختن آن را تقلید می‌کنند." با این همه، شواهدی نیز در دست است که در دیگر سرزمین‌های اسلامی نیز در شیوه‌ی ساختن کاغذ پیشرفت‌هایی رخ داده بود. چنان‌که ناصر خسرو، که در سال 438 هجری/1047 میلادی از شهر طرابلس دیدن کرده بود، درباره‌ی کاغذی که در آن‌جا ساخته می‌شده است می‌گوید که:" در نکویی و زیبایی مثل کاغذ سمرقند بلکه بهتر از آن است."

ایرانیان مسلمان در کار بهبود ساختن کاغذ به نوآوری‌های جالبی دست پیدا کرده بودند که به چند مورد اشاره می‌شود:

1. آهار زدن به کاغذ: ایرانیان که در کار ساختن کاغذ پوستی(پارشمن) تجربه‌های زیادی داشتند کوشیدند آن تجربه‌ها را در ساختن کاغذ جدید نیز به کار گیرند. از این رو، به کاغذ نشاسته‌ی گندم می‌زدند که سطح کاغذ را برای نوشتن با جوهر مناسب‌تر می‌کرد.

2. بهره‌گیری از آب‌دنگ: این دستگاه کوبه‌ای پتک‌مانند بود که با چرخاب به جنبش در می‌آمد و از آن برای خرد کردن تکه‌های بزرگ چوب بهره می‌گرفتند. به گفته‌ی ابوریحان بیرونی، در سمرقند از پتک‌هایی استفاده می‌شد که با نیروی آب به کار می‌افتادند.

3.بهره‌گیری از قالب خیزران. نوارهایی از چوپ خیزران را مانند حصیر به هم می‌بافتند و برگه‌های کاغذ خیس را  برای آبکشی روی آن می‌گذاشتند و پس از این که آب آن گرفته شد در حالی که ورقه هنوز مرطوب بود، آن را برمی‌داشتند. این کار به سازنده‌ی کاغذ امکان می‌داد به طور پیاپی ورقه‌های کاغذ را روی همان یک قالب آبکشی کند. پیش از آن، ورقه‌ی کاغذ را روی پارچه‌ی درشت‌بافی پهن می‌کردند، اما تا زمان خشک شدن ورقه‌ی کاغذ، نمی‌توانستند آن را از روی پارچه بردارند.

4. بهبود کاغذ و بازیافت آن. افزودن موادی مانند بذرک، پنبه و کهنه پاره‌های کتان به ترکیب کاغذ و هم‌چنین بهره‌گیری از خرده پاره‌های کاغذ و پارچه‌های کهنه که در بهبود کاغذ سودمند بود و شیوه‌ای از بازیافت نیز بود. 

5. کاغذ رنگی. در برخی دست‌نوشته‌های نویسندگان مسلمان دستورهایی برای ساختن کاغذ به رنگ‌های قرمز، سبز، آبی، صورتی، زرد، پیازی و ارغوانی وجود دارد و حتی نوشته شده است که چگونه می‌توان کاری کرد که برگه‌های کاغذ کهنه و دیرین به نظر برسند.

کاغذ در اروپا

کاغذسازی از شمال آفریقا به سرزمین‌های مسلمان نشین اروپا، یعنی جزیره‌ی سیسیل(صقلیه) در ایتالیا و شهرهای شاطبه و قرطبه در اسپانیا(اندلس) راه یافت و در سال 1276 میلادی در ایتالیا و اسپانیا به فراوانی به کار می‌رفت. نخستین‌بار زایران مسیحی که از زیارت‌گاهی در اسپانیا بازمی‌گشتند، چند تکه کاغذ ساخت مسلمانان را با خود به مرکز اروپا بردند. پیش از آن، اروپایی‌ها از کاغذ پوستی و پاپیروس برای نوشتن بهره می‌گرفتند. اما کاغذ مسلمانان بر آن دو ماده‌ی نوشتنی برتری داشت. از این رو، بازرگانی نورنبرگی در سال 1390 میلادی نخستین کارخانه‌ی کاغذسازی را در آلمان بر پا کرد و در این کار از کاغذسازان ایتالیایی بهره گرفت که خود آن‌ها از شاگردان مسلمانان بودند. نخستین کارخانه‌ی کاغذسازی انگلستان نیز در سال 1490 کار خود را آغاز کرد که البته چیزی نبود جز یک آسیاب آبی از کار افتاده که برای خرد کردن چوب به کار گرفته شد.

