اتصالات, اخبار, لوله

عامل های اثرگذار برمقدار ESCR پلی اتیلن(بخش اول)

لوله

پیشگفتار

ESC یا Enviromental stress cracking نوعی شکست جهت مواد پلیمری است که این شکست از یک ترک در ابعاد میکرو برروی سطح پلیمر آغاز می گردد. علت این امر، فشارهای زیست محیطی می باشد. استقامت پلیمر درمقابل این چنین فشاری ESCR یا environmental stress crack resistance گفته می شود. به نظر می آید که تنش ها و اثرهای زیست محیطی به پیشروی ترک نخست سرعت می بخشند. ولو چنانچه این پدیده تاحدی قابل لمس نیست، می توان این طور گمان کرد که عامل های فعال سطحی محیط(surfactants) با سطح پلیمر دستخوش واکنش می شوند و موجب شروع و پیشروی شیارهای گفته شده می شوند که در آخر به شکست پلیمر می انجامد.

لوله

متغیرهای اثرگذار برروی ESCR پلی اتیلن

مهمترین متغیرهایی که برروی ESCR پلی اتیلن تاثیرگذارند عبارتند از: وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی، شاخه های فرعی پلیمر، بلورینگی و وضعیت تست (مانند غلظت، دما، فشار و…). در ادامه به شرخ این عامل ها پرداخته میشود.

وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی

وزن مولکولی در حقیقت ارتباط خیلی نزدیکی با اندازه طول زنجیره پلیمری دارد. به صورت کلی هر چقدر که طول زنجیره مولکولی پلیمر پلی اتیلن بیشتر باشد، ESCR آن بالاتر است.

دیده شده است که همه ی رزین های پلی اتیلن حاوی اندازه و طول متمایزی هستند. این بازه قادر است از چند صد گروه اتیلن آغاز شود و تا چند میلیون ادامه یابد. به همین علت، هر ۲عامل وزن مولکولی و توزیع طول زنجیره برای شناسایی یک رزین پلی اتیلن بهره برده می شود.

تعدادی ابزار تحلیلی و آزمون برای محاسبه وزن مولکولی و توزیع مربوط به رزین پلی اتیلن وجود دارد. یکی از این آزمون ها، آزمایش شاخص ذوب(Melt Index or MI) یا شاخص جریان ذوب(Melt Flow Index or MFI) یک رزین پلیمری ذوب شده در استاندارد ASTM D1238 است. شاخص ذوب، اندازه نرخ حرکت یک رزین مذاب است که در دما و فشار مشخص، از لوله مویرگی شکل عبور می کند. واحد اندازه گیری آن، گرم بر ده دقیقه است. شاخص ذوب نشان دهنده طول میانگین و وزن مولکولی زنجیرها در رزین و میزان در هم پیچیدگی آنها است، از این رو که تمام عوامل مذکور، موثر بر جریان پذیری پلیمر می باشند. این شاخص در صنایع پلاستیک، مثل قالب گیری چرخشی(rotational molding) استفاده می شود. انتظار می رود MFI پایین تر بیانگر حضور زنجیره های طولانی، شامل گره خوردگی های فیزیکی در نمونه رزین باشد و هرچه MFI  یک پلیمر بیشتر باشد،  ESCR بالاتری دارد.

به طور کلی در مورد توزیع وزن مولکولی، پلی اتیلن با توزیع مولکولی باریک(narrow) دارای ESCR کمتری نسبت به پلی اتیلن با توزیع وزن مولکولی عریض(broader) می باشد. البته باید با احتیاط چنین تعمیمی را به کاربرد. از آن جهت که عوامل زیادی مانند نوع کاتالیزگر و توزیع کومونومر دارای تاثیر بیشتری روی ESCR نسبت به توزیع وزن مولکولی می باشند.

شاخه های زنجیری و چگالی

ESCR به طور مستقیم به نوع، طول و پیچیدگی شاخه زنجیری بستگی دارد. به عنوان یک قاعده کلی، هرچه شاخه ها بیشتر باشد، تنش های زیست محیطی افزایش می یابد. درنتیجه هرچه چگالی کمتر باشد ESCR بیشتر است.

در واقع زنجیره های بلند مولکولی که در پلیمر ها وجود دارند، دارای بخش هایی کریستال و بخش هایی آمورف هستند. این امر به حضور شاخه های فرعی بستگی دارد و مقدار این شاخه های فرعی به شرایط پلیمریزاسیون در زمان ساخت پلیمر برمی گردد، شرایطی از قبیل: نوع کاتالیزگر، فشار، دما، نوع راکتور و غلظت و نوع کومونومر(در صورت وجود).

برای اطلاعات بیشتر به بخش دوم مراجعه کنید.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید