پلی وینیل کلراید(PVC)، یکی از ارزشمندترین ترموپلاستیک هاست که در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود. این پلیمر به دلیل قیمت مناسب، فرآیندپذیری آسان، تنوع خواص فیزیکی و مکانیکی (از طریق اضافه کردن انواع افزودنی ها) و طول عمر بالا، در صنایع مختلفی مانند ساختمان، خودرو، تجهیزات پزشکی و بسته بندی کاربرد دارد. PVC در کنار ویژگی های فوق دارای مشکلاتی همچون حساسیت به نور UV (تغییر رنگ در اثر نور خورشید) و نقطه نرم شدگی پایین است که کاربری آن را در برخی از صنایع محدود می نماید. خوشبختانه این مشکلات می‌تواند با افزودن برخی از ترکیبات تا حدودی قابل حل است.
یکی از فاکتورهای مهم در خواص پلیمرها نقطۀ نرم شدگی است و به محدودۀ دمایی که در بالاتر از آن پلیمر نرم می‌شود، اطلاق می گردد. نقطۀ نرمی پلیمرها با دو فاکتور دمای نرم شدگی ویکت (Vicat softening point) و دمای تغییر شکل گرمایی(Heat distortion temperature) گزارش می شود. برای نشان دادن این خاصیت حرارتی در PVC، عمدتا از تست دمای نرم شدگیVicat استفاده می کنیم.
مطابق شکل 1، نمونۀ پلیمری را زیر سوزنی قرار میدهند که روی آن وزنه ای قرار دارد. این سیستم درون حمام مایعی قرار گرفته و دمای حمام به تدریج افزایش مییابد. دمایی که در آن سوزن به اندازه 1mm در نمونه نفوذ کرده باشد، دمای نرمی Vicat و طی استانداردهای ASTM D 1525 وISO 306 گزارش می‌شود.
شکل 1: نمونه ای از یک دستگاهVicat
همان طور که اشاره شد، به منظور دستیابی به خواص دلخواه فیزیکی، مکانیکی و حرارتی PVC از ترکیب کردن آن ها با برخی از افزودنی های موجود، تاثیر آن در بهبود دمای نرم شدگی PVC در ادامه بررسی می شود:
1- تاثیر پر کننده ها:
همان طور که در شکل 2 مشاهده می شود، پرکننده هایی همچون کربنات کلسیم می تواند دمای نقطه نرم شدگی پلیمرها را بهبود می بخشند.
شکل 2: تاثیر درصدهای مختلف CaCO3 بر نقطۀ نرم شدگی PVC [1]
طبق نمودار و داده های جدول 1 می توان دریافت که افزایش میزان کلسیم کربنات، در کنار افزایش دمای Vicat پلیمر PVC، باعث کاهش استحکام کششی و کشیدگی در نقطه ی شکست این پلیمر می شود.
جدول 1: تاثیر درصدهای مختلف CaCO3 بر خواص کششی [1] PVC
| CaCO3 (%) | مدول الاستیک (MPa) | استحکام کششی (MPa) | ازدیاد طول در شکست (%) |
| 20 | 1.958 | 55.72 | 53.36 |
| 25 | 2.115 | 52.47 | 51.28 |
| 30 | 2.164 | 48.73 | 47.68 |
| 35 | 2.249 | 46.47 | 42.18 |
| 40 | 2.398 | 40.67 | 29.30 |
همچنین در شکل 3، به منظور مقایسۀ تاثیر پرکننده های مختلف، تاثیر گریدها و سایزهای مختلف کربنات کلسیم و تالک بر HDT پلیمر PVC نشان داده شده است.
شکل 3: تاثیر گریدها و سایزهای مختلف پرکننده بر نقطه نرم شدگی PVC [2]
در نمودار فوق SP-FG کربنات غیر پوشش دار GCC با متوسط سایز ذرات 3 میکرون، SPFG-C کربنات پوشش دار GCC با متوسط سایز ذرات 8 میکرون، SM90 کربنات غیر پوشش دار GCC با متوسط سایز ذرات 7 میکرون، PC100 کربنات غیر پوشش دار رسوبی PCC با متوسط سایز 1 میکرون، NPCC کربنات رسوبی در ابعاد نانومتری و تالک بامتوسط سایز 6 میکرون است. همان گونه که مشاهده می شود تالک در مقایسه با کربنات کلسیم تاثیر بیشتری بر روی خواص نرم شدگی PVC دارد.
ادامه دارد..
منبع: واحد تحقیق و توسعه آریا پلیمر پیشگام
دیدگاه خود را در میان بگذارید