کاغذسازی آرام‌آرام در اروپا گسترش یافت، اما تا سده‌ی نوزدهم میلادی ، مانند سرزمین‌های اسلامی، به صورت دستی انجام می‌شد. کاغذسازان قالبی بزرگ و پهن داشتند که شبکه‌ای توری مانند از سیم‌های نازک به هم بافته شده داشت. قالب را در ظرف بزرگی فرو می‌بردند که دارای خمیری آبکی از چوب خرد شده‌ی درخت بود. سپس قالب را از ظرف بیرون می‌آوردند، در حالی که سطح آن را لایه‌ی نازکی از خمیر چوب پوشانده بود. آن‌گاه قالب را چنان به راست و چپ و عقب و جلو تکان می‌دادند تا لایه‌ی یک‌دست و همواری از خمیر چوب به وجود آید و آب آن نیز بیرون رود. برگه‌ی خیس کاغذ را روی پارچه‌ی پشمی می‌گذاشتند و پارچه‌ی دیگری را روی آن برگه‌ی کاغذ می‌گذاشتند و برگه‌ی کاغذ دیگری را روی آن پارچه دومی می‌گذاشتند و همین طور برگه‌های کاغذی و پشمی را یک‌در میان روی هم می‌چیدند. در پایان، بسته‌ی به دست آمده را زیر ابزار فشرده کننده می‌گذاشتند تا آب آن بیرون بیاید. سپس کاغذها را در انباری آویزان می‌کردند تا خشک شوند. سرانجام، کاغذها را در حمام ژلاتین فرو می‌بردند و بار دیگر خشک می‌کردند تا آب زیادی را به خود نگیرند.

در سال 1798 میلادی، لوئیس رابرت فرانسوی دستگاه کاغذساز را اختراع کرد که بسیار ساده بود و قالب کاغذسازی آن چیزی مانند نوار نقاله بود که آن را با دست می‌چرخاندند و در نتیجه کاغذسازی را به طور پیوسته انجام می‌دادند. در سال 04، هنری و سیلی فوردرینیر نمونه‌ی بهبود یافته‌ای از آن را در انگلستان ساختند. پس از این، دستگاه‌های دیگری ساخته شد که در کار آماده‌سازی خمیر کاغذ بسیار کارآمد بودند. سرانجام در سال‌های پایانی سده‌ی نوزدهم میلادی، دستگاهی ساخته شد که همه‌ی مرحله‌های آماده‌سازی خمیر تا ساختن برگه‌های کاغذ را انجام می‌دهد. نمونه‌های امروزی این دستگاه‌های خودکار نزدیک 100 متر داراز و 4 متر پهنا دارند و کاغذ را به صورت طاقه‌های استوانه‌ای بزرگی می‌سازند که ممکن است بیش از 20 تن وزن داشته باشند.

ساختن کاغذ

تکه‌ای کاغذ بردارید. آن را از میان پاره کنید و با دقت به لبه‌ی پارگی نگاه کنید. در لبه‌ی پارگی، رشته‌های نازک و مو مانندی را می‌بینید که همانند رشته‌های پشمی نمد، در هم تنیده‌اند. این رشته‌‌ها از مولکول‌هایی به نام س لو ل ز ساخته شده‌اند. سلو مولکولی نخ مانند و دراز است که پیکر گیاهان را می‌سازد. هر یک از رشته‌هایی را که درلبه‌ی پارگی کاغذ می‌بینید، از هزاران مولکول سلو درست شده‌ که مانند رشته‌های طناب به دور هم پیچیده‌اند. چوب درختان مقدار زیادی سلو دارند. از این رو، کاغذ را از چوب آن‌ها می‌سازند.

برای ساختن کاغذ، درختان را می‌برند و به کمک دستگاه‌‌های ویژه‌ای، تنه‌ی آن‌ها را ریز ریز می‌کنند. سپس، تکه‌های کوچک چوب را با مواد شیمیایی(از جمله سود، سولفات یا سولفیت) و مقدار زیادی آب داغ، مخلوط می‌کنند. به این ترتیب، خمیری از رشته‌های سلوی به دست می‌آید. آن‌گاه، خمیر را روی یک توری فی می‌ریزند تا آب اضافی خود را از دست بدهد. سپس خمیر از لابه‌لای چند غلطک می‌‌گذرد و آب خود را بیش‌تر از دست می‌دهد. پمپ‌های مکنده‌ی آب، به این کار کمک می‌کنند. سرانجام، خمیری که به صورت ورقه‌ی درازی درآمده است، با گذشتن از لابه‌لای غلطک‌های داغ، که در دستگاه‌های بزرگ بیش از 100 عدد است، خشک می‌شود و به صورت کاغذ در می‌آید. در پایان کار، دستگاهی که به رایانه ارتباط دارد، کلفتی کاغذ، اندازه‌ی آب و شمار سوراخ‌های احتمالی موجود در آن را بررسی می‌کند. در صورتی که کلفتی کاغذ در همه‌جا یکسان باشد، اندازه‌ی آب مناسب باشد و تعداد سوراخ‌ها چندان زیاد نباشد، کاغذ برش می‌خورد و به بازار فرستاده می‌شود.

