۰۲
خرداد

پمپ غلیظ پاش و پلی پروپلین – مقاله ۱

در این مقاله سعی داریم به معرفی اجمالی پلی پروپیلن (polypropylene) بپردازیم و سپس به مقایسه آن با سایر بسپار ها می پردازیم. پلی پروپلین که به صورت ویژه در تزریق پمپ غلیظ پاش مورد استفاده واقع می شود، گسترش یافته دارای ویژگی های فشاری خوبی است که از جمله آن سختی و سفتی پایین این بسپار است که در نتیجه به آن اجازه می‌دهد که بعد از اعمال فشار بتواند به حالت اولیه خود بازگردد. پلی پروپلین بطور گسترده‌ای در صنعت هواپیمایی، تولید وسایل کنترل رادیویی و همچنین بعنوان ماده اولیه در تزریق پمپ غلیظ پاش بکار می‌رود. ویژگی اصلی این بسپار قدرت جذب فشار بالای آن است.

درباره پلی پروپلین:

پلی پروپیلن که به اجمال به آن PP نیز گفته می شود دارای فرمول شیمیایی CH2-CH(CH3)]n–] می‌باشد. می توان به جرات گفت که این ماده یکی از پرمصرف‌ترین و پایه ای ترین بسپارهای مورد استفاده در صنعت می باشد بطوریکه امروزه ماده اصلی برای تزریق و ساخت پمپ غلیظ پاش بشمار می آید.

در واقع پلی پروپیلن از بسپارش پروپیلن در محیط با دما و فشار نسبتاً ملایم و در حضور کاتالیزور معروف زیگلر – ناتا بوجود می آید. نقش حیاتی کاتالیزور زیگلر-ناتا این است که بسپاری به صورت ایزوتاکتیک را ایجاد می کند که قادر به متبلور شدن تا حدود ۹۰ درصد می‌باشد.

پلی‌پروپیلن یک بسپار گرمانرم (Thermoplastic) می‌باشد که در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد که عبارتند از:

  • فیلم و ورق
  • قالب‌گیری دمشی
  • قالب‌گیری تزریقی
  • بسته‌بندی غذایی
  • نساجی
  • تولید انواع پمپ غلیظ پاش
  • تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی
  • لوله
  • کاربردهای صنعتی و ساختمانی
  • اجزاء خودرو

مضاف بر آنچه ذکر شد، بسپار تولید شده از تکپار پروپیلن معمولی در برابر حلال‌های شیمیایی، بازها و اسیدها مقاومتر است. مولکول های پروپیلن دارای ساختار شیمیایی نامتقارن هستند، اذا فرایند بسپارش آنها می‌تواند به سه حالت توالی در ساختار این بسپار منتهی گردد. این در حالی است که به دلیل اثرات منتج شده از ممانعت فضایی گروه‌های متیل، توالی سر به دم دارای نظم ساختاری بالاتری نسبت به سایر انواع می‌باشد.

پلی پروپیلن دارای سه نوع پیکربندی فضایی مختلف است که عبارتند از:

  1. ایزوتاکتیک (iPP)
  2. سیندیوتاکتیک (sPP)
  3. اتاکتیک (aPP)

در نوع ایزوتاکتیک گروه‌های متیلی در یک سوی صفحه عبوری از زنجیر اصلی هستند. در نوع سیندیوتاکتیک گروه‌های متیل به صورت یک در میان در دو طرف صفحه عبوری از زنجیر قرار دارند و در نهایت در نوع اتاکتیک هیچ نوع نظم خاصی وجود ندارد.

