پلی استرها
پلی استرها دسته بزرگی از رزینهای سنتزی هستند که به دو گروه مجزا تقسیم بندی می شوند. اشباع (ترموپلاستیک)، غیر اشباع (ترموست). ترموپلاستیکها (گرمانرم ها) هستند که هنگام حرارت‌دهی ذوب و هنگام سرد کردن جامد می‌شوند. و مولکولهائی خطی با شاخه های جانبی کم هستند. ولی ترموستها ترکیباتی هستند که هنگام حرارت دهی ذوب نمی‌شوند و در دماهای بسیار بالا، به‌صورت برگشت ناپذیر، تجزیه می‌شوند. این ترکیبات دارای اتصالات عرضی و شبکه سه‌بعدی گسترده از پیوندهای شیمیائی کووالانسی هستند. پلی استرها به‌صورت گسترده ای به‌عنوان رزینهای لایه‌ای به‌کار می‌روند. پلی استرهای غیراشباع ترکیباتی پلیمری بوده که پیش پلیمرهای آنها (پلیمرهای سازنده این‌مواد)، مایعات ویسکوز با رنگ زرد و با وزن مولکولی متوسط و پایین (معمولا ً در حدود دو هزار) با اتصالات عرضی هستند. پلی‌استرهای غیراشباع ماکرو مولکولهائی با ساختار پلی‌استری مشتق شده از واکنش متقابل اسیدهای غیراشباع یا انیدریدها و الکهای پلی‌هیدرولیکی هستند (از ترکیب اسید و الکل بوجود می‌آیند). این اسید و الکل که به‌عنوان جزو سازنده پلیمر پلی‌استر هستند مونومر نامیده می‌شوند. بسته به ساختار مونومر رزین پلی‌استری ویژگی خاص نهائی خود را خواهد داشت. به‌عنوان مثال وجود مولکولهای هالوژن حاوی اتم‌های کلر یا برم می‌تواند برای ایجاد مقاومت در برابر آتش بکار رود. اثر هالوژنها در ساختار پلیمر کاهش قابلیت احتراق آنها می‌باشد.
ویژگی رزین پلی‌استری
رزین پلی‌استری، ماده‌آلی و غیر‌قابل حل درآب که جامد یا نسبتا ً جامد می‌باشد و تمایل کمی به کریستالیزه شدن دارد. برمبنای چگونگی خواص و مشخصات آن که در زیر ذکر می‌گردد در مواردی بسیاری بکار برده می‌شود.
۱- ویسکوزیتۀ مناسب
۲- مقاومت حرارتی بالا
۳- عدد اسیدی مشخص
۴- قدرت مکانیکی عالی
۵- خلوص
۶- ظرفیت بالای تشعشع
۷- ظرفیت بالا در برابر عبور گاز
۸- استحکام کششی بالا
۹- استحکام خمشی مناسب
۱۰- وزن ویژۀ معین
۱۱- جذب کم آب (رطوبت)
۱۲- پایداری در برابرعوامل محیطی، فیزیکی و شیمیائی
۳-۱-۱- کاربردهای رزین:
به‌عنوان مواد صنعتی کاربردهای گسترده ای در تولید رنگها، پلاستیکها، پوشش های عایق، چسبها و جوهرها دارند. از دیگر موارد مصرف آنها در قالب‌ریزی، فیبرهای لایه‌بندی شدۀ شیشه ای می‌باشد. از طرفی در ساختار لباسها و لاستیکهای ماشین نیز بکار می‌روند.
