آلیاژ های پلیمری پیشرفته

در این مقاله از اوکام درباره تولید انواع آلیاژ پلیمر توضیح دادیم همراه ما باشید.

امروزه در صنایع مختلف، فلزات به صورت خالص مورد استفاده قرار نمی‌گیرند و در فرایند آلیاژ سازی به ماده با خواص بهتر و کاربردی مؤثرتر تبدیل می‌شوند. در تعریف آلیاژ باید به ترکیبی از یک فلز به عنوان ماده اصلی و چندین عنصر دیگر اشاره کنیم.

این عناصر می‌توانند به صورت فلز یا غیر فلزی برای ترکیب با فلز اصلی به کار برده شوند. به این ترتیب می‌توانیم آلیاژ را حاصل ترکیب این عناصر با یکدیگر به شکل مخلوط یا محلول بنامیم.

پلیمر چیست؟

شاید این موضوع برای شما هم جذاب باشد که تنها با مشاهده جزئیات موجود در طبیعت و دنیای اطراف، می‌توان به معنای پلیمر پی برد. در واقع این مواد، مولکول‌ های بزرگی هستند که از متصل شدن آن‌ ها به یکدیگر مواد پلیمری تولید می‌شوند. در طبیعت شما می‌توانید این عناصر را در موی حیوانات، تار عنکبوت، پیله ابریشم و... مشاهده کنید.

تولید آلیاژ پلیمری چیست؟

از ترکیب انواع پلیمر با یکدیگر، آلیاژ حاصل می‌شود. نکته قابل توجه در تولید انواع آلیاژ های پلیمر، عدم اتصال شیمیایی آن‌ ها در برقراری ارتباط است. مهم ترین مزیت تولید آلیاژ پلیمری، حفظ و بهبود خواص مواد و همچنین امکان تغییر در ساختار آن‌ ها است. در واقع ترکیب عناصر مختلف با یک فلز پایه، خواص اصلی آن را بهبود بخشیده و حفظ می‌کند و باعث تولید آلیاژ پلیمری میشود.

تولید انواع آلیاژهای پلیمر 

برای دسته‌ بندی آلیاژها باید به مواد به کار رفته در آن‌ها توجه کنیم. به این معنا که در ساخت آن‌ها از فلزات آهنی و غیر آهنی استفاده می‌شود. همان‌طور که از نام آلیاژ آهنی مشخص است، فلز اصلی و پایه آهن است. در مقابل نیز فلزاتی مانند برنج، مس، مفرغ و... در گروه فلزات غیر آهنی قرار می‌گیرند.

مزیت تولید آلیاژ پلیمری

مهم ترین ویژگی در تولید انواع آلیاژ های پلیمر، امکان ترکیب عناصر مختلف با یکدیگر است. این امر باعث می‌شود تا شخص به واسطه آلیاژ سازی محصولی مطابق با خواسته خود و با صرف کم ترین هزینه در اختیار داشته باشد.

در اشاره به مزیت تولید آلیاژ پلیمری نباید از کاربرد فلزات در صنایع غافل شد. فلزات به صورت پایه قابلیت مورد استفاده قرار گرفتن در صنایع مختلف را ندارند. به همین جهت نیاز به آلیاژ سازی و ترکیب فلز با عناصر دیگر مشخص می‌شود. در واقع تولید انواع آلیاژهای پلیمر خواص فلزات اصلی همچون استحکام و پایداری آن‌ ها را به شکل قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

انواع پلیمر

برای آشنایی بیشتر می‌توانیم به چند مورد از این عناصر کاربردی و مهم در زمینه صنعت و تولید اشاره کنیم.

پلی اتیلن:

از این ماده در صنایع مختلف عمران، معدن، کشاورزی و... استفاده می‌شود.

پلی پروپیلن:

مهم ترین موارد مصرف پلی پروییلن به استفاده از آن در صنعت نساجی، پلاستیک، بسته‌بندی مواد غذایی و... مربوط می‌شود.

پلی وینیل کلراید:

پی وی سی PVC نام اختصاری پلی وینیل کلراید است که نام آن برای بسیاری از ما شناخته شده است. این ماده از طول عمر بالایی برخوردار بوده و در برابر رطوبت و تغییرات شیمیایی نیز مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد.

