در این مقاله قصد داریم در مورد ساختار و خواص محصولات پی وی سی منعطف وتوضیح دهیم . پی وی سی پلیمری نیمه بلورین است که مدول کششی آن با توجه به نوع فرمولاسیون در محدوده ی MPa 2400-4140 می باشد . با اضافه کردن مقدار کافی از برخی افزودنی ها از قبیل نرم کننده و روان ساز می توان پی وی سی منعطف تولید نمود . البته در فرمولاسیون های پی وی سی منعطف نیز افزودنی های دیگری نظیر پایدار کننده ، رنگدانه ، پر کننده و تاخیر دهنده ی شعله وری وجود دارد .
فرمولاسیون های پی وی سی منعطف چگالی توده ای کمتر و خواص جریان پذیری ضعیف تری نسبت به فرمولاسیون های معمولی این پلیمر دارند .در ضمن در اغلب موارد باید برای بهبود جریان پذیری این آمیزه ها از افزودنی های ضد استاتیک استفاده میشود . آمیزه های پی وی سی منعطف در بسیاری از کاربرد ها باید دارای خواص تغییر ناپذیر در فشار بالا باشند .
خواص محصولات پی وی سی منعطف
در مورد فرمولاسیون های پی وی سی منعطف برخی خواص از قبیل استحکام کششی ، افزایش طول در نقطه شکست ، مدول ، سختی ، مقاومت سایش ، خواص الکتریکی و مقاومت شعله وری اهمیت بیشتری نسبت به دیگر خواص دارند . استحکاک کششی و افزایش طول در نقطه شکست بیشترین وابستگی را به جرم مولکولی رزین پی وی سی و مقدار و نوع نرم کننده ی مورد استفاده دارند .
جرم مولکولی بالاتر رزین سبب استحکام کششی و افزایش طول در نقطه ی شکست بالاتر آمیزه خواخد شد . مدول ۱۰۰ درصد که مقدار تنش در ۱۰۰ درصد افزایش طول نمونه است ، نیز پارامتر مهمی برای اندازه گیری میزان سفتی محصولات پلی‌وینیل کلراید منعطف است .
یکی دیگر از خواص مهم مهم محصولات پی وی سی منعطف ، سختی است که عموما با انجام آزمایش سختی Shore A اندازه گیری می شود . در اندازه گیری این خاصیت باید توجه داشت که مقدار سختی در مراحل اولیه ی پس از قالبگیری و فرآیند کردن با گذشت زمان افزایش میابد .
از دیگر خواص محصولات پی وی سی منعطف که در کاربرد هایی نظیر کف پوش ها و کفش اهمیت دارد مقاومت سایش می باشد که عبارت از کاهش وزن نمونه در اثر ۱۰۰ دور ساییدگی است .
انواع رزین های پلی‌وینیل کلراید مورد استفاده برای تولید محصولات منعطف
برای تولید محصولات پلی‌وینیل کلراید منعطف می توان از انواع مختلف رزین های این پلیمر استفاده کرد . البته معمول ترین رزین مصرفی ، رزین سوسپانسیونی با وزن مولکولی در محدوده متوسط تا بالا است . دلیل این امر آن است که این نوع رزین ها تخلخل مناسبی داشته و به جذب نرم کننده کمک کی کند . استفاده از رزین پی وی سی با وزن مولکولی بالا در فرمولاسیون منعطف ، باعث میشود که دمای فرآیندی بالاتری برای رسیدن به حالت ذوب بهینه مورد نیاز باشد .
برای تهیه فرمولاسیون پی وی سی منعطف از رزینی با توزیع اندازه ذرات باریک استفاده میشود .
اندازه ذرات و توزیع اندازه ی ذرات دو رزین پی وی سی امولسیونی و میکروسوسپانسیونی متفاوت هستند و در ضمن در رزین میکروسوسپانسیونی مقدار عوامل سطحی کمتری به کار رفته و در نتیجه این رزین حساسیت کمتری به رطوبت دارد .
ساختار رزین های پی وی سی قابل استفاده در محصولات منعطف
یک نکته ی مهم در خواص رزین پی وی سی ، طبیعت نیمه بلورین این پلیمر است . وجود نواحی بلورین کوچک در بین نواحی آمورف پی وی سی نرم شده موجب ایجاد مقاومت در مقابل خزش ، تغییر شکل فشاری و تغییر شکل حرارتی می شود . اغلب این بلور ها ذر دمای بالای فرآیند شکل دهی ذوب شده و در مراحل بعدی و با سرمایش پی وی سی مذاب ، مجددا تشکیل می شوند .
همان طور که میدانید پدیده ضد نرم کنندگی پدیده ای مربوط به پی وی سی است که در مقادیر کم نرم کننده رخ میدهد . از جمله عوامل موثر بر پدیده ی ضد نرم کنندگی ، پیوند های هیدروژنی و نیرو های واندروالسی هستند که تا حدی میزان حجم آزاد بین زنجیر های پلیمری را کاهش دهند . مشکل دیگری که معمولا در مورد محصولات پلی‌وینیل کلراید منعطف مشاهده میشود ، ایجاد نقیصه چشم ماهی در حین اختلاط یا اکستروژن آمیزه است . علت این امر آن است که برخی ذرات پی وی سی در حین فرآیند به مقدار کافی ذوب نشده و مانند سایر ذرات پلیمر نرم کننده را جذب نمی کنند .
پایدار کننده های پی وی سی
افزودنی های فرمولاسیون های پی وی سی منعطف
همانطور که گفته شد ، فرمولاسیون پی وی سی منعطف دارای افزودنی هایی نظیر نرم کننده ، پایدار کننده ، روان ساز ، پر کننده و تاخیر دهنده ی شعله وری می باشد . به طور کلی افزودنی ها موادی هستند که به صورت فیزیکی در یک ماتریس پلیمری توزیع میشوند و تاثیرقابل ملاحظه ای بر ساختار مولکولی پلیمر ندارند ، یعنی تنها چند خاصیت مد نظر را تغییر داده اما ساختار پلیمر دست نخورده باقی می ماند .
نرم کننده
اصلی ترین افزودنی در فرمولاسیون های پی وی سی منعطف ، نرم کننده می باشد . نرم کننده های پی وی سی در انواع مختلف فتالات ها ، دی استر های آلیفاتیک ، فسفات ها ، اپوکسی ها ، نرم کننده های پلیمری ، تریم لیتات ها و نرم کننده های ویژه وجود دارند .
از نرم کننده های نوع اول می توان دی الکیل ارتوفتالات ها ، الکیل بنزیل فتالات ها ، دی آلکیل ترفتالات ها ، اپوکسی ها و آلیفاتیک کربوکسیلیک دی استر ها را نام برد .
پرکننده
در حالت کلی افزودن پرکننده به پی وی سی به دلایل اقتصادی ، تغییر خواص فیزیکی و مکانیکی و یا بهبود خواص رئولوژیکی آمیزه میباشد . پر کننده های پی وی سی در انواع مختلف جامد ، مایع و گازی وجود دارند و با اشغال حجمی از ماده ، قیمت کلی را کاهش می دهند .