۲-۱- موارد مصرف رزین در جهان
موارد مصرف رزین در صنایع مختلف به‌شرح زیر است:
– کاربردهای لایه گذاری دستی، اسپری، رشته پیچی، و لامینت مداوم
– پرس گرم و سرد
– ریخته‌گری انواع قطعات نرم و سخت
– به‌عنوان لاینینگ مخازن نگهداری موادشیمیائی
– به‌عنوان ورنی چوب و ورنی مخصوص موتورهای الکتریکی
– به‌عنوان رزین بتونه سنگی و چسب سنگ
– تولید رنگ
– پلاستیک
– پوشش‌های عایق
– چسبها
– جوهرها
– فیبرها
– رزینهای تقویت شده
– خصوصیات فیزیکی و شیمیائی
رزین پلی‌استری در ابتدا به شکل مایعی است به غلظت مربّا، ولی وقتی با هاردنر مخلوط می‌گردد، پس از مدتی حرارت آن بالا می رود و به حالت ژله درمی آید و سپس سخت و محکم می گردد. (در فارسی واژه “پلی استر” را که در اصل نام نوعی الیاف است، به جای رزین پلی‌استر هم به‌کار می‌برند)
– به‌هنگام سفت شدن پلی‌استر، مولکول‌ها به‌هم نزدیک شده و مقداری از محلول نیز تبخیر می‌گردد. در نتیجه، حجم پلی‌استر بعد از بستن اندکی کاهش می‌یابد.
– پلی‌استر سخت شده را دیگر نمی‌توان به حالت مایع برگرداند
– مناسب ترین درجه برای کار با پلی استر بعد از بستن اندکی کاهش می‌یابد.
– پلی‌استر مایع، بوی زننده‌ای دارد و اگر روزانه مقدار پنج‌کیلوگرم از آن مصرف شود بی‌ضرر است، ولی بیش‌تر از این مقدار را باید در اتاقی که تهویه می‌شود انجام داد.
– رزین پلی‌استر به بعضی اجسام مثل چوب می‌چسبد. بنابراین باید داخل قالب را صاف بگیریم و از جداکننده‌ها در داخل آن استفاده کنیم. می‌توانیم ا ز پارافین و یا فیلم استفاده کنیم. فیلم، مایعی است که با قلم‌مو بر سطح قالب زده می‌شود و پس از خشک شدن، یک لایۀ نایلون مانند نازک ایجاد می‌کند.
– رزین‌پلی‌استر باید در جای خنک و تاریک نگهداری شود. عمر رزین در صورتی که مرغوب باشد، به دوازده‌ماه می‌رسد.
– پلی‌استر بعد از بستن، محکم و غیر سمی می‌گردد و غیر متخلخل است. می‌توان آن را سوهان زد و یا با مته سوراخ نمود.
– می‌توان انواع رنگ‌های پودری را با رزین‌پلی‌استر مخلوط نمود تا به‌صورت رنگین درآید.
– رزین‌پلی‌استر در مقابل نور تغییر رنگ نمی‌دهد.
– هاردنرهای مورد استفاده در پلی‌استر، به دو صورت مایع و خمیری وجود دارند. کار کردن با نوع خمیری ساده‌تر است، هاردنر مایع به رنگ آب است و بوی تندی دارد.
میزان هاردنر(سفت کننده) در رزین پلی‌استر:
با کم و زیاد کردن هاردنر، می‌توان زمان سفت شدن را تنظیم نمود. قانون کلی میزان هاردنر دررزین‌پلی‌استرهای شفاف، ۲ درصد است. رزین‌پلی‌استر در لایه‌های نازک خیلی به‌کندی سفت می‌شود و قسمت بالای آن به‌حالت چسبنده باقی می‌ماند. در این موارد، باید مقدار هاردنر را به ۴ درصد رساند.
اگر ضخامت پلی‌استر زیاد باشد، احتمال ترک‌خوردگی پیش می آید که در این مورد، باید میزان هاردنر را یک درصد انتخاب نمود. وقتی که قالب پلاستیکی است و نسبت به حرارت حساس می‌باشد نیز باید میزان هاردنر را کاهش داد. اگر مقدار هاردنر از ۴ درصد تجاوز کند، باعث می‌شود پلی‌استر خیلی ترد و شکننده شود. برای اینکه پلی‌استر حالت قابل انعطافی داشته باشد، بایستی میزان هاردنر را یک درصد گرفت.
