جرا پت ؟

امروزهPET عمدتاً از ترکیب اتیلن گلیکول با اسید ترفتالیک با کمک گرما و کاتالیزور بدست می آید که پلیمری خطی و مقاوم در برابر حلال ها است.خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، PETمانند استحکام مکانیکی بالا استحکام اتصالات ، شفافیت ، وزن سبک ، بی خطر بودن آن از نظر سمیت و نفوذ ناپذیری در برابرco 2 سبب شده است که به طور گسترده ای در ساخت فیلمهای عکاسی ، بطری های نوشیدنی ، و الیاف به کار رود . همچنین در تهیه الیاف پیوسته BCF و نخ صنعتی و Staple ، POY منسوجات و پوشاک کاربرد دارد . به علت اثر نداشتن PET در مزه و پایداری در برابر گرما به عنوان بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود

پس در یک جمله :  

خواص مطلوب پت مانند شفافیت ، سبک بودن ، استحکام بالا ، جذب پایین عطر و طعم ، مقاومت شیمیایی بالا ، دسترسی آسان و

 .قیمت مطلوب ، پت را به ماده انتخابی برای ساخت بطریهای بسته بندی تبدیل کرده است

**********************************************************************************

تعریف پریفرم :

از آنجاییکه که پت در حالت مذاب استحکام لازم را ندارد ، مواد پت به قطعات لوله ای تو خالی که در واقع پیش شکل بطری محسوب می شود تبدیل می شود .این قطعات حاصل از فرایند تزریق ، در دستگاه بادکن شکل داده شده و با توجه به قالب بطری و وزن پریفرم درتولید انواع مختلف بطری به کار میرود .

**********************************************************************

روشهای خشک کردن مواد پت :

پت – معروف ترین پلاستیک در حال حاضر :

پلی اتیلن ترفتالات یا پت یکی از معروف ترین مواد پلاستیک جهت بسته بندی در حال حاضر می باشد . پت بعنوان یک مواد جاذبه الرطوبه تمایل زیادی به رطوبت پذیری دارد بنابراین بسیار مهم است که قبل از کاربرد و برای بدست آوردن محصول با کیفیت آنرا کاملا خشک نمود .

رطوبت یک عامل بسیار تاثیر گذار در حین کاربرد گرانول پت است

چنانچه درصد رطوبت گرانول تا میزان 0.003 درصد کاهش داده نشود وزن مولکولی و مقدار IV  را تغییر خواهد داد که منجر به مه گرفتگی پریفرم و سایر عیوب جدی خواهد شد .

خطوط نقره ای و سفیدی تنها عیوب ایجاد شده بدلیل رطوبت نمیباشد

مهمترین مشکلات غیر قابل روئت عبارتند از :

1- کاهش استقامت مکانیکی

2- کاهش قدرت کششی

3- کاهش قدرت ضربه پذیری

این عیوب غیر قابل مشاهده میتواند در بالا بردن هزینه های مصرف کننده نهایی پریفرم تاثیر به سزایی داشته باشد

پارامترهای خشک کردن گرانول پت :

دما : 80- 160 درجه سانتی گراد

مدت : 4.5 ساعت

میزان جریان هوا : 205CMH/kg 

نقطه شبنم :  40 -  درجه سانتی گراد یا پائینتر

نقطه شبنم نقش بسیار اساسی در  فشار تبخیر در سطح گرانول ایفا میکند .

این فشار پایین تبخیر باعث می شود که مولکول های آب در زنجیره مولکولی رزین به سمت سطح رزین حرکت کنند و محو شوند .

فقط دی هیومدیفایرهای bry-air  میتوانند نقطه شبنم را تا 40 – درجه  و یا 60- درجه پایین بیاورند .

**********************************************************************************

انواع پلاستیک تولید بطر

پلاستیکهایی که برای ساخت بطری استفاده می شوند عبارتند از : پلی وینیل کلراید  ( pvc )  ، پلی اتیلن ترفتالات (pet  ) ،   پلی پروپیلن ( pp ) ، پلی بیکربنات (pc  ) 

تولید بطری از پلی وینیل کلراید ، پلی بی کربنات ، پلی اتیلن ، و پلی پروپیلن توسط  فرایند اکستروژن مذاب و. باد کردن پلیمر در قالب انجام میشود و در واقع نیازی به تولید پریفرم نیست اما پلی اتیلن ترفتالات در حالت مذاب استحکام لازم را ندارد بنابراین فرایند تولید بطری شامل دو مرحله است ابتدا پریفرم توسط تزریق مذاب پت کریستاله در قالب تولید شده و در مرحله بعد پت آمورف قالب گیری و دمیده میشود .

