|
مقاومت در مقابل خش برداشتگي و آسيب ديدگي سطحي
نوشين بيات/كارشناس پليمر واحد تحقيق و توسعه بازار شركت پاكشو
استفاده از پلي اولفين ها, مانند پلي پروپيلن و پلي پروپيلن هاي اصلاح شده با رابرها, در صنايع خودرو سازي و ساير صنايع مهندسي رونق ويژه يافته است. علت اين رونق يافتگي, امكان بازيافت, وزن كم و قيمت پايين اين مواد, در مقايسه با ساير مواد پليمري مهندسي است. ولي عيب بزرگ استفاده از اين مواد در اين صنايع كه كيفيت قطعات توليد شده آنها بايستي بالا باشند, مقاومت پايين اين مواد در مقابل خش برداشتگي است و براي مثال, اين مسئله در توليد قطعات تزئيني مورد استفاده در صنعت خودروسازي مانند پنل ها, كنسول ها و روكش هاي پنل هاي دربها, بسيار حائز اهميت است. مقاومت در مقابل خش برداشتگي در ساير صنايع, مانند صنايع مبلمان سازي نيز بسيار مهم است. مهندسين و محققين صنايع نام برده بدنبال بالا بردن اين مقاومت در پلي اولفين ها هستند تا بتوانند از اين مواد در جايگزيني با مواد پليمري مهندسي گران قيمت و انواع فلزها استفاده نمايند. مقاومت در مقابل خش برداشتگي پلي اولفين ها را مي توان با استفاده از كوتينگ ها, فيلرهاي معدني و ساير افزودني ها بهبود بخشيد. ولي با توجه به اينكه وابستگي ميزان و درجه مقاومت در مقابل خش برداشتگي با توجه به نوع مواد پليمري مصرفي, درصد فيلر و رنگ استفاده شده در توليد قطعه و حتي به شرايط توليد قطعه بالا است, استفاده از تكنولوژي هاي جديد بكارگرفته شده در توليد مواد افزودني ويژه در جهت بالا بردن اين مهم, رونق چشم گير يافته است.
ايجاد خش در قطعه و اندازه گيري مقاومت در مقابل خش برداشتگي در قطعه:
سطوح قطعات پلاستيكي به طرق مختلف دست خوش آسيب ديدگي قابل رويت مي شوند: خش برداشتگي در اثر تماس قطعه با يك جسم تيز, ساييده شدن بعلت تماس قطعه با يك جسم ساينده و .. كه باعث تغيير براقيت سطح قطعه مي شوند. يك خش زماني ايجاد مي شود كه يك قطعه تسليم نيروي وارده از طرف يك جسم دندانه دار يا كنگره اي شود و در نتيجه آن تسليم, دچار مقداري دفرمگي گردد. يك خش ايجاد شده در سطح غيريكنواخت باعث پراكندگي غيرهمگن نور و سفيدتر جلوه داده شدن خش مي شود. يكي از روش هاي بهبود اين اثر ايجاد شده, به حداقل رساندن زبري پليمر مصرفي در توليد قطعه و در نتيجه پايين آوردن در اصطلاح, شانه خش ايجاد شده در سطح قطعه پليمري و در نهايت, كاهش پراكندگي نور تابيده بر سطح است.
جهت اندازه گيري آسيب ديدگي سطح يك قطه از روشي هاي مختلفي مي توان استفاه نمود, يكي از اين روش ها, روش پنج انگشتي تست خش ناميده مي شود كه معمولا در صنايع خودرو سازي آمريكا استفاده مي شود و درجه رويت خش ها را پس از ايجاد اين خش ها با استفاده از فشارهاي مختلف با يكديگر مقايسه مي كند. در روش Erichsen كه معمولا در صنايع خودروسازي اروپا متداول است, مقدار تغيير رنگ ايجاد شده در اثر سفيدگي ايجاد شده در يك خش اندازه گيري مي شود. در دانشگاه تگزاس آمريكا به تازگي يك دستگاه تست ساخته شده است كه تست ايجاد خش را با فشار بسيار كم آغاز مي كند و بصورت خطي تا يك حد خاص از پيش تعين شده, فشار را افزايش مي دهد. قطعه استفاده شده در تست, نهايتا, تحت يك فشار, دچار خش برداشتگي مي شود و اين خش يا بصورت سفيدگي و يا بصورت تغيير سطحي قابل رويت است. با استفاده از تكنيك هاي ميكروسكوپي و يا با استفاده از روش هاي مطالعه تصاوير گرفته شده از سطح مي توان آسيب سطحي ايجاد شده در اين تست را بصورت كامل, مطالعه و يا اندازه گيري نمود و سپس اختلاف در عرض خش هاي مختلف ايجاد شده در تست را مي توان بصورت تابعي از فشار رسم نمود و از اين نمودار در جهت محاسبه به اصطلاح سختي خش استفاده نمود.
٭ مواد معدني: مواد معدني مانند تالك و سنگ معدني والستونايت در پلي اولفين ها معمولا جهت پايين آوردن قيمت قطعه و همچين بهبود بخشيدگي به خواصي مانند مقاومت حرارتي در قطعه, استفاده مي شوند ولي در كنار اين مهم, با توجه به اثرگذاري نوع ماده معدني استفاده شده در شكل ظاهري خش هاي كه بر روي قطعه ايجاد شده اند, در حال حاضر سنگ معدني والستونايت بسيار بسيار نرم, جهت بهبود مقاومت در مقابل خش در قطعات تزئيني داخلي و بيروني مورد استفاده در خودرو سازي و در توليد قطعات با عمر مفيد بالا استفاده مي شود. در كنار اين سنگ معدني, گريدهاي ويژه اي از تالك نيز مي توانند مقاومت در مقابل خش و آسيب ديدگي سطحي را بهبود بخشند.
٭ مواد نانو: خاك رس نانويي اصولا در توليد قطعات مورد استفاده در صنايع خودروسازي جهت كاهش دانسيته و كاهش ضريب انبسط حرارتي استفاده مي شوند ولي اين مواد در كاهش درجه رويت خش ايجاد شده بر روي قطعات نيز بسيار مفيد هستند.
٭ عوامل لغزنده كننده: مانند Erucamide كه با مواد ترموپلاستيك مخلوط مي شوند, به سطح قطعه پليمري مهاجرت مي كنند و يك لايه واكسي را بر روي سطح قطعه ايجاد مي كنند كه ضريب اصطهكاك قطعه را پايين آورده و در نتيجه درجه رويت خش ايجاد شده بر روي سطح را كاهش مي دهند.
٭ سيلوكسين ها: مستربچ هاي جديد سيلوكسين نيز مي توانند در قطعات پليمري مقاوت خوبي در مقابل خش برداشتگي را براي طولاني مدت ايجاد كنند. از اين نوع مواد افزودني در حال حاضر در توليد قطعاتي مانند كاورهاي كيسه هاي هواي داخل اتومبيل ها, تودوزي و تزئينات نرم پنل هاي درب هاي خودرو و .. استفاده مي شود.
|