فرایند تولید
پلی‌استرهای غیراشباع معمولا ً بوسیله واکنش پلی کنداسیونی در دماهای افزایش یافته مابین اسیدهای دو عاملی یا انیدریدها آماده می‌گردند.
زمانیکه گلیکولهای مختلف و اسیدها یا انیدریدها وزن شده و وارد محفظه می‌شوند تا زمانیکه به محدوده نسبت اسید و ویسکوزیته ترجیح داده شده می‌رسیم، گرم شده و همزده می‌شوند. در فاز اولیه واکنش، افت عدد اسید واکنش سریع بوده ولی افزایش ویسکوزیته نسبتا ً آرام می‌باشد. ولی در مراحل بعدی، عمل عکس اتفاق می‌افتد. وقتی پلی‌استر آماده شد بوسیله مونومر رقیق شده و اثر بازدارندگی روی آنها، بوسیله روش‌های پیوسته مستقیم یا عکس انجام می‌گیرد.
در روش مستقیم تولید پلی‌استر به روش رقیق‌سازی، پلی‌استر گرم از محفظه واکنش به تانک رقیق‌سازی رفته و تا Cº۱۰۰ – Cº۱۱۰ خنک می‌گردد. بازدارنده‌ها به دنبال افزایش مونومر برای تبدیل به محلولی که تا دمای اتاق خنک می‌شود اضافه می‌گردند. این روش وقتی که ویسکوزیته پلی‌استر غیررقیق شده و در Cº۱۱۰ ، کم بوده و امتزاج پذیری آن با مونومر رقیق‌ساز آسان می‌باشد انجام می‌گیرد. ولی اگر ویسکوزیته پلی‌استر به اندازه‌ای بالا باشد که مسائل همزدن یا ته نشینی زمانیکه مونومر سرد شده وارد می‌گردد، بوجود آید، رقیق‌سازی معکوس انجام می‌گیرد.
در این عملیات، پلی‌استر بصورت مستقیم از محفظه واکنش در نسبتی که محلول هموژن بدست می‌آید اضافه می‌گردد. بسته به نسبت حلالیت پلی‌استر در مونومر، گرمایش نسبی مونومر اولیه قبل از پلی‌استر ممکن است مورد نیاز باشد. در رقیق‌سازی معکوس، بازدارنده‌ها قبل از تماس اولیه با پلی استر گرم اضافه می‌شود. زمانیکه محلول تشکیل شد، به‌سرعت خنک می‌گردد. در روش پیوسته رقیق، پلی‌استر، خنک شده، بازدارنده اضافه شده و با مونومر بصورت پیوسته مخلوط می‌گردد. محصول به تانک حاصل تخلیه شده و قبل از تنظیم خنک می‌گردد.
ماشین‌آلات
۱٫ مجموعه راکتور واکنش شامل راکتور، کندانسور و دکانتور
۲٫ مجموعه همزننده شامل همزن و کندانسورعمودی
۳٫ سیستم گرمایش شامل بویلر و دودکش
۴٫ سیستم سرمایش شامل برج خنک‌کننده، تانک، پمپ‌ها و تجهیزات نصب
۵٫ سیستم خلاء شامل تانک خلاء، پمپ خلاء، تانک سرد کننده
۶٫ سیستم ذخیره شامل تانکهای ذخیره، سیستم لوله‌کشی و تخلیه
۷٫ سکوهای نصب شامل پایه‌ها و فضاهای لازم برای نصب ماشین‌آلات
۸٫ سیستم برق شامل تابلوهای توزین و کابل‌کشی ماشین‌آلات
۹٫ سیستم ایمنی و کنترل شامل سیستم‌های اطفاء‌حریق، سیستم پرکننده مکانیزه
۱۰٫ سیستم بسته‌بندی بشکه‌ای شامل غلطک‌های انتقال، سیستم پرکننده مکانیزه
منبع :
www.farapol.com
صنایع شیمیایی فراپل