پلاستيكها و لاستيكها

لاستيكها
از ويژگي برجسته لاستيكها مدول الاستيسيته پايين آنها است همچنين مقاومت شيميايي و سايشي و خاصيت عايق بودن آنها باعث كاربردهاي بسيار در زمينه خوردگي ميگردد . مثلا لاستيكها با اسيد كلريدريك سازگارند و به همين دليل لوله ها و تانكهاي فولادي با روكش لاستيكي سالهاست مورد استفاده قرار ميگيرند .
نرمي لاستيكها نيز يكي ديگر از دلايل كاربرد فراوان اين مواد ميباشد مانند شيلنگها، نوارها و تسمه ها ، تاير ماشين ‍‍و …
لاستيكها به دو دسته تقسيم ميشوند :
1 . لاستيكهاي طبيعي 2 . لاستيكها ي مصنوعي
بطور كلي لاستيكهاي طبيعي داراي خواص مكانيكي بهتري هستند مانند مدول الاستيسيته پايينتر ، مقاومت در برابر بريدگي ها و توسعه آنها اما در مو رد مقاومت خوردگي لاستيكهاي مصنوعي داراي شرايط بهتري هستند.
لاستيكها ي طبيعي
لاستيك داراي مولكولهاي از ايزوپرن ( پلي ايزوپرن ) مي باشد و به صورت يك شيره مايع از درخت گرفته مي شود ، ساختمان كويل شكل آن باعث الاستيسيته بالاي اين ماده مي شود (100 تا 1000 درصد انعطاف پذيري).
محدوديت حرارتي لاستيك نرم حدود 160 درجه فارنهايت است ، اين محدوديت با آلياژ سازي تا حدود 180 درجه فارنهايت افزايش مي يابد. با افزايش گوگرد و حرارت دادن لاستيك سخت تر و ترد تر مي شود. اولين با ر در 1839 چارلز گودير اين روش را كشف كرد و آن را ولكا نيزه كردن ناميد ، حود 50% گوگرد باعث جسم سختي بنام ابونيت ميگردد كه براي ساخت توپ بولينگ مورد استفاده قرار مي گيرد . مقاومت خوردگي معمولا با سختي نسبت مستقيم دارد .
مدول الاستيسيته براي لاستيكها ي نرم و سخت بين 500 تا 500000 پوند بر اينچ متغير است.
لاستيكها ي مصنوعي
در جنگ جهاني دوم وقتي منابع اصلي لاستيكها بدست دشمن افتاد نياز شديدي براي جايگزيني آن توسط يك ماده مصنوعي احساس مي شد. در اوايل دهه 1930 نئوپرن توسط دوپنت بدست آمد ،اين ماده پنجمين ماده استراتژيك در جنگ جهاني بود. امروزه لاستيكها ي مصنوعي زيادي شامل تركيباتي با پلاستيكها وجود دارند.
فيلرهاي نرم كننده و سخت كننده مختلفي براي بدست آوردن خواصي چون الاستيسيته ، مقاومت در برابر خوردگي و مقاومت در برابر حرارت با هم تركيب مي شوند كه در ادامه به معرفي چند تا از اين مواد ميپردازيم :
1 . نئوپرن و لاستيك نيتريل در مقابل نفت و گاز مقاومند. يكي از اولين كاربردهاي آن در شيلنگهاي پمپ بنزين است .
2 . لاستيك بوتيل : خاصيت برجسته اين لاستيك عدم نفوذ پذيري در مقابل گازهاست اين خاصيت باعث استفاده آن در لوله هاي داخلي و تجهيزات كارخانجات مواد شيميايي مثلا آبندي تانكرهاي حمل گاز مي باشد. همچنين اين لاستيك مقاومت خوبي در برابر محيطهاي اكسيد كننده مانند هوا و اسيد نيتريك رقيق دارد .
3 . لاستيك سيليكون : مقاومت حرارتي اين لاستيك در حدود 580 درجه فارنهايت مي باشد .
4 . پلي اتيلن كلرو سولفاته شده : داراي مقاومت عالي در محيطهاي اكسيد كننده مثل 90% اسيد نيتريك در درجه حرارت محيط ميباشد .
لاستيكهاي نرم در مقابل سايش بهتر عمل مي كنند . روكشها مي توانند از لايه هاي سخت و نرم تشكيل شوند.
پلاستيك ها
در 15 سال اخير كاربرد پلاستيك ها بشدت افزايش يافته است . يكي از انگيزه هاي اوليه براي بدست آوردن اين مواد جايگزيني توپهاي عاجي بيليارد بوسيله يك ماده ارزانتر بود.
پلاستيك ها توسط ريختن در قالب ، فرم دادن ، اكستروژن و نورد توليد مي شود و به صورت قطعات توپر، روكش، پوشش، اسفنج، الياف و لايه هاي نازك وجود دارند . پلاستيك ها مواد آلي با وزن مولكولي بالا هستند كه مي توانند به شكلهاي مختلف در آيند .بعضي از آنها به صورت طبيعي يافت مي شوند ولي اكثر آنها به صورت مصنوعي به دست مي آيند .
