اس پی دی فایل | سیستم همکاری در فروش فایل سپیده

مقدمه ای بر پلیمرهای مذاب

پلیمرها یا بسپارها ، ترکیباتی هستند که از بهم پیوستن چندین مولکول منومر بوجود می‌آیند. پلیمرها را به طرق مختلف طبقه‌بندی می‌کنند. یکی از روشهای تقسیم بندی پلیمرها ، تقسیم بندی از نظر خواص است. پلیمرها از نظر خواص به سه دسته عمده تقسیم بندی می‌شوند.

توموپلاستها

ترموپلاستها ، پلیمرهایی هستند که در اثر فشار ، تغییر شکل (Deformation) می‌دهند و بعد از حذف نیروی خارجی ، این تغییر شکل ، همچنان باقی می‌ماند. به عبارت دیگر این پلیمرها ، خاصیت پلاستیسیتی دارند. این پلیمرها در اثر گرما بتدریج نرم می‌شوند. با افزایش دما به حالت مذاب در می‌آیند. بعد از حذف گرما به حالت فیزیکی جامد خود تبدیل می‌شوند. این خصلت ، کاربرد صنعتی این نوع پلیمرها را تضمین می‌کند.

اگر ترموپلاستیکی را به صورت پودر یا حلقه‌های کوچک در آوریم و سپس حرارت دهیم، ابتدا نرم و سپس مذاب و ویسکوز می‌شود و اگر آنرا در قالب بگیریم، شکل قالب را به خود می‌گیرد و این علت کاربرد بسیار زیاد این مواد است.

الاستومرها

الاستومرها ، پلیمرهایی هستند که در اثر نیروی خارجی تغییر شکل پیدا می‌کنند. بعد از حذف نیرو ، تغییر شکل از بین می‌رود و دوباره به حالت اولیه باز می‌گردند. این پلیمرها در اثر گرما ، نرم می‌شوند، ولی برخلاف ترموستها (ترموپلاستیکها) به حالت ویسکوز یا مایع سیال در نمی‌آیند. موقعی که این پلیمرها در اثر حرارت نرم شدند، آنرا با اضافه کردن افزودنیهای مورد نیاز در داخل قالب پخت می‌کنند. عملیات پخت را Curing گویند.

ترموسیتینگها

این پلیمرها ، پلیمرهایی هستند که در اثر گرما نرم نمی‌شوند. بلکه با افزایش دما ، سختتر و محکمتر می‌شوند و با بالا رفتن بیشتر دما ، درجه سختی آنها افزایش می‌یابد. این پلیمرها برای قالب گیری ، درون قالب ریخته می‌شوند و قالب گیری می‌شوند. گاهی ممکن است فرایند پلیمریزاسیون نیز همزمان درون قالب انجام شود و بعد از پلمریزاسیون ، پلیمر شکل قالب را به خود می‌گیرد.

مقایسه ترموستها ، الاستومرها و ترموسیتینگها از نظر ساختمانی

ترموستها و الاستومرها ، پلیمرهای یک‌بعدی هستند. بنابراین در حلال‌های مرسوم شیمیایی که بسته به نوع ساختمان پلیمر تعیین می‌شود، حل می‌گردند. اما ترموسیتینگها ، جزو پلیمرهای سه بعدی یا مشبک می‌باشند و بنابراین در هیچ حلالی حل نمی‌شوند.

معادلات حالت ابزاري قوي و مؤثر جهت مطالعه خواص ترموديناميكي و رفتار فازي مواد مختلف مي باشند. اين معادلات فشار، حجم و دما را به يكديگر ربط مي دهند. معادلات حالت براي مواد پليمري نيز موضوع با اهميتي نزد دانشمندان و مهندسين پليمر مي باشد زيرا چنين معادلاتي قادرند رفتار پليمرها را در محدوده وسيعي از دما و فشار پيش بيني نمايند بخصوص زماني كه مقادير آزمايشگاهي موجود نباشند.

معادلات حالت تئوري زيادي براي پليمرهاي مايع وجود دارد، كه معادلاتي نظير(PHCT,FOV GFD,SAFT,PHSC,LF )از آن جمله اند. مراجع مربوط به هر يك از اين معادلات را مي توان درRadosz  Cando (مرجع 1) جستجو نمود. به نظر مي رسد كه تقريباً كليه معادلات حالت مربوط به پليمرهاي مايع، اطلاعات PVT را به خصوص در دماهاي پايين به خوبي پيش بيني نموده و تحت پوشش قرار مي دهند، اما بين معادلات حالت مختلف براي پيش بيني دقيق رفتارPVT در محدوده وسيعي از فشار و دما و پيش بيني خواص ترموديناميكي مخلوط ها و محلولهاي پليمري خصوصاً رفتار جدايي فاز ، تفاوت عمده اي مي باشد(مرجع 2) .

معادله   PCOR (مرجع 3و4)، يك معادله حالت تئوري است كه بر اساس مدلهاي پيوسته به دست آمده است (مرجع 1،5،6) و قابل كاربرد براي پليمرهاي مايع مي باشد. به عبارت ديگر معادله حالت  CORGC (مرجع 7و9) كه در اصل براي ملكولهاي كوچك ارائه گرديده به پليمرها تعميم داده شده تا رفتار فازي پليمرهاي مذاب را پيش بيني نمايد، اما به خاطر وجود نارسايي هايي در اين معادله محدوديتهايي در زمينه كاربرد آن ايجاد شده است. در اين مقاله ابتدا معادله حالتPCOR بطور مختصر شرح داده شده و سپس نارساييها ومحدوديتهاي اين معادله حالت بررسي مي گردند. پس از آن معادله PCOR ، به نام MPCOR اصلاح شده و به مخلوط هاي پليمري تعميم داده مي شود. در نهايت از معادله MPCOR  براي شرح رفتار ترموديناميكي چند پليمر مذاب به صورت خالص استفاده مي شود و مقايسه اي بين مقادير محاسبه شده و مقادير آزمايشگاهي صورت مي گيرد.