سایت علمی و پژوهشی آسمان

تحقیق رایگان سایت علمی و پژوهشی آسمان , تحقیقات دانش آموزی ، فرهنگیان و دانشجویان  اقدام پژوهی ، گزارش تخصصی

تحقیق درباره چسب های ترموپلاستیک

ترموپلاستیک ها که با استفاده از آنها صدها چسب فرموله شده است. پلیمر هایی با وزن مولکولی متوسط بالا و ساختمان مولکولی خطی و یا شاخه ای می باشند.

در فرمول هر چسب یک ترموپلاستیک با تعدادی از مواد شیمیایی وجود دارد که هرکدام نقشی را دارا هستند.

از بین چسب های ترموپلاستیکی در اینجا تنها چسب های پلی (ونییل استات) ، پلی(ونییل استال) و پلی اکریلیت ها پلی (میتل متا کریلات) و پلی (سیانواکریلیت) و مشتقات سلولز معرفی می شوند.

1-پلی (ونییل استات)

پلی ((ونییل استات) دارای ساختمان مولکولی شاخه ای با توزیع اوزان مولکولی گسترده می باشد. اختلاف خواص فیزیکی در میان گونه های مختلف (پلی ونییل استات) ناشی از تفاوت در وزن مولکولی و توزیع اوزان مولکولی می باشد.

گونه هایی که وزن مولکولی کم دارند در درجه حرارت اتاق نرم و انعطاف پذیرند در حالی که گونه های دارای وزن مولکولی بالا سخت و چغر مه اند.

تمام گونه های پلی (ونییل استات) نسبت به سطوح منفذدار و صاف اجسام مختلف تمایل به چسبندگی دارند.

یکی از دلایل تمایل به چسبندگی وجود گروه های قطبی استات در مولکول های پلمیر می باشد.

چسب های پلی (ونییل استات) بر دو نوعند: چسب های حاوی حلال و چسب های امولسیونی که نوع اخیر بیشترین مصرف را دارد.

چسب های امولسیونی بصورت مایع سفید رنگ خامه ای شکل بوده و ویسکوزیته بین 500 تا 5000 سانتی پواز را دارا هستند . و مقدار ماده جامد در آنها از 50درصد بیشتر است. برای حصول چسبندگی و خیس کنندگی خوب ، اندازه متوسط ذرات پلیمر در امولسیون بایستی 1 تا 3 میکرون باشد.نقش توزیع اندزاه ذرات برچسبندگی هنوز مشخص نشده است.

چسب های پلی (ونییل استات) غالباً همراه با مواد شیمیایی دیگر می باشد که هر کدام به منظور تامین خاصیت معینی اضافه می شوند این مواد عبارتند از :

مواد افزاینده ویسکوزیته

بیشتر به چسب های امولسیونی اضافه می شوند . این مواد از رزین های طبیعی و مصنوعی محلول در آب هستند .

پلی (وینیل الکل که اختلاط پذیری کامل یا امولسیون دارد ، نشاسته و دکسترین از جمله این موادند.

* حلال ها - افزایش وسیکوزیته به کمک حلال هم درچسب های امولسیونی امکان پذیر است ، حلال اضافه شونده می تواند نقش نرم کنندگی هم داشته باشد وحلال های کلره آلیفاتیک و ترموئن بیشترین مصرف را دارند.

* نرم کننده ها – انعطاف پذیری و مقاومت در برابر آب توسط نرم کننده تامین می شود. نمونه این نرم کننده ها دی بوتیل فتالیت و یا بنزیل بوتیل فتالیت است.

* پرکننده ها – بیشتر به منظور پائین آوردن قیمت چسب مورد استفاده قرار می گیرند . کربنات کلیسم سیلکات کلسیم ومیکا از جمله این موادند.

* سایر مواد افزودنی – اجسام فعال سطحی جهت کنترل خصلت جریان یابی.

مواد ضد کف و ضد باکتری هم به فرمول چسب اضافه می شوند.

برای تهیه یک چسب هر یک از مواد به مقدار لازم به پلیمر امولسیونی اضافه شده و در یک درجه حرارت مناسب به خوبی مخلوط می گردند.

چسب های پلی (وینیل استات) بصورت گسترده ای مورد مصرف قرار می گیرند . نمونه هائی از موراد استفاده آنها عبارت است از چسب چوب ، پاکت های کاغذی ، مقوا ، پاکت های شیر و نوشیدنی ها ، جعبه های تاشونده ، برچسب لوازم اتاق اتومبیل ، چرم ، شیشه ، کاغذ آلومنیوم و غیره .

2-پلی (وینیل استال)

پلی (وینیل استال) به گروهی از پلیمر ها گفته می شود که محصول واکنش پلی (وینیل الکل) با یک آلدئید است.