گاهی با بهره‌گیری از مواد دیگری، کاغذهای بهتری ساخته می‌شود. برای مثال، برای این که کاغذ سطح صاف‌تری داشته باشد و آب زیادی به خود نگیرد، نشاسته یا رزین به دست آمده از درخت کاج را به آن می‌افزایند. برای ساختن کاغذهای بسیار نرم و سفید نیز کاغذ را از لابه‌لای غلطک‌هایی می‌گذرانند که دمای بیش‌تری دارند و سطح آن کاغذ‌ها را با مخلوطی از خاک چینی و آب می‌پوشانند. هم‌چنین، برای این که کاغذ محکم‌تر شود، به آن پنبه می‌افزایند. اگر هم بخواهند از کاغذ، دستمال کاغذی درست کنند، به آن نرم‌کننده می‌افزایند و با کمک مواد شیمیایی، میکروب‌های آن را از بین می‌برند. بنابراین، با بهره‌گیری از مواد گوناگون می‌توانیم کاغذهای ویژه، مانند کاغذهای صافی، کاغذهای روغنی، کاغذهای خوش‌بو، کاغذ نقاشی، کاغذ خوش‌نویسی، کاغذهای صنعتی، کاغذ دست‌شویی و گونه‌های دیگر، ساخت.

کاغذسازی در ایران امروز

هرچند ایرانیان از پیشگامان ساختن کاغذ بودند، اما پس از اختراع دستگاه کاغذساز در اروپا، انبوهی از کاغذهای اروپایی به ایران و دیگر سرزمین‌های اسلامی وارد شد و بازار کاغذسازان دستی را که از شاگردان خود پس افتاده بودند، کساد کرد. پس از زمان اندکی، کاغذهای دستی برای همیشه برچیده شدند و زمان زیادی نگذشت که حتی خاطره‌ی پیشگامی در کاغذسازی نیز از یادها رفت. پس از چندی، نخستین دستگاه‌های کاغذسازی به کشورهای اسلامی وارد شد و ساختن کاغذ به شیوه‌ی نوین آغاز شد.

نخستین کارخانه‌ی کاغذسازی ایران پیش از جنگ جهانی دوم بنیان‌گذاری شد، اما چندان موفق نبود تا این که بیش از 50 سال پیش دستگاه کاغذساز دست دومی به ایران وارد شد و در کرج به کار انداخته شد. کاغذهای ساخت این کارخانه نیز نتوانست با کاغذ خارجی رقابت کند و آن کارخانه به‌زودی به‌صورت کارخانه‌ی مقواسازی درآمد. در سال 1326 خورشیدی نیز شرکتی با سرمایه‌گذاری حسن‌علی حکمت، دکتر صلح‌دوست، عیسائیان و چند نفر دیگر، در ورامین بنیان‌گذاری شد که کاغذهای باطله‌ی ادراه‌ها و سازمان‌ها خوراک آن بود. سپس، در سال 1346 شرکتی به نام شرکت سهامی کاغذ پارس با سرمایه‌ی اولیه‌ی 550 میلیون ریال در هفت‌تپه بنیان‌گذاری شد و نخستین کارخانه‌ی کاغذسازی ایران در سال 1349 کار خود را آغاز کرد.

در سال 1352، بزرگ‌ترین کارخانه‌ی کاغذسازی ایران به نام مجتمع صنایع چوب و کاغذ ایران(چوکا) با مشارکت وزارت صنایع(60 درصد سهام) وزارت شاورزی و عمران روستایی(40 درصد سهام) در کیلومتر شش جاده‌ی رضوان‌شهر به تالش بنیان‌گذاری شد و در سال 1357 کار خود را آغاز کرد. اوج‌ گیری انقلاب اسلامی و پیروزی مردم ایران بر نظام شاهنشاهی پهلوی به بسته‌شدن بسیاری از کارخانه‌ها از جمله همین کارخانه‌ی کاغذسازی انجامید که بیش‌تر از سوی خارجی‌ها اداره می‌شد. از سال 1361 تلاش‌های برنامه‌ریزی شده‌ای برای راه اندازی دوباره‌ی تولید کاغذ آغاز شد و با تحویل کارخانه به سازمان صنایع ملی ایران در سال 1364، این تلاش‌ها به بار نشست و از آن سال است که این کارخانه در کار ساختن کاغذ ایرانی بسیار پویا و کارآمد شده است. 