در این میان نقش کاتالیزور ها پر رنگ است. یک کاتالیست مانند زیگلر-ناتا می تواند باعث قرار گرفتن تکپار ها در یک ساختار آرایش یافته شود اجازه می‌دهد که تکپارها در جهت صحیح به زنجیر بسپاری اضافه گردند. عمده پلی‌پروپیلن‌های معمولی که به کمک کاتالیست‌های تیتانیوم کلراید (Ticl4) تولید می‌ گردند، بصورت ویژه دارای درصد بالایی از پلی‌پروپیلن ایزوتاکتیک هستند.در واقع به این علت که گروه‌های متیل در یک طرف قرار دارند، برخی از ملکول‌ها تمایل دارند که به شکل مارپیچی تغییر شکل دهند. این مارپیچ‌ ها بصورت یک به یک در کنار هم قرار می‌گیرند و مقاومت یک پلی‌پروپیلن معمول را ایجاد می‌نمایند.

پمپ غلیظ پاش و IPP صنعتی:

در خلال بحث پلی پروپلین استفاده آن در تزریق پمپ غلیظ پاش می توان به iPP تجاری شده نیز اشاره کرد. این ماده دارای ویژگی های متنوعی می‌باشد که به موجب آن بصورت گسترده ای در صنعت پلاستیک و الیاف مورد استفاده قرار می گیرد. از بارز ترین این خصوصیات می توان به این موضوع اشاره کرد که این ماده نسبت به بسپارهایی نظیر پلی آمیدها  دارای ویژگی عدم جذب رطوبت است که آن را به عنوان کاندیدای مناسبی برای استفاده در بسیاری از کاربردها تبدیل کرده‌ است. همچنین ویژگی های این ماده را می‌توان با انجام برخی اصلاحات ارتقاء داد. مهم‌ترین اصلاحاتی می توان به آنها اشاره کرد عبارتند از:

  1. کنترل فرایند تخریب
  2. شبکه‌ای کردن ساختار مولکولی
  3. عاملیت دار نمودن و شاخه دار کردن ساختار مولکولی

ساختار مولکول پلی پروپیلن خطی است و این به دلیل ماهیت کاتالیست‌ های زیگلر-ناتا است در نتیجه سبب پایین بودن استحکام مذاب پلی پروپلین می‌گردد. پایین بودن استحکام مذاب این بسپار سبب محدودیت کاربرد آن در فرایندهایی نظیر قالب‌گیری دمشی و ترموفرمینگ می‌شود. اما از سوی دیگر این ویژگی سبب می شود که این ماده برای تولید کنندگان انواع پمپ غلیظ پاش جذابیت ویژه ای داشته باشد. در واقع به همین دلیل است که پلی پروپیلن، یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرهایی است که طبق آمار تولید جهانی آن در سال ۲۰۰۳ به حدود ۳۵٫۸ میلیون تن رسیده است.

رشد سالانه پلی پروپلین:

رشد سالانه تقاضای جهانی برای پلی پروپیلن در بین سال‌های ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۸ در حدود ۶٫۷ درصد تخکین زده شده است که در این بین بیشترین تقاضا در صنایع تولید وسایل تقویت شده با الیاف، تولید نخ فیلامنتی، تزریق بادی و تزریق پلاستیک مانند تزریق برای تولید پمپ غلیظ پاش است.

پلی پروپلین در مقایسه با دیگر بسپار ها:

پلی پروپیلن در مقایسه با دیگر بسپارها ویژگی های متمایز و قابل ذکر بسیاری دارد که عبارتند از:

  • قیمت تقریبا ارزان این در مقایسه با تک‌پارهای دیگر
  • قیمت پایین PP در مقایسه با دیگر بسپارها
  • وزن مخصوص و سبک این ماده
  • انعطاف‌پذیری و همچنین طیف گسترده تولید آن با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متغیر
  • افزایش کاربردهای جدید و بهبود خواص رده‌ های تولیدی نوین
  • افزایش کاربرد PP در وسایل و تجهیزات پزشکی
  • توسعه کاربردهای PP در رده های خاص
  • بالا رفتن مصرف PP به صورت آلیاژ با دیگر بسپارهای صنعتی
  • جایگزینی با بسپارهایی مانند PS, PE و …