مهمترین پلی (وینیل استال) هائی که بعنوان چسب بکار می روند از فرمالدئید و بوتیر الدئید تهیه شده و به ترتیب به پلی (وینیل نرمال ) پلی (وینیل بوتیرال) موسومند – خواص این پلیمرها به وزن مولکولی و درجه هیدرولیز گروه استات بستگی دارد.

پلی (وینیل بوتیرال) در مقایسه با پلی (وینیل نرمال) قابلیت انحلال و انعطاف پذیری بیشتری داشته و توان پوسته ای شدن بیشتری را موجب می شود.

چسب هائی که بر مبنای این پلیمرها تهیه می شوند یا بصورت مایع شفاف و بی رنگ در یک حلال و یا بصورت ذرات پراکنده در آب هستند . چسبندگی انها به شیشه بسیار عالی است و تولید کنندگان شیشه های ایمنی وسائط نقلیه به مقدار خیلی زیاد از این چسب ها استفاده می کنند . برای چنین کاربردی ؛ شفافیت ، پایداری در برابر نور خورشید، مقاومت ضربه ای و خصلت جهندگی به منظور نگهداری خرده های شیشه در صورت شکسته شدن لازم است که پلی استال ها دارای این خواص هستند – آنها همچنین بعنوان روکش سطوح صاف شیشه ای و فلزات با تشکیل یک فیلم دارای ضخامت کم مورد مصرف قرار می گیرند.

افزودن یک از پلی استال ها به فرمول چسب ها باعث اصلاح خواص و بهبود چسبندگی آنها می شود . برای مثال: آلیاژ یک رزین فنلی با یک پلی استال مبنای چسب ساختاری مهمی برای فلزات میباشد. زیرا چسب های فنلی برای مصرف به منظور چسب ساختاری ، انعطاف پذیری و چسبندگی لازم را ندارند در حالی که آلیاژ فوق می تواند به میزان کافی این خواص را داشته باشد.

3-پلی اکریلیت ها –

اکریلیت ها ترموپلاستیک هائی هستند که از پلیمر شدن زنجیری استرها یا آمیدهای اکریکیت اسید حاصل می شوند.

آنها به صورت مایع شفاف با گرانروی کم (محلول پلیمر در مونومر) تهیه می شوند.

این مایعات قابلیت ادامه پلیمر یزاسیون و رشد مولکولی را دارند. مایع آکریلیت با مواد افزودنی لازم و بخصوص یک عامل پخت (مثل پرکلرواتیلن و یا تری کلرواتیلن ) فرموله شده که با استعمال آن ، سطوح اجسام از طریق عمل پخت به یکدیگر چسبانده می شود.

عمل پخت و یا کامل شدن تشکیل اتصال از طریق اعمال حرارت( با بکارگیری یک درجه حرارت ثابت) در یک کوره و یا پرس گرم انجا م می شود.

قبل از اینکه حلال از چسب خارج شود حرات باعث ایجاد ژلاسیون می شود – چسب های آکریلیت به علت استحکام پائین به عنوان چسب ساختاری بکار نمی روند از آنها در چسباندن صفحات پلاستیکی ، ورقه های فلزی ( در تهیه قطعات لازم اتومبیل ، کشتی و هواپیما)، ورقه های اکریلیک ، شیشه ، چوب ، چرم و پارچه به یکدیگر استفاده می کنند چسب پلی (متیل متاکریلیت) نمونه ای از اکریلیت هاست ، این چسب در برابر قلیا ها ، اسیدها نمک ها ، مواد سوختی ، اب و شرایط اتمسفری مقاومت دارد . در برابر باکتری ها و قارچ ها نیز فاسد نمی شود.

خواص الکتریکی خیلی خوبی داشته و بنابراین در صنایع الکتریکی جهت اتصال قطعات و عایق کاری بکار می رود.

خواص فیزیکی آن تا حد مطلوب توسط نرم کننده ها و یا موادی که قابلیت اختلاط پذیری با آنها را دارد.

درجه حرارت کاربرد مجاز برای این چسب از تا می باشد . این چسب در برابر الکل ها حلال ها ی قوی و هیدروکربورها ( آرو ماتیک و کلره) آسیب پذیر می باشد.