کاغذ و هنر

کاغذ نه تنها در نگارش بلکه در هنر نیز نقش مهمی دارد و برخی هنرها، مانند خوشنویسی و نقاشی، پیوند تنگاتنگی با کاغذ دارند. از این رو، طی سالیان دراز کوشیده‌اند کاغذهایی با ویژگی‌های مناسب برای کار هنری بسازند. گاهی نیز خود کاغذ یکی از پایه‌های اصلی کار هنری می‌شود که نمونه‌ی آن را در کلاژ  و به شیوه‌ای چشمگیرتر در هنر کاغذبری(قطاعی) می‌بینیم. کاغذبری یکی از شاخه‌های هنری دیرپا، اما فراموش شده است و در آن، هنرمند پس از طراحی روی کاغذ ساده یا رنگین، نقش را با قیچی یا کارد مخصوص(شفره) از میان کاغذ در می‌آورد و آن را بر زمینه‌ای به رنگ دیگر می‌چسباند.

به نظر می‌رسد خاستگاه اصلی این هنر در چین باشد. چینیان دریچه‌های پنجره‌های خود را به جای شیشه با کاغذ می‌پوشاندند و آن کاغذها را با رنگ یا کاغذبری‌های رنگین آرایش می‌کردند. این هنر در سده‌ی نهم هجری به ایران وارد شد و به کوشش شیخ عبدالله کاتب، دوست محمد مصور، میر محمد باقر قاطع، دوست مصور، میرمحمد طاهر مجلد، یاری مذهب هروی، مظفر علی تربتی، نذر علی قاطع و میرقاسم مذهب به شکوفایی رسید. نمونه‌های زیبایی از کارهای آن استادان در موزه‌های ایران و ترکیه نگهداری می‌شود.

هنر کاغذبری از ایران به ترکیه(عثمانی) و سپس از آن‌جا به کشورهای دیگری مانند سوئیس، فرانسه و لهستان، راه یافت و در آن سرزمین‌ها مورد توجه قرار گرفت و همچنان به آن می‌پردازند. این هنر در لهستان چنان گسترشی یافت که اکنون هنرشناسان لهستانی بسان هنر ملی به آن می‌نگرند. نزدیک نیم سده پیش(1950 میلادی) نیز کتابی به نام "کاغذبری ملی در لهستان" از سوی ناشری گمنام در ایران منتشر شد و ایرانیان بار دیگر از این راه با هنری كه زمانی در آن سرآمد بودند،  آشنا شدند

PVC پلی وینیل کلراید

پلی ­وینیل کلراید (PVC)
این پلیمر از لحاظ تولید، سرعت رشد خوبی را از خود نشان می­دهد. از دلایل مهم این امر، تنوع زیاد این پلیمر است. PVC می­تواند به عنوان یک پلاستیک قوی وسفت بکار رود، یا با انواع نرم­کننده­ها آمیزه کاری شده ، پلاستیک انعطاف­پذیرتولید کند. در تولید کیسه­های خون که به وفور مورد استفاده قرار گرفته و جنبه حیاتی دارد، از همین پلیمر استفاده می­شود. چرا که این پلیمر در عین انعطاف­پذیر بودن، مقاومت بالایی از خود نشان می­دهد. از مزایای این پلیمر مقاومت خوب آن در مقابل چربیها ، روغنها و اسیدها و بازها می­باشد. همچنین خواص نارسایی الکتریکی خوبی دارد و در برابر شعله مقاوم است. به علاوه PVC در مقابل آب، مقاومت خوبی دارد. بالاخره از مهمترین مزیتهای این پلیمر نسبت به سایر پلاستیک­ها، کیفیت بی­نظیر آن است که سبب می­شود به راحتی با انواع نرم­کننده­ها آمیخته گشته ، محصولات پلاستیکی از سخت­ترین شکل تا انعطاف پذیرترین شکل را تولید کند. چنین تنوعی را هیچ پلاستیک دیگری نشان نمی­دهد.
PVC در دو دسته عمده تولید می­شود: نوع سخت و نوع انعطاف­پذیر، اگر PVC با نرم­کننده آمیخته نشود و یا با مقدار کمی از آن آمیخته گردد، یک پلاستیک قوی و سخت بدست می­آید . حوزه مصرفی نوع سخت این پلیمر، لوله و اتصالات ساختمانی و نیز استفاده در پوشش­های خارجی و پاتل­های ساختمانی می­باشد. PVC سخت در موارد از قبیل مجاری فاضلاب، ناودانها، لاستیکهای درزگیر در و پنجره قطعات اتومبیل، کارت­های اعتباری و قالب­گیری بادی بطری­ها به مصرف می­رسد.
مصارف PVC انعطاف­پذیر، متنوع است. از تولید انواع کاغذ دیواری و رومبلی تا تولید ورق و فیلم از جمله موارد استفاده این پلیمر می­باشد. سایر کاربردهای آن در خط کشی استخرهای شنا، اسباب بازیهای متورم شونده، شیلنگ­های باغچه­ای، پرده­های حمام، رومیزیها و . خلاصه می­گردد.
در حال حاضر ، مصرف جهانی این پلیمر 4/27 میلیون تن است که رقمی معادل 16 درصد از مصرف پلیمرهای اساسی را به خود اختصاص داده است. پیش­بینی می­شود که تا سال 2013 مصرف این پلیمر در جهان بالغ بر حدود 8/38 میلیون تن گردد. بررسی ظرفیت­های تولید و میزان مصرف جهانی PVC بین سال­های 1990 تا 2001 به طور متوسط رشد سالانه 5/4 درصد را نشان داده است.