**********************************************************************************

معرفی پلیمرها :

پلیمر ماده ای شامل مولکولهای بزرگی است که از به هم پیوستن واحدهای کوچک تکرار شونده که مونومر نامیده می شوند ، ساخته شده است .

پلیمرها به دلیل زنجیرهای بلند و ساختار فضایی متنوع ، رفتارهایی متنفاوت از کوچک مولکول ها نشان میدهند .

دسته بندی پلیمرها :

پلیمرها به دو دسته پلیمرهای طبیعی و پلیمرهای مصنوعی تقسیم میشوند . البته پلیمرها را به روش های مختلف دیگری نیز دسته بندی میکنند . دسته بندی براساس ساختار پلیمر انجام شده است .

پلیمرها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته گرمانرم ها ( ترمو پلاستیک ها ) و گرما سخت ها ( ترموست ها ) تقسیم میشوند .

گرمانرم ها ، پلیمرهایی هستند که در اثر گرم کردن ذوب میشوند در حالی که گرما سخت ها ، پلیمرهایی هستند که در اثر گرما ذوب نمی شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می شوند . پلیمرها دارای خواص ویسکو الاستیک هستند .

 درگرمانرم ها گره خوردگی زنجیرها و در گرما سخت ها گره خوردگی زنجیرها و اتصالات شبکه آن ها در هم است .

شناسیی سریع پلیمر : روش شناسایی سریع پلیمر، شامل آزمون حلالیت ، تجزیه گرمایی ( سوزاندن و پیرولیز ) و رنگ حاصل از واکنش می باشد .

آزمون حلالیت :  

حلالیت نه تنها به اجزای تشکیل دهنده یک پلیمر بلکه به درجه پلیمریزاسیون ، میزان شاخه ای بودن ، میزان شبکه ای بودن ، نظم فضایی و بلورینگی مواد پلیمری بستگی دارد

در آزمون انحلال باید موارد زیر یادداشت شود .1- آیا پلیمر در حلال متورم میشود ؟

2- آیا مقدار کمی از پلیمر حل میشود؟

3- آیا محلول گرانرو میشود ؟

4- ایا تغییری در رنگ محلول ایجاد می شود ؟

5- آیا محلول کدر میشود ؟

در صورت بروز هرگونه شبهه درباره مواد حل شده ، محلول باید روی یک شیشه ساعت برای تعیین مواد حل شده تبخیر شود . با پاسخ به سوالت 1 تا 5 و با استفاده از جداولی میتوان پلیمر مجهول را تا حدودی شناسایی کرد .

حلالیت پلیمر ها

در بررسی مقدماتی و غیر کمی ، از دو روش تجزیه حرارتی ( پیرولیز ) و سوزاندن استفاده می شود . نتایج هر

دو روش مکمل هم بوده و برای دستیابی اطلاعات مورد نظر به کار میرود کاربر در این دو روش ، باید قوه تشخیص ، حس بویایی قوی ، تجربه لازم و کافی در پردازش اطلاعات فراوان به دست آمده از این روش ها را داشته باشد .

سوزاندن

مقدار بسیار کمی گرم نمونه را به وسیله اسپاتول فلزی روی لبه خارجی شعله گرفته اگر نمونه بلافاصله شعله  ور نشد ، به مدت چند ثانیه در شعله قرار دهید و سپس شعله ور کنید سهولت در شعله وری ، بو ، خود اطفایی ، تغییررنگ ، ذوب و تجزیه نمونه ، سوختن نمونه ، رنگ شعله باید مورد توجه قرارگیرد پس از آن نمونه به منظور تعیین خاکستر سوزانده میشود .

با پاسخ به سوالات زیر و در نظر داشتن عناصر تشکیل دهنده پلیمر مجهول و جداول زیر میتوان پلیمر را تا حدودی شناسایی کرد .

1-  آیا ماده به سختی میسوزد؟

2- آیا شعله خودبه خود خاموش می شود ؟

3- شعله په رنگی است ؟

4- آیا نمونه پس از سوختن از خود خاکستر به جا میگذارد ؟

5- آیا نمونه متورم میشود ؟

6- آیا نمونه نرم میشود ؟

7- آیا نومنه ذوب میشود ؟

8- آیا نمونه ذغالی میشود ؟

9- چه بویی از سوختن حاصل شده است ؟

کاملا محتمل است که اگر یک پلیمر فقط شامل  فلوئور باشد ، نمونه پلیمری ، یا تترافلوئورواتیلن یا پلی وینیل فلوراید است .

