مشخصه های ساختاری و ذاتی پلیمر و پارامترهای فرایندی از جمله عوامل تعیین کننده و تاثیرگذار بر خواص نهایی الیاف مصنوعی تولیدی بوسیله فرایند ریسندگی مذاب می باشند. در این کار تحقیقاتی تاثیر عوامل ساختاری و ذاتی پلیمر و همچنین دمای فرایند اکستروژن بر خواص نهایی الیاف ریسیده شده مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا به منظور تعیین ویژگی های ساختاری مواد اولیه، تست های کروماتوگرافی ژل تراوایی(GPC)، رئومتری لوله موئین و طیف سنجی مکانیکی رئومتریک (RMS)، گرماسنجی روبشی تفاضلی(DSC)، شاخص جریان مذابMFI و چگالی مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین آزمون های کشش و DSC برای ارزیابی خواص الیاف ریسیده شده بکار گرفته شد. نتایج حاکی از آن است که در دمای ثابت، پلیمر دارای وزن مولکولی بالاتر به دلیل بالاتر بودن گرانروی و تنش اعمالی در خط ریسندگی، از استحکام بیشتری برخوردار می باشد. در عین حال پلیمر با توزیع وزن مولکولی پهن تر به دلیل دارابودن مدول ذخیره و الاستیسیتی بالاتر از قابلیت ریسندگی و کشش مذاب کمتری برخوردار است. در این رابطه با بالارفتن دمای اکسترودر میزان بلورینگی الیاف افزایش یافته و استحکام آنها از یک نقطه ماکزیمم عبور می کند.

واژگان کلیدی: پلی پروپیلن، وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی، ذوب ریسی، نخ یکسره

مقدمه

اهمیت رابطه ساختار و خواص مواد در طبیعت به خوبی شناخته شده است. برای مثال، پروتئین ها دارای عملکردهای مختلف و متمایزی هستند که از ریزساختار زنجیرهای آنها (برای مثال توالی آمینواسیدها) نشات می گیرد. این مثال از رابطه بین ساختار و خواص پروتئین ها مشابه ارتباط بین ساختار و خواص پلیمرها از جمله پلی پروپیلن ایزوتاکتیک (i-PP) می باشد.
پلی پروپیلن ایزوتاکتیک یک پلاستیک مهندسی مطرح در صنعت است که در زمینه های گوناگون مانند لوازم خانگی، اسباب بازیها، قطعات مصرفی در خودرو، بویژه صنعت تولید الیاف مصنوعی و … کارایی دارد[1].

در این رابطه متوسط وزنی وزن مولکولی (Mw) و توزیع آن (MWD) از پارامترهای ساختاری مهم و تعیین کننده رفتار پلیمرها از جمله خواص رئولوژیکی، حرارتی، ساختار بلوری و مورفولوژی پلیمر حاصله می باشند، که این ویژگی ها نیز خواص نهایی محصول از جمله خواص مکانیکی و استحکامی،‌ نوری آنرا کنترل می کنند[2]. این دو پارامتر در فرایند ذوب ریسی نیز از مهمترین عوامل کنترل کننده جریان پذیری مذاب، حالت جامد و خواص کششی الیاف می باشند. این ویژگی های ساختاری ماده بطور مستقیم و دقیق با انجام آزمون کروماتوگرافی ژل تراوایی(GPC) قابل تعیین هستند.

از طرفی قابلیت فرایندپذیری پلیمرها که متاثر از خواص رئولوژیکی این مواد است نیز رابطه نزدیکی با Mw ، MWD، دما و سرعت برش اعمالی در طی فرایند شکل دهی بر پلیمر دارد.

امروزه از آزمون Rheotens که تعیین کننده استحکام مذاب است برای مقایسه قابلیت کشش مذاب پلیمرها استفاده
می شود. اما باید در نظر داشت که شرایط انجام این آزمون بر روی نتایج بدست آمده از آن بسیار تاثیر گذار می باشند[3]. با انجام
تست های رئومتری لوله موئین و RMS نیز می توان به خصوصیات رئولوژیکی ماده از جمله الاستیسیتی، مدول ذخیره
(Storage modulus) و مدول اتلاف(Loss modulus)، تغییرات تنش و گرانروی بر حسب نرخ برش و دما و ... پی برد.

از طرفی پارامترهای فرایندی از جمله دماهای فرایند تولید الیاف مصنوعی (دمای اکسترودر، دمای هوای خنک کننده،‌ دمای کشش،
دمای annealing)،‌ نرخ کشش مذاب، سرعت و پروفایل هوای خنک کننده، نسبت کشش و درصد آسودگی نیز از عوامل تعیین کننده خواص فیزیکی الیاف نهایی تولیدی می باشند[4].

در این کار پژوهشی تاثیر ویژ گی های ساختاری و ذاتی دو نوع پلی پروپیلن V30S اراک و H7600 هیوندایی و شرایط فرایند ریسندگی (دمای اکسترودر) بر خواص نهایی مورد انتظار الیاف ریسیده شده و روند تغییرات آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است

ادامه دارد.

مدیر سایت چهارشنبه 4 خرداد‌ماه سال 1390 ساعت 01:30 ب.ظ