لاستیک- طبیعی و صنایع

ولکانیزاسیون

در اوایل سده شانزدهم، کلمب و دیگر کاوشگران اسپانیایی مشاهده کردند که سرخپوستان آمریکایی جنوبی با توپی که از شیره گیاهی یا شیرابه ی انواع خاصی از درختان درست شده بود بازی می کردند. یکی از نام هایی که سرخپوستان بر شیرابه اطلاق می کردند هِـوِئا بود، و مهمترین درختی که شیرابه مزبور را از آن به دست می آوردند هوئا برزیلینسیس نام داشت. گر چه کاوشگران اسپانیایی مقداری از این" صمغ هندی" را با خود به اروپا آوردند، اما استفاده چندانی از آن نشد، تا سرانجام جوزف پریستلی، کاشف اکسیژن، نشان داد که مالش آن بر خطوطی که با مداد نوشته شده باشند، آنها را پاک می کند. بر اساس همین کاربرد نسبتاً عوامانه اما با وجود ای پر فایده، امروزه در زبان انگلیسی لاستیک راRUBBER می خوانند.

علت این که اروپاییان در طی دو قرن نتوانستند استفاده مهمی برای لاستیک بیابند این بود که در دماهای زیاد نرم، چسبنده، و در دماهای کمتر سفت و شکننده می شد. چار مکینتاش اسکاتلندی دو قطعه پارچه را از لاستیک می پوشاند و در حالی که لاستیک در و سط آن دو به عنوان چسب عمل می کرد، آنها را به یکدیگر می فشرد؛ بدین ترتیب با استفاده از چسبندگی لاستیک در حرارت های بالا، مصرفی برای لاستیک هندی پیدا کرد.

مکینتاش از پارچه مضاعفی که با این روش ضد آب شده بود برای تولید بارانی استفاده می کرد. بدین ترتیب بارانی مکینتاش اختراع شد، و هنوز هم در انگلستان لباس های بارانی را که از پارچه های امروزی تهیه شده باشند به همین نام می خوانند.

در ابتدا چکمه ها و کفش هایی که از لاستیک یا پارچه های پوشیده از لاستیک تهیه شده بودند در انگلستان تولید و به ایالات متحده صادر می شدند؛ بعدها در دهه 30، در خود ایالات متحده به مرحله تولید رسیدند. اما چندی نگذشت که آمریکاییان از کفش هایی که در زمستان سفت و در تابستان نرم و بی شکل می شدند بیزار شدند. در همین زمان بود که چار گودییر وارد صحنه شد.

گودییر در سال 00 در نیوهیون کانتیکت به دنیا آمد. پدرش مخترع و تاجر ناموفقی بود. گودییر جوان دوست داشت راهی برای مقاوم ساختن لاستیک در برابر تغییرات دما بیابد تا در مصارف گوناگونی کاربرد پیدا کند. این علاقه به شیفتگی عمیقی تبدیل شد که سلامتی و سرمایه اندکی را که او و خانواده اش در فاصله سالهای 30 تا 39 داشتند، به باد داد. دراین مدت گودییر چندین بار به زندان بدهکاران افتاد؛ برای تامین غذا و مسکن محتاج خویشاوندانش شد؛ اما باز هم شیفتگی اش باقی بود. یکی از شکست های زندگی اش فروش تعداد زیادی کیسه نامه به دولت بود که برای ضد آب شدن با لاستیک آمیخته شده بودند، اما هنوز آنها را از کارخانه بیرون نبرده بودند که در برابر گرما چسبناک و بی شکل شدند.