بعضی از پلیمرهای فلوئوروکربن و کو پلیمر ها نظیر هگزا فلوئورپرن /وینیلیدین فلوراید ، هگزا فلوئورپرن /تترافلوئورواتیلن نیز هستند که با روشهای ساده از یکدیگر قابل تشخیص نیستند . پلیمرهایی که فقط کلر دارند ، احتمالا پلی وینیل کلراید یا ترکیبات وابسته آن و پلی وینیلیدین کلراید و ترکیبات وابسته آن هستند .

پلیمرهایی که هم فلوئور و هم کلر دارند ، یا پلی تری فلوئور و کلرواتیلن یا ترکیبات آنها نظیر تری فلوئورو کلرو اتیلن / وینیلیدین کلراید هستند و اغلب مقادیر کمی از آنها در رنگ و مواد مشابه یافت میشود .

تعداد بسیار کمی از پلیمر هایی که موجودند دارای کربن ، هیدروژن )  اکسیژن و سولفور هستند  .

چنانچه هم نیتروژن هم سولفور شناسایی شود ، پلیمر ممکن است رزین تیوره فرمالدهید باشد . همچنین در حالتی که علاوه بر نیتروژن و سولفور ، فسفر نیز شناسایی شود پلیمر ممکن است بر پایه کازئین باشد که باید آزمون هضم پروتئین نیز انجام شود .

پلیمرهایی که شامل فسفر و سیلیکون باشند باید به وسسیله روش های فیزیکی آزمون شوند که ممکن است استرهای فسفر یا سیلیکون باشد و از آزمون حرارت دهی سوزاندن و پیرولیز ، اطلاعات بیشتری نسبت به روش

های فیزیکی حاصل نمیشود .

******************************************************************************************** 

پلیمرهایی که شامل کربن ، هیدروژن یا فقط کربن هیدروژن و اکسیژن هستند .

********************************************************************************

پلیمرهای که شامل کربن ، هیدروژن ( اکسیژن ) و نیتروژن هستند .

**********************************************************************************

پلیمرهایی که شامل کربن ، هیدروژن (اکسیژن ) ، نیتروژن و کلر هستند .

*******************************************************************************************************

پلیمرهایی که شامل کربن ، هیدروژن (اکسیژن ) و هالوژنها  هستند .

*************************************************************************************************** 

تجزیه حرارتی

تجزیه حرارتی ( پیرولیز )

مقدار یک تا پنج گرم متناسب با چگالی پلیمر از نمونه را در لوله آزمایش  قرار داده و قطعه ای از کاغذ PH  را در لوله آزمایش آویزان کرده و سپس در آن را با پنبه ببندید و لوله ازمایش را روی شعله ملایم بگیرید . اثر بخارات حاصل از سوختن بر روی کاغذ ، PH  اسیدیته نمونه را مشخص میکند و مطابق جدول زیر میتوان پلیمر را تا حدودی شناسایی کرد .

سیستم پرولیز خودکار که دارای پارامترهای فیزیکی قابل کنترل نظیر دما ، خروج گازهای حاصل از حرارت و سوختن پلیمر که به سیستم گاز کرواتوگرافی و اسپکتروسکوپی جرمی متصل باشد همواره ترجیح داده می شود از آنجا که مواد حاصل از پرولیز به دما و سرعت گرمایش وابسته است ، کنترل ویزه ای بر روی شرایط پیرولیز حاکم می باشد  در گرمایش با سرعت کم ، برای پلیمر هایی با درصد کربن بالا پس از پیرولیز مقدار زیادی باقیمانده ناشی از ترکیب مجدد مواد حاصل می شود . همچنین میتوان آزمایش فوق را در محیط نیتروزن انجام داد . بنابراین نوع اتمسفر مورد استفاده باید در گزارش آزمون پیرولیز قید شود .

*******************************************************************************************************

آزمون رنگ

آزمون رنگ ، براساس واکنش پلیمر با معرف است که منجر به تشکیل رنگ ناشی از تولید فراورده ها می شود .واکنش های تشکیل رنگ مفید ترین آزمون برای شناسایی مشخصات ساختاری و گروههای عاملی حتی در آزمایشگاههایی است که دارای تجهیزات پیشرفته هستند ، می باشد از مزایای آزمون رنگ میتوان به حساسیت ، مهارت ، صرفه اقتصادی ، زمان ، مکان ،و حداقل تجهیزات با کاربری آسان اشاره نمود.

طبقه بندی بر اساس رنگ حاصل از واکنش ( ساختار و گروههای عاملی )

****************************************************************************************************** 

روش های اندازه گیری خواص فیزیکی

چگالی یا دانسیته

دانسیته یا وزن مخصوص هر قطعه عبارتند از وزن واحد حجم آن  و مقدار آن از  فرمول d= m/v  محاسبه میشود .