- سیانو آکریلیت

آلکیل سیانو اکریلیت به مقدار زیاد تولید و بعنوان چسب قطره ای فرموله و مصرف می شود . این ترکیب میل شدیدی به واکنش پلیمریزاسیون آنیونی دارد . برای جلوگیری از واکنش مقدار بسیار کمی از اسدیهای آلی به آن اضافه می گردد تا محیط کمی اسیدی باشد . مقدار بسیار کمی از یک باز دارنده رادیکال آزاد هم ، برای جلوگیری از پلیمر یزاسیون رادیکالی به ان اضافه می شود. برای تنظیم گرانروی این چسب و بالا بردن آن می توان انواع پلیمرهای خالص نظیر پلی (متیل متاکریلیت) و یا ABS را در چسب حل نمود.

قدرت مقاومت در برابر ضربه برای دو جسم به هم چسبیده شده را می توان با اضافه نمودن ترکیباتی نظیر فسفات های تری آلکیل به فرمول چسب زیاد نمود.

مقاومت پیوند بین اجسام به هم چسبیده شده در مقابل حرارت را می توان با افزودن ترکیباتی نظیر ایندریدمالئیک یا آسکیل فتالات به فرمول چسب افزایش داد و همچنین مقاومت پیوند بین دو جسم در مقابل رطوبت و اب را می توان با اضافه نمودن مقداری کربنات کلیسم یا کربنات با ریم به فرمول چسب افزایش داد چسب فرموله شده قطره ای را در درجه حرارت اتاق می توان تا حدود یک سال و در درجه حرارت های پائین تر به مدت بیشتر نگهداری نمود.

علت چسبیدن دو جسم به همدگیر توسط این ترکیب پلیمر یزه شدن لایه نازکی از آن بین سطوح جسم ، در حضور کاتالیزور بازی( باز ضعیفی مثل ذرات آب در محیط ، الکل و یا قلیائیت خود جسم ) می باشد.

پلی (الکیل سیانواکریلیت)

باز ضعیف ، ابتدا محیط اسیدی چسب را خنثی نموده و سپس بعنوان کاتالیزور واکنش پلیمریزاسیون آنیونی عمل می نماید. خصوصیات بارز چسب های سیانواکریلیت عبارتنداز:

الف- مایع بیرنگ بصورت خالص و کاملاً روان هستند.

ب- جهت چسباندن دو جسم ، حرارت لازم نیست و این چسب ها بدون حلال هستند.

ج- برای خشک شدن ضمن عمل چسباندن نیاز به کاتالیزور ندارند.

د- چوب ، فلزات ، شیشه ، پلاستیک را بر ، سرامیک چینی و تقریباً کلیه مواد را خیلی سریع و محکم به همدیگر می چسبانند.

ه – مقدار بسیار کمی از چسب برای چسباندن دو جسم لازم است. ( برای مثال ، یک قطره برای یک را پنج مربع از سطح جسم)

و- سرعت چسباندن از 3 ثانیه تا حدود 3 دقیقه بر حسب نوع جسم متغیر است.

ز- اتصال چسبی بین دو جسم در برابر مواد شیمیایی مثل الکل ها ، بنزین ، روغن و اکثر حلال ها مقاوم است.

ح- پیوند چسبی دو جسم در برابر حرارت از - تا مقاوم است . (می توان مقاومت حرارتی آن را با اضافه نمودن یک ماده مناسب افزایش داد).

ط- قابلیت ذخیره سازی و نگهداری آن نسبتاً زیاد و در حدود یک سال است .

ی – بوی تند و اشک آور داشته ، غیر سمی است بطور نسبی ارزان است.

این چسب ها دارای معایبی نیز می باشند. از جمله اینکه تنها اجسامی را بخوبی به هم می چسابند که دارای سطوح صیقلی و صاف باشند . تمایل شدید به چسبندگی سریع به پوست شخص و همچنین مقاومت کم در مقابل رطوبت زیاد و درجه حرارت های بالاتر از دارند.

برای اشنائی با مقدار مصرف چسب های سیانو آکریلبت در سطح جهان می توان به امار سال 1978 توجه نمود.در این سال حدود 275000 پوند چسب برای چسباندن حدود هشت بیلیون قطعه به همدیگر به مصرف رسیده است ، میزان مصرف این چسب سال به سال افزایش یافته است.

