خواص الاستومرها(لاستیک ها)

   یک پلیمر باید دارای چه خصوصیاتی باشد تا بتوان آن را الاستومر یا Rubber یا Lastic یا Caautchonch نامید؟

1.   در برابر نیروی کم ازدیاد طول زیادی از خود نشان دهد یا Low Modolus باشد.

2.   پس از قطع نیروی اعمال شده به حالت اول برگردد و شکل اولیه را پیدا کند یعنی باید خاصیت برگشت پذیری Rever Sibility داشته باشد.

        نکته مهم این است که دوخاصیت بالا را باید در یک فاصله زمانی کم از خود ارائه دهد.یعنی بتواند تغییر شکل آنی داشته باشد و همچنین بازگشت آنی و در نتیجه پارامتر زمان برای عکس العمل باید بسیار کوتاه باشد.

 .3سومین خاصیتی که باید یک پلیمر داشته باشد تا بتوان از آن خاصیت الاستومری به دست آورد Tg بسیار پایین تر از درجه حرارت محیط می باشد.

 .4یک پلیمر باید بدون خاصیت کریستاله شدن (Crystalization) باشد تا بتواند خاصیت الاستومری داشته باشد.(Lack of Crystalization)

پلی اتیلن دارای Tg ،120- درجه می باشد.

 .5 چهار خاصیت بالا خواص مهمی هستند که مربوط به ساختمان مولکولی پلیمر می باشد.خاصیت دیگری هم وجود دارد و آن این است که یک پلیمر باید قابلیت شبکه ای شدن (vulcanize) را داشته باشد.ولکانیزاسیون فرایندی است که طی آن بین زنجیرهای پلیمر اتصالات شیمیایی ایجاد می کنیم.

.6 در الاستومرها باید چرخش حول پیوند c-c راحت صورت بگیرد و در نتیجه باید الاستومرها دارای انعطاف پذیری بالا باشند.(1)

خاصیت بسیار مهم دیگر الاستومرها خواص ترموفیزیکی آنها می باشد.

خواص ترمو فیزیکی الاستومرها:

1- چگالی ظاهری (Apparent density (ρ) )

چگالی ظاهری نسبت جرم نمونه به حجم کل است.                            

p چگالی ظاهری(kg/m3) ، m وزن لاستیک(kg)  است، vb حجم لاستیک(m)  است.

2- ضریب تخلخل(ε)  : ضریب تخلخل کسری از فضای خالی در توده لاستیک است و بوسیله معادله زید محاسبه می شود.                       

 

ε) ) ضریب تخلخل (٪) است، V_oil  حجم روغن) m ) است. V_b  حجم توده لاستیک است(m³)

3- ظرفیت گرمایی مخصوص (c_p) : ظرفیت گرمایی مخصوص نمونه با استفاده از کلریمتری بر حسب رطوبت حاوی 35-25٪ زمینه خشک تعیین می شود.(2)

الاستومرها خواص ترموفیزیکی خاصی از خود نشان می دهند که دیگر پلیمرها این خاصیت را نشان نمی دهند:

1)  افزایش مدول با دما

         نکته ای که باید در اینجا اشاره کنیم آن است که سختی (Hardness) با مدول متفاوت می باشد.منحنی و مدول هر دو مقاومت در برابر نیرو می باشند اما منشاء هردو متفاوت می باشد. مقاومت در برابر نیرو در الاستومرها را الاستیسیتی (Elasticity) گویند.

 .2اگر نیروی ثابتی را به یک الاستومر وارد کنیم (مثلاً نیروی کششی ثابت) میزان ازدیاد طول و ابعاد و تغییر شکل با افزایش دما کاهش می یابد.زیرا حالت اصلی و اولیه پلیمر کویل است و ما وقتی به آن شکل می دهیم یعنی در واقع آن را کشیده ایم و با افزایش دما ما به آن انرژی می دهیم و زنجیرها آزاد می شوند و دوست دارند به حالت پایدار یعنی کویل خود برگردند( shrinkage).

خصوصیات رئولوژیکی الاستومرها

    الاستومرها باید با مواد مختلفی ترکیب شوند. ترکیب مواد مختلف با الاستومر را Compound یا آمیزه می نامند. در یک آمیزه لاستیکی:

1– الاستومر                                                              2– تقویت کننده

 3– مواد نرم کننده                                                       4– مواد وولکانیزاسیون

5– تسریع کننده ها                                                       6– فعال کننده ها

 7– مواد دیگر وجود دارد.

هر کدام از این اجزا می توانند خواص رئولوژیکی آمیزه را تغییر دهند.

            همچنین جهت مخلوط کردن این اجزا از دستگاه های مختلفی استفاده می کنند مانند 1- اکسترودر     2- غلتک (Two Roll Mill ) 3- Calender که استفاده از هرکدام از این مخلوط کننده ها (Mixer ) می تواند رئولوژی آمیزه لاستیکی راتغییر دهد و همچنین جهت پخت و یا شکل دهی آمیزه لاستیکی می توان از روش قالبگیری فشاری  Compresion Molding و یا تزریقی Injection و یا از دستگاه Auto Clave استفاده نمود. بنابراین قبل از استفاده از هر کدام از این روش ها دانستن خصوصیت های رئولوژیکی آمیزه لاستیکی دارای درجه اهمیت بالایی می باشد.(3,4 )

 از خواص مهم الاستومرها می توان به ارتباط بین الاستیسیته با دما اشاره نمود.

F→T

        طبق تئوری که قبلاً اثبات کردیم رابطه بین F و T به صورت مستقیم بود.یعنی با افزایش دما مدول افزایش می نمود ولی در بعضی موارد رابطه معکوس بین دما با مدول در الاستومرها دیده شده است که به ظاهر تئوری فوق را نقض می کند ولی باید به خاطر داشت که این پدیده نقض تئوری نمی باشد.