پلی کربنات:

ویژگی‌ های پلی کربنات مانند عایق صوتی، وزن سبک، مقاومت بالا و... باعث شده تا از آن به عنوان جایگزین شیشه در عملیات ساختمانی استفاده شود. همچنین پلی کربنات از کاربردی‌ ترین عناصر در تولید انواع آلیاژ های پلیمر محسوب می‌شود.

ویژگی‌ های تولید آلیاژ پلیمری

همان‌ طور که اشاره کردیم یکی از مهم ترین ویژگی‌ های آلیاژسازی انواع پلیمر، بهبود بخشیدن خواص فلزات اصلی است. تولید انواع آلیاژهای پلیمر، جریانی آسانی دارد که این موضوع به ویژگی‌ های این فرایند ارتباط دارد. همچنین در این خصوص باید به قیمت مقرون‌ به‌ صرفه و وزن بسیار کم این مواد اشاره کنیم.

هر کدام از این عناصر خواص و قابلیت‌ های متفاوتی دارند که در صنایع مختلف تولیدی و... به کار گرفته می‌شوند. به عنوان مثال پلی کربنات خواص الکتریکی مطلوب، میزان دمای تخریب بالا، پایداری، مقاومت شیمیایی و... قابل توجهی دارد.

پیشنهاد مطالعه : چسب گرما ذوب 

کاربرد انواع آلیاژ پلیمری

امروزه در صنایع مختلفی مانند طراحی و ساخت خودرو، حوزه پزشکی، صنعت بسته‌بندی، صنایع الکترونیک و... از ترکیب پلیمرها با فلزات پایه استفاده می‌شود. جهت استفاده از این عناصر در زمینه‌ های مختلف یک یا دو عنصر با فلز اصلی ترکیب شده و فرایند آلیاژ سازی شکل می‌گیرد. در این جریان هر عنصر خواص و ویژگی‌ هایی متفاوت دارد.

متخصصان باید به شکلی این عناصر را با یکدیگر ترکیب کنند که نقاط قوت یکی عیب عنصر دیگر را تکمیل کند. به این ترتیب مفهوم بهبود خواص ماده در این روند معنا پیدا می‌کند. تولید آلیاژ پلیمری با توجه به خواص و ویژگی‌ های عناصر مختلف در ترکیب با یکدیگر، گستره کاربردی وسیعی دارد. امروزه در صنعت تجهیزات کامپیوتری، هوافضا، خودروسازی، معماری، عمران، عملیات ساختمانی، ساخت انواع چسب، عایق‌های حرارتی، الیاف، نساجی و... از این مواد استفاده می‌شود.

چرا به آلیاژ سازی مواد نیاز داریم؟

پیشتر به این موضوع اشاره کردیم که فلزات سخت به تنهایی قابلیت استفاده در بخش‌های مختلف صنعت، تولید و... را ندارند. به همین جهت عناصر دیگر با فلزات پایه ترکیب شده و تولید آلیاژ پلیمری شکل می‌گیرد.

یکی دیگر از دلایل مهم نیاز به آلیاژسازی، تقویت خواص مکانیکی است. انواع پلیمر دارای خواص مکانیکی هستند که به منظور ارتقاء عملکرد، این خواص باید بهبود پیدا کنند. برای آگاهی بیشتر می‌توانیم به مقاومت در برابر ضربه، نقطه شکست، استحکام کششی و... اشاره کنیم که جزء خواص مکانیکی هستند.

تولید انواع آلیاژ های پلیمر با توجه به خواص کاربردی آن‌ها مانند مقاومت در برابر خوردگی، میزان مطلوب چقرمگی، استحکام و پایداری بالا، قابلیت انعطاف‌پذیری و... در صنایع مختلف امری مهم محسوب می‌شود.

بهترین راهکار برای تولید مواد مختلف با ویژگی‌هایی شاخص، ساخت و تولید انواع آلیاژ های پلیمر است. هم‌زمان با پیشرفت در صنایع مختلف تولیدی، ما نیاز به مواد جدیدی داریم که خواص آن‌ها بهبود پیدا کرده باشند. تقویت ویژگی‌ های مهمی مانند خواص مکانیکی یا فیزیکی در این فرایند میزان تولید انواع آلیاژهای پلیمری، بهبود عملکرد و کاربرد آن‌ها را در سطح وسیعی گسترش داده است.