چسب, ترموپلاستیک, پلی وینیل استات, پلی وینیل الکل

ترموست و ترموپلاست در پلیمر ها به چه معناست؟

ترموپلاستیک ( Thermoplastic) یا گرمانرم به پلیمرهایی گفته می‌شود که با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی ذوب می‌شوند. این پلیمرها را می‌توان به دفعات ذوب و دوباره جامد نمود. چنین پلیمرهایی در حالت مذاب مانند مایعات جاری می‌شوند و از این لحاظ با پلیمرهای دارای اتصالات عرضی متمایزند. گرمانرم‌ها در دمای بیش از دمای انتقال شیشه‌ای خود، منعطف هستند. اغلب گرمانرم‌ها در دمای کمتر از نقطه ذوب خود حاوی مناطق بلورینی هستند که بین نواحی آمورف قرار دارند. نواحی آمورف، ویژگی کشسانی و نواحی بلورین، استحکام و صلبیت را به ماده می‌بخشند. در دمای بیش از نقطه ذوب، نواحی بلورین از بین رفته و گرانروی به شدت کاهش می‌یابد. گرمانرم‌ها را می‌توان به طور پیوسته در چرخه ذوب/انجماد قرار داد. این ویژگی، گرمانرم‌ها را قابل بازیافت می‌سازد. بلورینگی، مهم‌ترین معیار طبقه‌بندی گرمانرم‌ها است. برخی گرمانرم‌ها در نواحی بلورین قرار نمی‌گیرند. این پلاستیک‌ها، آمورف نامیده می‌شوند و اغلب شفافند. مهم‌ترین گرمانرم‌های آمورف، پلی استایرن، پلی کربنات و پلی(متیل متاکریلات) هستند. گروه دیگر گرمانرم‌ها، توانایی بلورینگی را دارند. از آنجا که این پلاستیک‌ها همزمان حاوی نواحی بلورین و آمورف هستند، نیمه بلورین خوانده می‌شوند. از این خانواده می‌توان به پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی آمیدها و پلی(اتیلن ترفتالات) اشاره کرد. سرعت و میزان بلورینگی به انعطاف پذیری زنجیر بسپار بستگی دارد. گرمانرم‌های نیمه بلورین مقاومت بیشتری در برابر حلال‌ها و مواد شیمیایی دارند. اگر اندازه بلورها بیشتر از طول موج نور باشد، ماده کدر خواهد بود. گرمانرم‌های نیمه بلورین در دمای کمتر از دمای انتقال شیشه‌ای، شکننده می‌شوند. این دما را می‌توان با افزودن نرم کننده کاهش داد. همبسپارش و ایجاد شاخه‌های جانبی در بسپار نیز راه دیگری برای کاهش دمای انتقال شیشه‌ای است. فهرست گرمانرم‌ها اکریلونیتریل – بوتادین – استایرن (ABS) پلی آمیدها پلی(اتر اتر کتون) (PEEK) پلی اتیلن (PE) پلی(اتیلن ترفتالات) (PET) پلی(اتیلن – وینیل استات) (EVA) پلی(اتیلن – وینیل الکل) (EVOH) پلی استال (POM) پلی استایرن (PS) پلی بوتیلن (PB) پلی(بوتیلن ترفتالات) (PBT) پلی پروپیلن (PP) پلی(تترا فلوئورو اتیلن) (PTFE) پلی(لاکتیک اسید) (PLA) پلی(متیل متاکریلات) (PMMA) پلی(وینیل استات) (PVA) پلی(وینیل الکل) (PVAl) پلی(وینیل کلرید) (PVC) پلی(وینیلیدن کلرید) (PVDC) سلولز استات ترموست ( Themoset) یا گرماسخت به پلیمرهایی گفته می‌شود که در اثر اعمال حرارت در آنها پیوندهای عرضی با واکنش‌های شیمیایی ایجاد می‌شود و در نتیجه وزن مولکولی متوسط آنها بالا رفته و به حالت یکپارچه صلب درمی‌آیند. انواع ترموست ها: ۱) سیلیکونها : سیلیکونها دارای مقاومت حرارتی بسیار خوبی هستند . خواص مکانیکی با تغییر درجه حرارت تغییر کمی میکند .یکی از مواد تشکیل دهنده این ماده سیلیسیم است که دیگر پلاستیکها چنین نیستند. سیلیکونها بعنوان ترکیبات قالبگیری ، رزینهای ورقه ای و بعنوان عایق در موتورهای برقی استفاده می شود اما مقاومت آنها در مقابل مواد شیمیایی کم است . ۲) پلی استرها : پلاستیکهای پلی استر ، داکرون ، دیپلون و ویبرین دارای مقاومت خوردگی شیمیایی ضعیفی هستند .مورد استفاده اصلی پلی استر ها در کامپوزیتها بصورت الیاف می باشد . مثلا کامپوزیت پلی استر تقویت شده و شیشه دارای چنا ن مقاومتی میشود که در بدنه اتومبیل و قایق مورد استفاده می گردد . ۳) فنولیکها : مواد فنولیکی(باکلیت) ،دارز ، رزینوکس از قدیمی ترین و معروفترین پلاستیکها هستند .این مواد عمدتا بر اساس فنول فرم آلدییدها هستند. کاربردهای آن عبارتند از : بدنه رادیو ، تلفن ، پریز ، پمپ ، سر دلکو و غلطکها