اصلاح‌کننده ضربه‌پذیری
اصلاح‌کننده ضربه‌پذیری در پلیمرها
اصلاح‌کننده ضربه‌پذیری یکی از افزودنی‌های مهم در صنایع پلیمری هستند که برای بهبود مقاومت به ضربه و چقرمگی مواد پلیمری، به‌ویژه PVC سخت، به کار می‌روند. این مواد در طیف وسیعی از محصولات، از جمله پروفیل‌ها، لوله‌ها، اتصالات و قطعات قالب‌گیری‌شده، استفاده می‌شوند و در برابر تخریب ناشی از ضربه، دما و شرایط جوی، عملکرد بهتری ایجاد می‌کنند.
چرا از اصلاح‌کننده‌های ضربه‌پذیری استفاده می‌شود؟
PVC سخت به‌طور ذاتی مقاومت به ضربه پایینی دارد، به‌ویژه در دماهای پایین. استفاده از اصلاح‌کننده‌های ضربه‌پذیری، خواص مکانیکی این پلیمر را بهبود می‌بخشد. این مواد با جذب انرژی ضربه توسط فاز لاستیکی، مقاومت در برابر ترک و شکست را افزایش می‌دهند.
انواع اصلاح‌کننده‌های ضربه‌پذیری
1. ترپلیمر آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS):
این ماده به‌طور گسترده در ترکیبات سخت استفاده می‌شود و بهبود استحکام ضربه در دمای اتاق و دماهای پایین را به همراه دارد. همچنین در قطعات شفاف و محصولات قالب‌گیری‌شده به کار می‌رود.
2. ترپلیمر متاکریلات-بوتادین-استایرن (MBS):
این اصلاح‌کننده در بسته‌بندی‌های شفاف مانند بطری، فیلم و ورق استفاده می‌شود. علاوه بر افزایش استحکام ضربه، شفافیت و مقاومت شیمیایی این مواد را حفظ می‌کند.
3. پلی‌اتیلن کلرینه‌شده (CPE):
این ماده علاوه بر بهبود خواص ضربه‌پذیری، خواص آب‌وهوایی عالی و روان‌کنندگی داخلی دارد. از آن در لوله‌های PVC سخت و محصولات مقاوم در برابر شرایط جوی استفاده می‌شود.
4. کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA):
این ماده علاوه بر بهبود خواص ضربه، مقاومت به شرایط آب‌وهوایی را نیز افزایش می‌دهد.
5. اصلاح‌کننده‌های اکریلیک:
این مواد علاوه بر افزایش استحکام ضربه، اثرات مثبت در فرآیند تولید دارند. آن‌ها پدیده تورم دای را کاهش داده و خواص فرآیندی و آب‌وهوایی را بهبود می‌بخشند.
روش‌های اصلاح ضربه‌پذیری در پلیمرها
- اضافه‌کردن نرم‌کننده‌ها: با افزایش انعطاف‌پذیری پلیمر، مقاومت به ضربه را افزایش می‌دهند.
- کوپلیمریزاسیون: با ترکیب دو یا چند پلیمر، خواص مکانیکی بهبود می‌یابد.
- پلیمریزاسیون پیوندی: با اتصال گروه‌های لاستیکی به زنجیره پلیمر، چقرمگی افزایش می‌یابد.
آزمون‌های تعیین مقاومت به ضربه
برای ارزیابی عملکرد اصلاح‌کننده‌های ضربه‌پذیری، از روش‌های زیر استفاده می‌شود:
- آزمون ضربه وزنه سقوطی: اندازه‌گیری مقاومت قطعه در برابر ضربه ناشی از سقوط وزنه.
- آزمون ضربه کشش: بررسی استحکام قطعه در برابر کشش با سرعت بالا.
- آزمون ایزود و چارپی: تعیین نوع شکست (چقرمه یا ترد) در قطعه.
مزایای اصلاح‌کننده‌های ضربه‌پذیری
استفاده از این مواد مزایای زیر را به همراه دارد:
- مقاومت شیمیایی
- قابلیت رنگ‌پذیری
- افزایش پایداری حرارتی
- پخش فیلر بهینه
- افزایش وضوح نوری
- مقاومت به شرایط جوی و دمای پایین
- کاهش اصطکاک و بهبود جریان مذاب
کاربردها در صنایع مختلف
این مواد به‌طور گسترده در ساخت پروفیل‌های پنجره، لوله‌های PVC، بسته‌بندی‌های شفاف و قطعات صنعتی به کار می‌روند.
توجه به وزن مولکولی PVC
مقدار استفاده از اصلاح‌کننده‌های ضربه‌پذیری به وزن مولکولی PVC بستگی دارد؛ هرچه وزن مولکولی بیشتر باشد، نیاز به استفاده از این مواد کمتر می‌شود.