پس از تلاش های ناموفق و غیرعلمی بسیاری که برای بهبود لاستیک انجام داد، در یکی از این تلاش ها که قصد داشت آن را با گوگرد مخلوط کند، تصادفاً مخلوطی از لاستیک و گوگرد با اجاق تماس پیدا کرد. گود ییر در کمال شگفتی مشاهده کرد که لاستیک ذوب نشد، بلکه مثل قطعه ای چرم فقط کمی سوخت. گودییر بلافاصله به اهمیت این تصادف پی برد. بعدها دخترش گفت:

همچنان که از اتاقش می گذشتم، بر حسب اتفاق قطعه صمغ کوچکی را که نزدیک آتش گرفته بود دیدم و نیز متوجه شدم که بر اثر اکتشافی که ظاهراً کرده بود، برخلاصه همیشه حالتی سرزنده داشت. قطعه صمغ را در سرمای شدید بیرون در آشپزخانه بر میخی آویزان کرد. وقتی آن را صبح روز بعد به داخل آورد، با خوشحالی بر دست بلندش کرد. آن را درست مثل روز قبل که بیرونش گذاشته بود، ارتجاعی یافت.

گودییر پس از انجام آزمایش های بیشتر، بهترین دما و مدت حرارت را برای تثبیت لاستیک تعیین کرد. تقاضای ثبت اکتشافش را کرد، و در سال 44 فرایند خود را بر اساس نام خدای آتش روم باستان، ولکان، فرایند ولکانیزاسیون نامید، که به نام او ثبت شد.

پسنوشت

وقتی لاستیک در مجاورت گوگرد حرارت داده شود، اتمهای گوگرد زنجیره های بلند مولکول های پلیمری لاستیک را به یکدیگر متصل می کنند و بدین ترتیب ماده زمینه ای لاستیک را به توده یکپارچه ای تبدیل می کنند که حساسیت کمتری به تغییر دما نشان می دهد.

اگر بخواهیم تعریف والپول را به طور کاملاً دقیق تفسیر کنیم، کشف تصادفی ولکانیزاسیون لاستیک به دست گودییر را نمی توان بخت یارانه نامید. به جای اینکه چیزی را که مورد جست و جو نبود به طور تصادفی کشف کند، تصادفاً راه حلی پیدا کرد که سخت به دنبال آن بود. همان طور که در دیباچه گفته ام نمونه های بسیاری از تصادف های پر برکت می توان یافت که وقوع آنها منجر به اکتشافاتی شده است، و تا زمانی که این حوادث اتفاق نیفتاده بودند، کسانی که به دنبال چیزی بودند آن را نمی یافتند. این تصادف ها درست آن مفهومی را که منظور والپول از بخت یاری بود نمی رسانند، ولی آن قدر شبیه اند که می توان آنها را شبه بخت یاری نامید.

گودییر حتی پس از کشف فرایند ولکا نیزاسیون هم زندگی خوشی نداشت. درگیر دفاع قانونی از حق امتیاز اکتشافش شد، و اگر چه دانیال وبستر توانست در یکی از پرونده های نقض امتیازش او را در دادگاه پیروز کند، اما تا زمان مرگش در سال 60 ، هرگز نتوانست از زیر بار سنگین بدهیهایش کمر راست کند. با این حال فرایند ولکا نیزاسیون منجر به فعالیت گسترده ای در زمینه تولید و مصرف لاستیک شد. تا سال 58، ارزش اجناس تولید شده از لاستیک به حدود 5000000 دلار رسید. بزرگترین شرکتهای لاستیک سازی از جمله شرکت گودییر از سال 70 به بعد در آکرون اوهایو تاسیس شدند. این قبل از اختراع اتوموبیل، کامیون و هواپیما بود، که قسمت اعظم لاستیکی که امروزه مصرف می شود در تایرهای آنها به کار رفته است.

لاستیک صناعی

دو لاستیک صناعی که برای نخستین بار با موفقیت تجاری همراه بودند، یعنی نئوپرن و تیوکول، هر دو برحسب تصادف تولید شدند. کشف نئوپرن شبه بخت یارانه و کشف تیوکول بخت یارانه بود.

شیمیدانان با حرارت دادن لاستیک در شرایط تنظیم شده و شناسایی قطعاتی که از تجزیه آن به دست می آمد، مطالبی در باره ساختار مولکولی لاستیک آموختند. یکی از این قطعات ایزوپرن بود، که ترکیبی پنج کربنی با دو پیوند مضاعف است. در سال 1920 هرمان استاودینگر مقاله معروفی نوشت که در آن برای ساختار فراورده های طبیعی مهمی نظیر لاستیک، سلولوز، و پروتئین ها، و نیز برخی مواد صناعی که ویژگی های مشابهی داشتند، توجیهی ارائه شده بود. به نظر وی این مواد، که ظاهراً با ترکیبات آلی ساده تر تفاوت مرموزی داشتند، پلیمر بودند ( این کلمه از دو واژه یونانی پلی به معنای چندین و مروس به معنای پاره یا قطعه مشتق شده است). پلیمرها از مولکول های عظیمی تشکیل شده اند که در آنها واحدهای تکرارشونده با همان انواعی از پیوندهای شیمیای که در ترکیبات ساده تر دیده می شوند به هم متصل شده اند. به عنوان نمونه فرمول مولکول لاستیک چنین پیشنهاد شد:

فرض شد که تعداد زیادی واحد ایزوپرن " منومر" ( لغتاً به معنای " یک پاره" ) در درخت کائوچو طی واکنش های زیست شناختی به یکدیگر متصل می شوند و مولکول های پلیمری بزرگ لاستیک به دست می آید.