امروزه میزان استفاده از این مواد در صنایع مختلف افزایش رو به رشدی داشته است. این نیاز باعث شده تا متخصصان و دانش‌پژوهان به مطالعه بیشتر در خصوص ترکیب عناصر مختلف با یکدیگر بپردازند. با بهبود خواص ماده و تولید انواع آلیاژهای پلیمر، کاربرد این مواد در جهان امروز پررنگ‌تر شده و مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است.

آلیاژ های پلیمری پیشرفته چه نوع موادی هستند؟

همان طور که می‌دانید پلیمر های موجود در طبیعت به تنهایی نمی‌توانند در عرصه صنعت و به خصوص صنایع نوین کاربرد داشته باشند. به همین دلیل مهندسین شیمی و متخصصان مواد، همواره برای یافتن آلیاژهای پلیمری جدید و پیشرفته در حال تلاش هستند. آلیاژ به دسته‌ هایی از مواد پلیمری گفته می‌شود که با یکدیگر ترکیب شده و ماده‌ ای جدید از آن جنس را به وجود می‌آورند. هر آلیاژ، میزان مشخصی از مواد ترکیب شده را در خود دارد و آلیاژ های پیشرفته به موادی با بیشترین میزان کاربرد، استحکام و کارایی در صنعت مورد نظر گفته می‌شود.

ویژگی‌ های آلیاژ های پلیمری پیشرفته

انواع آلیاژهای پلیمری که به عنوان موادی پر کاربرد در صنایع مدرن شناخته می‌شوند، ویژگی‌ های مشخصی دارند. این ویژگی‌ ها عبارتند از:

فرآیند ساده تولید:

آلیاژها موادی هستند که تولید انبوه آن‌ها به عنوان فرآیند پیچیده‌ای محسوب نمی‌شود و به همین دلیل جایگاه و ارزش بالایی در صنعت دارند؛

وزن:

وزن پایین این آلیاژها در قبال استحکام مناسبی که دارند، باعث می‌شوند تولیدات صنعتی که به وسیله آن‌ها انجام می‌شوند، به کیفیت بالایی دست پیدا کنند؛

قیمت:

در عین حال که مواد پلیمری وتولید انواع آلیاژهای پلیمر پیشرفته، کاربرد و ارزش بالایی دارند، قیمت چندانی برای آن‌ها در نظر گرفته نمی‌شود که این مورد نیز بسیار با اهمیت تلقی می‌گردد؛

استحکام:

استحکام بالای موارد پلیمری به خصوص با آلیاژهای پیشرفته، صنعت را به سمت پیشرفت عظیمی سوق داده است؛

شکل پذیری:

یکی از مواردی که در اکثر سازه‌های صنعتی اهمیت دارد، شکل پذیری مواد اولیه است و مواد پلیمری با دارا بودن این ویژگی به عناصری خاص و مهم در صنایع تبدیل شده اند؛

با توجه به ویژگی‌های بالا، این مواد یکی از بهترین گزینه‌ها برای مصارف صنعتی هستند.

آلیاژ های پلیمری پیشرفته در چه مواردی کاربرد دارند؟

سال‌ هاست که از پلیمر در صنایع مختلف استفاده می‌شود. آلیاژهای پلیمری پیشرفته نیز به عنوان بهترین نوع آلیاژ های نوترکیب، در مواردی همچون صنایع خودرو و ماشین آلات، صنایع مرتبط با لوازم خانگی، صنایع لوازم الکترونیکی و الکتریک، صنایع دارویی و درمانی، صنایع بهداشتی، صنایع نساجی، صنایع کشاورزی، صنایع بسته بندی و... مورد استفاده قرار می‌گیرند و واضح است که آلیاژ های این صنایع را به سمت پیشرفت و بهتر شدن سوق می‌دهند.