افزایش وزن مولکولی باعث افزایش چگالی می شود . چگالی با میزان بلورینگی و نوع شاخه پلیمر ارتباط دارد . همچنین اندازه مولکول های پلیمری نیز در چگالی موثر است افزایش قطر مولکولها باعث زیاد شدن فاصله بین لایه ها و زنجیره های پلیمری و در نتیجه باعث کاهش چگالی می شود

به طور خلاصه چگالی بر روی خواص مواد مختلف مانند شاخص جریان مذاب ، مقاومت کششی ، سختی ، هدایت حرارتی و خواص الکتریکی اثر میگذارد هر قدر قطعه پلیمری که در نظر است وزن مخصوص آن اندازه گیری شود خالص تر باشد ( دارای مواد افزودنی کمتر ) ، دانسیته آن به مقدار مندرج در کتب و جداول نزدیک تر خواهد بود .

اندازه گیری دانسیته قطعات فومی جز مهمترین ویژگی آنها محسوب میشود و کلیه خواص شناخته شده قطعات ساخته شده از فوم ها تابعی از این خصوصیت تعیین کننده است که اندازه گیری آن براساس استاندارد ASTM D 1622-03  انجام میپذیرد

دانسیته پلاستیک را به روش های گوناگونی میتوان محاسبه کرد که از آن میان به 3 رو ش زیر میتوان اشاره کرد :

الف ) اندازه گیری دانسیته به روش تهیه نمونه ای با حجم منظم هندسی

ب)اندازه گیری دانسیته به روش غوطه وری

پ) تعیین دانسیته به روش ستون

شاخص جریان مذاب ( MFI  ) : برای شناسایی خواص پلیمرها ، آزمایش های گوناگونی در آزمایشگاههای معتبر انجام میگیرد که بعضا بسیاری از آزمایشات وقت گیر و دارای هزینه های زیادی می باشد اما در صنعت به علت لزوم شناسایی سریعتر خواص فرایندی پلیمرها از شاخص  melt flow index  (MFI  ) استفاده میگردد این شاخص به نوعی نشان دهنده بزرگی دانسیته مولکول پلیمری و در نهایت روانی مذاب پلیمری در شرایط آزمایشگاهی می باشد . شاخص جریان مذاب ، اندازه گیری سهولت جریان مذاب یک پلیمر گرمانرم است . این پارامتر بر حسب جرمی از پلیمر بر حسب گرم که در مدت زمان 10 دقیقه از طریق یک لوله مویین با قطر مشخص و طول مشخص تحت یک نیروی معین که به صورت وزنی برای یک دمای معین اندازه گیری میشود تعریف میگردد. استاندارد های مورد استفاده برای اندازه گیری MFI  ASTM D1238, ISO 1133  هستند . اساس کار بدین صورت است که نمونه در یک استوانه تحت دما و نیرویی که از طرف وزنه بالای آن اعمال می شود ، قرار میگیرد . تحت این شرایط مذاب آن شروع به خروج از منفذ تعبیه شده در پایین آن می کند. عبارت مقدار خروجی آن در زمانهای معین توسط کاتر  خودکاری برش خورده و در نهات همه بریده ها به صورت تکی وزن و وزن میانگین اندازه گیری می شود طبق فرمولی مقدار MFI  جسم تعیین میگردد . مقدار MFI  محصول تابعی از جرم مولکولی پلیمر است . هر چه مقدار MFI  محصول بیشتر باشد ، مذاب پلیمری روانتر است و در دمای پایین تری فرایند میگردد .  دمای مورد استفاده در دستگاه MFI  برای پلی اتیلن ترفتالات و پلی پروپیلن 190 درجه سانتی گراد می باشد .

کاهش در مقدار MFI  باعث موارد ذکر شده در ذیل می باشد . 

افزایش سختی

افزایش استحکام کششی

افزایش در استحکام نقطه تسلیم

افزایش مقاومت در برابر خزش

افزایش چقرمگی

افزایش دمای نرم شدن

افزایش مقاومت در برابر تنش ترک

افزایش مقاومت شیمیایی

افزایش وزن مولکولی

کاهش جلا و براقیت

کاهش نفوذپذیری

سختی :

سختی یک ماده عبارتست از مقاومت در برابر ایجاد فرو رفتگی توسط یک جسم سختر ، برای اندازه گیری سختی ، روشهای مختلفی وجود دارد .