بطور كلي پلاستيك ها در مقايسه با فلزات و آلياژها خيلي ضعيفتر ، نرمتر ، مقاومتر در برابر يونهاي كلر و اسيد كلريدريك ، مقاومت كمتر در برابر يونهاي اكسيد كننده مثل اسيد نيتريك ، مقاومت كمتر در برابر حلالها و داراي محدوديت حرارتي پايينتر مي باشد . خزش در درجه حرارتهاي محيط يا سيلان سرد از نقطه ضعفهاي پلاستيك ها بويژه ترموپلاستها مي باشد.
پلاستيك ها : ترموستها و ترموپلاست ها
ترموپلاست ها با افزايش درجه حرارت نرم مي شوند و موقعي كه سرد مي شوند به سختي اوليه باز مي گردند . اكثر آنها را مي توان ذوب نمود .
ترموست ها با افزايش درجه حرارت سخت مي شوند و با سرد شدن سختي خود را حفظ مي كنند و با حرارت دادن تحت فشار شكل مي گيرند و تغيير شكل مجدد آنها ممكن نيست ( قراضه آن قابل استفاده نيست ) .
خواص پلاستيكها را مي توان با افزودن مواد نرم كننده ، سخت كننده و فيلر بطور قابل ملاحظه اي تغيير داد . پلاستيكها مانند فلزات خورده نمي شوند .
در جداول زير به مقايسه ترموپلاست ها و ترموست ها از نظر خواص فيزيكي و مكانيكي ميپردازيم.
ترمو پلاستها
نام ماده استحكام كششي انعطاف پذيري % سختي راكول مدول الاستيسيته وزن مخصوص Pvc سخت 6000 20 - 2 110 400 4/1 نايلون 10000 45 110 400 14/1 فلورو كربنها 2500 250-100 70 60 13/2 متيل متا اكرپلات 8000 5 220 420 19/1 پلي پروپيلن 5000 700-10 90 200 91/0
ترموستها

نام ماده استحكام كششي انعطاف پذيري % سختي راكول مدول الاستيسيته وزن مخصوص اپوكسي 10000 0 90 1000 1/1 فئوليكها 7500 0 125 1000 4/1 پلي استر ها 4000 0 100 1000 1/1 سيليكونها 3500 0 89 1200 25/1 اوره 7000 0 115 1500 48/1
حال به توضيح سه مورد از هر جدول ميپردازيم :
1 . ترمو پلاستها
فلورو كربنها :
تفلون و كل اف و فلورو كربنها فلزات نجيب پلاستيكها هستند به اين معني كه تقريبا در تمام محيطهاي خورنده تا دماي 550 درجه فارنهايت مقاوم هستند . اينها از كربن و فلور ساخته شده اند اولين تترا فلوراتيلن توسط دوپنت توليد شد و تفلون نام گرفت .تفلون علاوه بر مقاومت خوردگي ، داراي ضريب اصطكاك كمي است كه مي تواند مانند يك روغن كار سطح فلزاتي كه بر روي هم سايش دارند از خورده شدن در اثر اصطكاك (خوردگي فيزيكي) محافظت كند.
پلي ونيل كلرايد(پي .وي .سي ) :
اين ماده اساسا سخت است ولي با اضافه كردن مواد نرم كننده و وينيل استات ميتوان آنرا نرم نمود . كاربرد اين ماده در لوله ها و اتصالات ، دودكشها ، هواكشها، مخازن و روكشها مي باشد .
پلي پروپيلن :
پلي پروپيلن ، پرو فاكس و اسكان براي اولين بار در ايتاليا بوجود آمدند و داراي مقاومت حرارتي و خوردگي بهتري نسبت به پلي اتيل بوده و همچنين از آن سخت تر هستند .براي ساخت والو ها ، بطريهايي كه توسط حرارت استريل مي شوند و لوله و اتصالات به كار مي رود.
2 . ترموستها
سيليكونها :
سيليكونها داراي مقاومت حرارتي بسيار خوبي هستند . خواص مكانيكي با تغيير درجه حرارت تغيير كمي ميكند .يكي از مواد تشكيل دهنده اين ماده سيليسيم است كه ديگر پلاستيكها چنين نيستند. سيليكونها بعنوان تركيبات قالبگيري ، رزينهاي ورقه اي و بعنوان عايق در موتورهاي برقي استفاده مي شود اما مقاومت آنها در مقابل مواد شيميايي كم است.
پلي استرها :
پلاستيكهاي پلي استر ، داكرون ، ديپلون و ويبرين داراي مقاومت خوردگي شيميايي ضعيفي هستند .مورد استفاده اصلي پلي استر ها در كامپوزيتها بصورت الياف مي باشد . مثلا كامپوزيت پلي استر تقويت شده و شيشه داراي چنا ن مقاومتي ميشود كه در بدنه اتومبيل و قايق مورد استفاده مي گردد.
فنوليكها :
مواد فنوليكي(باكليت) ،دارز ، رزينوكس از قديمي ترين و معروفترين پلاستيكها هستند .اين مواد عمدتا بر اساس فنول فرم آلدئيدها هستند. كاربردهاي آن عبارتند از : بدنه راديو ، تلفن ، پريز ، پمپ ، سر دلكو و غلطكها.