اگر بخواهیم مثالی را برای کاربرد این آلیاژ ها در صنایع خودرو بیان کنیم، می‌توانیم به تولید بدنه خودرو و هواپیما، تزئینات و لوازم داخلی آن اشاره نماییم. همچنین از شیشه و صندلی گرفته تا سیم‌ های برق و قطعات داخلی موتور آن ممکن است از مواد پلیمری تشکیل شده باشند. در ادامه کاربرد آلیاژهای پلیمری پیشرفته را در هر یک از موارد ذکر شده در این بخش بررسی خواهیم کرد.

استفاده از مواد پلیمری پیشرفته در صنایع مختلف

آلیاژهای پلیمری در صنایع مختلفی به کار برده می‌شوند که در این بخش سعی داریم شما را با برخی از این کاربرد ها آشنا کنیم.

صنایع بسته بندی

می‌دانیم که اصلی‌ ترین مواد به کار رفته در صنایع بسته بندی، پلاستیک‌ ها هستند؛ به همین جهت می‌توان گفت که بیشترین مورد استفاده از پلیمر هایی همچون پلی اتیلن و پلی پروپیلن است که با کاربرد پیشرفته‌ ترین آلیاژ های این ماده، صنعت بسته بندی روز به روز با پیشرفت‌ های بسیار با اهمیتی مواجه می‌شود. این نوع پلیمر ها به دلیل قابل بازیافت بودن، سبکی، قیمت مناسب، بهداشتی بودن و... در این صنعت مورد توجه قرار گرفته اند.

صنایع لوازم خانگی

امروزه با توجه به مشغله افراد و گیر افتادن در زندگی مدرن، لوازم خانگی به خصوص لوازم آشپزخانه متعددی برای سادگی در انجام کارها و رفاه هر چه بیشتر تولید شده اند. این لوازم خانگی باید از لحاظ بهداشت، کارایی و استحکام، کیفیت مناسبی داشته باشند و همین موضوع سبب شده است که آلیاژهای پلیمری به یکی از مواد ثابت در ساخت این نوع لوازم تبدیل شوند. لوازم خانگی که اکثرا بر پایه پلی پروپیلن ساخته شده اند، شامل انواع لوازم برقی آشپزخانه همچون آبمیوه گیری، چرخ گوشت، خردکن، مایکروویو، توستر، جاروبرقی و... هستند.

صنایع دارویی، درمانی و بهداشتی

می‌دانیم که برخی از مواد شیمیایی به کار برده شده در صنعت دارویی یا بهداشتی ممکن است آثار زیان آوری را برای مصرف کننده بر جای بگذارند. به همین جهت بسته بندی‌ های مواد آرایشی و بهداشتی یا دارویی که مستقیما با سلامت افراد سر و کار دارند، بهتر است از موادی ایمن و بی اثر مانند پلیمرها تشکیل شوند. تولید انواع آلیاژهای پلیمر پیشرفته مانند پلی اولفین‌ها، پلی استال، پلی متیل متا کریلات و...که در تهیه بسته بندی‌های دارویی و بهداشتی، سرنگ‌ها، لباس‌های یکبار مصرف، تجهیزات اتاق عمل و تصویربرداری، لوازم تنفس مصنوعی و... استفاده می‌شوند، نمونه‌ هایی از کاربرد پلیمرها در صنایع دارویی، درمانی و بهداشتی هستند.

صنایع کشاورزی

آلیاژهای پلیمری پیشرفته‌ای که با استفاده از آن‌ها ابزار و دستگاه‌ های کشاورزی ساخته می‌شوند را به هیچ عنوان نمی‌توان نادیده گرفت. این روزها کشاورزی نیز با قرار گرفتن تحت تاثیر مدرنیسم، از حالت اولیه و سنتی خود خارج شده است. اگر بخواهیم مثالی برای استفاده از مواد پلیمری در کشاورزی بزنیم، استفاده از لوله‌ های پلی اتیلن برای آبیاری یا کمک گرفتن از فیلم‌ های پلی اتیلنی برای جلوگیری از هدررفت آب، نمونه‌های بارز این موضوع به حساب می‌آیند. در صورتی که از آلیاژ های پیشرفته پلیمر برای ساخت این نوع وسایل و ابزار استفاده شود، طبیعتا باید شاهد کارکرد و استحکام بیشتری از آن‌ ها باشیم.

اگر به دنبال کسب اطلاعات بیشتر درباره چسب قالبی هستید به این صفحه مراجعه کنید.