پس از آنکه این فرمول برای لاستیک طبیعی پیشنهاد شد، تلاشهای زیادی برای تهیه نوعی لاستیک صناعی که ساختار مولکول و خاصیت ارتجاعی لاستیک به دست آمده از درخت را داشته باشد انجام شد. ایزوپرن در معرض کاتالیزورهای مختلفی قرار گرفت تا معلوم شود آیا به شکل چیزی مثل لاستیک پلیمریزه می شود یا نه. این تلاش ها به اندازه ای موفقیت آمیز بودند که مشخص شد نظریه استاد و دینگر صحیح است، اما جنبه های جزئیتر ساختار مولکولی ناشناخته بودند، تا سرانجام کارل زیگلر در 1953 کاتالیزورهای تنظیم کننده آرایش فضایی را کشف کرد ( در فصل 26 در باره این اکتشاف بخت یارانه توضیح داده شده است). معلوم شد که در لاستیک طبیعی آرایش واحدهای منومر ایزوپرن " تمام – سیس" است؛ این آرایش را می شد با کاتالیزورهای جدید در لاستیک صناعی تقلید کرد، در حالی که کاتالیزورهای قبلی باعث ایجاد آرایش اتفاقی واحدهای سیس و ترانس می شدند. تنها از این موقع بود که تولید لاستیک صناعی مقدور گردید، به نحوی که تقریباً نمی شد فرقی بین آن و همتای طبیعی اش گذاشت. امروز مهمترین عامل تعیین کننده استفاده از لاستیک طبیعی یا صناعی در ساخت تایر و تولیدات دیگر قیمت نفت است، که ماده اولیه لاستیک صناعی است.

دکتر و. س. کلکات، که در آزمایشگاه جکسون شرکت دوپون پژوهش می کرد، متوجه تحقیقاتی که پدر نیولند در دانشگاه نوتردام انجام داده بود شد. نیولند کشیشی کاتولیک، رئیس نوتردام و شیمیدان بود. او با انتشار نتایج تحقیقاتش نشان داد که استیلن، هیدروکربنی که فرمولH2 C2 را دارد، تحت شرایطی یک یا دوبار به خود اضافه می شود، و وینیل استیلن و دی وینیل استیلن، که مولکول هایی با فرمولC6H6,C4H4 هستند، ایجاد می کند. به عقیده کلکات ممکن بود این دیمرها و تریمرها آن قدر به واحد سازنده لاستیک طبیعی، یا ایزوپرن، شباهت داشته باشند که بتوان از آنها برای تهیه لاستیک صناعی استفاده کرد. عده ای از شیمیدانان زیر دست خود را در دوپون به این کار مشغول ساخت، اما موفقیتی نصیب شان نشد، بنابر این نزد والاس کارودرز رفت، که در ایستگاه آزمایشی دوپون که محل انجام مهمترین پژوهش ها در زمینه پلیمرها بود مقام سرگروهی داشت.

کارودرز به مسئله علاقه مند شد. از شیمیدانی به نام آرنولد کالینز که زیر نظرش کار می کرد خواست تا نمونه ای از مخلوط خامی را که به روش نیولند از استیلن به دست می آمد تخلیص کند. وقتی کالینز این کار را انجام داد توانست مقدار ناچیزی مایع جدا کند که به نظر می رسید نه وینیل استیلن باشد نه دی وینیل استیلن، و نیولند نیز آن را شرح نداده بود. اما آن را دور نریخت، بلکه در مدت تعطیلات آخر هفته بر میز کارش در کناری گذاشت. وقتی دوشنبه برگشت متوجه شد که مایع سفت شده است، و وقتی آنرا بررسی کرد، دریافت که حالتی لاستیکی پیدا کرده است، تا حدی که وقتی آن را روی میزش می انداخت، برمی گشت.

