کامپوزیت های چوب-پلاستیک (WPC) موادی هستند که از پلاستیک بازیافتی و ضایعات چوب تهیه میشوند و تولید و استفاده از آن ها در دهه گذشته مورد توجه زیادی قرار گرفته است. از کامپوزیت های چوب-پلاستیک در زمینه های گوناگونی مانند کفپوش، نرده، حصار، صندلی های پارک، چارچوب در و پنجره و … استفاده می گردد.
دانشمندان ادعا میکنند که کامپوزیت های چوب-پلاستیک نسبت به سایر جایگزین های چوب مقاوم تر در برابر پوسیدن، دارای سازگاری بیشتر با محیط زیست دارند و نیاز به نگهداری کمتری دارند.
روان کننده های مورد استفاده در کامپوزیت های چوب-پلاستیک
کامپوزیت های چوب-پلاستیک (WPC) موادی هستند که از پلاستیک بازیافتی و ضایعات چوب تهیه میشوند و تولید و استفاده از آن ها در دهه گذشته مورد توجه زیادی قرار گرفته است. از کامپوزیت های چوب-پلاستیک در زمینه های گوناگونی مانند کفپوش، نرده، حصار، صندلی های پارک، چارچوب در و پنجره و … استفاده می گردد.
دانشمندان ادعا میکنند که کامپوزیت های چوب-پلاستیک نسبت به سایر جایگزین های چوب مقاوم تر در برابر پوسیدن، دارای سازگاری بیشتر با محیط زیست دارند و نیاز به نگهداری کمتری دارند.
الوارهای کامپوزیت چوب-پلاستیک از ضایعات چوب مانند خاک اره -و دیگر الیاف پایه سلولزی مانند الیاف ساقه نیشکر، پوسته بادام زمینی، بامبو و ..- و پلاستیک های بازیافتی یا غیربازیافتی مانند LDPE، HDPE، PVC، PP، ABS، PS، PLA و … تشکیل می شوند.
به کمک افزودنی هایی مانند رنگدانه ها، جفت کننده ها(سازگارکننده ها)، پایدارکننده ها، فوم کننده ها، تقویت کننده ها و روان کننده ها میتوان خواص محصول نهایی را بهینه کرد. در این مقاله قصد داریم به بررسی روانکننده ها که یکی از مهمترین افزودنی های مورد استفاده در کامپوزیت های چوب-پلاستیک هستند، بپردازیم.
افزودنی های روان کننده و کنترل کننده رئولوژی در کامپوزیت های چوب-پلاستیک
تاثیر اهمیت انتخاب افزودنی ها بر روی کیفیت محصول کمتر از اهمیت انتخاب مواد خام و تجهیزات تولید محصول نیست. برای انتخاب افزودنی های مناسب و به میزان بهینه، ابتدا باید قطعه مورد نظر برای ساخت تعیین شود، ویژگی های مورد نظر مشخص گردد، مواد اولیه و تکنولوژی مورد نظر برای فرآورش محصول انتخاب شوند و سپس به سراغ افزودنی ها رفت.
یکی از افزودنی های مورد استفاده روان کننده ها هستند.
روان کننده یک اصطلاح عمومی است که به تعداد زیادی از مواد شیمیایی اطلاق میشود که روی رفتار رئولوژیکی مذاب های ترموپلاستیک اثرگذارند؛ خواه این مواد حاوی الیاف باشند یا نباشند. برای توصیف دقیق ترِ روان کننده ها از اصطلاحاتی مانند واکس، کمک فرآیند، عامل ضد چسبندگی، عامل رهاکننده، اصلاح کننده جریان و … استفاده میشود.
بیشتر این اصطلاحات عملکرد را توصیف میکنند در حالی که واکس، توصیف ظاهر تعداد زیادی از روان کننده هاست، صرف نظر از ساختار شیمیایی آن ها.
استفاده از عبارات روان کننده «داخلی» و «خارجی» نیز متداول است که به صورت زیر تعریف میشوند:
- روان کننده های داخلی بر ویسکوزیته و جریان اثرگذارند زیرا این افزودنی ها با رزین و مذاب سازگارند و کمک میکنند زنجیرها راحت‌تر روی هم سر بخورند.
- روان کننده های خارجی که عامل ضد چسبندگی هستند. این دسته از روان کننده ها با مذاب پلیمری ناسازگار بوده، به سطح مهاجرت کرده و سبب روان کنندگی بین مذاب و تجهیزات فلزی فرآیند میگردند.
واکس ها گروهی از محصولات با ساختار شیمیایی گوناگون هستند. بیشتر این دسته از محصولات، بر پایه نفت یا روغن هستند. واکس های بر پایه روغن از تری گلیسیریدهای طبیعی (چربی ها و روغن ها) استخراج میشوند. واکس های بر پایه نفت شامل پارافین، واکس میکروکریستالی و واکس پلیمری میباشد.
واکس های پلیمری از لحاظ ساختار شیمیایی مشابه تعداد زیادی از ترمو پلاستیک ها هستند اما به دلیل وزن مولکولی پایین، رفتاری مشابه واکس ها دارند.
انتخاب روان کننده ها بسته به پلیمر و(تا حدودی) الیاف مورد استفاده متفاوت است. متداول ترین روان کننده ها برای کامپوزیت های چوب-پلاستیک بر پایه پلی الفینها، استئارات فلزی، آمیدها و استرها هستند.
استئارات ها روان کننده هایی با قیمت مناسب هستند که روان کنندگی خارجی را فراهم می کنند و خواص جریان نیز معمولا با واکس های آمیدی به تعادل میرسد. پرکاربردترین استئارات فلزی در کامپوزیت های چوب-پلاستیک بر پایه پلی الفینها استئارات روی است.
نکته حائز اهمیت در تهیه فرمولاسیون، در نظر گرفتن احتمال واکنش بین استئارات فلزی و جفت کننده های مالئیکه است که در صورت استفاده از این نوع جفت کننده، باید به سراغ انواع دیگر روان کننده رفت. واکس های آمیدی نیز به دو گروه بیس-آمیدها و مونو-آمیدها تقسیم بندی میشوند که استفاده از اولی به عنوان روانکننده در کامپوزیت ها متداولتر است.
پرکاربردترین بیس-آمید، EBS (اتیلن بیس استیرآمید) است.
استفاده از پی وی سی به دلیل خواص و قیمت مناسبی که دارد، در صنعت کامپوزیت متداول تر شده است. برای فراورش پی وی سی نسبت به سایر ترمو پلاستیک ها نیاز به افزودنی های بیشتری است که یکی از این افزودنی ها، روان کننده است.
روان کننده های مورد استفاده در مورد کامپوزیت های پی وی سی، استئارات کلسیم و پارافین به همراه روان کننده های استری و یا واکس پلی اتیلن اکسیده شده است. یک اشتباه که برخی ممکن است برای بهبود جریان پی وی سی مرتکب شوند، استفاده از نرم کننده به جای روان کننده است.
اگرچه هم روان کننده های داخلی و هم نرم کننده ها سبب بهبود جریانپذیری مذاب پی وی سی میشوند، اما نرم کننده ها سبب انعطافپذیری محصول نهایی میگردند، در حالی که روان کننده ها چنین اثری ندارند.
❌کپی مطالب،نمودارها،تصاویر و ... صرفا با درج منبع بلامانع است .