|
چگونگي كاهش مشكلات دفرمگي و اختلاف ابعادي در قطعات پلي پروپيلني با رنگهاي مختلف
نوشين بيات/ كارشناس بسته بندي واحد تحقيق و توسعه پاكشو
استفاده از رنگدانه ها در توليد قطعات پلي پروپيلني رنگي, مي تواند باعث ايجاد مشكلاتي از قبيل تاب برداشتگي, دفرمگي و تغيير ابعادي قطعات مي شود. اين مشكل مخصوصا براي توليد كنندگان قطعات پلي پروپيلني يك شكل, در رنگهاي مختلف, با هدف توليد قطعات رنگي با ابعاد يكسان, بسيار آزار دهنده است. اين عدم يكنواختي ابعادي در قطعات توليد شده در يك كارگاه يا كارخانه توليدي قطعات پلاستيكي مي تواند باعث ايجاد مشكلات ذيل گردد:
- افزايش ضايعات
- از دست دادن زمان مفيد توليد
- گيركردن و جدانشدن قطعه از قالب به علت تغييرات ابعادي و توقف دستگاه هاي توليدي
- طولاني شدن زمان توليد قطعات
- بوجود آمدن اختلاف در وزن قطعات توليد شده در يك سيكل توليد
اصولا تمامي رنگدانه هاي مورد استفاده در توليد قطعات پلي پروپيلني, باعث ايجاد مشكلات نام برده نمي شوند و مي توان جهت جلوگيري از ايجاد اينگونه مشكلات, قبل از توليد, بدنبال رنگدانه هايي بود كه خاصيت ذاتي آنها اينگونه نمي باشد ولي متاسفانه اينگونه رنگدانه ها محدود بوده و تنوع رنگ كمي دارند. در اين متن سعي شده است كه در مورد موارد ذيل توضيحاتي داده شود:
- كريستال ها چگونه در پلي پروپيلن ايجاد مي شوند؟
- مواد هسته زا در پلي پروپيلن چگونه عمل مي كنند؟
- مواد هسته زاي موجود در بازار كدامند؟
- چرا رنگدانه هاي مختلف باعث ايجاد درصدهاي مختلفي از جمع شدگي در قطعه پلي پروپيلني و در نهايت ايجاد تاب برداشتگي در آن مي شوند؟
- چگونه از مواد هسته زا استفاده كنيم تا اثرات منفي رنگدانه ها را كاهش دهيم؟
پلي پروپيلن چگونه سرد و كريستالينه مي شود؟
پلي پروپيلن ذاتا, پليمري با ساختار نيمه كريستالي است. اين به اين معني است كه در ساختار مولكولي اين ماده مناطق حاوي كريستال و مناطق بدون كريستال (آمورف) وجود دارند. زماني كه مذاب پلي پروپيلن در قالب شروع به سرد شدن مي كند, كريستال هايي بنام اسفروليتها در منطقه كريستالي پليمر تشكيل مي شوند. اگر ماده اي با خاصيت ايجاد هسته, در محيط موجود باشد, اين ماده بعنوان يك نقطه شروع يا جوانه اي براي ايجاد كريستال هاي بيشتر و يا رشد بيشتر كريستال هاي موجود, عمل مي كند. در اين صورت كريستال هاي پلي پروپيلن سريعتر رشد كرده, ابعاد كوچكتري خواهند داشت و تعدادشان بيشتر خواهد شد.
مواد هسته زا چه هستند و چگونه عمل مي كنند:
كلا, سه دسته مواد هسته زا در بازار پليمري وجود دارند:
- مواد هسته زاي معمولي, مانند تالك و بنزوات سديم
- مواد هسته زاي پيشرفته, مانند نمك هاي فسفات هاي استر
- مواد هسته زاي فوق العاده, مانند هايپرفرم
هر يك از مواد هسته زاي نام برده, باعث بالارفتن دماي كريستالينيزه شدن پلي پروپيلن و ايجاد كريستالها و يا رشد سريع آنها در دماهاي بالاتر مي شوند.
استفاده از اين مواد هسته زا, باعث پايين آمدن تاب برداشتگي و اختلاف در جمع شدگي قطعات توليد شده رنگي پلي پروپيلني مي شود.
چرا رنگدانه ها باعث ايجاد مشكلات ابعادي مي شوند:
برخي از رنگدانه ها, مانند مواد هسته زا عمل مي كنند و زماني كه به پلي پروپيلن اضافه مي شوند, باعث ايجاد دماهاي مختلف كريستالينيزگي در پلي پروپيلن و در نتيجه آن ايجاد درصدهاي مختلفي از جمع شدگي در قطعات توليدي با آنها مي شوند. مشكل اصلي اين است كه رنگدانه هاي مختلف, باعث ايجاد سطوح مختلفي از درجه ايجاد كريستال در پلي پروپيلن مي شوند. اين عدم يكساني رفتار, در رنگدانه هاي مصرفي در توليد يك نوع قطعه در رنگهاي مختلف, باعث ايجاد ابعاد مختلف قطعات يك شكل در رنگهاي مختلف توليد شده در يك كارگاه هستند. در تصوير ذيل, مشخص است كه هر رنگدانه مصرف شده در پلي پروپيلن, دماي كريستالينيتي خاصي را در پلي پروپيلن ايجاد مي كند و در نتيجه آن, هر رنگدانه مصرفي باعث ايجاد درصد مختلفي از جمع شدگي در قطعه توليدي شده است. پس, جهت توليد قطعات پلي پروپيلني با رنگهاي مختلف در يك كارگاه توليدي, بايستي مرتبا پارامترهاي توليد در فرآيند تغيير كند تا يكنواختي و يكساني ابعادي قطعات توليد شده, حاصل گردد و اين كار مسلما در كار يك كارگاه توليدي, مخصوصا در شيفت شب, كار بسيار سخت و زمان بري است.
چگونه مي توان فرآيند ايجاد هسته در پلي پروپيلن مورد استفاده در توليد قطعات را تراز كرد؟
با استفاده از مواد هسته زاي موجود در بازار, مي توان تغيير دماي كريستالينيتي ايجاد شده توسط رنگدانه هاي مختلف را يكنواخت نمود. اين مواد هسته زا با توجه به خاصيت هسته زايي قوي تر و سريعتر خود در مقايسه با رنگدانه هاي مصرفي در توليد و رقابت با آنها, اين دما را يكنواخت مي كنند.
در نهايت, استفاده از مواد هسته زا (براي مثال مواد هايپرفرم), با عث:
- كاهش ضايعات توليد
- كاهش پرت زمان توليد
- كاهش گير كردن قطعه در قالب و توقف دستگاه توليد
- كاهش زمان توليد
- توليد قطعات يك شكل با رنگهاي مختلف, در ابعاد يكسان و رفع مشكل تاب برداشتگي و دفرمگي قطعه مي شوند.
|