شاید بگویید این هیچ تصادف نبود، بلکه همان چیزی بود که کلکات انتظارش را می کشید یا حتی پیش بینی می کرد. اما وقتی این جامد لاستیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، معلوم شد شکل پلیمری هیدروکربن استیلن نیست، بلکه در آن کلر وجود دارد، که کاملاً غیر مترقبه بود. ظاهراً این کلر ناشی از اسید کلریدریک (HCI) بود که در روش نیولند برای به دست آوردن دیمر و تریمر استیلن استفاده می شد، و به وینیل استیلن اضافه شده بود. محصولی که از این اضافه شدن به دست آمد به دلیل شباهتش به ایزوپرن، کلروپرن نام گرفت. تنها تفاوتی که وجود داشت این بود که در مولکول منومر آن، اتم کلر به جای یک گروه متیل ( واحدی مولکولی متشکل از یک اتم کربن متصل به سه اتم هیدروژن، یعنی CH3) قرار گرفته بود. این پلیمر یزاسیون خود به خودی کلروپرن در طی تعطیلات آخر هفته بر میزکالینز ایجاد جامد لاستیک مانندی کرده بود که شرکت دوپون نئوپرن نامید.

معلوم شد که این لاستیک صناعی جدید بر خلاف لاستیک طبیعی مقاومت زیادی در برابر نفت، بنزین واوزون دارد. همین ویژگی ها باعث شد دوپون آن را با وجود گرانتر بودنش در مقایسه با لاستیک طبیعی، در سال 1930 تولید و به بازار عرض کند. نئوپرن هنوز هم مفید و ارزشمند است؛ دوامش در کار بردهای سنگینی همچون شلنگهای صنعتی، پوشش کف کفش، درزگیری دور شیشه ، تسمه های انتقال نیروهای مکانیکی سنگین و پوشش کابل های برق، اثبات شده است. از کاربردهای تازه و جالب آن، استفاده از نئوپرن به عنوان ماده چسباننده کمربندهای چرمی دو لایه است: با این ماده می توان دو نوار چرمی سیاه و قهوه ای را بدون دوزندگی بطور دایمی به هم چسباند و کمربندهای دو رنگ قابل تعویض تولید کرد.

در سال 1924 ج . س . پاتریک تصمیم گرفت از مقادیر زیاد اتیلن و گاز کلر که محصول جانبی فرایندهای صنعتی بود، ماده مفیدی تهیه کند. از قبل می دانستندکه از ترکیب این دو ماده دی کلرید اتیلن به دست می آید؛ پاتریک مشغول آزمایش بر روی واکنش مواد مختلف با دی کلرید اتیلن بود، به این امید که اتیلن گلیکول، که محصول قابل فروشی بود، تولید شود. یکی از موادی که امتحان کرد پلی سولفید سدیم بود. واکنش این ماده با دی کلرید اتیلن موجب تولید مایع گلیکولی که به دنبال آن بود نشد، بلکه ماده ای نیمه جامد و لاستیکی به دست آمد. پاتریک بی درنگ به اهمیت بالقوه این جسم لاستیکی پیش بینی نشده پی برد، و طرح پژوهشی گسترده ای را آغاز کرد که پس از مدت کوتاهی به در خواست ثبت امتیاز و تاسیس شرکتی برای تولید این لاستیک صناعی جدید منجر شد.

شرکت شیمیایی تیوکول، که پاتریک رئیس آن بود، تیوکول A را در سال 1929 به بازار فرستاد. ساختار مولکولی آن با لاستیک طبیعی کاملاً تفاوت داشت، ولی در عین حال ارتجاعی بود. نسبت به لاستیک طبیعی یک برتری داشت و آن اینکه مثل نئوپرن در برابر مواد نفتی مقاوم بود. اما چندی نگذشت که عیب بزرگ آن معلوم شد: بوی گندی داشت!

شرکت تیوکول و دیگران لاستیک های پلی سولفید متعددی تولید کردند. در به کار گرفتن آنها از مقاومتشان در مقابل فراورده های نفتی و ویژگی های عایقکاری خوبشان نظیر درزگرفتن دور شیشه های اتومبیل و پوشاندن مخازن سوختی که در بالهای هواپیماها وجود دارند استفاده می شد. چون لاستیک های تیوکول را می شد در دمای پایین تثبیت کرد، مدتی از آنها به عنوان چسباننده و جزئی از سوخت های جامد موشک برای پرتاب ماهواره ها و سفینه های فضایی به مدار استفاده می شد.در سال 1982 شرکت نمک مورتون، شرکت تیوکول را خرید و تشکیل شرکت مورتون تیوکول را داد؛ هر دو شرکت قبل از ادغام در یکدیگر مواد شیمیایی تخصصی تولید کرده بودند و پس از ادغام نیز به کار خود ادامه دادند. شرکت مورتون تیوکول که از پیمانکاران عمده در ساخت شاتل فضایی نا فرجام چلنجر بود، دچار بدنامی زیادی شد. اما حلقه O شکلی که انفجار سفینه فضایی مزبور را به آن نسبت می دادند از لاستیک های صناعی پلی سولفید تیوکول نبود، بلکه آن را از ویتون، نوعی پلیمر ارتجاعی که از لحاظ شیمیایی بیشتر به تفلون شباهت دارد، تهیه کرده بودند