آزمون سختی پلیمرها بر مبنای روش های آزمونی می باشد که در ابتدا برای مواد فلزی به کار رفته اند . سختی یک ماده عبارتست از مقاومت در برابر ایجاد فرورفتگی توسط یک جسم سختر ، این تعریف ساده و توصیفی از سختی ، با وجود آنکه برای کاربرد های عملی مبهم می باشد به یک تعریف استاندارد تبدیل شده است . در آزمون های سختی استاندارد که امروزه اغلب مورد استفاده قرار میگیرند ، یک جسم نفوذ کننده سخت به سطح نمونه مورد آزمایش فشار داده میشود . بنابراین یک تنش 3 جهتی در محل فشار ایجاد میشود در واقع تغییر شکل حاصل به صورت ترکیبی از تغییر شکل های کششی ، فشاری و برشی می باشد .

آزمون های سختی نسبتا ساده و سریع می باشد و از نظر تجهیزات به انرژی و مواد کمی نیاز دارد و در نتیجه یکی از آزمون های رایج در تعیین خواص مکانیکی مواد می باشد . همچنین این آزمون جز آزمونهای غیر مخرب محسوب می شود  چرا که در حین آزمون تنها چند فرورفتگی سطحی در نمونه ها ایجاد می شود که بروی رفتار نمونه ها تاثیر چندانی ندارد . به همین دلیل با این روش امکان سنجش اجزای خیلی کوچک و لایه های نازکی فراهم می شود که به سختی میتوان در مورد سایر خواص آنها اطلاعاتی به دست آورد . در نهایت میتوان از روی مقادیر سختی به دست آمده و با استفاده از روابطی که از لحاظ آماری قابل اطمینان می باشند ، حداقل در یک گروه خاص از مواد ، سایر خواص مکانیکی را مانند نقطه تسلیم ، به دست آورد .

روش های اندازه گیری خواص مکانیکی :

مقاومت در برابر ضربه :

یکی از راههای تعیین چقرمگی یک ماده مورد آزمایش ضربه است . این تست نشان میدهد که یک پلیمر چه مقدار انرژی ضربه ای را میتواند تا قبل شکست در خود ذخیره کند . اگر مقدار انرژی کم باشد ، میتوان نتیجه گرفت که ماده ترد بوده و حساسیت بالایی نسبت به نیروی ضربه ای دارد . اگر مقدار انرژی جذب شده بالا باشد ماده نرم و شکل پذیر است . و نیروی ضربه ای بیشتری را تحمل می کند و بعبارت دیگر چقرمگی بالایی دارد مهم ترین و متداول ترین روشهای آزمایش ضربه دو روش charpy  و  izod  است .

مقاومت کششی :

توانایی مواد مختلف به مقاومت در برابر پارگی بر اثر کشش یکی از مهمترین و پرکاربرد ترین خواصی است که میزان و تنوع کاربرد مواد مختلف را مشخص  میکند . نیروی کششی لازم بر واحد سطح مگا پاسکال و psi  برای گسیختن یک ماده را استحکام کششی می نامند . آزمایش ساده کشش روشی معروف برای اندازه گیری این خاصیت در پلیمرها و بویژه در پلاستیک ها است . گفتنی است که آزمون کشش برای سنجش کیفیت مواد مناسب در پلاستیک ها صورت گرفته و برای طراحی نباید مورد استفاده قرار گیرد زیرا با تغییر شرایط نتایج کاملا متفاوتی بدست خواهد آمد . تنشی که در آن نمونه دچار شکست می شود را تنش شکست می نامند

مقاومت خمشی :

 توانایی مقاومت در برابر تغییر شکل تحت بار را استحکام خمشی می نامند . برای اندازه گیری استحکام خمشی از روشهای بارگذاری سه نقطه ای ، چهار نقطه ای ، تیرچه یکسر درگیر و ...  استفاده می شود .

مقاومت خزشی :

 پلیمرها بر اثر اعمال تنش ثابت واکنشی از نوع تغییر کرنش وابسته به زمان از خود نشان می دهند . استحکام خزشی ( هیدرواستاتیکی فشار ) کوتاه مدت این آزمون ، طبق استاندارد ASTM D 1599  انجام می شود .

  نظرات

دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید مدیر سایت در وب سایت منتشر خواهد شد.
پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.

نمایش مشخصات من

	احمد زمانی     pershia_tadbir@yahoo.com	30/1/1398
با سلام و تشکر از مقاله جامع شما خواستم حواهش کنم چنانچه در خصوص افزایش مقاومت خمشی در ساخت بطری پت اطلاعاتی دارید بنده را مساعدت نمائید . با تشکر و احترام